JP2022098532A - 熱伝動管、熱処理装置および処理システム - Google Patents

Abstract

【課題】管の長手方向と直交する断面で見たとき、作動液を移送する液移送部が管の内壁面全域に接触している場合のみに比べて、長手方向における熱伝導性能を高めることができる熱伝導管等を提供する。【解決手段】熱伝導管１は、両端部が閉じられた管１０と、管１０の内部に封入されて気化および液化する作動液１２と、管１０の内部の長手方向Ｌｄに存在して液化した作動液１２を少なくとも当該長手方向Ｌｄに移送する液移送部とを備え、その移送部が、管１０の長手方向Ｌｄと直交する断面で見たとき、管１０の内壁面１０ｃの少なくとも一部の範囲に接触する第１の液移送部１５と、管１０の内壁面１０ｃおよび第１の液移送部１５と非接触の第２の液移送部１６を有している。【選択図】図１

Description

この発明は、熱伝動管、熱処理装置および処理システムに関するものである。

従来、ヒートパイプ等と称される熱伝動管としては、例えば、下記特許文献１，２に記載されているものが知られている。

特許文献１には、両端が密封された中空部を備え、前記中空部内に作動流体が内在されて外部との熱交換を遂行するパイプ胴体と、パイプ胴体の中空部内に装着されて凝縮部で凝縮された作動流体を蒸発部へ帰還させることができるよう毛細管力を提供するウィックを含むヒートパイプであって、前記ウィックは多数の線材が螺旋形態で編組されて実質的に円筒構造をなすヒートパイプが記載されている。

特許文献２には、コンテナと、コンテナの内部に封入された作動流体と、コンテナの内面に設けられ、金属粉を焼結させた焼結金属からなるウィックとを有するヒートパイプであって、前記コンテナの吸熱部における前記ウィックの占有率が６５％～９０％であるヒートパイプが記載されている。

特開平１１－３３７２７９号公報（請求項１など） 特開２０１７－８３１３８号公報（請求項１など）

この発明は、管の長手方向と直交する断面で見たとき、作動液を移送する液移送部が管の内壁面全域に接触している場合のみに比べて、長手方向における熱伝導性能を高めることができる熱伝導管、熱処理装置および処理システムを提供するものである。

この発明（１）の熱伝導管は、
両端部が閉じられた管と、
前記管内部に封入されて気化および液化する作動液と、
前記管内部の長手方向に沿って存在して液化した作動液を少なくとも当該長手方向に移送する液移送部と、
を備え、
前記液移送部が、前記管の長手方向と直交する断面で見たとき、前記管の内壁面の少なくとも一部の範囲に接触する第１の液移送部と、前記管の内壁面および前記第１の液移送部と非接触の第２の液移送部を有しているものである。

この発明（２）は、上記発明（１）の熱伝導管において、前記第１の液移送部が金属線からなる網状の材料である熱伝導管である。
この発明（３）は、上記発明（１）又は（２）の熱伝導管において、前記第２の液移送部が金属線を撚り合わせしてなる線状の材料である熱伝導管である。
この発明（４）は、上記発明（１）又は（２）の熱伝導管において、前記第２の液移送部が金属線からなる網状の材料である熱伝導管である。
この発明（５）は、上記発明（１）から（４）のいずれかの熱伝導管において、前記管が３ｍｍ以下の外径からなる断面円形の管である熱伝導管である。

また、この発明（６）の熱処理装置は、
接触して通過する被処理物と熱交換する熱処理部と、前記熱処理部のうち被処理物が通過する通過領域に該当する部分と被処理物が通過しない非通過領域に該当する部分とに渡って設置される熱伝導管と、を備え、前記熱伝導管として上記発明（１）から（５）のいずれかの熱伝導管を用いているものである。
この発明（７）は、上記発明（６）の熱処理装置において、前記熱伝導管における前記第１の液移送部が、前記管の内壁面のうち前記熱処理部の熱交換時に吸熱すべき高温部に接触させる部分を含む範囲に接触している熱処理装置である。

さらに、この発明（８）の処理システムは、
接触して通過する被処理物と熱交換する熱処理部を有する熱処理装置と、前記熱処理装置を通過する前又は通過した後の被処理物に前記熱交換以外の別の処理を行う別の処理装置と、を備え、前記熱処理装置が上記発明（６）又は（７）の熱処理装置を含めて構成されているものである。

上記発明（１）の熱伝導管によれば、管の長手方向と直交する断面で見たとき、作動液を移送する液移送部が管の内壁面全域に接触している場合のみに比べて、長手方向における熱伝導性能を高めることができる。

上記発明（２）によれば、第１の液移送部が金属線からなる網状の材料でない場合に比べて、作動液の移送が速くなり、長手方向における熱伝導性能を高めることができる。
上記発明（３）によれば、第２の液移送部が金属線を撚り合わせしてなる線状の材料でない場合に比べて、作動液の蒸気の液化が速くなり、長手方向における熱伝導性能を高めることができる。
上記発明（４）によれば、第２の液移送部が金属線からなる網状の材料でない場合に比べて、作動液の蒸気の液化と作動液の移送が効率よくなされ、長手方向における熱伝導性能を高めることができる。
上記発明（５）によれば、管が３ｍｍ以下の小径になっても、長手方向における熱伝導性能を高めることができる。

上記発明（６）の熱処理装置によれば、熱処理部における熱伝導管の長手方向と直交する断面で見たとき、液移送部が管の内壁面全域に接触しているのみの熱伝導管を用いた場合に比べて、長手方向における熱伝導性能を高めることができ、熱処理部で生じる温度差が抑制される。
上記発明（７）によれば、熱伝導管における第１の液移送部が管の内壁面のうち熱処理部の熱交換時に吸熱すべき高温部に接触させる部分を含む範囲に接触していない場合に比べて、作動液の気化が速くなり、熱処理部で生じる温度差がより抑制される。

上記発明（８）の処理システムによれば、熱処理装置の熱処理部における熱伝導管の長手方向と直交する断面で見たとき、液移送部が管の内壁面全域に接触しているのみの熱伝導管を用いた場合に比べて、長手方向における熱伝導性能を高めることができ、熱処理装置の熱処理部で生じる温度差が抑制される。

（Ａ）は実施の形態１に係る熱伝動管の長手方向に沿う概略断面図、（Ｂ）は（Ａ）の熱伝動管のＩ－Ｉ線に沿う概略断面図である。 評価試験に用いた測定装置を３方向から見た状態を示す概要図である。 （Ａ）は評価試験に用いた実施例の熱伝導管を示す断面図、（Ｂ）は評価試験に用いた比較例の熱伝導管を示す断面図、（Ｃ）は評価試験の結果を示すグラフ図である。 （Ａ）は実施の形態１の変形例に係る熱伝動管の長手方向に沿う概略断面図、（Ｂ）は（Ａ）の熱伝動管のＩＶ－ＩＶ線に沿う概略断面図である。 実施の形態２に係る処理システムの内部を示す概要図である。 実施の形態２に係る熱処理装置の内部を示す概要図である。 図６の熱処理装置の他の方向から見た状態を一部断面で示す概要図である。 （Ａ）は図６の熱処理装置に適用される加熱ユニットの一部を示す断面概要図、（Ｂ）は（Ａ）の加熱ユニットの分解図である。 （Ａ）は図８の加熱ユニットの一部を示す概要図、（Ｂ）は熱伝導管を示す概要図である。 図８の加熱ユニットの一部を示す概要図である。 （Ａ）は本発明および従来例の各加熱装置の長手方向における加熱の状態を示すグラフ図、（Ｂ）は実施例および比較例の熱伝導管を用いた各加熱装置におけるウォームアップ時間を示すグラフ図である。 （Ａ）は実施の形態２の変形例に係る冷却装置の内部を示す概要図、（Ｂ）は（Ａ）の冷却装置の一部を一部断面で示す概要図である。 （Ａ）は実施の形態２の変形例に係る処理システムを示す概念図、（Ｂ）は実施の形態２の変形例に係る処理システムの他の構成例を示す概念図である。

