JP2010078839A - 定着装置及びそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ウォーミングアップ時間の短縮を図ると共に、定着ベルトのベルト幅方向の温度ムラの発生を防止して安定した定着性を確保できる定着装置及びそれを備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】定着装置７は、定着ベルト２１と、定着ヒータ２３と、加圧ローラ２５と、リフレクタ２７と、を備えている。リフレクタ２７は、略垂直に配置された支持部２７ａと、定着ベルト２１を挟んで加圧ローラ２５と当接する当接部２７ｂと、定着ベルト２１に対する定着ヒータ２３からの輻射光の照射時間をベルト幅方向に可変するための照射規制部２７ｂと、を有している。
【選択図】図５

Description

本発明は、定着ニップ部に未定着トナー画像を担持した用紙を挿入して未定着トナーを加熱、溶融し、用紙に定着する定着装置、及びそれを備えた電子写真方式を用いる画像形成装置に関する。

電子写真方式を用いた従来の画像形成装置においては、像担持体である感光ドラム上に形成されたトナー画像を用紙（記録媒体）に転写し、これに熱と圧力を加えて記録紙に定着する定着装置が用いられている。かかる定着装置として、加熱ローラと、該ローラに圧接される加圧ローラとを設け、これらローラによって形成された定着ニップ部に未定着の用紙を挿通させつつ、熱と圧力を加えて、トナー画像を用紙に定着させるものが知られている。

このような従来の定着装置では、加熱ローラをトナー溶融可能な温度まで急速に暖めることが望まれている。加熱ローラを急速に加熱できれば、画像形成装置の電源投入後や、スリープモードからの復帰後のユーザの待ち時間を減らすことができ、利便性が向上する。また、画像形成装置の使用時にのみ発熱源に電力を供給することや、不使用時の定着装置の温度を従来に比べ低くしておくことも可能になり画像形成装置の消費電力を抑えることもできる。

このように加熱ローラを急速に暖めるための方法として、特許文献１に示す方法が提案されている。特許文献１には、ヒータを内蔵した加熱ローラと、加圧ローラを備えたヒートローラ式トナー定着装置において、加熱ローラ内に熱線反射板を装備し、熱線反射板を、ヒータからの赤外線を未定着トナーが接する側の加熱ローラ内面の定着加熱加圧部領域に向けて照射するように装備することにより、加熱ローラの素早い昇温と、省電力を達成する方法が開示されている（請求項１、図１、段落００３１参照）。

しかし、特許文献１では加熱ローラを用いているため、ウォームアップ時間が長くなったり、定着不良が生じたりするおそれがある。このため、近年のウォームアップ時間のさらなる短縮化への要望に十分対応できないおそれがある。

そこで、加熱ローラよりもずっと薄く形成され、より急速な加熱を可能とするエンドレスベルト状の加熱部材（定着ベルト）が用いられている。かかる加熱部材を用いることにより、従来よりも出力の低い発光体（発光部）を用いても、定着ベルトは急速に発光体により暖められ、トナーを溶融・定着できるまでのウォームアップ時間を極めて短くすることができ、省電力を達成できる。このような加熱部材は、例えば、加熱部材の内側に設けた輻射発熱源（発光部）により加熱されるようになっている。

しかし、加熱部材に薄肉のものを用いると、素早く暖めることができるものの、加熱部材の表面上に温度ムラが発生する場合がある。これは、輻射光が発光体の表面から均一に放たれないことが原因の１つである。例えば、ハロゲンランプのような定着ヒータでは輻射発熱源では、フィラメントは通常、長手方向に所定間隔で配置された巻線となっており、放射される輻射光にムラ（輝点ムラ）がある。特に、輻射発熱源と加熱部材とが近いほど、かかる輝点ムラにより加熱部材の表面に現れる温度ムラは顕著となる。

また、加熱部材は薄肉であるため、加熱部材の内面で吸収された輻射光によって生じた輻射熱が、定着ベルトの内面から外表面に伝わる間に均一化されないことも原因である。このような、加熱部材の表面の温度ムラは、具体的には、輻射発熱源が薄肉のエンドレスベルトの長手方向（ベルト幅方向）に沿ってベルト内部に設けられるため、用紙搬送方向（挿通方向）に対して垂直な方向における温度ムラとして現れる。

