JP2014119533A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着ニップを介して加熱部材から加圧部材に熱が逃げるのを抑制することで、ウォームアップ時間を短縮する。
【解決手段】本発明の定着装置は、加熱部材２２と、加熱部材２２との間に定着ニップ３１を形成する加圧部材２３と、加熱部材２２に内包される熱源２５と、加熱部材２２に内包され、熱源２５からの輻射熱を加熱部材２２の定着ニップ３１側の部分に反射する第１の位置と、上記輻射熱を加熱部材２２の定着ニップ３１から離間する側の部分に反射する第２の位置と、の間で移動可能な反射体２７と、反射体２７を制御する制御部と、を備え、制御部は、加熱部材２２が通紙可能温度に達するまでは、反射体２７が第２の位置にある割合を反射体２７が第１の位置にある割合よりも大きくし、加熱部材２２が通紙可能温度に達してからは、反射体２７が第１の位置にある割合を反射体２７が第２の位置にある割合よりも大きくすることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、転写紙にトナー像を定着させる定着装置及びこの定着装置を備えた画像形成装置に関する。

従来、電子写真方式の画像形成装置に設けられる定着装置においては、加熱部材（例えば、加熱ローラーや加熱ベルト）と加圧部材（例えば、加圧ローラー）が圧接することで、定着ニップが形成されている。そして、上記の定着ニップにおいて転写紙を加熱及び加圧することで、転写紙にトナー像が定着されるようになっている。このような定着装置においては、加熱部材に内包された熱源によって加熱部材を加熱する構成が一般的に採用されている。

例えば、特許文献１には、加熱部材（「加熱ローラ３」参照）に熱源を内包し、この熱源からの輻射熱によって加熱部材を加熱するように構成された定着装置が開示されている。この定着装置には、熱源からの輻射熱を反射させる反射体（「反射板７」参照）が設けられており、この反射体を回転させられるように構成されている。

特開２００６−３３７５４０号公報

前記のように、加熱部材は定着ニップにおいて加圧部材と圧接している。そのため、加熱部材に内包された熱源によって加熱部材を加熱すると、定着ニップを介して加熱部材から加圧部材に熱が逃げてしまい、これに伴って、ウォームアップ時間（加熱部材に対する加熱が開始されてから加熱部材が通紙可能温度に達するまでにかかる時間）が必要以上に長くなってしまう虞がある。

この点に関し、特許文献１に記載された従来技術では、定着装置の動作待機中に、定着ニップ方向へ輻射熱を反射させるように反射体を回転させている（特許文献１の段落００２０参照）。そのため、定着装置の動作待機中に加熱部材の定着ニップ側の部分が他の部分よりも高温化しやすく、その分、定着ニップを介して加熱部材から加圧部材に熱が逃げやすくなってしまう。そのため、ウォームアップ時間がより長期化する虞がある。

本発明は、上記の従来技術の課題を鑑みなされたもので、定着ニップを介して加熱部材から加圧部材に熱が逃げるのを抑制することで、ウォームアップ時間を短縮することを目的とする。

本発明は、回転可能に設けられる加熱部材と、回転可能に設けられ、前記加熱部材に圧接して該加熱部材との間に定着ニップを形成する加圧部材と、前記加熱部材に内包される熱源と、前記加熱部材に内包され、前記熱源からの輻射熱を前記加熱部材の前記定着ニップ側の部分に向かって反射する第１の位置と、前記熱源からの輻射熱を前記加熱部材の前記定着ニップから離間する側の部分に向かって反射する第２の位置と、の間で移動可能な反射体と、前記定着ニップにおいて転写紙にトナー像を定着可能な通紙可能温度を記憶する記憶部と、前記反射体の位置を制御する制御部と、を備え、該制御部は、前記熱源による前記加熱部材に対する加熱が開始されてから前記加熱部材が前記通紙可能温度に達するまでの間は、前記反射体が前記第２の位置にある時間の割合を前記反射体が前記第１の位置にある時間の割合よりも大きくし、前記加熱部材が前記通紙可能温度に達してからは、前記反射体が前記第１の位置にある時間の割合を前記反射体が前記第２の位置にある時間の割合よりも大きくすることを特徴とする。