以下、この発明を実施するための形態（本明細書では単に実施の形態という。）について図面を参照しながら説明する。

実施の形態１．
図１には、実施の形態１に係る熱伝動管の一例としてのヒートパイプ１が示されている。図１等の図面内の符号Ｌｄはヒートパイプ１における長手方向を、符号Ｓｄはヒートパイプ１における長手方向Ｌｄと交差（実際は直交）する方向の短手方向をそれぞれ示す。

＜熱伝導管＞
熱伝動管の一例であるヒートパイプ１は、両端部１０ａ，１０ｂが閉じられた管１０と、管１０の内部に封入されて気化および液化する作動液１２と、管１０の内部の長手方向Ｌｄに沿って存在して液化した作動液１２を長手方向Ｌｄに移送する第１の液移送部１５および第２の液移送部１６とを備えている。

管１０は、熱伝導率が相対的に高い金属からなる断面円形で一方向に長い中空構造の管である。断面の円形は、完全な円である真円となる形状に限定されず、少し歪んだ円形を含むものである。少し歪んだ円形とは、例えば真円度が２００μｍ以下になるものである。管１０の両端部１０ａ，１０ｂは、作動液１２が漏洩するおそれのない程度に密閉されていれば、その閉じ形式や構造等については特に限定されない。その両端部１０ａ，１０ｂの一方は、最初から閉口した形状にした端部構造であってもよい。

このような管１０としては、用途に適合するものが用いられるが、例えば、ヒートパイプ１全体を短手方向Ｓｄにおける断面積が比較的小さいものにする観点からすると、その一例として外径が３ｍｍ以下の断面円形からなる小径化された円筒管が用いられる。ちなみに、管１０は、製造が可能であることや最低限の強度を確保する等の観点からすると、その外径が例えば２ｍｍ以上であることが好ましい。
また、管１０は、その肉厚が０．０５ｍｍ以上かつ０．２ｍｍ以内の範囲である薄肉化したものが好ましい。
このように小径化や薄肉化させた場合の管１０は、設置スペースや熱容量が小さいものになるうえに熱伝導性が良好になる。

さらに、管１０は、ステンレス、アルミニウム等の金属材料で構成してもよいが、高い熱伝導性や加工の容易性を得る観点からすると、無酸素銅（酸化物をほとんど含まない９９．９６％以上の高純度の銅）で構成することが好ましい。
また、管１０は、その表面が酸化するおそれがある場合には、その表面を酸化防止処理したものであることが好ましい。酸化防止処理としては、例えば、メッキ、酸化防止剤等の塗布、コーティング等の処理が挙げられる。

作動液１２は、管１０の内部で温度分布により気化（主に蒸発）および液化（凝縮）する媒体である。また、作動液１２は、所要の量、管１０の内部に封入される。
実施の形態１では、作動液１２として、例えば純水を用いている。また、図１等においては理解を助けるため作動液１２を誇張して描いている。

第１の液移送部１５と第２の液移送部１６はいずれも、図１（Ａ）に示されるように、管１０の内部の長手方向Ｌｄに沿って存在するように配置され、管１０の内部で液化した作動液１２を管１０の少なくとも長手方向Ｌｄに沿って移送することが可能な材料で構成される部分である。また、第１の液移送部１５と第２の液移送部１６における液化した作動液１２の移送は、管１０における低温領域からそれよりも相対的に高い温度である高温領域にむけて発生する毛細管力により行われる。

第１の液移送部１５は、図１（Ｂ）に示されるように、管１０の長手方向Ｌｄと直交する断面で見たとき、内壁面１０ｃの周方向の全範囲にわたって接触した状態で配置されている。また、このときの第１の液移送部１５は、図１（Ａ）に示されるように、管１０の内壁面１０ｃの長手方向Ｌｄに沿う部分に接触した状態でも配置されている。第１の液移送部１５の内壁面１０ｃの全域に接触した状態は、内壁面１０ｃの周方向の全域に完全に接触している場合に限らず、厳密には第１の液移送部１５の一部が内壁面１０ｃに接近しているが少し浮いて非接触の状態になっている場合も含むものである。

このような第１の液移送部１５は、金属からなる複数の線材、複数の金属線を交差させて網状にしてなる金属網、金属粉を焼結させた焼結金属等の材料で構成される。
実施の形態１における第１の液移送部１５としては、金属線からなる網状の材料（金網等）にて構成されている。また、この網状の材料からなる第１の液移送部１５は、例えば、その網目が０．１～０．５ｍｍ程度の大きさになるよう構成されている。また、この網状の材料からなる第１の液移送部１５は、管１０の内部に挿入することができるよう、その全体がほぼ円筒状の形態からなる材料として形成されている。

一方、第２の液移送部１６は、図１（Ｂ）に示されるように、管１０の長手方向Ｌｄと直交する断面で見たとき、管１０の内壁面１０ｃと第１の液移送部１５の双方と非接触の状態で配置されている。
第２の液移送部１６は、管１０の内壁面１０ｃと第１の液移送部１５の双方と非接触とすることにより、他の部分との接触がない分だけ全体の表面積が多くなり、長手方向Ｌｄに沿って連続する空間が確保される。また、管１０が外部の熱環境から受ける熱を直接的に伝導されることと第１の液移送部１５を介して伝導されることがなくなり、温度が第１の液移送部１５よりも相対的に低い状態に保たれる傾向にあると推測される。
また、このときの第２の液移送部１６は、図１（Ａ）に示されるように、管１０の内壁面１０ｃの長手方向Ｌｄに沿って存在するような状態でも配置されている。

このような第２の液移送部１６は、金属からなる複数の線材や、複数の金属線を束ねたもの、複数の金属線を交差させて網状にしてなる金属網等の材料で構成される。このうち複数の金属線を束ねたものは、例えば、撚り合わせたものが挙げられる。
実施の形態１における第２の液移送部１６としては、複数の金属線を撚り合わせて束ねた線状の材料にて構成されている。また、この撚り合わせた線状の材料からなる第２の液移送部１６は、管１０の内壁面１０ｃと第１の液移送部１５に対して非接触の状態を保つように配置されていればよいが、例えば、その断面積（各線材の断面積を合計した面積）Ｓ２が管１０の内部の短手方向Ｓｄの断面積Ｓ１に対する占有率（＝（Ｓ１／Ｓ２）×１００）が５０％以下になるよう構成されていることがこのましい。

また、第１の液移送部１５と第２の液移送部１６はいずれも、複数の線材で構成される材料を用いて構成する場合、その線材の外径が０．０６ｍｍ以下である極細の線材を用いることが好ましい。この複数の極細の線材から構成される第１の液移送部１５および第２の液移送部１６は、表面積がより多く確保されて毛細管力を得やすくなる。また極細の線材から構成される第１の液移送部１５および第２の液移送部１６は、例えば外形が３ｍｍ以下の小径化の管１０を適用する場合、その小径化の管１０に入れる作業等の装着作業がしやすくなり、有効である。

さらに、第１の液移送部１５と第２の液移送部１６は、複数の線材で構成される材料を用いて構成する場合、その線材の両端部を管１０の両端部１０ａ，１０ｂにおいて固定される。また、第１の液移送部１５については、管１０の内壁面１０ｃとの間に熱伝導性を有するグリス等の接触補助剤を介して接触させる手法を適用することができる。

次に、このヒートパイプ１の熱伝導性能を調べるために行った試験について説明する。

試験は、実施例のヒートパイプ１として図３（Ａ）に示される構成のものを用意し、また比較例のヒートパイプ１Ｘとして図３（Ｂ）に示される構成のものを用意したうえで、その各ヒートパイプ１，１Ｘを図２に示される測定装置２００に設置した後、測定装置２００を作動させたときのヒートパイプ付近における２点間の温度差を、熱伝導性能の評価指標として測定したものである。

実施例のヒートパイプ１としては、外径が２～３ｍｍの範囲内である断面円形で肉厚が約０．１～０．２ｍｍの範囲内にある形状からなる無酸素銅製の管１０（長手方向Ｌｄの長さは３２０ｍｍ）に、図３（Ａ）に示されるように、第１の液移送部１５を管１０の内壁面１０ｃの全周に対して接触させるよう配置するとともに、第２の液移送部１６を管１０の内壁面１０ｃと第１の液移送部１５の双方に対して非接触の状態になるよう配置したものを用意した。
第１の液移送部１５としては、銅線（線径：０．０１～０．０５ｍｍ）からなる網状の材料（網の厚さ：０．０１～０．１０ｍｍ）からなるものを使用した。第２の液移送部１６としては、１００本数の銅線（線径：０．０１～０．０５ｍｍ）を撚り合わせた線状の材料からなるものを使用した。
この実施例のヒートパイプ１は、熱容量が１．３５（Ｊ／Ｋ）であった。この熱容量は、ヒートパイプ１の比熱、密度および体積を測定した情報を用いて求めた。

