(57)【要約】【課題】加熱部材の弾性復元力を維持しながら、金属層よりも熱伝導率が高い熱伝導層または熱伝導部材を有していない場合と比較して、定着動作中における加熱部材の非通紙領域の温度が通紙領域の温度よりも上昇することを抑制する。【解決手段】定着ユニットは、無端状の定着ベルトと、発熱層８１１と、絶縁層８１２と、絶縁層８１２に積層され絶縁層８１２より剛性が高く弾性復元力を生じさせる支持金属層８１３と、絶縁層８１２に積層され支持金属層８１３より剛性が低く且つ絶縁層８１２および支持金属層８１３より熱伝導率が高い熱拡散金属層８１４とを有し、定着ベルトの周方向における一方の端部で支持され、定着ベルトの内周面に押圧されて弾性的に変形し、定着ベルトを加熱するヒータ８１とを有する。【選択図】図６
2016057388.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転し、記録材にトナー像を定着する無端状の定着部材と、
通電により発熱する発熱層と、当該発熱層を挟み当該発熱層を電気的に絶縁する絶縁層と、当該絶縁層の一方の面に積層され当該絶縁層より剛性が高く弾性復元力を生じさせる金属層と、当該絶縁層の他方の面に積層され当該金属層より剛性が低く且つ当該絶縁層および当該金属層より熱伝導率が高い熱伝導層とを有し、前記定着部材の周方向における一方の端部で支持され、当該定着部材の内周面に押圧されて弾性的に変形し、当該定着部材を加熱する加熱部材と
を有する定着装置。
【請求項２】
前記熱伝導層は、前記絶縁層と比較して剛性が高い金属材料で構成され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】
前記熱伝導層は、前記絶縁層と比較して剛性が低いシート状の炭素系材料で構成されることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項４】
通電により発熱する発熱層と、当該発熱層を挟み当該発熱層を電気的に絶縁する絶縁層と、当該絶縁層の一方の面に積層され当該絶縁層より剛性が高く弾性復元力を生じさせる金属層と、当該絶縁層の他方の面に積層され当該金属層より剛性が低く且つ当該絶縁層および当該金属層より熱伝導率が高い熱伝導層とを有し、被加熱部材に押圧されて弾性的に変形し、当該被加熱部材を加熱する加熱部材。
【請求項５】
通電により発熱する発熱層と、当該発熱層を挟み当該発熱層を電気的に絶縁する絶縁層と、当該絶縁層の一方の面に積層され当該絶縁層より剛性が高く弾性復元力を生じさせる金属層と、当該絶縁層の他方の面に積層され当該金属層より剛性が低く且つ当該絶縁層および当該金属層より熱伝導率が高い熱伝導層とを有し、記録材にトナー像を定着する無端状の定着部材に押圧されて弾性的に変形し、当該定着部材を加熱する加熱部材。
【請求項６】
回転し、記録材にトナー像を定着する無端状の定着部材と、
通電により発熱する発熱層と、当該発熱層を挟み当該発熱層を電気的に絶縁する絶縁層と、当該絶縁層に積層され当該絶縁層より剛性が高く弾性復元力を生じさせる金属層とを有し、前記定着部材の周方向における一方の端部で支持され、当該金属層が形成された一方の面が当該定着部材の内周面に押圧されて弾性的に変形し、当該定着部材を加熱する加熱部材と、
前記加熱部材の他方の面に接触し、当該加熱部材の前記絶縁層および前記金属層より熱伝導率が高い熱伝導部材と
を有する定着装置。
【請求項７】
前記熱伝導部材は、前記定着部材の周方向における一方の端部で支持され、前記加熱部材の他方の面に接触して弾性的に変形することを特徴とする請求項６に記載の定着装置。
【請求項８】
前記熱伝導部材を、前記加熱部材に接触した状態と、当該加熱部材から離間した状態とに切り替える切替手段をさらに有することを特徴とする請求項６または７に記載の定着装置。
【請求項９】
トナー像を形成するトナー像形成手段と、
トナー像を記録材に転写する転写手段と、
記録材上に転写されたトナー像を記録材に定着する定着手段とを有し、
前記定着手段は、
回転し、記録材にトナー像を定着する無端状の定着部材と、
通電により発熱する発熱層と、当該発熱層を挟み当該発熱層を電気的に絶縁する絶縁層と、当該絶縁層の一方の面に積層され当該絶縁層より剛性が高く弾性復元力を生じさせる金属層と、当該絶縁層の他方の面に積層され当該金属層より剛性が低く且つ当該絶縁層および当該金属層より熱伝導率が高い熱伝導層とを有し、前記定着部材の周方向における一方の端部で支持され、当該定着部材の内周面に押圧されて弾性的に変形し、当該定着部材を加熱する加熱部材と
を有する画像形成装置。
【請求項１０】
トナー像を形成するトナー像形成手段と、
トナー像を記録材に転写する転写手段と、
記録材上に転写されたトナー像を記録材に定着する定着手段とを有し、
前記定着手段は、
回転し、記録材にトナー像を定着する無端状の定着部材と、
通電により発熱する発熱層と、当該発熱層を挟み当該発熱層を電気的に絶縁する絶縁層と、当該絶縁層に積層され当該絶縁層より剛性が高く弾性復元力を生じさせる金属層とを有し、前記定着部材の周方向における一方の端部で支持され、当該金属層が形成された一方の面が当該定着部材の内周面に押圧されて弾性的に変形し、当該定着部材を加熱する加熱部材と、
前記加熱部材の他方の面に接触し、当該加熱部材の前記絶縁層および前記金属層より熱伝導率が高い熱伝導部材と
を有する画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着装置、加熱部材および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として、特許文献１および特許文献２には、無端ベルト状の定着部材と、定着部材の内周面に接触し定着部材を加熱する面状の加熱部材とを有する定着装置が開示されている。
特許文献１および特許文献２に記載される面状の加熱部材には発熱層が形成されており、加熱部材は、電力が供給されることで発熱層が発熱し、定着部材を加熱する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１７５１６８号公報
【特許文献２】特開２０１１−１９７１８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
定着装置において用紙が搬送されない非通紙領域では、定着部材から用紙へ熱が伝導されにくく、加熱部材や定着部材の非通紙領域の温度が通紙領域の温度よりも上昇してしまうおそれがある。特に薄板状の加熱部材を採用して加熱部材の熱容量を小さくした場合には、非通紙領域において加熱部材がより温度上昇しやすい。
本発明は、弾性復元力により加熱部材を定着部材に接触させる定着装置において、加熱部材の弾性復元力を維持しながら、金属層よりも熱伝導率が高い熱伝導層または熱伝導部材を有していない場合と比較して、定着動作中における加熱部材の非通紙領域の温度が通紙領域の温度よりも上昇することを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に係る発明は、回転し、記録材にトナー像を定着する無端状の定着部材と、通電により発熱する発熱層と、当該発熱層を挟み当該発熱層を電気的に絶縁する絶縁層と、当該絶縁層の一方の面に積層され当該絶縁層より剛性が高く弾性復元力を生じさせる金属層と、当該絶縁層の他方の面に積層され当該金属層より剛性が低く且つ当該絶縁層および当該金属層より熱伝導率が高い熱伝導層とを有し、前記定着部材の周方向における一方の端部で支持され、当該定着部材の内周面に押圧されて弾性的に変形し、当該定着部材を加熱する加熱部材とを有する定着装置である。
請求項２に係る発明は、前記熱伝導層は、前記絶縁層と比較して剛性が高い金属材料で構成されることを特徴とする請求項１に記載の定着装置である。
請求項３に係る発明は、前記熱伝導層は、前記絶縁層と比較して剛性が低いシート状の炭素系材料で構成されることを特徴とする請求項１に記載の定着装置である。
請求項４に係る発明は、通電により発熱する発熱層と、当該発熱層を挟み当該発熱層を電気的に絶縁する絶縁層と、当該絶縁層の一方の面に積層され当該絶縁層より剛性が高く弾性復元力を生じさせる金属層と、当該絶縁層の他方の面に積層され当該金属層より剛性が低く且つ当該絶縁層および当該金属層より熱伝導率が高い熱伝導層とを有し、被加熱部材に押圧されて弾性的に変形し、当該被加熱部材を加熱する加熱部材である。