また、温度の低い部分では定着可能温度に達するまで定着を確実に行うことができないため、結果として、温度ムラは、定着装置全体としての温度上昇の妨げとなり、ウォーミングアップ時間が長くなる原因となる。また、加熱部材の表面上に温度ムラがあるまま定着を行うと、温度の低い部分が原因となって定着不良を引き起こす場合があるため、温度ムラは、定着不良の原因となる。

そこで、このような温度ムラを解消するための方法が提案されている。例えば特許文献２には、エンドレスベルト状の加熱部材と、該加熱部材内に配置される輻射発熱源と、加圧部材と、受圧部材と、受圧部材に突出された補強部材と、を備えた定着装置において、輻射発熱源から加熱部材に輻射光が直接当たらないように輻射発熱源の一部に反射膜または反射部材を設け、補強部材に、輻射発熱源からの輻射光を反射させるための反射膜または反射部材を設けることにより、安定した定着性を確保し、ウォーミングアップ時間も短縮し、ユーザの利便性向上、省電力を達成する方法が開示されている。
特開平０８−１６７９４号公報 特開２００８−１３９３８２号公報

しかし、特許文献２の方法では、輻射発熱源からの輻射光を定着ベルトに直接当てるのではなく一度以上反射光を反射させて当てているが、ベルト幅方向に対し輻射光を画一的に反射させているため、かかるベルト幅方向の温度ムラの発生を十分に防止できないおそれがある。

本発明は、上記問題点に鑑み、ウォーミングアップ時間の短縮を図ると共に、定着ベルトのベルト幅方向の温度ムラの発生を防止して安定した定着性を確保できる定着装置及びそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、所定の略円周軌跡上を循環移動する無端状の定着ベルトと、該定着ベルトの内部に配置され、前記定着ベルトの内周面に輻射光を照射する発光部をベルト幅方向に複数有する加熱手段と、前記定着ベルトに対向して設けられた加圧手段とを備え、前記定着ベルトと前記加圧手段とにより形成された定着ニップ部に記録媒体を挿通させて記録媒体上に担持された未定着トナー像を定着させる定着装置において、前記ベルト幅方向に沿って記録媒体の挿通方向と略垂直に配置され、前記発光部から放出された前記輻射光を前記定着ベルトに反射させるリフレクタが設けられており、前記リフレクタには、前記定着ベルトに対する前記輻射光の照射時間を前記ベルト幅方向に可変する照射時間調整部が形成されたことを特徴としている。

また本発明は、前記照射時間調整部は、前記リフレクタの前記加圧手段とは反対側端部から前記加熱手段側に突出しており、前記照射時間調整部の先端部には前記ベルト幅方向に沿って、前記定着ベルトに対する前記輻射光の通過を許容する切り欠き部と、該切り欠き部により形成され前記輻射光の通過を規制する突出部と、が交互に形成されたことを特徴としている。

また本発明は、前記突出部は、前記発光部と対向する位置に配置されたことを特徴としている。

また本発明は、前記リフレクタの前記加圧手段側端部には、前記定着ベルトを挟んで前記加圧手段と当接し、前記加圧手段からの圧力を受ける受圧手段が設けられたことを特徴としている。

また本発明は、上記定着装置を備えた画像形成装置である。

本発明の第１の構成によれば、発光部から放出された輻射光を定着ベルトに対して反射させるリフレクタをベルト幅方向に沿って記録媒体の挿通方向と略垂直に配置し、リフレクタに、定着ベルトに対する輻射光の照射時間をベルト幅方向に可変する照射時間調整部を形成することにより、定着ベルトのベルト幅方向における輻射光の輝点ムラを解消することができるため、ウォーミングアップ時間の短縮を図ると共に、定着ベルトのベルト幅方向の温度ムラの発生を防止して安定した定着性を確保することができる。

また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成の定着装置において、照射時間調整部を、リフレクタの加圧手段とは反対側端部から加熱手段側に突出することとし、照射時間調整部の先端部にベルト幅方向に沿って、定着ベルトに対する輻射光の通過を許容する切り欠き部と、該切り欠き部により形成され輻射光の通過を規制する突出部と、を交互に形成することにより、簡単な構成で定着ベルトに対する照射時間をベルト幅方向に可変させることができるため、より効果的に定着ベルトに対する輻射光の輝点ムラを解消し、定着ベルトの温度ムラの発生を防止することができる。