比較例のヒートパイプ１Ｘとしては、実施例のヒートパイプ１における管１０と同じ構成の管１０に、図３（Ｂ）に示されるように、第１の液移送部１５を配置せず、第２の液移送部１６のみを管１０の内壁面１０ｃに対して非接触の状態になるよう配置したものを用意した。第２の液移送部１６としては、実施例のヒートパイプ１における第２の液移送部１６と同じ線状の材料からなるものを使用した。
また、この比較例のヒートパイプ１Ｘは、熱容量が１．５（Ｊ／Ｋ）であった。比較例のヒートパイプ１Ｘの熱容量が実施例のヒートパイプ１の熱容量よりも大きいのは、液移送部（ウィック）差による密度の違いによるものであると考えられる。

測定装置２００は、図２に示されるように、長方形のアルミニウム板からなる測定台２０１と、測定台２０１の下面の中央部に配置したアルミニウムからなる放熱板２０２と、測定台２０１の下面で放熱板２０２に隣接した長手方向の両端側に配置したアルミニウムからなる加熱板２０３Ａ，２０３Ｂと、加熱板２０３Ａ，２０３Ｂの下面にそれぞれ配置したヒータ（面状ヒータ）２０５Ａ，２０５Ｂと、ヒートパイプ１等を測定台２０１に押し当てて保持する押当部材２０６、温度を計測する熱電対２０７ａ，２０７ｂとで構成されている。図２における括弧内の数値は、上記各構成部品の寸法（ｍｍ）を示す。
放熱板２０２と加熱板２０３は、放熱板２０２の厚さ（ＴＢＤ：１００ｍｍ）が加熱板２０３よりも厚いという点で異なるのみで、同じアルミニウム製の板である。

この試験では、以下のようにして測定を行った。

まず、測定対象のヒートパイプ１，１Ｘを、図２に示されるように、測定装置２００の測定台２０１に、第１の液移送部１５が管１０の最下部に位置する姿勢で測定台２０１と向き合う状態で設置して準備する。この際、ヒートパイプ１，１Ｘは、熱伝導性を有するグリス２０４を介して測定台２０１に保持させる。グリス２０４としては、例えば熱伝導率が１～１０Ｗ／ｍ／Ｋであるものが使用される。

次に、ヒータ２０５Ａ，２０５Ｂの出力を調整して測定台２０１の端部側になる外側の熱電対２０７ａによる測定温度が１５０℃の第１試験温度に安定したときの測定台２０１の端部よりも内側になる内側の熱電対２０７ｂの第１測定温度を得る。
また、ヒータ２０５Ａ，２０５Ｂの出力を調整して外側の熱電対２０７ａによる測定温度が２３０℃の第２試験温度に安定したときの内側の熱電対２０７ｂの第２測定温度を得る。

そして、１つのヒートパイプ１（又は１Ｘ）における第１試験温度と第１測定温度との温度差と第２試験温度と第２測定温度との温度差を一定時間で平均したものを、測定したヒートパイプ１（又は１Ｘ）の温度差（特性）として求めた。
上記各ヒートパイプ１，１Ｘの測定結果を図３（Ｃ）に示した。また、この温度差は、小さい値であるほど熱伝導が良好に行われることになって望ましいが、その許容レベルの温度差Ｔとしては例えば３７℃以下が好ましい。

図３（Ｃ）に示す結果からは、実施例のヒートパイプ１が許容レベルの温度差Ｔである３７℃以下を満たした。一方、比較例のヒートパイプ１Ｘが許容レベルの温度差Ｔを満たさなかった。

また、この試験で測定した温度差は、小さい値になるほど、ヒータ２０５Ａ等により加熱された部分とその加熱の部分に隣接する内側の非加熱の部分との温度差がヒートパイプによる熱移動（熱輸送）が良好に行われることで小さくなる傾向にあり、熱伝導性能が良いことを示しているといえる。反対に、その測定した温度差が大きい値になるほど、ヒートパイプによる熱移動が十分に行われておらず、熱伝導性能が相対的に劣ることを示しているといえる。つまり、この試験で測定した温度差の大小は、ヒートパイプの長手方向Ｌｄにおける熱伝導性能の良否を示すという相関があるといえそうである。

したがって、この試験からは、実施例の構成からなるヒートパイプ１であれば、比較例のヒートパイプ１Ｘに比べると、長手方向Ｌｄにおける熱伝導性能を高めることができることが認められる。
つまり、実施例のヒートパイプ１のように第１の液移送部１５と第２の液移送部１６を配置した場合は、第２の液移送部１６のみを配置した比較例のヒートパイプ１Ｘに比べると、温度差を抑制することができ、長手方向Ｌｄにおける熱伝導性能が高まることが判明した。

＜実施の形態１の変形例＞
なお、実施の形態１に係るヒートパイプ１は、図４に示されるように、第１の液移送部１５を管１０の内壁面１０ｃの周方向の一部に接触させるよう配置したものであってもよい。
このときの第１の液移送部１５は、図４（Ａ）に示されるように、管１０の内部の長手方向Ｌｄに沿っても存在するように配置される。このヒートパイプ１では、第２の液移送部１６として例えば上記網状の材料にて構成してもよい。

この変形例のヒートパイプ１は、第１の液移送部１５が配置されている部分を、熱移動させたい部分に接触させた状態で使用される。
また、この変形例のヒートパイプ１についても、上記試験を同様に行ったところ、ほぼ同じ傾向の結果が得られた。

実施の形態２．
図５および図６には、実施の形態２に関する構成例が示されている。図５には実施の形態２に係る処理システム７が示され、図６には実施の形態２に係る熱処理装置５が示されている。
以下の説明では、図面に矢印Ｘで示す方向を装置の幅方向、矢印Ｙで示す方向を装置の高さ方向、矢印Ｚで示す方向を上記幅方向および高さ方向のそれぞれに直交する装置の奥行方向とする。図面中の矢印Ｘと矢印Ｙの交差部に付した丸印は、装置の奥行方向（矢印Ｚ）が図面と直交する下方に向いていることを示している。

処理システム７は、接触して通過する被処理物９と熱交換する熱処理部を有する熱処理装置５と、熱処理装置５を通過する前又は通過した後の被処理物９に前記熱交換以外の別の処理を行う別の処理装置２とを備えている。
また、熱処理装置５は、接触して通過する被処理物９と熱交換する熱処理部５ｈと、熱処理部５ｈのうち被処理物９が通過する通過領域Ｅ１に該当する部分と被処理物９が通過しない非通過領域Ｅ２に該当する部分とに渡って設置される熱伝導管１とを備えている。

実施の形態２では、処理システム７の一例として、被処理物９に画像を形成する処理を行う画像形成装置７Ａを適用している。また実施の形態２では、処理システム７が画像形成装置７Ａであることから、熱処理装置５の一例として被処理物９を加熱する熱交換をする熱処理部を有した加熱装置５Ａを適用し、別の処理装置２の一例として加熱装置５Ａを通過する前の被処理物９に加熱処理以外の別の処理である作像を行う作像装置２Ａを適用し、被処理物９の一例として画像が形成される記録シート９Ａを適用している。

＜処理システム＞
処理システム７の一例である画像形成装置７Ａは、記録シート９Ａに粉体の一例である現像剤からなる像を形成した後に加熱して定着させることにより画像を形成する装置である。
この画像形成装置７Ａは、図５に示されるように、所要の外観形状からなる筐体７０を有しており、その筐体７０の内部空間に、作像装置２Ａ、シート供給装置４、加熱装置５Ａ等を配置して構成されている。図５における一点鎖線は、筐体７０内で記録シート９Ａが搬送されるときの主な搬送経路を示している。