請求項５に係る発明は、通電により発熱する発熱層と、当該発熱層を挟み当該発熱層を電気的に絶縁する絶縁層と、当該絶縁層の一方の面に積層され当該絶縁層より剛性が高く弾性復元力を生じさせる金属層と、当該絶縁層の他方の面に積層され当該金属層より剛性が低く且つ当該絶縁層および当該金属層より熱伝導率が高い熱伝導層とを有し、記録材にトナー像を定着する無端状の定着部材に押圧されて弾性的に変形し、当該定着部材を加熱する加熱部材である。
請求項６に係る発明は、回転し、記録材にトナー像を定着する無端状の定着部材と、通電により発熱する発熱層と、当該発熱層を挟み当該発熱層を電気的に絶縁する絶縁層と、当該絶縁層に積層され当該絶縁層より剛性が高く弾性復元力を生じさせる金属層とを有し、前記定着部材の周方向における一方の端部で支持され、当該金属層が形成された一方の面が当該定着部材の内周面に押圧されて弾性的に変形し、当該定着部材を加熱する加熱部材と、前記加熱部材の他方の面に接触し、当該加熱部材の前記絶縁層および前記金属層より熱伝導率が高い熱伝導部材とを有する定着装置である。
請求項７に係る発明は、前記熱伝導部材は、前記定着部材の周方向における一方の端部で支持され、前記加熱部材の他方の面に接触して弾性的に変形することを特徴とする請求項６に記載の定着装置である。
請求項８に係る発明は、前記熱伝導部材を、前記加熱部材に接触した状態と、当該加熱部材から離間した状態とに切り替える切替手段をさらに有することを特徴とする請求項６または７に記載の定着装置である。
請求項９に係る発明は、トナー像を形成するトナー像形成手段と、トナー像を記録材に転写する転写手段と、記録材上に転写されたトナー像を記録材に定着する定着手段とを有し、前記定着手段は、回転し、記録材にトナー像を定着する無端状の定着部材と、通電により発熱する発熱層と、当該発熱層を挟み当該発熱層を電気的に絶縁する絶縁層と、当該絶縁層の一方の面に積層され当該絶縁層より剛性が高く弾性復元力を生じさせる金属層と、当該絶縁層の他方の面に積層され当該金属層より剛性が低く且つ当該絶縁層および当該金属層より熱伝導率が高い熱伝導層とを有し、前記定着部材の周方向における一方の端部で支持され、当該定着部材の内周面に押圧されて弾性的に変形し、当該定着部材を加熱する加熱部材とを有する画像形成装置である。
請求項１０に係る発明は、トナー像を形成するトナー像形成手段と、トナー像を記録材に転写する転写手段と、記録材上に転写されたトナー像を記録材に定着する定着手段とを有し、前記定着手段は、回転し、記録材にトナー像を定着する無端状の定着部材と、通電により発熱する発熱層と、当該発熱層を挟み当該発熱層を電気的に絶縁する絶縁層と、当該絶縁層に積層され当該絶縁層より剛性が高く弾性復元力を生じさせる金属層とを有し、前記定着部材の周方向における一方の端部で支持され、当該金属層が形成された一方の面が当該定着部材の内周面に押圧されて弾性的に変形し、当該定着部材を加熱する加熱部材と、前記加熱部材の他方の面に接触し、当該加熱部材の前記絶縁層および前記金属層より熱伝導率が高い熱伝導部材とを有する画像形成装置である。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１に係る発明によれば、加熱部材の弾性復元力を維持しながら、金属層よりも熱伝導率が高い熱伝導層を有していない場合と比較して、定着動作中における加熱部材の非通紙領域の温度が通紙領域の温度よりも上昇することを抑制することができる。
請求項２に係る発明によれば、熱伝導層が絶縁層より剛性が低い場合と比較して、加熱部材における各層の剥がれを抑制できる。
請求項３に係る発明によれば、熱伝導層が炭素系材料以外の材料で構成される場合と比較して、熱伝導層により金属層の弾性復元力が阻害されることが抑制される。
請求項４に係る発明によれば、加熱部材の弾性復元力を維持しながら、金属層よりも熱伝導率が高い熱伝導層を有していない場合と比較して、定着動作中における加熱部材の非通紙領域の温度が通紙領域の温度よりも上昇することを抑制することができる。
請求項５に係る発明によれば、加熱部材の弾性復元力を維持しながら、金属層よりも熱伝導率が高い熱伝導層を有していない場合と比較して、定着動作中における加熱部材の非通紙領域の温度が通紙領域の温度よりも上昇することを抑制することができる。
請求項６に係る発明によれば、加熱部材の弾性復元力を維持しながら、金属層よりも熱伝導率が高い熱伝導部材を有していない場合と比較して、定着動作中における加熱部材の非通紙領域の温度が通紙領域の温度よりも上昇することを抑制することができる。
請求項７に係る発明によれば、熱伝導部材が弾性復元力を有さない場合と比較して、熱伝導部材と加熱部材との密着性が良好になる。
請求項８に係る発明によれば、切替手段を有さない場合と比較して、定着装置の立ち上げ時間を短縮することが可能になる。
請求項９に係る発明によれば、加熱部材の弾性復元力を維持しながら、金属層よりも熱伝導率が高い熱伝導層を有していない場合と比較して、定着動作中における加熱部材の非通紙領域の温度が通紙領域の温度よりも上昇することを抑制することができる。
請求項１０に係る発明によれば、加熱部材の弾性復元力を維持しながら、金属層よりも熱伝導率が高い熱伝導部材を有していない場合と比較して、定着動作中における加熱部材の非通紙領域の温度が通紙領域の温度よりも上昇することを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本実施の形態の定着ユニットが適用される画像形成装置の構成例を示した図である。
【図２】本実施の形態の定着ユニットの構成を示す図である。
【図３】本実施の形態の定着ユニットの構成を示す図である。
【図４】定着ベルトの断面層構成図である。
【図５】（ａ）〜（ｂ）は、本実施の形態のヒータユニットの構成を説明する図である。
【図６】（ａ）〜（ｂ）は、ヒータの構成について説明した図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は、発熱層が描くパターンの一例を示した図である。
【図８】（ａ）は、従来のヒータの層構成を示す断面図であり、（ｂ）は、ヒータにおける発熱層と、定着ユニットに用紙が搬送された場合の用紙幅との相対的な位置関係を示した図である。
【図９】従来のヒータを用いた定着ユニットにおけるヒータの温度変化を示した図である。
【図１０】従来のヒータの発熱層に通電した状態を示す図である。
【図１１】本実施の形態のヒータを用いた定着ユニットにおけるヒータの温度変化を示した図である。
【図１２】実施の形態２が適用されるヒータの構成を説明するための図である。
【図１３】（ａ）〜（ｂ）は、実施の形態３が適用されるヒータユニットの構成を説明するための図である。
【図１４】実施の形態４が適用されるヒータユニットの構成を示した斜視図である。
【図１５】（ａ）〜（ｂ）は、実施の形態４が適用されるヒータユニットの動作を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
＜実施の形態１＞
（画像形成装置の説明）
図１は、本実施の形態の定着ユニット６０が適用される画像形成装置１の構成例を示した図である。図１に示す画像形成装置１は、所謂タンデム型のカラープリンタであり、画像データに基づき画像形成を行う画像形成部１０、画像形成装置１全体の動作を制御する制御部３１を備えている。さらには、例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）３や画像読取装置（スキャナ）４等との通信を行って画像データを受信する通信部３２、通信部３２にて受信された画像データに対し予め定めた画像処理を施す画像処理部３３を備えている。
【０００９】
画像形成部１０は、一定の間隔を置いて並列的に配置されるトナー像形成手段の一例である４つの画像形成ユニット１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ（「画像形成ユニット１１」とも総称する）を備えている。各画像形成ユニット１１は、静電潜像を形成してトナー像を保持する感光体ドラム１２、感光体ドラム１２の表面を予め定めた電位で帯電する帯電器１３、帯電器１３によって帯電された感光体ドラム１２を各色画像データに基づき露光するＬＥＤ（Light Emitting Diode）プリントヘッド１４、感光体ドラム１２上に形成された静電潜像を現像する現像器１５、転写後の感光体ドラム１２の表面を清掃するドラムクリーナ１６を備えている。