また、本発明の第３の構成によれば、上記第２の構成の定着装置において、突出部を、発光部と対向する位置に配置することにより、定着ベルトのベルト幅方向における輻射光が照射され易い領域の照射時間を短くすることができるため、さらに効果的に定着ベルトに対する輻射光の輝点ムラを解消し、定着ベルトの温度ムラの発生を防止することができる。

また、本発明の第４の構成によれば、上記第１〜第３のいずれかの構成の定着装置において、リフレクタの加圧手段側端部に、定着ベルトを挟んで加圧手段と当接し、加圧手段からの圧力を受ける受圧手段を設けることにより、定着ニップ部を安定させることができるため、定着性をより確実にすることができる。

また、本発明の第５の構成によれば、上記第１〜第４のいずれかの構成の定着装置が搭載された画像形成装置とすることにより、ウォーミングアップ時間の短縮を図ると共に、安定した定着性が確保された画像形成を行うことができる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る定着装置が搭載された画像形成装置の構成を示す模式断面図である。ここではタンデム式のカラープリンタを例に挙げて説明する。画像形成装置１００本体内には４つの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ及びＰｄが、搬送ベルト８の上流側（図１では右側）から順に配設されている。これらの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは、異なる４色（シアン、マゼンタ、イエロー及びブラック）の画像に対応して設けられており、それぞれ帯電、露光、現像及び転写の各工程によりシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの画像を順次形成する。

この画像形成部Ｐａ〜Ｐｄには、各色の可視像（トナー像）を担持する感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ及び１ｄが配設されており、これらの感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に形成されたトナー像が、各画像形成部に隣接して移動する搬送ベルト８によって担持・搬送される用紙（記録媒体）Ｐ上に転写され、さらに、定着装置７において用紙Ｐ上に定着された後、装置本体より排出される構成となっている。感光体ドラム１ａ〜１ｄを図１において時計回りに回転させながら、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに対する画像形成プロセスが実行される。

次に、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄについて説明する。回転自在に配設された感光体ドラム１ａ〜１ｄの周囲及び上方には、感光体ドラム１ａ〜１ｄを帯電させる帯電器２ａ、２ｂ、２ｃ及び２ｄと、感光体ドラム１ａ〜１ｄに画像情報を露光するＬＥＤヘッド４ａ、４ｂ、４ｃ及び４ｄと、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上にトナー像を形成する現像器３ａ、３ｂ、３ｃ及び３ｄと、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に残留した現像剤（トナー）を除去するクリーニング部５ａ、５ｂ、５ｃ及び５ｄが設けられている。

先ず、帯電器２ａ〜２ｄによって感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面を一様に帯電させ、次いでＬＥＤヘッド４ａ〜４ｄによって光照射し、各感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に画像信号に応じた静電潜像を形成する。現像器３ａ〜３ｄには、それぞれシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの各色のトナーが補給装置（図示せず）によって所定量充填されている。このトナーは、現像器３ａ〜３ｄにより感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に供給され、静電的に付着することにより、ＬＥＤヘッド４ａ〜４ｄからの露光により形成された静電潜像に応じたトナー像が形成される。

トナー像が転写される用紙Ｐは、装置下部の用紙カセット１６内に収容されており、給紙ローラ１２ａ及びレジストローラ１２ｂを介して搬送ベルト８上へ供給され、各感光体ドラム１ａ〜１ｄの位置へと搬送される。搬送ベルト８には誘電体樹脂製のシートが用いられ、その両端部を互いに重ね合わせて接合しエンドレス形状にしたベルトや、継ぎ目を有しない（シームレス）ベルトが用いられる。

搬送ベルト８は、上流側の搬送ローラ１０と、下流側の駆動ローラ１１とに掛け渡されており、搬送ベルト８が反時計回りに回転を開始すると、用紙Ｐがレジストローラ１２ｂから搬送ベルトの最上流側に設けられた吸着ローラ（図示せず）を介して搬送ベルト８上へ搬送される。吸着ローラには所定の電圧が印加されており、用紙Ｐを静電吸着力により搬送ベルト８上に保持する。このとき画像書き出し信号がＯＮとなり、所定のタイミングにより最上流の感光体ドラム１ａ上に画像形成を行う。