このような構成を採用することにより、熱源による加熱部材に対する加熱が開始されてから加熱部材が通紙可能温度に達するまでの間は、熱源からの放射熱によって加熱部材の定着ニップから離間する側の部分を効率的に加熱することができる。そのため、定着ニップを介して加熱部材から加圧部材に熱が逃げるのを抑制することができ、これに伴って、ウォームアップ時間を短縮させて省エネルギー化を図ることができる。

また、加熱部材が通紙可能温度に達してからは、熱源からの輻射熱によって加熱部材の定着ニップ側の部分を集中的に加熱することができる。これに伴って、転写紙によって定着ニップの熱が奪われても、加熱部材の温度が通紙可能温度を下回りにくくなる。

前記熱源を内包すると共に透明性を有する中空ローラーを更に備え、前記加熱部材は、前記中空ローラーに周設された加熱ベルトであっても良い。

このような構成を採用することにより、中空ローラーによって加熱ベルトを内側から支持することができるため、定着ニップにかかる圧力（以下、「ニップ圧」と称する。）によって加熱ベルトが変形するのを抑制することが可能となる。そのため、加熱ベルトに必要とされる剛性を低くすることができ、加熱ベルトを薄肉化することができる。これに伴って、加熱ベルトの熱容量を減らして加熱ベルトの熱応答性を高めることができ、ウォームアップ時間を一層短縮することができ、更なる省エネルギー化を図ることができる。

また、中空ローラーが透明性を有することで、熱源からの輻射熱が中空ローラーを通過して加熱ベルトに到達することになる。これに伴って、加熱ベルトを効率的に加熱することが可能となり、ウォームアップ時間をより一層短縮することができる。なお、「透明性を有する」とは透明度が０でないことを意味している。従って、「透明性を有する中空ローラー」には半透明の中空ローラーも含まれる。

前記中空ローラーの前記定着ニップ側の部分は、前記加熱ベルトの前記定着ニップ側の部分に接触し、前記中空ローラーの前記定着ニップから離間する側の部分は、前記加熱ベルトの前記定着ニップから離間する側の部分と間隔を介して設けられていても良い。

このように中空ローラーの定着ニップ側の部分が加熱ベルトの定着ニップ側の部分に接触することで、ニップ圧によって加熱ベルトが変形するのを一層効果的に抑制することができる。また、中空ローラーの定着ニップから離間する側の部分が加熱ベルトの定着ニップから離間する側の部分と間隔を介して設けられることで、中空ローラーと加熱ベルトが周方向の全域に亘って接触している場合と比較して、中空ローラーと加熱ベルトの接触面積を小さくすることができる。これに伴って、加熱ベルトの熱が中空ローラーに逃げるのを抑制することができ、ウォームアップ時間をより一層短縮することが可能となる。

前記加熱ベルトは、透明性を有する樹脂が積層されることで形成されても良い。

このような構成を採用することで、加熱ベルトに透明性を持たせることができ、定着ニップを通過している転写紙に熱源からの輻射熱を直接当てることが可能になる。これに伴って、転写紙の熱吸収性を高めることができる。なお、「透明性を有する」とは透明度が０でないことを意味している。従って、「透明性を有する樹脂」には半透明の樹脂も含まれる。

前記加熱ベルトは、金属によって基材層が構成されていても良い。

前記制御部は、前記熱源による前記加熱部材に対する加熱が開始されてから前記加熱部材が前記通紙可能温度に達するまでの間は、前記反射体を前記第２の位置に保持し、前記加熱部材が前記通紙可能温度に達すると、前記反射体を前記第２の位置から前記第１の位置まで移動させ、前記反射体を前記第１の位置に保持しても良い。

このような構成を採用することで、熱源による加熱部材に対する加熱が開始されてから加熱部材が通紙可能温度に達するまでの間、熱源からの輻射熱によって加熱部材の定着ニップから離間する側の部分をより一層効率的に加熱することができると共に、定着ニップを介して加熱部材から加圧部材に熱が逃げるのをより一層効果的に防止することができる。

また、加熱部材が通紙可能温度に達してからは、第１熱源からの輻射熱によって加熱部材の定着ニップ側の部分をより一層集中的に加熱することができる。これに伴って、加熱部材の温度が通紙可能温度を下回るのを一層効果的に抑制することができる。

前記記憶部は、転写紙が前記定着ニップを通過する間隔の基準値を記憶し、前記制御部は、前記反射体が前記第１の位置にある状態で転写紙が前記定着ニップを通過する間隔が前記基準値以上になった場合に、前記反射体を前記第１の位置から前記第２の位置まで移動させても良い。