画像形成ユニット１１各々は、現像器１５に収納されるトナーを除いてほぼ同様に構成され、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。
【００１０】
また、画像形成部１０は、各画像形成ユニット１１の感光体ドラム１２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２０、各画像形成ユニット１１にて形成された各色トナー像を中間転写ベルト２０に順次転写（一次転写）する一次転写ロール２１を備えている。さらに、中間転写ベルト２０上に重畳して転写された各色トナー像を記録材（記録紙）である用紙Ｐに一括転写（二次転写）する二次転写ロール２２、二次転写された各色トナー像を用紙Ｐ上に定着させる定着装置または定着手段の一例としての定着ユニット６０を備えている。なお、本実施の形態の画像形成装置１では、中間転写ベルト２０、一次転写ロール２１、および二次転写ロール２２により転写手段が構成される。
【００１１】
本実施の形態の画像形成装置１では、制御部３１による動作制御の下で、次のようなプロセスによる画像形成処理が行われる。すなわち、ＰＣ３やスキャナ４からの画像データは、通信部３２にて受信され、画像処理部３３により予め定めた画像処理が施された後、各色毎の画像データとなって各画像形成ユニット１１に送られる。そして、例えば黒（Ｋ）色トナー像を形成する画像形成ユニット１１Ｋでは、感光体ドラム１２が矢印Ａ方向に回転しながら帯電器１３により予め定めた電位で帯電され、画像処理部３３から送信されたＫ色画像データに基づきＬＥＤプリントヘッド１４が感光体ドラム１２を走査露光する。それにより、感光体ドラム１２上にはＫ色画像に関する静電潜像が形成される。感光体ドラム１２上に形成されたＫ色静電潜像は、現像器１５により現像され、感光体ドラム１２上にＫ色トナー像が形成される。同様に、画像形成ユニット１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃにおいても、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色トナー像が形成される。
【００１２】
各画像形成ユニット１１の感光体ドラム１２に形成された各色トナー像は、一次転写ロール２１により矢印Ｂ方向に移動する中間転写ベルト２０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２０上の重畳トナー像は、中間転写ベルト２０の移動に伴って二次転写ロール２２が配置された領域（二次転写部Ｔ）に搬送される。重畳トナー像が二次転写部Ｔに搬送されると、そのタイミングに合わせて用紙保持部４０から用紙Ｐが二次転写部Ｔに供給される。そして、重畳トナー像は、二次転写部Ｔにて二次転写ロール２２が形成する転写電界により、搬送されてきた用紙Ｐ上に一括して静電転写（二次転写）される。
【００１３】
その後、重畳トナー像が静電転写された用紙Ｐは、定着ユニット６０まで搬送される。定着ユニット６０に搬送された用紙Ｐ上のトナー像は、定着ユニット６０によって熱および圧力を受け、用紙Ｐ上に定着される。そして、定着画像が形成された用紙Ｐは、画像形成装置１の排出部に設けられた用紙積載部４５に搬送される。
一方、一次転写後に感光体ドラム１２に付着しているトナー（一次転写残トナー）、および二次転写後に中間転写ベルト２０に付着しているトナー（二次転写残トナー）は、それぞれドラムクリーナ１６、およびベルトクリーナ２５によって除去される。
このようにして、画像形成装置１での画像形成処理がプリント枚数分のサイクルだけ繰り返し実行される。
【００１４】
（定着ユニットの構成の説明）
次に、本実施の形態の定着ユニット６０について説明する。
図２および図３は、本実施の形態の定着ユニット６０の構成を示す図であり、図２は正面図、図３は図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。
まず、断面図である図３に示すように、定着ユニット６０は、加熱源としてのヒータユニット８０と、ヒータユニット８０により加熱されることでトナー像を定着する定着部材または被加熱部材の一例としての定着ベルト６１と、定着ベルト６１の外周に対向するように配置された加圧ロール６２と、定着ベルト６１を介して加圧ロール６２から押圧される押圧パッド６３とを備えている。
さらに、定着ユニット６０は、定着ベルト６１からの用紙Ｐの剥離を補助する剥離補助部材６６を備えている。
なお、以下の説明においては、図２、図３等に示すように、定着ユニット６０における定着ベルト６１の回転軸方向をＸ方向と定義し、後述するニップ部Ｎにおける定着ベルト６１の移動方向（用紙の搬送方向）をＹ方向と定義し、Ｘ方向およびＹ方向の双方に直交する方向をＺ方向と定義する。
【００１５】
（定着ベルトの説明）
定着ベルト６１は、原形が円筒形状の無端状のベルト部材で構成され、例えば原形（円筒形状）時の直径が３０ｍｍ、幅方向長が３００ｍｍに形成されている。また、図４（定着ベルト６１の断面層構成図）に示したように、定着ベルト６１は、基材層６１１と、基材層６１１の上に被覆された離型層６１２からなる構造のベルト部材である。
【００１６】
基材層６１１は、定着ベルト６１全体としての機械的強度を形成する耐熱性のシート状部材で構成される。
基材層６１１としては、例えば、ポリイミド樹脂からなる厚さ６０μｍ〜２００μｍのシートが用いられる。また定着ベルト６１の温度分布をより均一化するために酸化アルミニウム等からなる熱伝導フィラーをポリイミド樹脂シート中に含有させてもよい。
【００１７】
離型層６１２は、用紙Ｐ上に保持された未定着トナー像と直接接触するため、離型性の高い材質が使用される。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る。離型層６１２の厚さとしては、薄すぎると、耐摩耗性の面で充分でなく、定着ベルト６１の寿命を短くする。その一方で、厚すぎると、定着ベルト６１の熱容量が大きくなりすぎ、ウォームアップタイムが長くなる。そこで、離型層６１２の厚さとして、耐摩耗性と熱容量とのバランスを考慮し、１μｍ〜５０μｍが好適である。
【００１８】
また、画像形成部１０（図１参照）においてカラー画像の形成を行う場合には、定着ベルト６１の基材層６１１と離型層６１２との間に、例えばシリコーンゴム等の耐熱性の弾性体で構成される弾性層を設けることが好ましい。定着ベルト６１においてこのような弾性層を設けることで、本構成を採用しない場合と比較して、カラー画像の定着性を向上させることが可能になる。
【００１９】
（定着ベルトの駆動機構の説明）
次に、定着ベルト６１の駆動機構について説明する。
正面図である図２に示したように、ヒータユニット８０の後述する支持フレーム８２（図３参照）の軸方向両端部（Ｘ方向両端部）には、定着ベルト６１の両端部の断面形状を円形に維持しながら定着ベルト６１を周方向に回転駆動するエンドキャップ部材６７が固定されている。そして、定着ベルト６１は、両端部からエンドキャップ部材６７を介した回転駆動力を直接的に受けて、例えば１４０ｍｍ／ｓのプロセススピードで図３の矢印Ｃ方向に回転移動する。
エンドキャップ部材６７を構成する材質としては、機械的強度や耐熱性の高い所謂エンジニアリングプラスチックスが用いられる。例えば、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ＰＥＥＫ樹脂、ＰＥＳ樹脂、ＰＰＳ樹脂、ＬＣＰ樹脂等が適する。
【００２０】
そして、図２に示すように、定着ユニット６０では、駆動モータ９０からの回転駆動力が伝達ギヤ９１、９２を介してシャフト９３に伝達され、シャフト９３に結合された伝達ギヤ９４、９５から両エンドキャップ部材６７に伝達される。それによって、エンドキャップ部材６７から定着ベルト６１に回転駆動力が伝わり、エンドキャップ部材６７と定着ベルト６１とが一体となって回転駆動される。