そして、感光体ドラム１ａの下部において、所定の転写電圧が印加された転写ローラ６ａで電界付与することにより、感光体ドラム１ａ上のシアンのトナー像が用紙Ｐ上に転写される。その後、この用紙Ｐは次の画像形成部Ｐｂに搬送され、上記と同様に、今度は感光体ドラム１ｂ及び転写ローラ６ｂによってマゼンタのトナー像が転写される。

以下、上述と同様の方法により、感光体ドラム１ｃ、１ｄ及び転写ローラ６ｃ、６ｄによってそれぞれイエロー及びブラックのトナー像が転写される。これらの４色の画像は、所定のフルカラー画像形成のために用紙Ｐに対し予め定められた所定の位置関係をもって形成される。４色のトナー像が転写された用紙Ｐは、搬送ベルト８から離脱し、定着装置７へと搬送される。また、トナー像が転写された後の感光体ドラム１ａ〜１ｄは、引き続き行われる新たな静電潜像の形成に備え、その表面に残留したトナーが各クリーニング部５ａ〜５ｄにより除去される。

搬送ベルト８から定着装置７に搬送された用紙Ｐは、加熱及び加圧されてトナー像が用紙Ｐの表面に定着され、所定のフルカラー画像が形成される。フルカラー画像が形成された用紙Ｐは、排出ローラ１３により装置本体上面の排出トレイ１５に排出される。

図２は、本実施形態の定着装置の側面断面図であり、図３は、本実施形態の定着装置に用いられるリフレクタの斜視図であり、図４は、照射調整部と定着ヒータとの配置関係を示す上面図である。図２及び図３に示すように、定着装置７は、定着ベルト２１と、定着ヒータ（加熱手段）２３と、加圧ローラ（加圧手段）２５と、リフレクタ２７と、を備えている。

定着ベルト２１は、無端状に形成されたフレキシブルなベルトである。また、定着ベルト２１は、適度の剛性と弾性を有するものであり、例えば帯状の薄い金属（ニッケル、ステンレス鋼製等）から成る金属製スリーブと、該金属製スリーブの表面に、コーティング等により形成された離型層と、から構成することができる。

かかる定着ベルト２１は、例えばφ３０ｍｍのステンレス製スリーブと、該スリーブ表面にゴムと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共重合体）等のフッ素系樹脂とをコーティングし、厚み３０μｍとした離型層と、から形成することができる。

定着ベルト２１は、略円周状の軌跡上を循環移動するようになっており、後述する加圧ローラ２５の回転に従動して図２中時計回りに回動する。定着ベルト２１の内部には、ベルト幅方向の略全域に渉って、用紙Ｐの搬送方向に２つの定着ヒータ２３が並設されている。

定着ヒータ２３は、薄肉の石英やホウケイ酸等のガラス材料、或いはポリイミドやポリアミド等の樹脂材料から成る円筒部材の内側に、ベルト幅方向に沿って所定間隔を隔てて配置され、輻射光を定着ベルト２１の内周面に照射する複数の発光部２３ａを備えている。かかる定着ヒータ２３として、例えばハロゲンランプが挙げられる。発光部２３ａからの輻射光を定着ベルト２１に照射することにより定着ベルト２１を加熱し、用紙Ｐ上の未定着トナーＴを溶融して用紙Ｐに確実に付着させることができる。

加圧ローラ２５は、例えばスチール（ＳＵＭ２４）製の芯金の外側に、弾性層を構成するシリコンゴム層が設けられ、表面はＰＦＡチューブで被覆されている。芯金の保持部分には加圧ローラ２５の圧力を調整する圧調整機構（図示せず）が配置されている。

加圧ローラ２５は、モータ等の駆動源（図示せず）により図２中反時計回りに回転し、かかる回転により、該ローラと接触する定着ベルト２１が連れ回って図２中時計回りに回動する。また、加圧ローラ２５が定着ベルト２１と当接することにより、用紙Ｐを図２の左側に挿通させる定着ニップ部Ｎを形成している。