作像装置２Ａは、現像剤としてのトナーで構成されるトナー像を形成して記録シート９Ａに転写する装置である。この作像装置２Ａは、矢印Ａで示す方向に回転する感光ドラム２１を有し、その感光ドラム２１の周囲に、帯電装置２２、露光装置２３、現像装置２４、転写装置２５、清掃装置２６等の機器を配置して構成されている。

このうち、感光ドラム２１は、像保持手段の一例であり、像形成面および像保持面となる感光層を有するドラム形態からなる感光体である。帯電装置２２は、感光ドラム２１の外周面（像形成面）を所要の表面電位に帯電させる装置である。この帯電装置２２は、例えば感光ドラム２１の外周面の像形成面に接触させるとともに帯電電流が供給されるロール形態等からなる帯電部材を備えて構成されている。

露光装置２３は、感光ドラム２１の帯電後の外周面に画像情報に基づく露光をして静電潜像を形成する装置である。この露光装置２３は、外部から入力される画像情報が図示しない画像処理手段等で所要の処理が施されて生成される画像信号を受けて作動する。画像情報とは、例えば、文字、図形、写真、模様等の形成すべき画像に関する情報である。現像装置２４は、感光ドラム２１の外周面に形成された静電潜像を対応する所定の色（例えばブラック）の現像剤（トナー）により現像して単色のトナー像として顕像化する装置である。

次に、転写装置２５は、感光ドラム２１の外周面に形成されたトナー像を記録シート９Ａに静電的に転写させる装置である。この転写装置２５は、感光ドラム２１の外周面に接触するとともに転写電流が供給されるロール形態等からなる転写部材を備えて構成されている。清掃装置２６は、感光ドラム２１の外周面に付着する不要なトナー、紙粉等の不要物を除去して感光ドラム２１の外周面を清掃する装置である。
作像装置２Ａにおいては、感光ドラム２１と転写装置２５が対向する部位がトナー像の転写を行う転写位置ＴＰになる。

シート供給装置４は、作像装置２Ａにおける転写位置ＴＰに供給すべき記録シート９Ａを収容して送り出す装置である。このシート供給装置４は、記録シート９Ａを収容する単数又は複数の収容体４１と、記録シート９Ａを送り出す単数又は複数の送出装置４３等の機器を配置して構成されている。

収容体４１は、複数枚の記録シート９Ａを所要の向きで積載して収容する図示しない積載板を有する収容部材である。送出装置４３は、収容体４１の積載板上に積載されている記録シート９Ａを、複数のロール等の機器により１枚ずつ繰り出す装置である。実施の形態２におけるシート供給装置４は、例えば搬送時の幅が異なる記録シート９Ａａ，９Ａｂを個別に収容することが可能な２つの収容体４１ａ，４１ｂと、収容体４１ａ，４１ｂにそれぞれ収容される記録シート９Ａａ，９Ａｂを個別に送り出す２つの送出装置４３ａ，４３ｂを有している。

シート供給装置４は、搬送手段の一例である供給搬送路４５により作像装置２Ａにおける転写位置ＴＰと接続されている。この供給搬送路４５は、シート供給装置４から送り出される記録シート９Ａ（９Ａａ又は９Ａｂ）を転写位置ＴＰまで搬送して供給する搬送路であり、記録シート９Ａを挟持して搬送する複数の搬送ロール４６ａ，４６ｂや、記録シート９Ａの搬送空間を確保して記録シート９Ａの搬送を案内する図示しない複数の案内部材等を配置して構成されている。
また記録シート９Ａは、筐体７０内での搬送が可能であってトナー像の転写および熱定着が可能なシート状の記録媒体であればよく、その材質、形態等については特に制約されるものでない。

加熱装置５Ａは、作像装置２Ａの転写位置ＴＰで転写された未定着像のトナー像を記録シート９Ａに熱定着させるために加熱および加圧の処理をする装置である。この加熱装置５Ａは、記録シート９Ａの導入口５０ａや排出口５０ｂが設けられた筐体５０の内部空間に、加熱用回転体５１、加圧用回転体５２等の機器を配置して構成されている。
また、加熱装置５Ａでは、図５や図６に示されるように、加熱用回転体５１と加圧用回転体５２が接触して回転するよう配置されており、その接触する部分ＦＮにおいて通過する記録シート９Ａ等を加熱および加圧するようになっている。この加熱装置５Ａでは、加熱用回転体５１と加圧用回転体５２とで構成する部分を熱処理部５ｈとしている。
この加熱装置５Ａの詳細については後述する。

そして、画像形成装置７Ａでは、例えば次のようにして画像の形成が行われる。

すなわち、画像形成装置７Ａでは、図示しない制御手段が画像を形成する動作の指令を受けると、作像装置２Ａにおいて帯電動作、露光動作、現像動作および転写動作が実行される一方で、シート供給装置４において所要の記録シート９Ａ（９Ａａ又は９Ａｂ）を送り出すとともに供給搬送路４５を経由させて転写位置ＴＰまで搬送して供給する動作が実行される。
これにより、感光ドラム２１上に画像情報に応じたトナー像が形成される一方で、そのトナー像がシート供給装置４から転写位置ＴＰまで供給された記録シート９Ａに転写される。またこの際、トナー像が転写された記録シート９Ａは、回転する感光ドラム２１と転写装置２５に挟まれた状態で感光ドラム２１から剥離されて加熱装置５Ａにむけて送り出される。

続いて、画像形成装置７Ａでは、加熱装置５Ａにおいて、図６に示されるように、トナー像９２が転写された記録シート９Ａを上記接触する部分ＦＮに導入して通過させる際に加熱および加圧する定着動作が実行される。これにより、未定着のトナー像９２が加圧下で溶融されて記録シート９Ａに定着される。この際、加熱用回転体５１と加圧用回転体５２は、記録シート９Ａを搬送する搬送手段として機能する。

定着後の記録シート９Ａは、加熱装置５Ａにおける加熱用回転体５１と加圧用回転体５２に挟まれた状態で筐体５０から排出された後、排出搬送路を経由して排出口７２まで搬送され、最後に排出ロール４８により筐体７０の一部に設けられたシート収容部７３に送り出されて収容される。

以上により、１枚の記録シート９Ａの片面に単色の画像を形成する画像形成装置７Ａの基本的な画像形成動作が完了する。

＜熱処理装置＞
次に、熱処理装置５の一例である加熱装置５Ａについて詳述する。

実施の形態２に係る加熱装置５Ａは、図６、図７等に示されるように、上記加熱用回転体５１として、回転し得る加熱ベルト５３と加熱ベルト５３をその内周面から加圧用回転体５２に押し付けて接触する部分（ニップ）ＦＮを形成して加熱するよう発熱する加熱手段の一例である発熱体５４とからなるベルト－ニップ形態の加熱ユニット５５を適用し、上記加圧用回転体５２としてロール形態の加圧ロール５６を適用している。

このうち加熱ユニット５５は、記録シート９Ａの搬送方向Ｃと交差する通過幅方向Ｗｄ（図７等）に接触する部分ＦＮで記録シート９Ａを加熱する熱処理を行うようになっている。
この加熱ユニット５５は、接触保持体６１により発熱体５４を加熱ベルト５３の内周面に接触させる状態で保持し、また接触保持体６１の一部と左右の端部保持体６２Ａ，６２Ｂにより加熱ベルト５３を回転可能に保持するよう構成されている。また、加熱ユニット５５は、その接触保持体６１と左右の端部保持体６２Ａ，６２Ｂを支持体６３により支持している。

加熱ベルト５３は、可撓性や耐熱性を有する熱伝導用の無端状ベルトである。この加熱ベルト５３は、例えば、ポリイミド、ポリアミド等の合成樹脂等の材料を用いて原形が円筒形状になるよう成形したベルトが適用される。

発熱体５４は、図８、図９等に示されるように、基板５４１と、基板５４１のうち加熱ベルト５３の内周面に接触する片面５４１ａに設けられる複数本（本例では３本）の発熱部５４２Ａ，５４２Ｂ，５４２Ｃと、発熱部５４２Ａ，５４２Ｂ，５４２Ｃに給電するための配線部５４３等で構成されている。

