(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状のフィルムと、
前記フィルムの母線方向に長く、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、を有し、前記第１の面が前記フィルムの内面に接触するヒータであって、基板と、前記基板上に形成された発熱抵抗体と、を有するヒータと、
前記ヒータの長手方向に長く、前記ヒータの前記第２の面に接触し、熱伝導率が前記基板よりも高い熱伝導部材と、
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、
を有し、前記フィルムを介した前記ヒータの熱を利用して記録材に形成されたトナー画像を記録材に定着する定着装置において、
前記ヒータの長手方向及び厚み方向の双方に垂直な方向である前記ヒータの幅方向において、前記熱伝導部材の一端部である第１の部分は、それと同じ側の前記ヒータの一端部よりも内側にあり、前記熱伝導部材の他端部である第２の部分は、それと同じ側の前記ヒータの他端部よりも内側にあり、
前記ヒータの長手方向に垂直である断面において、
前記熱伝導部材の前記第１の部分及び前記第２の部分が前記支持部材と前記ヒータの双方に接触し挟まれており、
前記ヒータの幅方向に関し前記熱伝導部材の前記第１の部分と前記第２の部分との間に前記支持部材と前記熱伝導部材とが接触しない第１の非接触領域が設けられ、
前記支持部材と、前記ヒータの前記一端部及び前記他端部にある前記第２の面と、が接触しない第２の非接触領域が設けられている、ことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記第１の非接触領域は、前記断面において、前記支持部材が有する凹部と、前記熱伝導部材と、に囲まれた領域であることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記第２の非接触領域は、前記断面において、前記熱伝導部材の前記ヒータの幅方向に垂直である端面と、前記ヒータの第２の面と、前記支持部材と、に囲まれた領域であることを特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記断面を第１の断面としたときに、前記ヒータの長手方向において前記第１の断面と異なる位置にある第２の断面において、前記熱伝導部材の前記ヒータの幅方向の一端部及び他端部をそれぞれ第３の部分及び第４の部分とした場合に、前記熱伝導部材の前記第３の部分及び前記第４の部分が前記支持部材と前記ヒータの双方に接触し挟まれており、前記ヒータの幅方向に関し前記第３の部分と前記第４の部分との間において前記支持部材と前記熱伝導部材とが接触しない非接触領域が設けられていないことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項５】
前記第２の断面は、前記熱伝導部材の前記ヒータの長手方向における端部の断面であることを特徴とする請求項４に記載の定着装置。
【請求項６】
前記ヒータの長手方向において、前記ヒータの発熱領域よりも外側にある前記ヒータの両端部はそれぞれ、前記熱伝導部材の両端部よりも外側にあり、
前記支持部材は前記ヒータの前記両端部に接触し支持するヒータ支持部を有し、前記支持部材は、前記ヒータの長手方向に関し、前記ヒータの発熱領域内においては前記ヒータの前記熱伝導部材と対向する面に接触しないことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項７】
前記熱伝導部材は、長手端部に前記支持部材に近づく方向に曲がっている曲げ部を有し、
前記支持部材は前記曲げ部が挿入される開口部を有し、
前記支持部材に対する前記ヒータの幅方向の前記熱伝導部材の移動は、前記曲げ部と前記開口部との係合によって規制されることを特徴とする請求項１〜６に記載の定着装置。
【請求項８】
前記曲げ部を第１の曲げ部、前記開口部を第１の開口部としたとき、
前記熱伝導部材は、前記ヒータの長手方向において前記長手端部と反対側にある長手端部に第２の曲げ部を有し、
前記支持部材は、前記第２の曲げ部が挿入される第２の開口部を有し、前記支持部材に対する前記ヒータの幅方向の前記熱伝導部材の移動は、前記曲げ部と前記開口部との係合によって規制されることを特徴とする請求項７に記載の定着装置。
【請求項９】
前記非接触領域は、前記ヒータの長手方向において、前記第１の開口部と前記第２の開口部の間で前記ヒータの長手方向に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。
【請求項１０】