２つの定着ヒータ２３の間において、両ヒータと対向する位置には、ベルト幅方向に沿って用紙Ｐの挿通方向（図２の左右方向）と略垂直にリフレクタ２７が配置されている。リフレクタ２７は、定着ヒータ２３からの輻射光を反射させて定着ベルト２１を照射するためのものであり、輻射光を反射可能であれば材質は特に限定されないが、例えばＳＵＳ製とすることができる。

また、リフレクタ２７により反射された輻射光と、定着ヒータ２３から直接照射される輻射光とにより、定着ベルト２１を加熱することができるようになっている。リフレクタ２７は、定着ベルト２１のベルト幅と略同じ長さの断面略コの字状から成る２つの板状部材の底面同士を互いに張り合わせて形成されており、全体として断面略エの字状に形成されている。

すなわち、リフレクタ２７は、略垂直に配置された支持部２７ａと、支持部２７ａの下側端部（加圧ローラ２５側端部）から２つの定着ヒータ２３側（図２の左右方向）に突出することにより略水平に配置され、定着ベルト２１を挟んで加圧ローラ２５と当接する当接部２７ｂ（受圧手段）と、支持部２７ａの上側端部（加圧ローラ２５と反対側端部）から２つの定着ヒータ２３側（図２の左右方向）に突出することにより略水平に配置された照射調整部２７ｃと、から形成されている。

リフレクタ２７の当接部２７ｂが、定着ベルト２１を挟んで加圧ローラ２５と当接し、加圧ローラ２５の圧力を受けることにより、定着ニップ部Ｎを略平坦にすることができる。これにより、定着ニップ部Ｎを安定させ、より確実に未定着トナーを用紙Ｐに定着することができる。かかる観点からは、リフレクタ２７は、適度の剛性を有する材質から形成されていることが好ましい。

また、図３及び図４に示すように、リフレクタ２７の照射調整部２７ｃにおける左側及び右側の先端部には、ベルト幅方向に沿って所定の間隔で略矩形状の切り欠き部２７ｃａが複数形成されており、該切り欠き部２７ｃａの形成により、所定の間隔で突出部２７ｃｂが複数形成されている。これにより、照射調整部２７ｃの左右両側の先端部にはベルト幅方向に沿って、切り欠き部２７ｃａと突出部２７ｃｂとが交互に配置されている。ここでは、切り欠き部２７ｃａ及び突出部２７ｃｂのベルト幅方向長さをＬ１及びＬ２とする。

また、切り欠き部２７ｃａでは、定着ヒータ２３からの輻射光（リフレクタ２７で反射された輻射光を含む）が定着ベルト２１へ通過することを許容し、突出部２７ｃｂでは、該輻射光が通過することを規制するようになっている。また、図４に示すように、突出部２７ｃｂは、定着ヒータ２３の発光部２３ａと対向する位置に配置されている。

このようにリフレクタ２７に照射規制部２７ｃを形成することにより、回動する定着ベルト２１に対する定着ヒータ２３からの輻射光の照射時間を、突出部２７ｃｂと対向する領域では短くし、切り欠き部２７ｃａと対向する領域では長くすることができる。これにより、定着ベルト２１に対する輻射光の照射時間をベルト幅方向に可変することができる。

次に、図５及び図６に基づき、定着ベルト２１に対する定着ヒータ２３の加熱動作について説明する。図５は、図２の定着装置における定着ベルトへの輻射光の照射状態を示す側面断面図であり、図６は、図２の定着装置における照射調整部が定着ベルトに対する輻射光の照射状態へ及ぼす影響を示す上面図である。定着ベルト２１は、図５中時計回りに回動する。

まず、定着ベルト２１において、リフレクタ２７の当接部２７ｂによって定着ヒータ２３からの輻射光が遮蔽された領域（位置Ｒ６〜位置Ｒ１まで）では定着ベルト２１には輻射光が照射されず、定着ベルト２１は加熱されない。

次に、位置Ｒ１から定着ベルト２１が回動すると、当接部２７ａよりも回動方向下流側から照射調整部２７ｃの左側の突出部２７ｃｂの先端に至るまでの間（位置Ｒ１〜位置Ｒ２）では、定着ベルト２１に輻射光が照射されるため、定着ベルト２１は加熱される。