基板５４１は、記録シート９Ａの搬送方向Ｃと交差する通過幅方向Ｗｄの幅サイズＷが最大幅サイズＷ１よりも長いサイズの矩形状からなる板状の部材である。この基板５４１は、電気絶縁性を有する材料からなるものであり、例えば、セラミックス製の基板が適用される。基板５４１のうち加熱ベルト５３の内周面に接触する側の面（片面）５４１ａは、発熱部５４２Ａ，５４２Ｂ，５４２Ｃを設けた後に被覆層が形成されて被覆される。

発熱部５４２Ａ，５４２Ｂ，５４２Ｃは、図９（Ａ）に示されるように、基板５４１の片面５４１ａにその長手方向（記録シート９Ａの通過幅方向Ｗｄに沿う方向）に沿うとともに記録シート９Ａの通過幅方向Ｗｄにおいて互いに離間した平行な状態になるよう直線状に設けられる電熱線部である。
図９（Ａ）は、発熱体５４の基板５４１における片面５４１ａの裏面（他面）５４１ｂからみた状態を示す図面であるので、実際には片面５４１ａの側に設けられる発熱部５４２が見えて現れることがない。しかし、図９（Ａ）では、発熱部５４２を説明する便宜上、発熱部５４２が他面５４１ｂから透けて見えた状態で描いている。

また、この発熱部５４２Ａ，５４２Ｂ，５４２Ｃは、基板５４１の長手方向に対してほぼ同じ長さを有しているが、記録シート９Ａの搬送時における幅サイズＷの広狭の違いに適合させるよう相対的に多く発熱する領域を互いに異なる位置に存在させよう構成されている。
すなわち、第１の発熱部５４２Ａは、図９（Ａ）に示されるように、長手方向の両端側の端部を除く中央部が多く発熱する領域になるよう構成されている。この第１の発熱部５４２Ａは、幅サイズＷが中間幅サイズＷ２（＜Ｗ１）の記録シート９Ａが通過するときに使用される。また、第２の発熱部５４２Ｂは、第１の発熱部５４２Ａの両端側の端部に相当する部分が多く発熱する領域になるよう構成されている。さらに、第３の発熱部５４２Ｃは、長手方向の中央部（例えば全長の１／３程度の部分）が多く発熱する領域になるよう構成されている。第３の発熱部５４２Ｃは、幅サイズＷが最小サイズＷ３（＜Ｗ２）の記録シート９Ａが通過するときに使用される。

ちなみに、実施の形態２における発熱部５４２Ａ，５４２Ｂ，５４２Ｃの相対的に多く発熱する領域の構成は、記録シート９Ａの搬送時の通過幅方向Ｗｄにおける中央の位置が、例えば加熱装置５Ａの上記接触する部分ＦＮにおける記録シート９Ａの通過領域幅の基準とする中央の位置を通過するよう案内して搬送する中央基準搬送方式（センターレジ方式）を採用する場合のものである。
また、この発熱部５４２Ａ，５４２Ｂ，５４２Ｃの相対的に多く発熱する領域については、例えば、電熱線部の幅および厚さの少なくとも一方を他の部分（発熱を抑制する部分）よりも狭く又は薄く又はその双方をして電気抵抗値が相対的に高くなるようにすることで実現している。
さらに、発熱部５４２Ａ，５４２Ｂ，５４２Ｃの発熱による発熱体５４における温度については、発熱体５４の基板５４１の他面５４１ｂの必要な個所に接触するよう配置される図示しない温度センサで測定され、その測定情報が図示しない加熱制御部にフィードバックされるようになっている。

配線部５４３は、図９（Ａ）等に示されるように、その集線部が発熱体５４の長手方向の一端部でかつ端部保持体６２Ａ，６２Ｂのいずれか一方の外側の位置に存在するよう設けられている。実施の形態２における配線部５４３は、基板５４１の一端部を右の端部保持体６２Ｂの外側まで延長した端部として構成されている。
また、この配線部５４３は、電気絶縁性を有する基板５４３ａと、図９（Ａ）に破線で示すように発熱部５４２Ａ，５４２Ｂ，５４２Ｃの各一端部と個別に接続する個別配線部５４３ｂ，５４３ｃ，５４３ｄと、図９（Ａ）に網点部分や破線で示すように発熱部５４２Ａ，５４２Ｂ，５４２Ｃの各他端部に共通して接続する共通配線部５４３ｅで構成されている。

発熱体５４は、図９等に示されるように配線部５４３ひいては発熱部５４２に給電する給電接続部６４と接続されている。

実施の形態２における給電接続部６４は、接続用の着脱可能な形状からなる筐体（コネクター本体）６４１と、その筐体６４１の一側面に配線部５４３の各配線の接続端部と接続されて露出した状態で設けられる複数の接触端子６４２とで構成されている。
この給電接続部６４は、例えば、図９（Ａ）に示されるように画像形成装置７Ａにおける図示しない給電部から延びて配策される給電元接続部１４と接続されて通電可能な状態になる。

接触保持体６１は、図８（Ｂ）等に示されるように、加熱ベルト５３の内周面に接触させる側の片面に発熱体５４を収容して保持する収容凹部６１ａが設けられた一方向に長い板状の部材である。
また、接触保持体６１は、その片面と反対側の他面に、支持体６３への取り付け時に用いられる取付け溝部６１ｂや取付け接触部６１ｃが設けられている。
さらに、接触保持体６１は、収容凹部６１ａが設けられた片面の一方の長辺端部が加熱ベルト５３を上記接触する部分ＦＮに導入するよう案内する屈曲面からなる導入案内部６１ｄとして形成され、その片面の他方の長辺端部が加熱ベルト５３を接触する部分ＦＮから抜け出す方向に案内する湾曲面からなる抜出し案内部６１ｅとして形成されている。

左右の端部保持体６２Ａ，６２Ｂはいずれも、加圧ロール５６と対向する部分が一部欠けた円板状の本体６２１の内側面に、加熱ベルト５３の幅方向の両端部をその内周面から回転し得るよう案内して保持する湾曲状の案内保持部６２２が設けられた部材である。また、左右の端部保持体６２Ａ，６２Ｂは、その本体６２１のベルト案内保持部６２２の内側に支持体６３の端部に取り付ける図示しない取付け凹部が設けられている。

支持体６３は、図７等に示されるように、発熱体５４の長手方向の長さよりも長い部材である。この支持体６３としては、図８等に示されるように、例えば一方向に長い平板における長辺端部を断面が凹形状になるよう同じ方向にほぼ直角に折り曲げたような形態の部材が適用される。
この支持体６３は、接触保持体６１の取り付けに際しては、図８（Ｂ）等に示されるように、一方の折り曲げ端部６３ｂが接触保持体６１の取付け溝部６１ｂに嵌め入れられる一方で、その他方の折り曲げ端部６３ｃが接触保持体６１の取付け接触部６１ｃに接触させた状態に保たれる。これにより、支持体６３は、接触保持体６１の一部を長手方向にわたって挟んだ状態で支持する。

加圧用回転体５２としての加圧ロール５６は、例えば、金属等からなる円柱状又は円筒状のロール基体の外周面に弾性体層と離型層等を設けたものが適用される。

この加圧ロール５６は、図７に示されるように、その軸方向の両端部における軸部５６ｃ，５６ｄが筐体５０に配置された図示しない加圧機構に対して回転可能に支持される。また加圧ロール５６は、加圧機構から加熱ユニット５５に押し付けられるような圧力を受ける。これにより加圧ロール５６は、図６や図７に示されるように、そのロール外周面が加熱ユニット５５における加熱ベルト５３を介して発熱体５４の片面５４１ａの長手方向にわたって所要の圧力で圧接された状態に保たれる。
この加圧ロール５６が加熱ユニット５５に圧接する部分は、上記接触する部分ＦＮとなる。

また、加圧ロール５６は、図７に示されるように、その一方の軸部５６ｃに駆動入力手段の一例である動力受動ギヤ７５が取り付けられており、その動力受動ギヤ７５が画像形成装置７Ａの筐体７０側に配置される駆動伝達装置７６における図示しない動力伝達ギヤと噛み合っている。これにより、加圧ロール５６は、画像形成動作等の必要な時期になると、図６に示されるように、駆動伝達装置７６から回転力が伝達されて入力されることにより矢印Ｂ１で示す方向に所要の速度で回転して駆動する。
加圧ロール５６が回転して駆動するときは、図６に示されるように、加熱ユニット５５における加熱ベルト５３が矢印Ｂ２で示す方向に従動して回転する。