このように、定着ベルト６１が定着ベルト６１の両端部から駆動力を直接受けて回転するので、定着ベルト６１は安定して回転する。
【００２１】
（加圧ロールの説明）
図３に戻り、加圧ロール６２は、定着ベルト６１に対向するように配置され、定着ベルト６１に従動して図３の矢印Ｄ方向に、例えば１４０ｍｍ／ｓのプロセススピードで回転する。そして、加圧ロール６２と押圧パッド６３とにより定着ベルト６１を挟持した状態でニップ部Ｎを形成し、このニップ部Ｎに未定着トナー像を保持した用紙Ｐを通過させることで、熱および圧力を加えて未定着トナー像を用紙Ｐに定着する。
加圧ロール６２は、例えば直径１８ｍｍの中実のアルミニウム製コア（円柱状芯金）６２１と、コア６２１の外周面に被覆された例えば厚さ５ｍｍのシリコーンスポンジ等の耐熱性弾性体層６２２と、さらに例えば厚さ５０μｍのカーボン配合のＰＦＡ等の耐熱性樹脂被覆または耐熱性ゴム被覆による離型層６２３とが積層されて構成される。そして、押圧バネ６８（図２参照）により例えば２５ｋｇｆの荷重で定着ベルト６１を介して押圧パッド６３を押圧している。
【００２２】
（押圧パッドの説明）
押圧パッド６３は、例えばシリコーンゴムやフッ素ゴム等の剛体で構成された、断面が略円弧形状のブロック部材であり、定着ベルト６１の内側において、ヒータユニット８０の後述する支持フレーム８２に支持されている。そして、加圧ロール６２が定着ベルト６１を圧接する領域にて、Ｘ方向全域に亘って固定配置されている。そして、押圧パッド６３は、定着ベルト６１を介して加圧ロール６２を予め定められた幅領域に亘って予め定められた荷重（例えば、平均１０ｋｇｆ）で均一に押圧するように設置され、ニップ部Ｎを形成している。
【００２３】
（ヒータユニットの構成の説明）
図５（ａ）〜（ｂ）は、本実施の形態のヒータユニット８０の構成を説明する図である。ここで、図５（ａ）は、定着ベルト６１の内周から取り出した状態のヒータユニット８０を示した斜視図である。また、図５（ｂ）は、定着ベルト６１、および定着ベルト６１の内周に取り付けた状態のヒータユニット８０を示した斜視図である。
図示するヒータユニット８０は、熱発生源であるヒータ８１と、ヒータ８１および上述した押圧パッド６３を支持する支持フレーム８２とを備えている。
【００２４】
本実施の形態では、ヒータ８１は、定着ベルト６１（図３参照）の内周側から定着ベルト６１を加熱する加熱部材の一例として機能する。
図６（ａ）〜（ｂ）は、ヒータ８１の構成について説明した図である。
ヒータ８１は、全体として可撓性を有するシート状の形状を有している。そして、実際の使用状態においては、定着ベルト６１（図３参照）の内周面に接触させるため、図３および図５（ａ）〜（ｂ）に示すように定着ベルト６１の内周面に沿うように円弧状に曲げられる。ただし、説明を分かりやすくするため、図６（ａ）〜（ｂ）では、円弧状に曲げられる前の平面状のヒータ８１について図示している。ここで、図６（ａ）は、ヒータ８１の斜視図である。また、図６（ｂ）は、ヒータ８１のＶＩＢ−ＶＩＢ断面図である。
【００２５】
図６（ａ）〜（ｂ）に示すように、ヒータ８１は、発熱層８１１が絶縁層８１２に挟み込まれた構造を有する。また、ヒータ８１は、定着ベルト６１の内周面と接触する側（図６（ｂ）における上方）に、金属箔からなる金属層の一例としての支持金属層８１３を備える。さらに、ヒータ８１は、支持金属層８１３とは反対側（図６（ｂ）における下方）に、支持金属層８１３とは異なる金属箔からなる熱伝導層の一例としての熱拡散金属層８１４を備える。言い換えると、本実施の形態のヒータ８１では、絶縁層８１２の一方の面に支持金属層８１３が積層され、絶縁層８１２の他方の面に熱拡散金属層８１４が積層されている。
【００２６】
また、図６（ａ）に示すように、円弧状に曲げられる前のヒータ８１は、全体として長方形状となっている。言い換えると、本実施の形態のヒータ８１は、互いに対向する２つの長辺側端部と、長辺側端部と交差し互いに対向する２つの短辺側端部とを有している。なお、ヒータ８１における長辺側端部に沿う方向（以下、長手方向と呼ぶことがある）が、定着ベルト６１の回転軸方向（Ｘ方向）に対応している。
そして、本実施の形態のヒータ８１は、図６（ａ）に示すように、発熱層８１１が設けられる発熱領域８１ａが長手方向に沿って形成されている。また、ヒータ８１の長辺側端部には、発熱層８１１が設けられていない非発熱領域８１ｂが、発熱領域８１ａを挟んで対向するように形成されている。
【００２７】
発熱層８１１は、導電性の発熱材料からなり、通電することにより発熱する。本実施の形態では、発熱層８１１は、例えば、厚さ３０μｍのステンレス箔からなる。発熱層８１１を構成するステンレス箔としては、例えば、ＳＵＳ４３０やＳＵＳ３３０等を用いることができる。また、発熱層８１１は、予め定められたパターンを描くことで、より均一に発熱を行うようにしている。
【００２８】
図７（ａ）〜（ｃ）は、発熱層８１１が描くパターンの一例を示した図である。
図７（ａ）および（ｂ）に示す発熱層８１１のパターンは、円弧状に湾曲した湾曲部と直線状に延びる延伸部とからなるＵ字形状の基本パターンが連続して接続することにより形成されている。図７（ａ）に示すパターンは、大きさが互いに等しいＵ字形状の基本パターンが連続して接続することにより形成される。一方、図７（ｂ）に示すパターンは、大きさが異なる複数のＵ字形状の基本パターンの組み合わせにより形成されている。
なお、図７（ａ）および（ｂ）に示す発熱層８１１のパターンでは、Ｕ字形状の基本パターンを構成する辺部が、ヒータ８１（図６（ａ）〜（ｂ）参照）の短手方向に対して傾斜するように設けられている。これにより、本構成を採用しない場合と比較して、ヒータ８１の長手方向において発熱層８１１が存在しない領域が形成されることが抑制でき、ヒータ８１に加熱される定着ベルト６１（図３等参照）における温度むらが生じることを抑制できる。
【００２９】
図７（ｃ）に示す発熱層８１１のパターンは、パターンの進行方向が直線状に延びる延伸部と、パターンの進行方向が湾曲する湾曲部とを有し、延伸部および湾曲部の辺部が正六角形の一部を構成している。図７（ｃ）に示す発熱層８１１では、延伸部および湾曲部のそれぞれの辺部が鈍角をなすように連続的に接続している。発熱層８１１がこのようなパターンを描くことで、発熱層８１１において剛性の差異が生じることを抑制でき、発熱層８１１の発熱分布のむらの発生を抑制することが可能になる。
なお、発熱層８１１が描くパターンは、定着ベルト６１、ヒータ８１等の材質や定着温度等に応じて選択することができ、図７（ａ）〜（ｃ）に示したものに限られるものではない。
【００３０】
図６（ａ）〜（ｂ）に戻り、絶縁層８１２は、発熱層８１１を絶縁するとともに、発熱層８１１に折り曲がり等が生じないように保護するための層である。本実施の形態では、絶縁層８１２は、絶縁層８１２ａと絶縁層８１２ｂとの二層構造を採る。そして、絶縁層８１２ａと絶縁層８１２ｂとで発熱層８１１を挟み込み、熱圧着を行うことで絶縁層８１２内部に発熱層８１１が内包される構造としている。よって、絶縁層８１２ａと絶縁層８１２ｂとは、この場合、接着し一体化している。
絶縁層８１２ａ、８１２ｂは、絶縁性を有するとともに、耐熱性に優れた材料からなることが必要である。本実施の形態では、絶縁層８１２ａとして、例えば、厚さ２５μｍ〜５０μｍの熱硬化性ポリイミドが使用される。そして絶縁層８１２ｂとして、例えば、厚さ２５μｍ〜５０μｍの熱可塑性ポリイミドが使用される。
その他、絶縁層８１２としては、例えば絶縁性材料の蒸着膜や、薄膜セラミック等を用いてもよい。
【００３１】
支持金属層８１３は、ヒータ８１を湾曲した形状に保持するとともに、ヒータ８１に後述する弾性復元力を生じさせるための層である。また、支持金属層８１３は、発熱層８１１から発生した熱をヒータ８１の面方向に拡散する機能も有する。
ここで、「弾性復元力」とは、外部からの作用力がない状態（初期状態）の弾性体に対し、弾性体を変位させる作用力を加えた場合に、初期状態に戻ろうとして弾性体に生じる弾性力をいう。
【００３２】
本実施の形態の支持金属層８１３は、絶縁層８１２と比較して熱伝導率が高く、且つ絶縁層８１２および熱拡散金属層８１４と比較して剛性が高い単体金属や合金等の金属材料で構成される。この例では、本実施の形態の支持金属層８１３は、厚さ３０μｍのステンレス箔（ＳＵＳ３３０）により構成される。