次に、位置Ｒ２から定着ベルト２１が回動すると、切り欠き部２７ｃａでは輻射光の通過が許容され、定着ベルト２１に輻射光が照射される（図６のハッチング部分）が、突出部２７ｃｂでは輻射光の通過が規制されるため、定着ベルト２１に輻射光は照射されない。これにより、位置Ｒ２〜位置Ｒ３では、定着ベルト２１のベルト幅方向に輻射光が照射される領域（図６のハッチング領域）と、照射されない領域とが交互に存在する。

次に、位置Ｒ３から定着ベルト２１が回動すると、照射調整部２７ｃによって遮蔽された領域（位置Ｒ３〜位置Ｒ４）では、定着ベルト２１に輻射光は照射されない。

次に、位置Ｒ４から定着ベルト２１が回動すると、上記した位置Ｒ２〜位置Ｒ３と同様、切り欠き部２７ｃａでは輻射光の通過が許容され、定着ベルト２１に輻射光が照射される（図６のハッチング部分）が、突出部２７ｃｂでは輻射光の通過が規制されるため、定着ベルト２１に輻射光は照射されない。これにより、図６に示すように、位置Ｒ４〜位置Ｒ５では、定着ベルト２１のベルト幅方向に輻射光が照射される領域（図６のハッチング領域）と、照射されない領域とが交互に存在する。

そして、位置Ｒ５から定着ベルト２１が回動すると、照射調整部２７ｃの右側の突出部２７ｃｂの先端よりも回動方向下流側から当接部２７ａまでの間（位置Ｒ５〜位置Ｒ６）では、定着ベルト２１に輻射光が照射される。

このように輻射光を照射されながら定着ベルト２１は回動する。これにより、定着ベルト２１のベルト幅方向において、切り欠き部２７ｃａと対向する領域では位置Ｒ１〜位置Ｒ３及び位置Ｒ４〜位置Ｒ６で輻射光が照射されるため、照射時間は長くなり、突出部２７ｃｂと対向する領域では位置Ｒ１〜位置Ｒ２及び位置Ｒ５〜位置Ｒ６で輻射光が照射されるため、照射時間は短くなる。

また、定着ヒータ２３の発光部２３ａと対向し、定着ベルト２１における輻射光を照射され易い領域では突出部２７ｃｂにより照射を規制し、定着ベルト２１に対する輻射光の照射時間を短くすることができる。一方、発光体２３ａと対向せず、定着ベルト２１が相対的に加熱され難い領域では切り欠き部２７ｃａを形成して定着ベルト２１への輻射光の照射を促進し、定着ベルト２１に対する輻射熱の照射時間を長くすることができる。

ここで、定着ベルト２１の内周面に輻射光が照射されると、該内周面で発生した熱（輻射熱）は、定着ベルト２１が概ね１周する間にベルト外周面（表面）に伝播され、ベルト表面温度の上昇効果となって現れる。そして定着ベルト２１が回動している間にベルト内周面から外周面に輻射熱が順次伝播される。

従って、上記した通り、リフレクタ２７の照射調整部２７ｃにより定着ベル２１のベルト幅方向に照射時間を長短可変することにより、照射時間が長い領域では短い領域よりも輻射熱の発生量が大きくなり、発生した輻射熱がベルト内周面から外周面への伝播する間にベルト幅方向に対する輻射熱の均質化が進む。これにより、定着ベルト２１のベルト幅方向の輻射光の輝点ムラを解消することができ、ベルト表面の温度ムラの発生を防止することができる。

次に、本実施形態の定着装置による定着動作について説明する。画像形成部Ｐａ〜Ｐｄ（図１参照）において未定着トナーが付着した用紙Ｐが定着ニップ部Ｎに挿通されると、未定着トナーは定着ニップ部Ｎにおいて定着されると共に、用紙Ｐが定着ベルト２１及び加圧ローラ２５により定着ニップ部Ｎから用紙搬送方向下流側に搬送される。

このとき、定着ヒータ２３からの輻射光により加熱された定着ベルト２１は、上記した通りリフレクタ２７の照射時間調整部２７ｃによりベルト表面の温度ムラの発生が防止されているため、用紙Ｐが安定して定着される。その後、排出ローラ１３により排出トレイ１５に排出される（図１参照）。