前記ヒータは、前記発熱抵抗体を保護するように前記基板上に設けられた保護層を有することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項１１】
前記断面において、前記発熱抵抗体の少なくとも一部は、前記ヒータの幅方向に関し前記熱伝導部材の前記第１の部分もしくは前記第２の部分とオーバラップすることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項１２】
前記フィルムを介して前記ヒータと共に記録材を搬送するためのニップ部を形成するバックアップ部材を有することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機やレーザビームプリンタ等の電子写真方式の作像プロセスを採用した画像形成装置が備える定着装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置が備える定着装置として、フィルムを用いた定着装置が知られている。この定着装置は、筒状のフィルムと、フィルムの内面に接触するヒータと、を有し、フィルムの熱を利用して記録材に形成されたトナー像を記録材に定着する装置である。
【０００３】
このフィルムを用いた定着装置はフィルムの熱容量が小さいので、小サイズ記録材を連続的に定着処理した場合に、記録材が通過しない領域である非通紙領域の温度が過剰に上昇する非通紙部昇温が生じやすいことが知られている。そこで、特許文献１には、ヒータと支持部材との間に金属板を挟み、この金属板によって非通紙部の熱を拡散させて非通紙部昇温を抑制するものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−８４９１９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示される構成は、ヒータの熱が金属板を介して支持部材に逃げやすく、定着装置のウォームアップが遅くなるという課題がある。そこで、本発明の目的は、非通紙部昇温の抑制とウォームアップ時間の短縮を両立できる定着装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するための本願発明の好適な実施形態は、筒状のフィルムと、前記フィルムの母線方向に長く、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、を有し、前記第１の面が前記フィルムの内面に接触するヒータであって、基板と、前記基板上に形成された発熱抵抗体と、を有するヒータと、前記前記ヒータの長手方向に長く、前記ヒータの前記フィルムの内面と接触する前記第２の面に接触し、熱伝導率が前記基板よりも高い熱伝導部材と、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、を有し、前記フィルムを介した前記ヒータの熱を利用して記録材に形成されたトナー画像を記録材に定着する定着装置において、前記ヒータの長手方向及び厚み方向の双方に垂直な方向である前記ヒータの幅方向において、前記熱伝導部材の一端部である第１の部分は、それと同じ側の前記ヒータの一端部よりも内側にあり、前記熱伝導部材の他端部である第２の部分は、それと同じ側の前記ヒータの他端部よりも内側にあり、前記ヒータの長手方向に垂直である断面において、前記熱伝導部材の前記第１の部分及び前記第２の部分が前記支持部材と前記ヒータの双方に接触し挟まれており、前記ヒータの幅方向に関し前記熱伝導部材の前記第１の部分と前記第２の部分との間に前記支持部材と前記熱伝導部材とが接触しない第１の非接触領域が設けられ、前記支持部材と、前記ヒータの前記一端部及び前記他端部にある前記第２の面と、が接触しない第２の非接触領域が設けられていること、を特徴とするものです。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ヒータに接触する熱伝導部材を用いた定着装置において、非通紙部昇温の抑制とウォームアップ時間の短縮を両立可能な定着装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例１の定着装置の構成を示す断面模式図
【図２】実施例１の定着装置の構成を示す正面模式図
【図３】実施例１のヒータの説明図
【図４】実施例１のヒータにおけるサーミスタおよび温度ヒューズの位置を示す図
【図５】（ａ）実施例１における支持部材に対するヒータおよび金属板の支持方法を示す図、（ｂ）実施例１における支持部材に対する金属板の支持方法を示す図、（ｃ）実施例１における金属板の係合部および支持部材のザグリ部の位置を示す斜視図
【図６】（ａ）実施例１の給電コネクタの説明図、（ｂ）実施例１のヒータクリップの説明図