このような構成を採用することで、転写紙が定着ニップを通過する間隔において、定着ニップを介して加熱部材から加圧部材に熱が逃げるのを抑制することができ、更なる省エネルギー化を図ることができる。

前記反射体は、前記第１の位置と前記第２の位置の間で、前記熱源の周りを回転するように設けられていても良い。

このような構成を採用することで、簡易な構成によって反射体を第１の位置と第２の位置の間で移動させることが可能となる。

本発明の画像形成装置は、上記したいずれかの定着装置を備えていることを特徴とする。

本発明によれば、定着ニップを介して加熱部材から加圧部材に熱が逃げるのを抑制することで、ウォームアップ時間を短縮することが可能となる。

本発明の一実施形態に係るプリンターの概略を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係るプリンターの定着装置において、反射板が第１の位置にある状態を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るプリンターの定着装置において、反射板が第２の位置にある状態を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るプリンターにおいて、定着装置の制御システムを示すブロック図である。

まず、図１を用いて、電子写真方式のプリンター１の全体の構成について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るプリンターの概略を示す模式図である。

図１に示されるように、プリンター１は、箱型形状のプリンター本体２を備えており、プリンター本体２の下部には転写紙（図示せず）を収納する給紙カセット３が収容され、プリンター本体２の上面には排紙トレイ４が設けられている。プリンター本体２の上面には、排紙トレイ４の近傍に上カバー５が開閉可能に取り付けられている。上カバー５の下方にはトナーコンテナ６が収納されている。

図１に示されるように、プリンター本体２の上部には、排紙トレイ４の下方にレーザー・スキャニング・ユニット（ＬＳＵ）で構成される露光器７が配置され、露光器７の下方には、画像形成部８が設けられている。画像形成部８には、像担持体である感光体ドラム１０が回転可能に設けられており、感光体ドラム１０の周囲には、帯電器１１と、現像装置１２と、転写ローラー１３と、クリーニング装置１４とが、感光体ドラム１０の回転方向（図１の矢印Ｘ参照）に沿って配置されている。

プリンター本体２の内部には、転写紙の搬送路１５が設けられている。搬送路１５の上流端には給紙部１６が設けられ、搬送路１５の中流部には、感光体ドラム１０と転写ローラー１３によって構成される転写部１７が設けられ、搬送路１５の下流部には定着装置１８が設けられ、搬送路１５の下流端には排紙部２０が設けられている。搬送路１５の下方には、両面印刷用の反転経路２１が形成されている。

次に、このような構成を備えたプリンター１の画像形成動作について説明する。

プリンター１に電源が投入されると、各種パラメーターが初期化され、定着装置１８の温度設定等の初期設定が実行される。そして、プリンター１に接続されたコンピューター等から画像データが入力され、印刷開始の指示がなされると、以下のようにして画像形成動作が実行される。

まず、帯電器１１によって感光体ドラム１０の表面が帯電された後、露光器７からのレーザー光（図１の二点鎖線Ｐ参照）により感光体ドラム１０に対して画像データに対応した露光が行われ、感光体ドラム１０の表面に静電潜像が形成される。次に、この静電潜像を、現像装置１２がトナーによりトナー像に現像する。

一方、給紙部１６によって給紙カセット３から取り出された転写紙は、上記した画像形成動作とタイミングを合わせて転写部１７へと搬送され、転写部１７において感光体ドラム１０上のトナー像が転写紙に転写される。トナー像を転写された転写紙は、搬送路１５を下流側へと搬送されて定着装置１８に進入し、この定着装置１８において転写紙にトナー像が定着される。トナー像が定着された転写紙は、排紙部２０から排紙トレイ４に排出される。なお、感光体ドラム１０上に残留したトナーは、クリーニング装置１４によって回収される。

次に、図２、図３を用いて、定着装置１８の構成について説明する。なお、図２の矢印Ｙは、転写紙の搬送方向を示している。以下、説明の便宜上、図２、図３における紙面手前側を定着装置１８の正面側（前側）とする。

定着装置１８は、加熱部材としての加熱ベルト２２と、加熱ベルト２２の下側に配置される加圧部材としての加圧ローラー２３と、加熱ベルト２２の内側に配置される中空ローラー２４と、加熱ベルト２２及び中空ローラー２４の下部に内包される熱源２５と、加熱ベルト２２及び中空ローラー２４に内包されて熱源２５の一部を覆うように設けられる反射体としての反射板２７と、加熱ベルト２２の上側に配置される温度センサー２８と、を備えている。以下、これらについて詳細に説明する。