また、加熱装置５Ａは、画像形成動作が実行される際には、接触する部分ＦＮを通過する記録シート９Ａの幅サイズＷの違いに応じて加熱ユニット５５の発熱体５４の発熱する領域が調節されるよう構成されている。

例えば、搬送時の幅サイズＷが最大幅サイズＷ１である記録シート９Ａを通過させるときは、第１の発熱部５４２Ａと第２の発熱部５４２Ｂの双方に給電して最大幅サイズＷ１に相当する領域を発熱させる。また、最小サイズＷ３の記録シート９Ａを通過させるときは、第３の発熱部５４２Ｃのみに給電して最小サイズＷ３に相当する領域を発熱させる。さらに、中間幅サイズＷ２の記録シート９Ａを通過させるときは、第１の発熱部５４２Ａのみに給電して中間幅サイズＷ２に相当する領域を発熱させるようになっている。
これにより、加熱装置５Ａは、加熱ユニット５５の発熱体５４を記録シート９Ａの幅サイズＷの違いに適合させて効率よく発熱させるようになっている。

その一方で、この加熱装置５Ａにおいても、例えば最大幅サイズＷ１よりも小さい幅サイズＷ（中間幅サイズＷ２と最小サイズＷ３を含むサイズ）の記録シート９Ａを連続して通過させて加熱する場合、その接触する部分ＦＮ（実際には発熱体５４）のうち記録シート９Ａが通過しない領域である非通過領域Ｅ２が生じる。このため、その非通過領域Ｅ２は、通過する記録シート９Ａにより熱が奪われることなく発熱部５４２における発熱の抑制された部分から加熱され続けることになるので、温度が上昇した状態になりやすい。
この場合は、発熱体５４のうち非通過領域Ｅ２に該当する部分が記録シート９Ａの通過する通過領域Ｅ１に比べて相対的に高温になって温度差が生じ、その結果、その後に広い幅サイズの記録シート９Ａを通過させて加熱する際に加熱むらを誘発してしまうことや、接触保持体６１が局所的に加熱されて悪影響を受けることがある。

つまり、加熱装置５Ａにおいては、上記したような熱処理をした場合、加熱装置５Ａの熱処理部５ｈにおける発熱体５４が、図７や図１０に示されるように、記録シート９Ａが通過する通過領域Ｅ１と記録シート９Ａの非通過領域Ｅ２との間で不要な温度差が発生した状態になる。この際、発熱体５４のうち非通過領域Ｅ２に該当する部分が熱処理時に昇温して温度差の要因になる高温部となる一方で、発熱体５４のうち通過領域Ｅ１に該当する部分が熱処理時に非通過領域Ｅ２に該当する部分（高温部）よりも温度が相対的に低くなって温度差の要因になる低温部となる。

そこで、加熱装置５Ａでは、発熱体５４の非通過領域Ｅ２に該当する部分（高温部）における温度の不要な上昇による温度差の発生を抑制する観点から、図６、図７、図１０等に示されるように、加熱ユニット５５における発熱体５４の加熱ベルト５３と接触する側の面５４１ａとは反対側の面（裏面）５４１ｂに、２本のヒートパイプ１Ａ，１Ｂを接触させた状態で配置している。ここで、高温部は、ヒートパイプ１Ａ，１Ｂに封入された作動液１２が少なくとも気化し得る程度の温度を発生する部分であり、例えば１５０℃以上の温度になる部分である。

ヒートパイプ１Ａ，１Ｂはいずれも、実施の形態１に係る構成からなるヒートパイプ１を適用している。
また、ヒートパイプ１Ａ，１Ｂは、図９等に示されるように、発熱体５４の発熱部５４２の長さとほぼ同じ長さを有している。さらに、ヒートパイプ１Ａ，１Ｂとしては、設置スペースが制約された箇所に２本平行に並べた状態で配置するので、比較的小径（例えば外径が２～３ｍｍの範囲）のものを適用している。

このヒートパイプ１Ａ，１Ｂは、図７、図１０等に示されるように、発熱体５４の他面５４１ｂにおける長手方向（記録シート９Ａの通過幅方向Ｗｄに沿う方向）に沿って接触するとともに、記録シート９Ａの搬送方向Ｃに所要の間隔をあけて平行した状態になるよう配置される。

実施の形態２では、次のように配置されている。すなわち、図８等に示されるように、まず接触保持体６１における収容凹部６１ａにヒートパイプ１Ａ，１Ｂを装着する装着溝６５Ａ，６５Ｂを設け、その装着溝６５Ａ，６５Ｂにヒートパイプ１Ａ，１Ｂをそれぞれ収容するよう装着する。続いて、接触保持体６１における収容凹部６１ａに発熱体５４を収容することにより、その発熱体５４の他面５４１ｂが接触してヒートパイプ１Ａ，１Ｂを装着溝６５Ａ，６５Ｂ内に押し付ける状態に保つようにしている。ヒートパイプ１Ａ，１Ｂは、発熱体５４の他面５４１ｂに対して、熱伝導性を有する接着剤、グリス等の材料で部分的に接着して固定してもよい。

また、この加熱装置５Ａでは、ヒートパイプ１Ａ，１Ｂを、図７等に示されるように、熱処理部５ｈにおける発熱体５４の少なくとも上記非通過領域Ｅ２に該当する部分（高温部）を含む最大幅サイズＷ１の記録シート９Ａが通過する通過領域Ｅ１に該当する部分（非通過領域Ｅ２がある場合は低温部）に接触する状態になるよう配置している。このときのヒートパイプ１Ａ，１Ｂは、上記非通過領域Ｅ２に該当する部分（高温部）を含む最大幅サイズＷ１の記録シート９Ａが通過する通過領域Ｅ１に該当する部分に接触する領域において、第２の液移送部１６が管１０の内壁面１０ｃと第１の液移送部１５との双方に接触しない状態で配置されるよう構成されている。
さらに、この加熱装置５Ａでは、ヒートパイプ１Ａ，１Ｂを、第１の液移送部１５が管１０の内部の内壁面１０ｃ（図１等）のうち発熱体５４と向き合う部分に接触した状態になるよう配置している。

そして、このヒートパイプ１Ａ，１Ｂを配置した加熱装置５Ａにあっては、接触する部分ＦＮにおける発熱体５４のうち記録シート９Ａが通過しない非通過領域Ｅ２に該当する部分が発生して温度が上昇することがあっても、発熱体５４の非通過領域Ｅ２に該当する部分の熱が、ヒートパイプ１Ａ，１Ｂの熱移動の作用により、その非通過領域Ｅ２に該当する部分（高温部）よりも温度が相対的に低い状態になる記録シート９Ａの通過領域Ｅ１に該当する部分（低温部）に移動させられる。

この際、ヒートパイプ１Ａ，１Ｂは、概略、以下のようにして熱の移動が行われる。

例えば、ヒートパイプ１Ａ，１Ｂはいずれも、発熱体５４における記録シート９Ａの非通過領域Ｅ２に該当する部分（高温部）に接触する管１０の部分において熱が伝導され、その管１０の部分の内部にある作動液１２が加熱されて気化する。この際、ヒートパイプ１Ａ，１Ｂの該当部分では気化に要する熱を奪って吸熱する。そして、その気化した作動液１２が、その気化（主に蒸発）に伴う温度および圧力の上昇により、管１０の内部の温度および圧力が相対的に低い部分にむけて移動する。このときの管１０の温度および圧力が相対的に低い部分は、発熱体５４における記録シート９Ａの通過領域Ｅ１に該当する部分（低温部）に接触する管１０の中央側に位置する部分になる。
一方、管１０における記録シート９Ａの通過領域Ｅ１に該当する部分（低温部）に接触する管１０の部分では、気化した作動液１２（蒸気）が冷却されることにより凝集して液化する。この際、ヒートパイプ１Ａ，１Ｂの該当部分では液化で発生する凝縮熱を放出して放熱する。そして、その液化した作動液１２が、第１の液移送部１５の毛細管力により、記録シート９Ａの非通過領域Ｅ２に該当する部分に接触する部分（高温部）へと管１０の長手方向Ｌｄにほぼ沿って移動する。