このように、リフレクタ２７の照射時間調整部２７ｃにより定着ベルト２１に対する定着ヒータ２３からの輻射光の照射時間をベルト幅方向に可変することにより、定着ベルト２１のベルト幅方向における輻射光の輝点ムラを解消することができる。これにより、ウォーミングアップ時間の短縮を図ると共に、定着ベルト２１のベルト幅方向の温度ムラの発生を防止して安定した定着性を確保することができる。

また、ここでは、照射時間調整部２７ｃに切り欠き部２７ｃａと突出部２７ｃｂとを形成したため、簡単な構成で定着ベルトに対する照射時間をベルト幅方向に可変させることができる。これにより、より効果的に定着ベルト２１に対する輻射光の輝点ムラを解消し、定着ベルト２１の温度ムラを防止することができる。しかし、照射調整部２７ｃの構成は、切り欠き部２７ｃａ及び突出部２７ｃｂに特に限定されるものではなく、定着ベルト２１の照射時間をベルト幅方向に可変可能であればその他の構成とすることもできる。

また、ここでは発光部２３ａと対向する位置に突出部２７ｃｂを配置したため、定着ベルト２１のベルト幅方向における輻射光が照射され易い領域の照射時間を短くすることができる。これにより、さらに効果的に定着ベルト２１に対する輻射光の輝点ムラを解消し、定着ベルト２１の温度ムラの発生を防止することができる。

しかし、切り欠き部２７ｃａ及び突出部２７ｃｂの配置は特に限定されるものではなく、輝点ムラの発生状況や装置構成等に応じて適宜設定することができる。例えば、切り欠き部２７ｃａ及び突出部２７ｃｂの長さＬ１、Ｌ２やその配置等は、定着ベルト２１の材質や輝点ムラの発生状況等に応じて、定着ベルト２１のベルト幅方向において輻射光が照射され易い領域に突出部２７ｃｂを形成する等、適宜設定することができる。

また、ここではリフレクタ２７を、２つのコの字状の板状部材から形成したが、その他例えば切り出し加工等により、エの字状となるよう一体に形成することもできる。また、ここでは、当接部２７ａを設けたため、定着ニップ部Ｎをより安定させ、定着性をより確実にすることができるが、当接部２７ａを形成せず、リフレクタ２７を断面略Ｔ字状とすることもできる。また、当接部２７ａの下方に、若しくは当接部２７ａの代わりに別途、加圧ローラ２５による圧力を受けるための受圧手段を設けることもできる。

図７は、本発明の第２実施形態に係る定着装置を示す模式断面図である。本実施形態では、リフレクタ２７の当接部２７ａの下方に、断面略コの字状の板状部材から成る受圧部材（受圧手段）２９を配置し、受圧部材２９と当接部２７ａとの間に弾性材料から成るバックアップ部材３１を配置することとした。受圧部材２９は、定着ベルト２１を挟んで加圧ローラ２５と当接し、受圧部材２９により加圧ローラ２５からの圧力を受けることができるようになっている。

これにより、定着ニップ部Ｎを略平坦とすることができるため、定着ニップ部Ｎをより安定にし、定着性をより確実にすることができる。また、バックアップ部材３１の弾性力により、定着ニップ部Ｎをより安定にし、定着性をより確実にすることができる。その他の構成は第１実施形態と同様であるため説明を省略する。

その他本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では、リフレクタ２７をＳＵＳ等の金属製としたが、その他、樹脂製材料の表面に金属めっきを施すこともできる。また、本発明の定着装置は図１に示したタンデム式のカラープリンタに限らず、デジタル複合機やカラー複写機、アナログ方式のモノクロ複写機、或いはモノクロプリンタやファクシミリ等の、電子写真プロセスを用いた種々の画像形成装置に適用できる。

本発明は、所定の略円周軌跡上を循環移動する無端状の定着ベルトと、該定着ベルトの内部に配置され、前記定着ベルトの内周面に輻射光を照射する発光部をベルト幅方向に複数有する加熱手段と、前記定着ベルトに対向して設けられた加圧手段とを備え、前記定着ベルトと前記加圧手段とにより形成された定着ニップ部に記録媒体を挿通させて記録媒体上に担持された未定着トナー像を定着させる定着装置において、前記ベルト幅方向に沿って記録媒体の挿通方向と略垂直に配置され、前記発光部から放出された前記輻射光を前記定着ベルトに反射させるリフレクタが設けられており、前記リフレクタには、前記定着ベルトに対する前記輻射光の照射時間を前記ベルト幅方向に可変する照射時間調整部が形成されたものである。