まず、加熱ベルト２２について説明する。加熱ベルト２２は、無端状のベルト（エンドレスベルト）によって構成されており、円筒状を成している。加熱ベルト２２は、前後方向（図２、図３における紙面奥行き方向）に長い形状を成しており、定着フレーム（図示せず）に回転可能に収容されている。加熱ベルト２２は、例えば、基材層と、この基材層を被覆する離型層と、によって構成されている。基材層は、ＰＩ（ポリイミド）等の透明性を有する樹脂によって構成されており、円筒状を成している。基材層の内周面（加熱ベルト２２全体の内周面でもある）には、赤外線を熱に変換する塗料が塗布されている。離型層は、ＰＦＡ等の透明性を有するフッ素系樹脂によって構成されており、チューブ状を成している。以上のように、加熱ベルト２２は、透明性を有する樹脂が積層されることで形成されている。

次に、加圧ローラー２３について説明する。加圧ローラー２３は、前後方向に長い形状を成しており、定着フレーム（図示せず）に回転可能に収容されている。加圧ローラー２３は、例えば、芯材と、この芯材に周設される弾性層と、この弾性層を被覆する離型層と、によって構成されている。芯材は、アルミニウムや鉄等の金属によって構成されており、円筒状を成している。弾性層は、シリコンゴム等によって構成されている。離型層は、ＰＦＡ等のフッ素系樹脂によって構成されている。

加圧ローラー２３は、転写紙の搬送路１５を挟んで加熱ベルト２２と対向している。加圧ローラー２３は、付勢手段（図示せず）の付勢力によって加熱ベルト２２に圧接しており、加熱ベルト２２と加圧ローラー２３の間には定着ニップ３１が形成されている。そして、この定着ニップ３１において転写紙（図２の引き出し線Ｓ参照）を加熱及び加圧することで、転写紙にトナー像が定着されるようになっている。加圧ローラー２３は、上記のように加熱ベルト２２に圧接することで、加熱ベルト２２の回転に伴って加熱ベルト２２とは逆方向に従動回転するように構成されている（図２の矢印参照）。

次に、中空ローラー２４について説明する。中空ローラー２４は、前後方向に長い形状を成しており、定着フレーム（図示せず）に回転可能に収容されている。中空ローラー２４は、円筒状を成している。中空ローラー２４は、食器等に利用されているパイロセラム（商標名）等の耐熱ガラスや、ハロゲンヒーターの外包に用いられる石英ガラスによって構成されており、透明性を有している。

中空ローラー２４には、上記の加熱ベルト２２が周設されている。中空ローラー２４の外周面の下部（定着ニップ３１側の部分）は、加熱ベルト２２の内周面の下部（定着ニップ３１側の部分）と接触しており、中空ローラー２４が回転すると、これに伴って加熱ベルト２２が同一方向に回転するように構成されている（図２の矢印参照）。中空ローラー２４の外周面の上部及び左右両側部（定着ニップ３１から離間する側の部分）は、加熱ベルト２２の内周面の上部及び左右両側部（定着ニップ３１から離間する側の部分）と間隔を介して設けられている。なお、加熱ベルト２２の内周面と中空ローラー２４の外周面の間隔は、加熱ベルト２２及び中空ローラー２４の上端部（定着ニップ３１から離間する側の端部）において最も大きくなっている。

次に、熱源２５について説明する。熱源２５は、カーボンランプによって構成されている。熱源２５の中心Ａは、正面視において、定着ニップ３１の中心Ｂと加熱ベルト２２の回転中心Ｃを通過する直線Ｄ上に位置している。

次に、反射板２７について説明する。反射板２７は、熱源２５の周囲に設けられており、熱源２５の上側及び左右両側を覆う第１の位置（図２参照）と、熱源２５の下側及び左右両側を覆う第２の位置（図３参照）と、の間で、熱源２５の周りを回転するように設けられている。反射板２７は、第１の位置と第２の位置のどちらにある場合でも、正面視において、定着ニップ３１の中心Ｂと加熱ベルト２２の回転中心Ｃを通過する直線Ｄを中心とする左右対称形状を成すように構成されている。