ヒートパイプ１Ａ，１Ｂでは、以上の動作が繰り返されることにより、管１０において温度が相対的に高い部分から温度が相対的に低い部分へと、熱が管１０の長手方向Ｌｄにほぼ沿うように移動させられる。これにより、このヒートパイプ１Ａ，１Ｂが接触する発熱体５４においても、その非通過領域Ｅ２に該当する部分（高温部）における熱が記録シート９Ａの通過領域Ｅ１に該当する部分（低温部）に移動させられて熱交換される。

この結果、加熱装置５Ａでは、ヒートパイプ１Ａ，１Ｂを配置しない場合（従来）に比べると、図１１（Ａ）に示されるように、その非通過領域Ｅ２における温度が通過領域Ｅ１の温度よりも上昇することが抑制されて熱処理部５ｈの要部を構成する発熱体５４において生じる温度差Δｔが抑制される。この温度差Δｔは、少なくとも不要な温度差になる。

特にヒートパイプ１Ａ，１Ｂにおいては、第１の液移送部１５が管１０の内部の内壁面１０ｃに接触した状態で配置されているので、管１０で受ける熱が第１の液移送部１５に速く伝導され、第１の液移送部１５に付着している又は近傍にある作動液１２が気化しやすくなり、気化した作動液１２も第１の液移送部１５と第２の液移送部１６の間に存在する空間を通して移動しやすくなる。また、第２の液移送部１６が管１０の内部の内壁面１０ｃと第１の液移送部１５の双方と接触しない状態で配置されているので、管１０で受ける熱は第１の液移送部１５に比べると伝導が遅くなるが温度が相対的に低く保たれ、気化した作動液１２（蒸気）が第２の液移送部１６に触れると速く液化され、第２の液移送部１６の毛細管力により作動液１２の移送も行われやすくなる。
このため、ヒートパイプ１Ａ，１Ｂでは、管１０の内部における作動液１２の循環移動が効率よく行われ、熱の移動も効率よく行われる。

これにより、加熱装置５Ａでは、熱処理部５ｈの発熱体５４の通過幅方向Ｗｄにおいて生じる温度差、すなわち発熱体５４で発生する非通過領域Ｅ２に該当する高温部と通過領域Ｅ１に該当する低温部との間で生じる不要な温度差が効率よく抑制される。特に、この加熱装置５Ａでは、トナーからなる像を加熱溶融させて記録シート９Ａに良好に定着させるため発熱体５４により例えば１５０～２３０℃の範囲で加熱するが、かかる発熱体５４で生じる不要な温度差も上記した比較的小径のヒートパイプ１Ａ，１Ｂを適用しているにもかかわらず、その不要な温度差が効力よく抑制される。この温度差の抑制効果が得られることは上記試験の結果からも明らかである。

したがって、加熱装置５Ａでは、最大幅サイズＷ１よりも小さい幅サイズＷ（中間幅サイズＷ２と最小サイズＷ３を含むサイズ）の記録シート９Ａを連続して通過させた後に、その小さい幅サイズＷ（Ｗ２又はＷ３）の記録シート９Ａよりも相対的に広い幅サイズＷ（Ｗ１又はＷ２）を通過させて加熱処理をする場合であっても、上記不要な温度差に起因した加熱温度のばらつきの発生が少ない加熱を行うことができる。

また、画像形成装置７Ａでは、相対的に小さい幅サイズＷ（Ｗ２，Ｗ３）の記録シート９Ａを連続して使用した後にその小さい幅サイズＷ（Ｗ２，Ｗ３）の記録シート９Ａよりも相対的に広い幅サイズＷ（Ｗ１，Ｗ２）を使用して画像形成を行った場合でも、作像装置２Ａで形成したトナー像が加熱装置５Ａにおいて上記不要な温度差に起因した加熱温度のばらつきの発生が少ない加熱により良好な定着が行われる。これにより、画像形成装置７Ａでは、上記不要な温度差に起因した定着むら（加熱むら）の少ない均質な画像が得られるようになる。

ちなみに、加熱装置５Ａに関して電源を投入した時に所定の温度まで加熱されるまでに要する時間であるウォームアップ時間について調べた。このウォームアップ時間の測定は、加熱装置５Ａの熱処理部５ｈの要部（発熱体５４）を疑似的に再現した上記測定装置２００において外側の熱電対２０７ａ（図２）により所定の温度である２００℃になるまでの所要時間を計測することで行った。また比較のため、上記比較例のヒートパイプ１Ｘを用いて同様の測定を行った。
このときの測定結果を図１１（Ｂ）に示す。

図１１（Ｂ）に示す結果から、実施例のヒートパイプ１を用いた場合は、比較例のヒートパイプ１Ｘを用いた場合に比べると、ウォームアップ時間を短くすることができることがわかる。
このことから、この加熱装置５Ａでは、上記した温度差（Δｔ）を抑制する効果が得られること（図３（Ｃ））に加えて、ウォームアップ時間を短くする効果も得られる。

＜実施の形態２の変形例＞
実施の形態２では、熱処理装置５として加熱装置５Ａを例示したが、熱処理装置５としては、この他にも、例えば、図１２に示されるように、接触して通過する被処理物９を冷却する熱交換をする熱処理部５ｊを備えた冷却装置５Ｂであってもよい。

この冷却装置５Ｂは、被処理物９の導入口５０ａや排出口５０ｂが設けられた筐体５０の内部空間に、被処理物９の搬送装置５７、搬送装置５７にて搬送される被処理物９を冷却する熱処理部５ｊの一例である冷却部５８、被処理物９を冷却部５８に押し付ける押付け回転体５９等の機器を配置して構成されている。

このうち被処理物９としては、例えば、冷却すべきシート状又は板状の物が適用される。冷却装置５Ｂでは、被処理物９として、例えば、その送り幅Ｗが最大幅サイズＷ１からなるものと最大幅サイズＷ１よりも狭い中間幅サイズＷ２からなるものを対象にする。
搬送装置５７は、例えば、ベルト搬送方式の装置が使用される。具体的には、搬送装置５７は、熱伝導性を有する無端状の搬送ベルト５７ａと、搬送ベルト５７ａを掛け回して矢印で示す方向に回転させ得るよう支持する支持ロール５７ｂ，５７ｃと、支持ロール５７ｂ，５７ｃの一方に回転動力を伝達する図示しない駆動装置等で構成されている。
押付け回転体５９は、例えば、ロール形態のものが使用される。この押付け回転体５９は、搬送装置５７の搬送ベルト５７ａを冷却部５８に押し当てて従動回転するように配置される。

冷却部５８は、搬送装置５７の搬送ベルト５７ａの内側面に接触した状態で配置されて冷却を行う処理部として構成されている。具体的には、熱伝導性を有する支持体５８ａと、その支持体５８ａに図示しない冷却媒体（気体又は液体）を被処理物９の送り通過幅方向Ｗｄに沿って管、通路等を通して送り続ける又は循環移動させる冷却体５８ｂとで構成されている。この冷却部５８では、搬送ベルト５７ａの内側面に接触させる部分が主な冷却部として機能する。
支持体５８ａは、被処理物９の最大幅サイズＷ１よりも長いサイズの送り通過幅方向Ｗｄに沿って長い形状の部材である。冷却体５８ｂは、支持体５８ａの長手方向（記録シート９Ａの通過幅方向Ｗｄに沿う方向）に沿うとともに被処理物９の通過幅方向Ｗｄにおいて互いに離間した平行な状態になるよう直線状に設けられる冷却部である。また、冷却体５８ｂは、冷却媒体を発生して送る図示しない装置と接続されている。

この冷却装置５Ｂでは、搬送装置５７の搬送ベルト５７ａで搬送される被処理物９が冷却部５８を通過する際に被処理物９の冷却を行うことになる。この際、被処理物９は、押付け回転体５９によって冷却部５８にむけて押し付けられた状態で通過する。