支持金属層８１３の厚さは、支持金属層８１３の材質や、発熱層８１１、絶縁層８１２、熱拡散金属層８１４の材質および厚さ等によっても異なるが、本実施の形態では、ヒータ８１を湾曲させ弾性変形させた場合に、ヒータ８１全体として弾性復元力が生じるように設定される。
【００３３】
熱拡散金属層８１４は、発熱層８１１から発生した熱をヒータ８１の面方向に拡散し、ヒータ８１における面方向での温度むらを抑制するために設けられる。
本実施の形態の熱拡散金属層８１４は、絶縁層８１２および支持金属層８１３と比較して熱伝導率が高い単体金属や合金等の金属材料で構成される。また、本実施の形態の熱拡散金属層８１４は、絶縁層８１２と比較して剛性が高い金属材料で構成される。この例では、熱拡散金属層８１４は、厚さ７０μｍの銅箔により構成される。
【００３４】
本実施の形態のヒータ８１において、支持金属層８１３は、絶縁層８１２ｂと接合し、熱拡散金属層８１４は、絶縁層８１２ａと接合している。実際には、上述した絶縁層８１２ａと絶縁層８１２ｂとで発熱層８１１を挟み込み、熱圧着を行うときに、併せて支持金属層８１３と絶縁層８１２ｂとを接着させ、熱拡散金属層８１４と絶縁層８１２ａとを接着させる。
そして、支持金属層８１３、絶縁層８１２ｂ、発熱層８１１、絶縁層８１２ａおよび熱拡散金属層８１４が順に積層した平面状のヒータ８１を、予め定めた曲率に湾曲させた状態で加熱および冷却する。これにより、図５（ａ）に示したように、外力を受けない状態でも湾曲した形状を有するヒータ８１が得られる。
【００３５】
なお、ヒータ８１における支持金属層８１３および熱拡散金属層８１４の詳細な構成、およびヒータ８１において支持金属層８１３および熱拡散金属層８１４を設けることによる作用については後段にて詳述する。
【００３６】
図３、図５（ａ）〜（ｂ）に戻り、本実施の形態のヒータ８１は、長手方向に沿って形成された２つの非発熱領域８１ｂの内の一方が支持フレーム８２に対して長手方向に亘って取り付けられる。
また、上述したように、本実施の形態のヒータ８１は、外力を受けない状態で（すなわち、ヒータユニット８０を定着ベルト６１の内周から取り外した状態で）、湾曲した形状を有している。この例では、外力を受けない状態において湾曲したヒータ８１の曲率は、定着ベルト６１の曲率よりも小さくなっている。言い換えると、湾曲したヒータ８１の曲率半径は、定着ベルト６１の内周面の半径よりも大きくなっている。
さらに、ヒータユニット８０を定着ベルト６１の内周から取り外した状態では、ヒータ８１のうち支持フレーム８２に取り付けられない他方の非発熱領域８１ｂは、図５（ａ）に示すように、支持フレーム８２から離れて浮いた状態となっている。
【００３７】
そして、ヒータユニット８０を定着ベルト６１の内周に設置した状態では、ヒータ８１は、定着ベルト６１の内周面に押されることで、定着ベルト６１の内周面に倣って曲率が大きくなるように弾性変形する。これにより、ヒータ８１は、自身の弾性復元力により定着ベルト６１の内周面に押し付けられるようになる。この結果、定着ベルト６１の内周面とヒータ８１の支持金属層８１３（図６（ａ）参照）との接触状態を良好に保つことができる。
【００３８】
ここで、本実施の形態では、ヒータ８１は、発熱層８１１が設けられていない非発熱領域８１ｂにて支持フレーム８２に取り付けられている。そして、ヒータ８１は、発熱層８１１が設けられる発熱領域８１ａでは、定着ベルト６１以外の他の部材とは、接触がない。すなわち、図５（ａ）においてヒータ８１の上面（支持金属層８１３；図６（ｂ）参照）は、定着ベルト６１と接触を行うが、ヒータ８１の下面（熱拡散金属層８１４；図６（ｂ）参照）は、他の部材と接触がなく、ヒータ８１の下方は空洞の状態となっている。これにより、ヒータ８１から定着ベルト６１以外の他の部材への熱伝導を抑制することができる。さらに、本実施の形態のヒータ８１はシート状であるため、ヒータ８１の熱容量を小さくすることができる。このため、画像形成装置１（図１参照）の電源がＯＮとなり、定着ユニット６０（図１参照）を立ち上げる際や、休止状態の定着ユニット６０を復帰させる際などに、より速やかに定着ベルト６１が昇温される。その結果、定着ベルト６１を定着可能温度まで上昇させる時間（ウォームアップタイム）が短縮される。
【００３９】
（従来のヒータで生じる不具合の説明）
定着部材に加熱部材を接触させて定着部材を加熱する定着装置では、加熱部材による定着部材の加熱時間を短縮するために、例えば加熱部材を薄板状とし、加熱部材の熱容量を小さくする場合がある。また、定着部材に対する加熱部材の密着性を高めるために、例えば薄板状の加熱部材を弾性変形可能にし、弾性復元力により加熱部材を定着部材に接触させる構成を採用する場合がある。
ところで、シート状のヒータ（加熱部材）を定着ベルトの内周面に接触させて定着ベルトを加熱する定着ユニットでは、用紙が搬送されない非通紙領域で定着ベルトから用紙へ熱が伝導され難く、ヒータや定着ベルトにおいて過度な温度上昇が起こる場合がある。特に薄板状のヒータを採用してヒータの熱容量を小さくした場合には、非通紙領域においてヒータがより温度上昇しやすい。
図８（ａ）は、従来のヒータ８１の層構成を示す断面図であり、図８（ｂ）は、ヒータ８１における発熱層８１１と、定着ユニット６０に用紙が搬送された場合の用紙幅との相対的な位置関係を示した図である。
なお、図８（ａ）〜（ｂ）では、上述した本実施の形態と同様の構成については、本実施の形態と同様の符号を付している。
【００４０】
図８（ａ）に示すように、従来のヒータ８１は、発熱層８１１が絶縁層８１２に挟み込まれた構造を有する。図８（ｂ）に示すように、従来のヒータ８１の発熱層８１１も、本実施の形態の発熱層８１１と同様に、湾曲部が形成されたパターンを有している。
また、従来のヒータ８１は、定着ベルト６１の内周面と接触する側に、例えば厚さ３０μｍのステンレス箔からなる支持金属層８１３を備え、本実施の形態における熱拡散金属層８１４に対応する構成は備えていない。
そして、図示は省略するが、ヒータ８１も、図３等に示した本実施の形態のヒータ８１と同様に、円弧状に湾曲されるとともに長手方向に延びる非発熱領域８１ｂにて支持され、定着ユニット６０において、弾性復元力により定着ベルト６１の内周面に接触されて使用される。
【００４１】
ここで、一般に定着ユニット６０では、用紙が通過する通紙領域Ｆａにおいて定着ベルトの加熱が不十分な領域が形成されないよう、図８（ｂ）に示すように、発熱層８１１の長手方向に沿った幅Ｗは、通紙領域Ｆａよりも大きく設定されている。ここで、図８（ｂ）において通紙領域Ｆａとは、ニップ部Ｎ（図３参照）において定着ユニット６０に搬送される最大の幅（例えばＢ４用紙の縦幅２５７ｍｍ）の用紙が通過する領域に対応する領域である。そして、通紙領域Ｆａよりも端部側に位置し用紙が通過しない領域に対応する領域を、非通紙領域Ｆｂとしている。なお、この例では、中央位置基準で用紙の通紙が行われる。
【００４２】
定着ユニット６０のニップ部Ｎ（図３参照）に用紙が連続して通紙された場合に、用紙が通過する通紙領域Ｆａでは、定着のための熱が消費され定着ベルト６１から用紙へ熱が伝導する。このため、制御部３１（図１参照）による定着設定温度での温度調整制御が行われ、通紙領域Ｆａでのヒータ８１および定着ベルト６１の温度は、予め定められた上限温度以下の温度範囲に維持される。
その一方で、非通紙領域Ｆｂでは、ニップ部Ｎにおいて用紙が搬送されないため、定着のための熱が消費されにくい。すなわち、非通紙領域Ｆｂでは、定着ベルト６１から用紙へ熱が伝導しにくいため、非通紙領域Ｆｂでのヒータ８１および定着ベルト６１の温度は、定着設定温度よりも高い温度に上昇しやすい。
【００４３】
図９は、従来のヒータ８１を用いた定着ユニット６０におけるヒータ８１の温度変化を示した図である。
図９に示すように、従来のヒータ８１を用いた定着ユニット６０では、用紙を２５枚搬送した時点（経過時間３０秒）で、ヒータ８１の非通紙領域Ｆｂにおける温度が、予め定めた上限温度Ｔｌｉｍに到達している。なおこの例では、上限温度Ｔｌｉｍを、定着ベルト６１の基材層６１１（図４参照）を構成するポリイミドの耐熱温度である２３０℃に設定している。そして、従来のヒータ８１を用いた定着ユニット６０では、用紙の連続通紙を続けると、非通紙領域Ｆｂにおけるヒータ８１および定着ベルト６１の温度が定着ベルト６１（基材層６１１）の耐熱温度を超え、定着ベルト６１を損傷させる場合がある。