反射板２７は、湾曲形状を成しており、反射板２７の内面には、反射面３３が設けられている。反射面３３は、反射板２７が第１の位置にある状態では、熱源２５からの輻射熱を加熱ベルト２２の下部（定着ニップ３１側の部分）に向かって反射するように構成されている（図２の二点鎖線Ｚ１参照）。反射面３３は、反射板２７が第２の位置にある状態では、熱源２５からの輻射熱を加熱ベルト２２の上部や左右両側部（定着ニップ３１から離間する側の部分）に向かって反射するように構成されている（図３の二点鎖線Ｚ２参照）。

次に、温度センサー２８について説明する。温度センサー２８は、例えば、サーミスターによって構成されている。温度センサー２８は、加熱ベルト２２の外周面とは所定の間隔を介して設けられている。つまり、温度センサー２８は、非接触式のセンサーである。

次に、図４を用いて、定着装置１８の制御システムについて説明する。

定着装置１８には、制御部３７が設けられている。制御部３７は、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶装置で構成される記憶部３５と接続されており、記憶部３５に格納された制御プログラムや制御用データに基づいて、制御部３７が定着装置１８の各部の制御を行うように構成されている。

記憶部３５は、加熱ベルト２２の通紙可能温度Ｔ（定着ニップ３１において転写紙にトナー像を定着可能な温度）を記憶している。この通紙可能温度Ｔは、機種によって異なるが、例えば、１６０℃〜１８０℃に設定される。記憶部３５は、転写紙が定着ニップ３１を通過する間隔（以下、「通紙間隔」と称する。）の基準値Ｓ（例えば、９秒間）を記憶している。

制御部３７は、モーター等によって構成される駆動源３６に接続されており、駆動源３６は、中空ローラー２４に接続されている。そして、制御部３７からの信号に基づいて駆動源３６が中空ローラー２４を回転させるように構成されている。

制御部３７は、温度センサー２８と接続されている。そして、温度センサー２８が検出した加熱ベルト２２の温度が、制御部３７に出力されるようになっている。

制御部３７は、熱源２５と接続されている。そして、制御部３７が熱源２５の稼働（点灯）と停止を制御するように構成されている。

制御部３７は、例えばソレノイドやモーター等によって構成される駆動部３８に接続されており、駆動部３８は、駆動ギア列（図示せず）を介して反射板２７に接続されている。そして、制御部３７からの信号に基づいて、駆動部３８が反射板２７を第１の位置と第２の位置の間で回転させるように構成されている。つまり、制御部３７は、反射板２７の位置を制御している。

このように構成された定着装置１８において、転写紙にトナー像を定着させる際の制御について、以下に説明する。

プリンター１の電源がＯＮになり、制御部３７にプリント信号が送信されると、制御部３７は、熱源２５を稼働（点灯）させる。この時の時刻をｔ１とする。この時刻ｔ１においては、反射板２７は、第２の位置にある（図３参照）。

上記のように熱源２５を稼働させると、熱源２５から輻射熱が放射される。熱源２５からの輻射熱の一部は、透明性を有する中空ローラー２４を通過して、加熱ベルト２２の内周面の上部や左右両側部（定着ニップ３１から離間する側の部分）に到達する。また、熱源２５からの輻射熱の別の一部は、反射板２７の反射面３３によって反射され、透明性を有する中空ローラー２４を通過して、加熱ベルト２２の内周面の上部や左右両側部に到達する。これにより、加熱ベルト２２の上部や左右両側部が加熱される。

なお、熱源２５から加熱ベルト２２の内周面の下部（定着ニップ３１側の部分）に向かって放射された輻射熱は、反射板２７の反射面３３によって反射されるため、加熱ベルト２２の内周面の下部には到達しない。そのため、加熱ベルト２２の下部が局所的に高温になることはなく、加熱ベルト２２の熱が定着ニップ３１を介して加圧ローラー２３及び中空ローラー２４に逃げることが抑制される。

上記のように熱源２５によって加熱ベルト２２を加熱していくと、加熱ベルト２２の温度が上昇していく。そして、温度センサー２８によって検出される加熱ベルト２２の温度が記憶部３５に記憶された通紙可能温度Ｔに達すると、制御部３７は、駆動部３８によって反射板２７を第２の位置から第１の位置まで回転させる（図２参照）。この時の時刻をｔ２とする。