【図７】（ａ）実施例１におけるヒータ、金属板、ザグリの位置を示す断面模式図、（ｂ）（ａ）のヒータ近傍拡大図、（ｃ）実施例１の変形例のヒータ近傍拡大図
【図８】（ａ）ヒータ内の熱の流れを示すヒータおよび金属板の一部拡大図、（ｂ）ヒータおよび金属板の長手方向の端部の部分拡大図
【図９】実施例１におけるヒータから支持部材への熱の流れを示す断面模式図
【図１０】（ａ）比較例１における熱の流れを示す図、（ｂ）比較例２における熱の流れを示す図
【図１１】実施例２におけるヒータ、金属板、ザグリ部の位置示す断面模式図
【図１２】実施例３におけるヒータ、金属板、ザグリ部の位置示す断面模式図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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。まず、本実施例における定着装置の概要を説明し、次いで、本実施例の特徴について説明する。
【実施例１】
【００１０】
以下の装置構成の説明において、長手方向とは、記録材搬送路面において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と平行な方向である。
【００１１】
（定着装置）
図１は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の両端部を幅方向から見た模式図である。
【００１２】
３１は可撓性を有する筒状のフィルム３６を含むフィルムユニット、３２はバックアップ部材としての加圧ローラである。このフィルムユニット３１と加圧ローラ３２は、ヒータ３７がフィルム３６を介して加圧ローラ３２に対向するように、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。
【００１３】
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の材質としては、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。
【００１４】
本実施例では、ステンレス鋼製の外径１１ｍｍの芯金３２ａ上に射出成形により厚み約３．５ｍｍのシリコーンゴム層３２ｂを形成し、その外側に厚み約４０μｍのＰＦＡ樹脂チューブ３２ｃを被覆した加圧ローラ３２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、ＡＳＫＥＲ−Ｃ硬度計で９．８Ｎの荷重において、ニップＮの確保や耐久性などの観点から、４０°〜７０°の範囲が望ましい。本実施例においては、５４°に調整している。加圧ローラ３２の長手方向の弾性層の長さは２２６ｍｍである。この加圧ローラ３２は図２に示すように、芯金３２ａの長手方向の両端で、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せている。Ｇは加圧ローラ芯金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）から駆動が伝達されて加圧ローラ３２が回転する。
【００１５】
図１のフィルムユニット３１は、フィルム３６と、フィルム３６の内面に接触するヒータ３７と、ヒータ３７のフィルム３６の内面と接触する面と反対側の面に接触する金属板３９と、金属板３９を介してヒータ３７を支持する支持部材３８と、を有する。フィルムユニット３１は、更に、支持部材を補強する加圧ステイ４０と、フィルム３６の長手方向の移動を規制するフランジ４１と、を有する。
【００１６】
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樹脂チューブを用いている。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もので、剛性・耐熱性・断熱性を有する部材であり、本実施例では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の一方の面を支持する役割と、を有している。
【００１７】