【００４４】
また、従来のヒータ８１では、発熱層８１１のパターンが湾曲部を有する場合には、発熱層８１１に通電した際に、発熱層８１１における発熱むらに起因してヒータ８１を構成する各層の間で剥がれが生じるおそれがある。図１０（ａ）〜（ｂ）は、従来のヒータ８１の発熱層８１１に通電した状態を示す図である。ここで、図１０（ａ）は、ヒータ８１の発熱層８１１を上面から見た拡大図に対応し、図１０（ｂ）はヒータ８１を側面から見た図に対応する。
【００４５】
具体的に説明すると、定着ベルト６１を加熱するに際し発熱層８１１に通電を開始すると、電流はまず発熱層８１１に形成されたパターンのうち最短経路を通過するように流れる。湾曲部を有する発熱層８１１では、図１０（ａ）において符号Ｑで示す湾曲部の内周部を電流が流れ、まず湾曲部の内周部にて発熱が起こる。この結果、湾曲部では、外周部と比較して内周部で先に温度上昇が生じ、内周部において熱膨張が起こる。
【００４６】
絶縁層８１２は、通常、発熱層８１１と比較して剛性が低く変形が生じやすいため、発熱層８１１の湾曲部にて熱膨張が起こった場合、図１０（ｂ）に示すように、支持金属層８１３が設けられていない側に絶縁層８１２が突出するように変形する。この結果、ヒータ８１において発熱層８１１に波打ちが生じ、例えば発熱層８１１と絶縁層８１２ｂとの間や、絶縁層８１２ｂと支持金属層８１３との間で、剥がれが生じる場合がある。
なお、ヒータ８１において各層の剥がれが生じた場合、発熱層８１１にて発生した熱が支持金属層８１３に伝導しにくくなる。この結果、発熱層８１１の特に湾曲部において過度な温度上昇が起こり、ヒータ８１や定着ベルト６１が局所的に高温になって破損するおそれがある。
【００４７】
（本実施の形態のヒータ８１による作用の説明）
これに対し、本実施の形態の定着ユニット６０では、ヒータ８１が支持金属層８１３および熱拡散金属層８１４の双方を有することで、ヒータ８１の過剰な温度上昇が抑制され、定着ベルト６１の損傷が抑制される。また、ヒータ８１が支持金属層８１３および熱拡散金属層８１４の双方を有することで、発熱層８１１における発熱むらに起因するヒータ８１の各層の剥がれが抑制される。
【００４８】
具体的に説明すると、上述したように、本実施の形態のヒータ８１では、熱拡散金属層８１４が、支持金属層８１３および絶縁層８１２と比較して熱伝導率が高い金属箔（この例では、銅箔）により構成される。これにより、ヒータ８１の非通紙領域Ｆｂ（図８（ｂ）参照）において、発熱層８１１からの熱が消費されずに滞留した場合には、熱拡散金属層８１４を介して熱が非通紙領域Ｆｂから通紙領域Ｆａ（図８（ｂ）参照）へ伝導される。これにより、ヒータ８１の非通紙領域Ｆｂにおける過剰な温度上昇が抑制される。
【００４９】
また、支持金属層８１３は、熱拡散金属層８１４と比較して熱伝導率は低いものの、絶縁層８１２と比較して熱伝導率が高い金属箔（この例では、ステンレス箔）により構成される。これにより、ヒータ８１において支持金属層８１３を設けない場合と比較して、非通紙領域Ｆｂにて滞留した熱が通紙領域Ｆａに伝導されやすくなる。そして、ヒータ８１の非通紙領域Ｆｂにおける過剰な温度上昇が抑制され、定着ベルト６１の損傷が抑制される。
【００５０】
図１１は、本実施の形態のヒータ８１を用いた定着ユニット６０におけるヒータ８１の温度変化を示した図である。
図１１に示すように、本実施の形態のヒータ８１を用いた定着ユニット６０では、図９に示した例とは異なり、用紙を連続通紙した場合に非通紙領域Ｆｂにおける過剰な温度上昇が起こりにくい。具体的には、従来例においてヒータ８１の非通紙領域Ｆｂにおける温度が上限温度Ｔｌｉｍに到達した時点（用紙を２５枚通紙した時点；経過時間３０秒）においても、ヒータ８１の非通紙領域Ｆｂにおける温度は上限温度Ｔｌｉｍ以下の状態が維持される。
これにより、定着ベルト６１の温度が例えば定着ベルト６１の基材層６１１を構成するポリイミドの耐熱温度を超えて加熱することが抑制され、定着ベルト６１の損傷が抑制される。
【００５１】
また、本実施の形態のヒータ８１では、発熱層８１１および絶縁層８１２を、絶縁層８１２と比較して剛性が高い支持金属層８１３および熱拡散金属層８１４で挟んだ構成としている。これにより、例えば発熱層８１１に通電を開始した際に、発熱層８１１の湾曲部において急激に温度上昇が起こった場合であっても、支持金属層８１３と熱拡散金属層８１４とにより発熱層８１１および絶縁層８１２が厚さ方向の両側から押されることで、発熱層８１１および絶縁層８１２の変形、波打ちが抑制される。この結果、発熱層８１１および絶縁層８１２の波打ちに起因するヒータ８１の各層の剥がれが抑制される。
【００５２】
さらに、本実施の形態のヒータ８１では、支持金属層８１３が絶縁層８１２および熱拡散金属層８１４と比較して剛性が高い材料、具体的にはステンレス（ＳＵＳ４３０、ＳＵＳ３３０）により構成される。ここで一般に、ステンレスは、例えば５００度以下の温度範囲においては、機械的性質がほとんど変化しない。したがって、本実施の形態のヒータ８１では、ステンレスからなる支持金属層８１３を設けることにより、発熱層８１１を発熱させヒータ８１の温度が上昇した場合であっても、支持金属層８１３による弾性復元力が維持される。この結果、定着ベルト６１の加熱時においても、定着ベルト６１の内周面とヒータ８１との密着性の低下が抑制され、定着ベルト６１が効果的に加熱される。
【００５３】
なお、例えば支持金属層８１３および熱拡散金属層８１４の双方を剛性の高いステンレスで構成した場合、本実施の形態のように熱拡散金属層８１４をステンレス以外の材料（具体的には、銅やアルミニウム）とした場合と比較して、ヒータ８１全体の剛性が高くなりやすい。この場合、ヒータ８１を定着ベルト６１の内周に設置した場合に、ヒータ８１が弾性変形しにくくなり、弾性復元力による定着ベルト６１の内周面に対するヒータ８１の押し付けが不十分になる場合がある。
また、ステンレスは、銅やアルミニウム等と比較して熱伝導性が低いため、支持金属層８１３および熱拡散金属層８１４の双方をステンレスで構成した場合には、本実施の形態のように熱拡散金属層８１４をステンレス以外の材料（具体的には、銅やアルミニウム）とした場合と比較して、ヒータ８１や定着ベルト６１が局所的に高温になりやすい。
つまり、本実施の形態では、支持金属層８１３および熱拡散金属層８１４を同一の材料で構成する場合と比較して、定着動作中におけるヒータ８１や定着ベルト６１の非通紙領域Ｆｂの温度が通紙領域Ｆａの温度よりも上昇することの抑制と、定着ベルト６１の内周面に対するヒータ８１の押し付けとを両立させることができる。
【００５４】
一方、支持金属層８１３および熱拡散金属層８１４の双方をステンレスと比較して剛性が低い銅やアルミニウム等で構成した場合、ヒータ８１の面方向での熱伝導性は良好になるものの、ヒータ８１全体として剛性が低くなりやすい。この場合、ヒータ８１を定着ベルト６１の内周面に設置して定着ベルト６１の内周面に沿うように湾曲させた場合に生じるヒータ８１の弾性復元力が小さくなる。この結果、ヒータ８１が定着ベルト６１の内周面に押し付けられる力が小さくなり、ヒータ８１と定着ベルト６１の内周面との密着性が低下するおそれがある。
【００５５】
また、本実施の形態のヒータ８１では、ＳＵＳからなる支持金属層８１３を設けることで、ヒータ８１の表面に凹凸が生じることが抑制される。すなわち、上述したように発熱層８１１は湾曲部を有するパターンを有しており、ヒータ８１には、発熱層８１１が設けられる領域と発熱層８１１が設けられていない領域とが存在する。このため、支持金属層８１３が存在しない場合や、支持金属層８１３として例えば熱拡散金属層８１４よりも剛性が低い材料を用いた場合には、発熱層８１１の有無の差によりヒータ８１に波打ちが生じ、ヒータ８１の表面に凹凸が形成されるおそれがある。
これに対し、本実施の形態では、ヒータ８１の表面に絶縁層８１２や熱拡散金属層８１４と比較して剛性が高いＳＵＳからなる支持金属層８１３を設けることで、発熱層８１１のパターンに起因してヒータ８１に波打ちが生じることが抑制される。この結果、ヒータ８１の表面に凹凸が形成されることが抑制され、ヒータ８１と定着ベルト６１の内周面との密着性がより良好に保たれる。