このように反射板２７が第１の位置まで回転すると、熱源２５からの輻射熱の一部は、透明性を有する中空ローラー２４を通過して、加熱ベルト２２の内周面の下部に到達する。また、熱源２５からの輻射熱の別の一部は、反射板２７の反射面３３によって反射され、透明性を有する中空ローラー２４を通過して、加熱ベルト２２の内周面の下部に到達する。これにより、加熱ベルト２２の下部が集中的に加熱される。

なお、熱源２５から加熱ベルト２２の内周面の上部や左右両側部に向かって放射された輻射熱は、反射板２７の反射面３３によって加熱ベルト２２の下部に向かって反射されるため、加熱ベルト２２の内周面の上部や左右両側部には到達しない。

また、上記のように時刻ｔ２において加熱ベルト２２の温度が通紙可能温度Ｔに達すると、制御部３７は、駆動源３６によって中空ローラー２４を一方向に回転させる。これに伴って、中空ローラー２４と接触する加熱ベルト２２が上記一方向に回転すると共に、加熱ベルト２２に圧接する加圧ローラー２３が、上記一方向とは逆方向に回転する。この状態で、搬送路１５の上流側（本実施形態では右側）から転写紙が搬送されてくると、転写紙が定着ニップ３１を通過する。これに伴って、転写紙が加熱及び加圧されて、転写紙にトナー像が定着される。なお、熱源２５は、少なくとも転写紙が定着ニップ３１を通過するまでは、連続的に稼働される。また、反射板２７は、少なくとも転写紙が定着ニップ３１を通過するまでは、第１の位置のまま保持される。

一方で、反射板２７が第１の位置にある状態で、通紙間隔が基準値Ｓ以上になった場合には、制御部３７は、駆動部３８によって反射板２７を第１の位置から第２の位置まで回転させる。なお、通紙間隔が基準値Ｓ以上になったことは、例えば、制御部３７がプリント信号を受信してから所定時間が経過しても制御部３７が次のプリント信号を受信しないことや、プリンター本体２内に設けられた用紙センサーが用紙の通過を検知してから所定時間が経過しても用紙センサーが次の用紙を検知しないことによって、認識することができる。

本実施形態では前述のように、熱源２５による加熱ベルト２２に対する加熱が開始されてから加熱ベルト２２が通紙可能温度Ｔに達するまでの間は、反射板２７が第２の位置にある時間の割合（本実施形態では１００％）が、反射板２７が第１の位置にある時間の割合（本実施形態では０％）よりも大きくなるように、制御部３７が制御を行っている。そのため、熱源２５からの放射熱によって加熱ベルト２２の上部や左右両側部（定着ニップ３１から離間する側の部分）を効率的に加熱することが可能となり、定着ニップ３１を介して加熱ベルト２２から加圧ローラー２３及び中空ローラー２４に熱が逃げるのを抑制することができる。これに伴って、ウォームアップ時間を短縮させて省エネルギー化を図ることができる。

本実施形態では特に、熱源２５による加熱ベルト２２に対する加熱が開始されてから加熱ベルト２２が通紙可能温度Ｔに達するまでの間は、反射板２７が第２の位置に保持されている。換言すると、熱源２５による加熱ベルト２２に対する加熱が開始されてから加熱ベルト２２が通紙可能温度Ｔに達するまでの間は、反射板２７が第１の位置にある時間の割合を０％とし、反射板２７が第２の位置にある時間の割合を１００％としている。そのため、熱源２５からの輻射熱によって加熱ベルト２２の上部や左右両側部（定着ニップ３１から離間する側の部分）をより一層効率的に加熱することができると共に、定着ニップ３１を介して加熱ベルト２２から加圧ローラー２３及び中空ローラー２４に熱が逃げるのをより一層効果的に防止することができる。

また、加熱ベルト２２が通紙可能温度Ｔに達してからは、反射板２７が第１の位置にある時間の割合（本実施形態では約１００％）が、反射板２７が第２の位置にある時間の割合（本実施形態では０％）よりも大きくなるように、制御部３７が制御を行っている。そのため、熱源２５からの輻射熱によって加熱ベルト２２の下部（定着ニップ３１側の部分）を集中的に加熱することができる。これに伴って、転写紙によって定着ニップ３１の熱が奪われても、加熱ベルト２２の温度が通紙可能温度Ｔを下回りにくくなる。