これにより、定着ベルトのベルト幅方向における輻射光の輝点ムラを解消することができるため、ウォーミングアップ時間の短縮を図ると共に、定着ベルトのベルト幅方向の温度ムラの発生を防止して安定した定着性を確保することができる。

また、照射時間調整部を、リフレクタの加圧手段とは反対側端部から加熱手段側に突出することとし、照射時間調整部の先端部に前記ベルト幅方向に沿って、定着ベルトに対する輻射光の通過を許容する切り欠き部と、該切り欠き部により形成され輻射光の通過を規制する突出部と、を交互に形成することにより、簡単な構成で、より効果的に定着ベルトに対する輻射光の輝点ムラを解消し、定着ベルトの温度ムラの発生を防止することができる。

また、突出部を、発光部と対向する位置に配置することにより、定着ベルトのベルト幅方向における輻射光が照射され易い領域の照射時間を短くすることができるため、さらに効果的に定着ベルトの温度ムラの発生を防止することができる。また、リフレクタの加圧手段側端部に、定着ベルトを挟んで加圧手段と当接し、加圧手段からの圧力を受ける受圧手段を設けることにより、定着ニップ部を安定させ、定着性をより確実にすることができる。また、上記定着装置が搭載された画像形成装置とすることにより、ウォーミングアップ時間の短縮を図ると共に、安定した定着性が確保された画像形成を行うことができる。

は、本発明の第１実施形態に係る定着装置が搭載された画像形成装置の構成を示す模式断面図である。 は、本実施形態の定着装置の側面断面図である。 は、本実施形態の定着装置に用いられるリフレクタの斜視図である。 は、照射調整部と定着ヒータとの配置関係を示す上面図である。 は、図２の定着装置における定着ベルトへの輻射光の照射状態を示す側面断面図である。 は、図２の定着装置における照射調整部が定着ベルトに対する輻射光の照射状態へ及ぼす影響を示す上面図である。 は、本発明の第２実施形態に係る定着装置の側面断面図である。

符号の説明

７ 定着装置
２１ 定着ベルト
２３ 定着ヒータ（加熱手段）
２５ 加圧ローラ（加圧手段）
２７ リフレクタ
２７ａ 支持部
２７ｂ 当接部（受圧手段）
２７ｃ 照射時間調整部
２７ｃａ 切り欠き部
２７ｃｂ 突出部
２９ 受圧部材（受圧手段）
３１ バックアップ部材
１００ 画像形成装置
Ｎ 定着ニップ部
Ｐ 用紙（記録媒体）

Claims (5)

1. 所定の略円周軌跡上を循環移動する無端状の定着ベルトと、該定着ベルトの内部に配置され、前記定着ベルトの内周面に輻射光を照射する発光部を前記ベルト幅方向に複数有する加熱手段と、前記定着ベルトに対向して設けられた加圧手段とを備え、前記定着ベルトと前記加圧手段とにより形成された定着ニップ部に記録媒体を挿通させて記録媒体上に担持された未定着トナー像を定着させる定着装置において、
   前記ベルト幅方向に沿って記録媒体の挿通方向と略垂直に配置され、前記発光部から放出された前記輻射光を前記定着ベルトに反射させるリフレクタが設けられており、
   前記リフレクタには、前記定着ベルトに対する前記輻射光の照射時間を前記ベルト幅方向に可変する照射時間調整部が形成されたことを特徴とする定着装置。
2. 前記照射時間調整部は、前記リフレクタの前記加圧手段とは反対側端部から前記加熱手段側に突出しており、
   前記照射時間調整部の先端部には前記ベルト幅方向に沿って、前記定着ベルトに対して前記輻射光の通過を許容する切り欠き部と、該切り欠き部により形成され前記輻射光の通過を規制する突出部と、が交互に形成されたことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記突出部は、前記発光部と対向する位置に配置されたことを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
4. 前記リフレクタの前記加圧手段側端部には、前記定着ベルトを挟んで前記加圧手段と当接し、前記加圧手段からの圧力を受ける受圧手段が設けられたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の定着装置。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の定着装置を備えた画像形成装置。

Images