そして、この冷却装置５Ｂにおいても、例えば最大幅サイズＷ１よりも小さい幅サイズＷ（中間幅サイズＷ２）の被処理物９を連続して通過させて冷却する場合、その冷却部５８のうち被処理物９が通過しない領域である非通過領域Ｅ２が生じる。このため、冷却部５８においては、被処理物９が通過する通過領域Ｅ１に該当する部分では熱処理時に冷却により熱を吸収して温度が上昇するのに対し、被処理物９の非通過領域Ｅ２に該当する部分では熱処理時に冷却により熱を吸収することがないため温度が低い状態になりやすい。
この場合は、冷却部５８のうち通過領域Ｅ１に該当する部分が相対的に高温になるのに対して非通過領域Ｅ２に該当する部分が局所的に低温になり、冷却部５８全体では温度差が発生してしまい、その結果、その後に大きい幅サイズＷ（Ｗ１）の被処理物９を通過させて冷却する際に冷却むらが誘発されてしまうことがある。

つまり、冷却装置５Ｂにおいては、上記したような冷却の熱処理をした場合、熱処理部５ｊである冷却部５８が、図１２（Ｂ）に示されるように、被処理物９の通過領域Ｅ１に該当する部分と被処理物９の非通過領域Ｅ２に該当する部分との間で不要な温度差が発生した状態になる。この際、冷却部５８のうち被処理物９の通過領域Ｅ１に該当する部分が昇温して温度差の要因になる高温部となる一方で、冷却部５８のうち非通過領域Ｅ２に該当する部分が通過領域Ｅ１に該当する部分（高温部）よりも温度が相対的に低くなって温度差の要因になる低温部となる。

そこで、この冷却装置５Ｂにおいても、冷却部５８のうち被処理物９の通過領域Ｅ１に該当する部分（高温部）と被処理物９の非通過領域Ｅ２に該当する部分（低温部）との間において生じる不要な温度差を抑制する観点から、図１２に示されるように、冷却部５８の搬送ベルト５７ａと接触する側の面とは反対側の面（裏面）に、２本のヒートパイプ１Ａ，１Ｂを接触させた状態で配置している。ここで、高温部は、ヒートパイプ１Ａ，１Ｂに封入された作動液１２が少なくとも気化し得る程度の温度を発生する部分であって、例えば１００℃以上の温度になる部分である。

ヒートパイプ１Ａ，１Ｂはいずれも、実施の形態１に係る構成からなるヒートパイプ１を適用している。
また、この冷却装置５Ｂでは、ヒートパイプ１Ａ，１Ｂを、図１２（Ｂ）に示されるように、熱処理部５ｊにおける冷却部５８の少なくとも最大幅サイズＷ１の被処理物９が通過する通過領域Ｅ１に該当する部分に接触する状態になるよう配置している。このときのヒートパイプ１Ａ，１Ｂにおいても、その第２の液移送部１６が管１０の内壁面１０ｃと第１の液移送部１５との双方に非接触の状態で配置されている。

そして、このヒートパイプ１Ａ，１Ｂを配置した冷却装置５Ｂにあっては、被処理物９が（搬送ベルト５７ａを介して）接触する冷却部５８において被処理物９の非通過領域Ｅ２に該当する部分が発生して温度差が生じることがあっても、冷却部５８の通過領域Ｅ１に該当する部分の熱が、ヒートパイプ１Ａ，１Ｂの熱移動の作用により、その通過領域Ｅ１に該当する部分（高温部）よりも温度が相対的に低い状態になる被処理物９の非通過領域Ｅ２に該当する部分（低温部）に移動させられて熱交換される。

この結果、冷却装置５Ｂでは、ヒートパイプ１Ａ，１Ｂを配置しない場合に比べると、被処理物９の非通過領域Ｅ２に該当する部分が発生したときに通過領域Ｅ１における温度が上昇することが抑制され、冷却部５８において生じる不要な温度差が抑制される。
また、冷却装置５Ｂにおいても、管１０の短手方向Ｓｄにおける断面積Ｓ１を小さくする場合でも、ヒートパイプ１Ａ，１Ｂの長手方向Ｌｄにおける熱伝導性能が高められ、不要な温度差に起因した冷却むらの発生が抑制される。

また、熱処理装置５の他の例としては、例えば、被処理物９を乾燥させる熱処理を行う熱処理部５ｈと、その熱処理部５ｈの被処理物９の通過幅方向Ｗｄにおいて発生する温度差を抑制すべき部分に配置するヒートパイプ等の熱伝導管１を備えた乾燥装置であってもよい。このときの乾燥させる熱処理は、加熱する熱処理になる。

さらに、熱処理装置５で配置するヒートパイプで代表される熱伝導管１は、実施の形態１の変形例で示した構成の熱伝導管１（図４）であってもよい。また、熱処理装置５で配置する熱伝導管１の本数は、２本に限らず、１本でも、あるいは、３本以上でもよい。熱処理装置５で配置する搬送装置５７は、ベルト搬送方式以外の搬送方式からなる搬送装置であっても構わない。

また、実施の形態２では、処理システム７として作像装置２Ａと加熱装置５Ａとを備えた画像形成装置７Ａを例示したが、処理システム７としては、それ以外の構成のものであってもよい。

処理システム７の他の例としては、例えば、図１３（Ａ）に示されるように、熱処理以外の別の処理を行う別の処理装置２として被処理物９に対して粉体塗装、印刷、他の画像形成方式による画像形成等の別の処理を行う処理装置２を採用した、粉体塗装装置、印刷装置、他の画像形成装置等からなる処理システムであってもよい。この場合、熱処理装置５としては、上記した加熱装置５Ａ、冷却装置５Ｂ、乾燥装置等の適合するものが使用される。
また、処理システム７は、図１３（Ｂ）に示されるように、処理装置２が、熱処理装置５を通過した後の被処理物９に対して熱処理装置５における熱交換以外の別の処理を行う装置であっても適用可能である。

１ …ヒートパイプ（熱伝導管の一例）
２ …別の処理装置
２Ａ…作像装置（別の処理装置の一例）
５ …熱処理装置
５Ａ…加熱装置（熱処理装置の一例）
５Ｂ…冷却装置（熱処理装置の一例）
５ｈ，５ｊ…熱処理部
７ …処理システム
７Ａ…画像形成装置（処理システムの一例）
１０…管（管の一例）
１０ｃ…内壁面
１２…作動液
１５…第１の液移送部
１６…第２の液移送部
Ｌｄ…長手方向

Claims (8)

1. 両端部が閉じられた管と、
   前記管内部に封入されて気化および液化する作動液と、
   前記管内部の長手方向に沿って存在して液化した作動液を少なくとも当該長手方向に移送する液移送部と、
   を備え、
   前記液移送部が、前記管の長手方向と直交する断面で見たとき、前記管の内壁面の少なくとも一部の範囲に接触する第１の液移送部と、前記管の内壁面および前記第１の液移送部と非接触の第２の液移送部を有している熱伝導管。
2. 前記第１の液移送部が金属線からなる網状の材料である請求項１に記載の熱伝導管。
3. 前記第２の液移送部が金属線を撚り合わせしてなる線状の材料である請求項１又は２に記載の熱伝導管。
4. 前記第２の液移送部が金属線からなる網状の材料である請求項１又は２に記載の熱伝導管。
5. 前記管が３ｍｍ以下の外径からなる断面円形の管である請求項１乃至４のいずれか１項に記載の熱伝導管。
6. 接触して通過する被処理物と熱交換する熱処理部と、
   前記熱処理部のうち被処理物が通過する通過領域に該当する部分と被処理物が通過しない非通過領域に該当する部分とに渡って設置される熱伝導管と、
   を備え、
   前記熱伝導管として請求項１乃至５のいずれか１項に記載の熱伝導管を用いている熱処理装置。
7. 前記熱伝導管における前記第１の液移送部が、前記管の内壁面のうち前記熱処理部の熱交換時に吸熱すべき高温部に接触させる部分を含む範囲に接触している請求項６に記載の熱処理装置。
8. 接触して通過する被処理物と熱交換する熱処理部を有する熱処理装置と、
   前記熱処理装置を通過する前又は通過した後の被処理物に前記熱交換以外の別の処理を行う別の処理装置と、
   を備え、
   前記熱処理装置が請求項６又は７に記載の熱処理装置を含めて構成されている処理システム。

Images