【００５６】
なお、本実施の形態のヒータ８１では、ＳＵＳからなる支持金属層８１３を定着ベルト６１の内周面に接する側（すなわち、ヒータ８１を湾曲させた場合の外周側）に設け、銅からなる熱拡散金属層８１４を定着ベルト６１の内周面とは対向しない側（ヒータ８１を湾曲させた場合の内周側）に設けた。しかし、ヒータ８１において支持金属層８１３と熱拡散金属層８１４との位置関係は逆であってもよい。すなわち、ヒータ８１を湾曲させた場合の外周側であって定着ベルト６１の内周面に接する側に、熱拡散金属層８１４を設け、ヒータ８１を湾曲させた場合の内周側に、支持金属層８１３を設けてもよい。
【００５７】
＜実施の形態２＞
続いて、本発明の実施の形態２について説明する。図１２は、実施の形態２が適用されるヒータ８１の構成を説明するための図であり、実施の形態２が適用されるヒータ８１の断面図を示している。
図１２に示すように、実施の形態２のヒータ８１は、実施の形態１のヒータ８１における熱拡散金属層８１４の代わりに、熱拡散層の他の一例としての熱拡散シート８１５が積層されている点が異なっている。具体的には、本実施の形態のヒータ８１は、絶縁層８１２ａ上に、熱拡散シート８１５が接着されている。
熱拡散シート８１５は、実施の形態１において熱拡散金属層８１４を構成するアルミニウムや銅等の金属箔と比較して面方向への熱伝導率が高く、且つこれらの金属箔と比較して柔軟性が高いグラファイトシート等の炭素系材料から構成される。本実施の形態では、熱拡散シート８１５は、厚さ３０μｍのグラファイトシートにより構成される。
【００５８】
本実施の形態のヒータ８１は、グラファイトシート等からなる熱拡散シート８１５を有することで、ヒータ８１の過剰な温度上昇が抑制され、定着ベルト６１の損傷が抑制される。
具体的には、実施の形態１と同様に、ヒータ８１の非通紙領域Ｆｂ（図８（ｂ）参照）において滞留した熱は、熱拡散シート８１５を介して非通紙領域Ｆｂから通紙領域Ｆａ（図８（ｂ）参照）へ伝導される。これにより、ヒータ８１の非通紙領域Ｆｂにおける過剰な温度上昇が抑制される。
【００５９】
また、上述したように、熱拡散シート８１５を構成するグラファイトシート等の炭素系材料は、実施の形態１において熱拡散金属層８１４を構成するアルミニウムや銅等の金属箔と比較して面方向への熱伝導率が高い。このため、例えば発熱層８１１に通電を開始し、発熱層８１１における湾曲部の内周部で急激な温度上昇が起こった場合であっても、熱拡散シート８１５により、湾曲部の内周部で生じた熱が面方向に速やかに伝導される。これにより、発熱層８１１において、湾曲部の内周部が他の領域より先に熱膨張することが抑制され、発熱層８１１の熱膨張に起因してヒータ８１の各層間で剥がれが生じることが抑制される。
【００６０】
また、熱拡散シート８１５は、支持金属層８１３と比較して柔軟性の高いグラファイトシート等の炭素系材料から構成されるため、湾曲されたヒータ８１の支持金属層８１３により生じる弾性復元力に影響を与えにくい。これにより、実施の形態２のヒータ８１においても、弾性復元力によるヒータ８１と定着ベルト６１の内周面との密着性が良好に保たれる。
【００６１】
さらに、グラファイトシートは、一般に同じ厚さの金属箔と比較して熱伝導性が高いため、上述した実施の形態１のヒータ８１における熱拡散金属層８１４の厚さと比較して、熱拡散シート８１５の厚さを薄くすることができる。この場合、ヒータ８１全体の厚さが薄くなり、ヒータ８１全体の熱容量が低減される。これにより、例えば定着ユニット６０を立ち上げる際等に、より速やかに定着ベルト６１が昇温され、定着ユニット６０のウォームアップタイムが短縮される。
【００６２】
なお、実施の形態２において図１２に示した例では、支持金属層８１３を定着ベルト６１の内周面に接する側（ヒータ８１を湾曲させた場合の外周側）に設け、熱拡散シート８１５を定着ベルト６１の内周面とは対向しない側（ヒータ８１を湾曲させた場合の内周側）に設けた。しかし、実施の形態２のヒータ８１において、支持金属層８１３と熱拡散シート８１５との位置関係は逆であってもよい。
【００６３】
＜実施の形態３＞
続いて、本発明の実施の形態３について説明する。図１３（ａ）〜（ｂ）は、実施の形態３が適用されるヒータユニット８０の構成を説明するための図である。ここで、図１３（ａ）は、定着ベルト６１の内周から取り出した状態のヒータユニット８０を示しており、図１３（ｂ）は、定着ベルト６１の内周に設置した状態のヒータユニット８０を示している。
実施の形態３のヒータ８１は、実施の形態１のヒータ８１における熱拡散金属層８１４を有しておらず、図８（ａ）に示したヒータ８１と同様の層構成を有している。具体的には、実施の形態３のヒータ８１は、発熱層８１１と絶縁層８１２（８１２ａ、８１２ｂ）と支持金属層８１３とが積層された構成を有している。そして、実施の形態３のヒータユニット８０は、図１３（ａ）〜（ｂ）に示すように、ヒータ８１とは別体として設けられる熱伝導部材の一例としての伝熱部材８５を有している。
【００６４】
本実施の形態の伝熱部材８５は、ＳＵＳ等から構成される支持金属層８１３およびポリイミド等から構成される絶縁層８１２と比較して熱伝導率が高く、支持金属層８１３と比較して剛性が低い銅やアルミニウム等の金属から構成される。この例では、伝熱部材８５は、厚さ７０μｍの銅箔により構成される。
伝熱部材８５は、全体として可撓性を有し、円弧状に湾曲された状態で使用される。
【００６５】
円弧状に曲げられる前の伝熱部材８５は、全体として長方形状となっており、互いに対向する２つの長辺側端部と、長辺側端部に交差し互いに対向する２つの短辺側端部とを有している。そして、本実施の形態の伝熱部材８５は、２つの長辺側端部のうちの一方の長辺側端部が支持フレーム８２に対して取り付けられている。
さらに説明すると、本実施の形態の伝熱部材８５は、ヒータユニット８０を定着ベルト６１の内周に設置した場合に、ヒータ８１よりも内周側に位置するように設けられる。すなわち、本実施の形態の伝熱部材８５は、ヒータ８１の絶縁層８１２ａ（図８（ａ）参照）に対向するように取り付けられている。
【００６６】
また、伝熱部材８５は、ヒータ８１等に接触しない状態（外力がかかっていない状態）で、湾曲した形状を有している。具体的には、図１３（ａ）に示すように、ヒータユニット８０が定着ベルト６１の内周から取り出された状態では、伝熱部材８５は、定着ベルト６１と比較して曲率が小さくなるように（すなわち、曲率半径が大きくなるように）、湾曲している。この例では、伝熱部材８５は、湾曲したヒータ８１と比較して曲率が大きくなるように湾曲している。
【００６７】
そして、図１３（ｂ）に示すようにヒータユニット８０を定着ベルト６１の内周に設置した状態では、実施の形態１と同様に、ヒータ８１は、定着ベルト６１の内周面に押されることで、定着ベルト６１の内周面に倣って曲率が大きくなるように弾性変形する。
さらに、本実施の形態では、ヒータユニット８０を定着ベルト６１の内周に設置した状態では、定着ベルト６１の内周面に押されて変形したヒータ８１により、伝熱部材８５が押されるようになる。これにより、伝熱部材８５は、ヒータ８１に倣って曲率が大きくなるように弾性変形し、自身の弾性復元力によりヒータ８１に押し付けられるようになる。
言い換えると、本実施の形態のヒータユニット８０では、伝熱部材８５の弾性復元力により、伝熱部材８５がヒータ８１の内周面に押し付けられる。また、伝熱部材８５による押し付け力およびヒータ８１自身の弾性復元力により、ヒータ８１が定着ベルト６１の内周面に押し付けられるようになる。
【００６８】
この結果、本実施の形態では、ヒータユニット８０が定着ベルト６１の内周に設置された状態では、定着ベルト６１の内周面とヒータ８１とが密着し、ヒータ８１と伝熱部材８５とが密着した状態となる。
これにより、本実施の形態では、定着ユニット６０のニップ部Ｎ（図３参照）に用紙が連続して通紙されヒータ８１の非通紙領域Ｆｂ（図８（ｂ）参照）に滞留した熱が、伝熱部材８５を介して通紙領域Ｆａ（図８（ｂ）参照）へ伝導し、実施の形態１および実施の形態２と同様に、非通紙領域Ｆｂでの過剰な温度上昇が抑制される。
【００６９】