ヒータ３７は、図３に示すアルミナ、窒化アルミ等のセラミックからなる基板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、さらに発熱抵抗体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、抵抗値は１８Ωである。発熱抵抗体の上に保護層としてのガラスコート３７ｄを形成することにより、発熱抵抗体を保護し、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の支持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。本実施例のヒータ３７の基板３７ａは長手方向の長さが２７０ｍｍ、短手方向の長さが５．８ｍｍ、厚みが１．０ｍｍの直方体の形状であり、材質はアルミナである。発熱抵抗体３７ｂは、長手方向端部で電気接点部３７ｅを経由して折り返したパターンとなっており、上流側、下流側とも同一形状であり、長手方向長さは２２２ｍｍ、短手方向長さは０．９ｍｍである。また、発熱抵抗体３７ｂの短手方向の位置は、上流側、下流側ともに、セラミック基板３７ａ端から０．７ｍｍの位置にあり、短手方向中心から対称な位置に印刷されている。なお、フィルム３６の内面には耐熱性を有するグリスが塗布されており、ヒータ３７および支持部材３８と、フィルム３６の内面との摺動性が向上している。
【００１８】
図４は、支持部材３８と、感温素子であるサーミスタ４２および温度ヒューズ４３と、を示した図である。支持部材３８には貫通孔４２ａおよび４３ａが設けられ、その貫通孔４２ａから温度検知素子としてのサーミスタ４２、貫通孔４３ａから安全素子としての温度ヒューズ４３と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、熱伝導部材を介してヒータ３７の熱を感熱するように熱伝導部材の上に感温素子が設けられている。
【００１９】
サーミスタ４２は、筐体にヒータ３７への接触状態を安定させるためのセラミックペーパー等を介して、サーミスタ素子を配し、さらにポリイミドテープ等の絶縁物が被覆されている。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への電力供給を遮断する部品である。温度ヒューズ４３は、円筒状の金属筐体内に所定温度で溶融するヒューズエレメントが搭載されており、ヒータ３７の異常昇温によりヒューズエレメントが溶断した時にヒータ３７へ電力供給する回路を遮断する。温度ヒューズ４３は、金属板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。
【００２０】
次に、図１の加圧ステイ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。加圧ステイ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。本実施例の加圧ステイ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。
【００２１】
左右のフランジ４１は、加圧ステイ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に係合している。本実施例では、フランジ４１の材料として、液晶ポリマー樹脂を用いている。
【００２２】
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との間に配し、左右のフランジ４１、加圧ステイ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。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。これによって、ヒータ３７がフィルム３６を介して加圧ローラ３２の弾性に抗して加圧ローラ３２と共に６ｍｍ程度のニップ部Ｎが形成される。
【００２３】
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。本実施例では、記録材の搬送速度が１００ｍｍ／ｓｅｃとなるように加圧ローラ３２の回転速度を設定した。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。
【００２４】
フィルム３６が回転して、ヒータ３７に電力が供給され、ヒータ３７のサーミスタ４２の検知温度が定着可能な目標温度に達した状態でニップ部Ｎに記録材Ｐが導入される。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。
【００２５】
ニップ部Ｎに未定着トナー画像ｔを担持した記録材Ｐが導入され、ニップ部Ｎにおいて記録材Ｐのトナー画像を担持する面は、フィルム３６に密着してフィルム３６と共に搬送される。この搬送過程において、ヒータ３７に温められたフィルム３６の熱を利用して記録材Ｐ上の未定着トナー画像ｔが記録材Ｐ上に定着される。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。なお、本実施例における定着装置の最大通紙可能幅は２１６ｍｍであり、ＬＴＲサイズの記録材を毎分２０枚の速度で定着処理できる。