本実施形態では特に、加熱ベルト２２が通紙可能温度Ｔに達すると、反射板２７を第２の位置から第１の位置まで回転させ、反射板２７を第１の位置に保持している。換言すると、加熱ベルト２２が通紙可能温度Ｔに達してからは、反射板２７が第１の位置にある時間の割合を約１００％とし（反射板２７が第２の位置から第１の位置まで回転する時間があるため、正確には１００％ではない）、反射板２７が第２の位置にある時間の割合を０％としている。そのため、熱源２５からの輻射熱によって加熱ベルト２２の下部（定着ニップ３１側の部分）をより一層集中的に加熱することができる。これに伴って、加熱ベルト２２の温度が通紙可能温度Ｔを下回るのを一層効果的に抑制することができる。

また、本実施形態では、反射板２７が第１の位置にある状態で、通紙間隔が基準値Ｓ以上になった場合には、反射板２７を第１の位置から第２の位置まで回転させている。このような構成を採用することで、通紙間隔において、定着ニップ３１を介して加熱ベルト２２から加圧ローラー２３及び中空ローラー２４に熱が逃げるのを抑制することができ、更なる省エネルギー化を図ることができる。

また、加熱ベルト２２が中空ローラー２４に周設されることで、中空ローラー２４によって加熱ベルト２２を内側から支持することができる。これに伴って、ニップ圧によって加熱ベルト２２が変形するのを抑制することが可能となるため、加熱ベルト２２に必要とされる剛性を低くすることができ、加熱ベルト２２を薄肉化することができる。これに伴って、加熱ベルト２２の熱容量を減らして加熱ベルト２２の熱応答性を高めることが可能となり、ウォームアップ時間を一層短縮することができ、更なる省エネルギー化を図ることができる。

また、上記のように加熱ベルト２２の熱応答性が良いため、定着ニップ３１を通過する転写紙に熱を奪われても、その熱を熱源２５のみによって十分に補うことが出来る。そのため、加圧ローラー２３の熱で加熱ベルト２２をバックアップする必要が無く、ウォームアップ中に加圧ローラー２３の温度を上げておく必要も無い。この点においても、省エネルギー化を図ることができる。

また、中空ローラー２４が透明性を有することで、熱源２５からの輻射熱が中空ローラー２４を通過して加熱ベルト２２に到達することになる。これに伴って、加熱ベルト２２を効率的に加熱することが可能となり、ウォームアップ時間をより一層短縮することができる。本実施形態では特に、加熱ベルト２２の基材層の内周面（加熱ベルト２２全体の内周面でもある）に赤外線を熱に変換する塗料が塗布されているため、加熱ベルト２２の熱応答性を一層高めることが可能となる。

また、加熱ベルト２２は、透明性を有する樹脂が積層されることで形成されているため、加熱ベルト２２に透明性を持たせることができる。これに伴って、定着ニップ３１を通過している転写紙に熱源２５からの輻射熱を直接当てることが可能になる。これに伴って、転写紙の熱吸収性を高めることができる。本実施形態では特に、熱源２５がカーボンランプによって構成されているため、転写紙の熱吸収性を一層高めることが可能となる。

また、中空ローラー２４の外周面の下部（定着ニップ３１側の部分）が加熱ベルト２２の内周面の下部（定着ニップ３１側の部分）と接触しているため、ニップ圧によって加熱ベルト２２が変形するのを一層効果的に抑制することができる。また、中空ローラー２４の外周面の上部及び左右両側部（定着ニップ３１から離間する側の部分）が加熱ベルト２２の内周面の上部及び左右両側部（定着ニップ３１から離間する側の部分）と間隔を介して設けられているため、中空ローラー２４と加熱ベルト２２が周方向の全域に亘って接触している場合と比較して、中空ローラー２４と加熱ベルト２２の接触面積を小さくすることができる。これに伴って、加熱ベルト２２の熱が中空ローラー２４に逃げるのを抑制することができ、ウォームアップ時間をより一層短縮することが可能となる。

また、反射板２７は、第１の位置と第２の位置の間で、熱源２５の周りを回転するように設けられているため、簡易な構成によって反射板２７を第１の位置と第２の位置の間で移動させることが可能となる。