また、本実施の形態では、伝熱部材８５をヒータ８１とは別体として設けているため、ヒータ８１の変形により生じるヒータ８１自身の弾性復元力が、伝熱部材８５によって阻害されることが抑制される。すなわち、本実施の形態においても、実施の形態１および実施の形態２と同様に、ヒータ８１の弾性復元力により、定着ベルト６１の内周面とヒータ８１との密着性が良好に保たれる。
【００７０】
なお、図１３（ａ）〜（ｂ）に示した例では、発熱層８１１、絶縁層８１２および支持金属層８１３が積層された層構成を有するヒータ８１を用いたが、例えば実施の形態１のように発熱層８１１、絶縁層８１２、支持金属層８１３および熱拡散金属層８１４が積層されたヒータ８１（図６（ｂ）参照）を用いてもよく、実施の形態２のように熱拡散金属層８１４に代えて熱拡散シート８１５が積層されたヒータ８１（図１２参照）を用いてもよい。
例えば実施の形態１のヒータ８１を用いた場合、伝熱部材８５は、熱拡散金属層８１４に接触するように設けられ、発熱層８１１にて発生した熱は、熱拡散金属層８１４および伝熱部材８５により伝導される。また、実施の形態２のヒータ８１を用いた場合、伝熱部材８５は、熱拡散シート８１５に接触するように設けられ、発熱層８１１にて発生した熱は、熱拡散シート８１５および伝熱部材８５により伝導される。これにより、ヒータ８１の非通紙領域Ｆｂにおける過剰な温度上昇が抑制される。
【００７１】
＜実施の形態４＞
続いて、本発明の実施の形態４について説明する。図１４は、実施の形態４が適用されるヒータユニット８０の構成を示した斜視図である。また、図１５（ａ）〜（ｂ）は、実施の形態４が適用されるヒータユニット８０の動作を説明するための図であり、実施の形態４のヒータユニット８０を軸方向に見た図に対応する。
実施の形態４のヒータユニット８０は、実施の形態３で説明したヒータユニット８０に加えて、伝熱部材８５を駆動する切替手段の一例としての駆動部８６をさらに有している。
【００７２】
本実施の形態の伝熱部材８５は、実施の形態３に示した伝熱部材８５（図１２（ａ）〜（ｂ）参照）と同様に、一方の長辺側端部が支持フレーム８２に取り付けられ、支持されている。また、本実施の形態の伝熱部材８５は、図１４および図１５（ａ）〜（ｂ）に示すように、支持フレーム８２に取り付けられない方の端部が定着ベルト６１の内周側に向けて屈曲することにより形成された屈曲部８５ａを有している。
【００７３】
駆動部８６は、ヒータ８１の長手方向に沿って延び伝熱部材８５の屈曲部８５ａが引っ掛けられるシャフト８６１と、シャフト８６１の長手方向両端部に設けられシャフト８６１に接触してシャフト８６１の移動を規制する規制部材８６２と、規制部材８６２を移動させる移動部材８６３とを有している。
本実施の形態では、移動部材８６３はソレノイドにより構成され、ソレノイド本体部８６３ａと、ソレノイド本体部８６３ａから突出し、制御部３１（図１参照）による制御に基づいてソレノイド本体部８６３ａに対して突出量が増減する方向へ移動可能なプランジャ８６３ｂとを有している。そして、規制部材８６２は、移動部材８６３のプランジャ８６３ｂに取り付けられている。
【００７４】
続いて、ヒータユニット８０の動作について説明する。本実施の形態のヒータユニット８０は、制御部３１による制御によって、伝熱部材８５がヒータ８１に接触している第１状態と、伝熱部材８５がヒータ８１から離間している第２状態とに切り替え可能に構成されている。ここで、図１５（ａ）は、第１状態のヒータユニット８０を示しており、図１５（ｂ）は、第２状態のヒータユニット８０を示している。
【００７５】
第１状態のヒータユニット８０では、移動部材８６３において、ソレノイド本体部８６３ａに対するプランジャ８６３ｂの突出量が予め定めた第１の突出量となっている。そして、第１状態のヒータユニット８０では、プランジャ８６３ｂが突出することに伴って、図１５（ａ）に示すように、プランジャ８６３ｂの先端に取り付けられた規制部材８６２が、軸方向（Ｙ方向）に見た場合に、定着ベルト６１よりも外周側に位置するようになっている。
これにより、図１５（ａ）に示す第１状態において、規制部材８６２は、シャフト８６１から離間した状態となる。言い換えると、第１状態のヒータユニット８０では、シャフト８６１およびシャフト８６１に取り付けられる伝熱部材８５に対して、規制部材８６２による外力が加わっていない。この結果、図１５（ａ）に示すように、第１状態のヒータユニット８０において、伝熱部材８５は、自身の弾性復元力によりヒータ８１に接触した状態となる。
【００７６】
一方、制御部３１によりヒータユニット８０が第１状態から第２状態へと切り替えられると、図１５（ｂ）に示すように、プランジャ８６３ｂがソレノイド本体部８６３ａに対して引き込まれるように、図中左側に移動する。そして、ソレノイド本体部８６３ａに対するプランジャ８６３ｂの突出量が第１の突出量よりも小さい第２の突出量となる。
また、プランジャ８６３ｂがソレノイド本体部８６３ａに引き込まれるのに伴って、規制部材８６２が定着ベルト６１の内周側へ向かって移動し、シャフト８６１に突き当たるようになる。
【００７７】
この結果、規制部材８６２により押されることで、シャフト８６１が定着ベルト６１の内周側に向かって移動する。そして、シャフト８６１が移動するのに伴って、シャフト８６１に取り付けられた伝熱部材８５が変形する。具体的には、屈曲部８５ａがシャフト８６１の移動に伴って定着ベルト６１の内周側に移動することで、伝熱部材８５は、第１状態と比較して曲率が大きくなるように（曲率半径が小さくなるように）変形する。
これにより、図１５（ｂ）に示すように、第２状態のヒータユニット８０において、伝熱部材８５は、ヒータ８１から離間した状態となる。
【００７８】
このように、本実施の形態のヒータユニット８０では、制御部３１の制御に基づいて、ヒータ８１に伝熱部材８５が接触した第１状態と、ヒータ８１から伝熱部材８５が離間した第２状態とを、駆動部８６により切り替え可能としている。
このような構成を採用することで、例えば定着ユニット６０を立ち上げる際や定着ユニット６０を休止状態から復帰させる際等には、ヒータユニット８０を、伝熱部材８５がヒータ８１から離間した第２状態に設定することができる。この場合、発熱層８１１にて発生した熱が、ヒータ８１から伝熱部材８５へ熱が伝導することが抑制される。これにより、例えば実施の形態３のようにヒータ８１と伝熱部材８５とを常に接触させている場合と比較して、ヒータ８１から定着ベルト６１への伝熱量が増加し、定着ベルト６１の昇温に要するウォームアップタイムが短縮される。
【００７９】
また、定着ベルト６１の温度が予め定めた温度まで上昇した場合には、ヒータユニット８０を、伝熱部材８５がヒータ８１に接触した第１状態に設定することで、ヒータ８１にて発生した熱が伝熱部材８５を介して面方向に拡散されるようになる。
すなわち、ヒータ８１の非通紙領域Ｆｂ（図８（ｂ）参照）にて滞留した熱が、第１状態においてヒータ８１に接触する伝熱部材８５に伝導し拡散される。これにより、定着ベルト６１が非通紙領域Ｆｂにおいて局所的に高温になることが抑制され、定着ベルト６１の破損が抑制される。
【００８０】
なお、本実施の形態では、第１状態において伝熱部材８５がヒータ８１の内周面に接する構成としたが、第１状態では、伝熱部材８５の全体がヒータ８１に接触している必要はない。すなわち、少なくともヒータ８１における発熱領域８１ａ（図８（ａ）参照）に対して伝熱部材８５が接触していればよい。
また、第２状態では、伝熱部材８５が完全にヒータ８１から離間している必要はなく、伝熱部材８５の少なくとも一部の領域がヒータ８１から離間して、第１状態と比較してヒータ８１と伝熱部材８５との接触面積が小さくなるような構成であればよい。
【符号の説明】
【００８１】
１…画像形成装置、６０…定着ユニット、６１…定着ベルト、６２…加圧ロール、８０…ヒータユニット、８１…ヒータ、８２…支持フレーム、８５…伝熱部材、８６…駆動部、８１１…発熱層、８１２…絶縁層、８１３…支持金属層、８１４…熱拡散金属層、８１５…熱拡散シート
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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