【００２６】
（本実施例の特徴）
図５を用いて、本実施例の熱伝導部材としての金属板３９のフィルムユニット３１内における支持構成について説明する。図５（ａ）は長手方向の断面図、図５（ｂ）はヒータ３７を取り外した状態で金属板３９が支持部材３８に設けられた状態の図である。図５（ｃ）は金属板の係合部および支持部材のザグリ部を説明する斜視図である。尚、図５においてはサーミスタ４２および温度ヒューズ４３の表示を省略している。
【００２７】
図５（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施例においては、支持部材３８に金属板３９を載せて、その金属板３９の上にヒータ３７を載せる。トナー画像の加熱領域（記録材の通過領域）においては、支持部材３８はヒータ３７の金属板３９と対向する面には接触しない。支持部材３８は、ヒータ３７の長手方向の両端部においてはヒータ３７と接触する。その両端部では、ヒータ３７は給電コネクタ４６及びヒータクリップ４７（保持部材）によって、支持部材３８に対して保持されている。つまり、ヒータ３７は、トナー画像の加熱領域においては金属板３９を介して支持部材３８に支持され、トナー画像の加熱領域外の端部においては支持部材３８に直接接触して支持される。
【００２８】
図６（ａ）に示すように、給電コネクタ４６はコの字型の樹脂からなるハウジング部４６ａとコンタクト端子４６ｂによって構成される。給電コネクタ４６は、ヒータ３７と支持部材３８を挟んで保持すると共に、コンタクト端子４６ｂがヒータ３７の電極３７ｃとが接触してこれらが電気的に接続される。コンタクト端子４６ｂは束線４８に接続されており、束線４８は不図示のＡＣ電源・トライアックに接続されている。
【００２９】
図６（ｂ）に示すように、ヒータクリップ４７は、コの字型に曲げられた金属板から形成され、そのバネ性によって保持部材としてヒータ３７の端部を支持部材３８に接触させて保持している。またヒータクリップ４７に押圧されているヒータ３７の端部はヒータの面と平行な方向には移動が可能である。これにより、ヒータ３７が熱膨張した時に、ヒータ３７に不必要な応力がかかることを防止することができる。
【００３０】
図５（ｃ）で金属板３９と支持部材３８に設けられた金属板３９の係合部およびザグリ部について説明する。本実施例では、金属板３９として、厚みが０．３ｍｍで一定であるアルミニウム板（板材）を用いている。ヒータ３７と接触する領域の長さＬは２２２ｍｍ、記録材の搬送方向の幅Ｍは４ｍｍである。金属板３９は、長手方向の両端部にｌ＝３ｍｍの曲げ部３９ａが設けられ、支持部材３８の取り付け穴３８ａに差し込まれる。尚、この取り付け穴３８ａは金属板３９の熱膨張を吸収するために、曲げ部３９ａに対して若干大きめに設けており、本実施例では、ｃ＝０．４ｍｍ、ｄ＝４．１ｍｍである。支持部材３８にはザグリ部５０（凹部）が形成されており、長手方向の長さａ＝２１６ｍｍ、搬送方向の長さｂ＝２ｍｍ、深さは０．２ｍｍである。
【００３１】
本実施例の基板３７ａは長手方向の長さが２７０ｍｍ、短手方向の長さが５．８ｍｍ、厚みが１．０ｍｍの直方体の形状であり、材質はアルミナである。また、発熱抵抗体３７ｂの長手方向の長さは２２２ｍｍである。
【００３２】
図７を用いて本実施例の特徴的な構成について説明する。図７（ａ）は、ヒータ３７、金属板３９、ザグリ部５０の位置を説明するための断面模式図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）のヒータ近傍拡大図である。
【００３３】
図７（ｂ）の記録材の搬送方向において、金属板３９がヒータ３７と接触する領域のうち一方の端部領域に対応する金属板３９の部分を第１の部分３９ａとし、他方の端部領域に対応する金属板３９の部分を第２の部分３９ｂとする。金属板３９の第１の部分３９ａと第２の部分３９ｂとが支持部材３８とヒータ３８とに挟まれるように構成されている。更に、記録材の搬送方向において、第１の部分３９ａと第２の部分３９ｂとの間に、支持部材３８と金属板３９とが接触しないザグリ部５０（非接触領域）が設けられている。
【００３４】
図７（ａ）において、基板の幅Ｓは５．８ｍｍ、アルミ板の幅Ｍは４ｍｍ、支持部材のザグリ部の幅ｂは２ｍｍである。つまり、基板３７ａの幅＞金属板３９の幅＞支持部材３８のザグリ部５０の幅という関係になっている。
【００３５】
尚、ここで言う「記録材の搬送方向」は、「フィルム３６の母線方向に直交する方向」と同じ方向である。
【００３６】
（本実施例の作用）
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である。これに対し、金属板３９として用いたアルミニウムの熱伝導率はおよそ２３０Ｗ／ｍＫであり、基板３７ａよりも大きい。ここで、図８（ａ）のように、基板３７ａの長手方向のある部分Ｈが他の部分に比べて高温になった場合を考える。基板３７ａ内部における長手方向の熱の流れＡに加えて、基板３７ａのうち金属板３９と接触している部分で基板３７ａから金属板３９への熱の流れが生じる。さらに、金属板３９内で長手方向に流れて再び基板３７ａに戻る熱の流れＢが発生する。この作用によってヒータ３７が均熱化される。
【００３７】
図８（ｂ）では、ヒータの発熱抵抗体３７ｂと金属板３９との長手方向の端部の位置関係を示している。本実施例では、図８（ｂ）のように、ヒータの発熱抵抗体３７ｂの長さと金属板３９の長さが同じである。
【００３８】
図９は、本実施例のヒータ３７の発熱抵抗体３７ｂに電力を供給した時のヒータ３７、金属板３９、支持部材３８間における熱の流れを示す。図１０は、比較例の定着装置の構成における熱の流れを示す。図１０（ａ）は、支持部材３８に実施例１のようなザグリ部５０を設けない比較例１の構成を示し、図１０（ｂ）は支持部材３８のうち金属板３９の記録材の搬送方向の端部領域に対応する部分にザグリ部５１及び５２が設けられた比較例２の構成を示す。比較例１において、金属板３９は、幅方向の全域でヒータ３７の熱を吸熱して、その熱を支持部材３８に伝熱するため、図中矢印の方向への熱の流れが発生する。この熱の流れにより、ヒータ３７が温まりにくくなるため、定着装置のウォームアップ時間が長くなる。比較例２においては、にザグリ部５１、５２が形成されている部分はヒータ３７からの熱が金属板３９を介して支持部材３８に流れないので、ヒータ３７が速く温まり定着装置のウォームアップ時間は短くなる。しかしながら、金属板３９の記録材の搬送方向の両端部が支持部材３８とヒータ３７とで挟まれていない。よって、金属板３９の記録材の搬送方向の両端部は、ヒータ３７との密着性が保たれず、ヒータから浮いてしまう場合があり、均熱効果が低減する場合がある。
【００３９】
一方、図９（図７（ｂ））の本実施例においては、金属板の３９の両端部である第１の部分３９ａと第２の部分３９ｂとが支持部材３８とヒータ３７とに挟まれているので、金属板３９とヒータ３７との密着性を保証できる構成である。つまり、金属板３９の記録材の搬送方向の端部の浮きを抑制できる構成である。更に、第１の部分３９ａと第２の部分３９ｂとの間にザグリ部５０が設けられているので、その部分ではヒータ３７の熱が金属板３９を介して支持部材３８に逃げず定着装置のウォームアップ時間を短くできる。
【００４０】
次に、本実施例の効果を確認する実験を行った。表１に本実施例と比較例１と比較例２のヒータ３７へ電力供給を開始してから、サーミスタ４２の検知温度が定着可能な目標温度に到達するまでの時間（ウォームアップ時間）を示す。実施例１は、比較例１よりも短く、比較例２とほぼ同等のウォームアップ時間を達成できることがわかった。
【００４１】
【表１】
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【００４２】
更に、本実施例の更なる特徴は、図７（ｂ）に示すように、記録材の搬送方向において、ヒータ３７の発熱抵抗体３７ｂは金属板３９の第１の部分３９ａと第２の部分３９ｂとオーバラップする位置に設けられている。この構成の場合、ヒータ３７への電力供給が止まらない状態（ヒータ暴走状態）になった場合に、発熱抵抗体３７ｂの熱が金属板３９を介して支持部材３８に最短距離で伝達される。その結果、ヒータ３７が割れるタイミングに対してより余裕をもって温度ヒューズを動作させることができる。このように、温度ヒューズ４３が動作するタイミングからヒータ３７が割れるタイミングまでの時間に余裕があると、小サイズの記録材を連続的に定着処理する際の紙間を小さく設定できるため、小サイズ紙の生産性を向上させることができる。
【００４３】
この効果を確認するため、ＣＯＭ１０サイズ（１０４．７×２４１．３ｍｍ）の封筒を実施例１と比較例１と比較例２の定着装置で連続的に定着処理したときに、ヒータ３７の割れが発生するまでの通紙枚数を確認した。尚、実際の装置においては、ヒータ３７が割れる前に温度ヒューズ４３が動作してヒータ３７への電力供給が遮断されるのでヒータ３７が割れることはない。
【００４４】
【表２】
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【００４５】
表２によると、本実施例におけるヒータ割れまでの枚数は、比較例２よりも多く、比較例１と同等である。尚、上記の効果は、発熱抵抗体３７ｂが記録材の搬送方向において、その少なくとも一部が金属板３９とオーバラップするように構成されることで得られる。
【００４６】
以上述べたことから、本実施例によると、非通紙部昇温抑制と定着装置のウォームアップ時間の短縮を両立できる定着装置を提供可能である。
【００４７】
尚、本実施例の構成においては、金属板３９の幅がヒータ３７の幅よりも小さいものであった。しかしながら、図７（ｃ）に示す本実施例の変形例のように、金属板３９の幅がヒータ３７の幅よりも大きいものであっても良い。ただし、図７（ｃ）の構成は、図７（ｂ）の構成よりも、金属板３９の熱容量が増えるので、定着装置のウォームアップ時間については不利になる。
【００４８】
また、金属板３９の代わりにグラファイト板を用いても本実施例と同様の効果を得られる。本実施例では板材を用いたが薄いシート状のものを用いても良い。
【００４９】
更に、本実施例の定着装置は、ヒータ３７がフィルム３６を介して加圧ローラ３２と記録材を搬送するニップ部を構成するものであったがこれに限定されない。ヒータ３７がフィルム３６の内面に接触し、ヒータ３７とは別のニップ部形成部材がフィルム３６を介して加圧ローラ３２とニップ部を形成するものでも良い。もしくは、加圧ローラ３２とニップ部を形成する定着ローラに対して外部加熱部として本実施例のフィルムユニット３１が接触する構成のものでも良い。
【００５０】
また、本実施例においては、ザグリ部５０が支持部材３８に形成される構成を示したが、金属板３９にザグリ部を設けることで、支持部材３９と金属板３９とが接触しない非接触領域を形成する構成でも良い。
【実施例２】
【００５１】
本実施例における定着装置のうち実施例１と同じ部分の説明は省略し、特徴的な構成についてのみ説明する。本実施例では、実施例１よりもニップ部Ｎの幅を大きくして定着性を向上させた構成となっている。具体的には以下の変更を行っている。
【００５２】
ヒータ３７の短手方向の長さを９ｍｍとして、支持部材３８のヒータ３７を支持する部分の短手方向の幅を実施例１よりも約３ｍｍ拡大した。また、加圧ローラ３２の硬度を４９°に調整して、フィルム３６と加圧ローラ３２との圧接力が総圧で２００Ｎとなるように加圧バネ４５の作用長を変更した。これによって、ニップ部Ｎの幅が約９ｍｍになる。
【００５３】
図１１に本実施例の定着装置の断面図を示す。ヒータ３７は金属板３９を介して支持部材３８によって支持されており、基板３７ａの幅Ｓは９ｍｍ、金属板３９の幅Ｍは７ｍｍ、支持部材３８のザグリ部の幅ｂ１およびｂ３は２．１ｍｍである。基板３７ａの幅、金属板３９の幅、支持部材のザグリ部の幅の順に大きい。本実施例では、支持部材３８の中央部に幅ｂ２＝１．６ｍｍの金属板３９と接触する部分がもうけられている点が実施例１とは異なる。すなわち、本実施例の金属板３９は、記録材の搬送方向の中央部および両端部を支持部材３８とヒータ３７とで挟まれている。
【００５４】
このような本実施例の構成によって、ニップ部の幅が大きい場合であっても、記録材の搬送方向における金属板３９の中央部がヒータ３７から浮くことがないのでヒータ３７と金属板３９との密着性を保証できる。
【００５５】
以上述べたことから、本実施例によると、ニップ部の幅が大きい定着装置においても、非通紙部昇温抑制と定着装置のウォームアップ時間の短縮を両立できる定着装置を提供可能である。
【実施例３】
【００５６】
本実施例における定着装置のうち実施例１と同じ部分の説明は省略し、特徴的な構成についてのみ説明する。本実施例の特徴は、図１２の定着装置の断面模式図に示すように、金属板３９が、記録材の搬送方向において、ヒータ３７の２つの発熱抵抗体３７ｂとオーバラップしないようにそれらの間に設けられている点である。この構成によって、本実施例の定着装置は、実施例１よりもヒータ３７の熱が支持部材３８に逃げ難くなっている。従って、本実施例は、装置のウォームアップ時間の短縮については実施例１よりも有利になる。尚、本実施例の金属板３９は、記録材の搬送方向において、ヒータ３７の２つの発熱抵抗体３７ｂと全くオーバラップしない構成であるが、発熱抵抗体３７ｂの幅のうちオーバラップしない領域の方がオーバラップする領域よりも広ければ上記効果は得られる。
【００５７】
以上述べたことから、本実施例によると、非通紙部昇温の抑制と、更なる定着装置のウォームアップ時間の短縮をすることが可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１８  定着装置
３２  加圧ローラ
３６  フィルム
３７  ヒータ
３８  支持部材
３９  熱伝導部材
５０〜５４  ザグリ部
Ｐ  記録材
Ｎ  ニップ部
ｔ  未定着トナー像
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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