本実施形態では、駆動源３６を中空ローラー２４に接続する場合について説明したが、他の異なる実施形態では、駆動源３６を加圧ローラー２３に接続しても良い。

本実施形態では、加熱ベルト２２によって加熱部材を構成する場合について説明したが、他の異なる実施形態では、加熱ローラーによって加熱部材を構成しても良い。この場合には、加熱ローラーの内側に中空ローラー２４が無くても良い。

本実施形態では、加熱ベルト２２に対する加熱が開始されてから加熱ベルト２２が通紙可能温度Ｔに達するまでの間は、反射板２７が第１の位置にある時間の割合を０％とし、反射板２７が第２の位置にある時間の割合を１００％とする場合について説明した。一方で、他の異なる実施形態では、加熱ベルト２２に対する加熱が開始されてから加熱ベルト２２が通紙可能温度Ｔに達するまでの間に、反射板２７を第２の位置から第１の位置まで一時的に回転させることで、反射板２７が第１の位置にある時間の割合を０％よりも高い確率（例えば、１０％）としても良い。また、反射板２７が第２の位置にある時間の割合を１００％よりも低い確率（例えば、９０％）としても良い。つまり、反射板２７が第１の位置にある時間の割合と第２の位置にある時間の割合は、反射板２７が第２の位置にある時間の割合が第１の位置にある時間の割合よりも大きいという条件を満たす範囲内で、適宜変更することができる。

本実施形態では、加熱ベルト２２が通紙可能温度Ｔに達してからは、反射板２７が第１の位置にある時間の割合を約１００％とし、反射板２７が第２の位置にある時間の割合を０％とする場合について説明した。一方で、他の異なる実施形態では、加熱ベルト２２が通紙可能温度Ｔに達してから、反射板２７を第１の位置から第２の位置まで一時的に回転させることで、反射板２７が第２の位置にある時間の割合を０％よりも高い確率（例えば、１０％）としても良い。換言すると、反射板２７が第１の位置にある時間の割合を１００％よりも低い確率（例えば、９０％）としても良い。つまり、反射板２７が第１の位置にある時間の割合と第２の位置にある時間の割合は、反射板２７が第１の位置にある時間の割合が第２の位置にある時間の割合よりも大きいという条件を満たす範囲内で、適宜変更することができる。

本実施形態ではＰＩ（ポリイミド）等の透明性を有する樹脂によって加熱ベルト２２の基材層を構成する場合について説明したが、他の異なる実施形態では、ステンレスやニッケル等の金属によって加熱ベルト２２の基材層を構成しても良い。本実施形態では、ＰＦＡ等の透明性を有するフッ素系樹脂のチューブによって加熱ベルト２２の離型層を構成する場合について説明したが、他の異なる実施形態では、ＰＴＦＥ等のフッ素樹脂のコーティングによって加熱ベルト２２の離型層を構成しても良い。

本実施形態では、基材層と離型層によって加熱ベルト２２が構成される場合について説明したが、他の異なる実施形態においてカラープリンター等のカラー用の画像形成装置に本発明の構成を適用する場合には、基材層と離型層の間に弾性層を設けても良い。この場合、本実施形態のように透明性を有する樹脂によって基材層と離型層を構成すると共に、弾性層も透明性を有する樹脂（例えば、透明なシリコンゴム）によって構成すれば、本実施形態と同様に、透明性を有する樹脂が積層されることで加熱ベルト２２が形成されることになる。そのため、定着ニップ３１を通過している転写紙に熱源２５からの輻射熱を直接当てることが可能になり、これに伴って、転写紙の熱吸収性を高めることができる。

本実施形態では、熱源２５がカーボンランプによって構成される場合について説明したが、他の異なる実施形態では、ハロゲンランプやセラミックヒーターやＩＨヒーター等によって熱源２５が構成されても良い。

本実施形態では、非接触式のセンサーを温度センサー２８として用いる場合について説明したが、他の異なる実施形態では、接触式のセンサーを温度センサー２８として使用しても良いし、接触式のセンサーと非接触式のセンサーを温度センサー２８として併用しても良い。

本実施形態では、プリンター１に本発明の構成を適用する場合について説明したが、他の異なる実施形態では、複写機、ファクシミリ、複合機等の他の画像形成装置に本発明の構成を適用しても良い。

１ プリンター（画像形成装置）
１８ 定着装置
２２ 加熱ベルト（加熱部材）
２３ 加圧ローラー（加圧部材）
２４ 中空ローラー
２５ 熱源
２７ 反射板（反射体）
３１ 定着ニップ
３５ 記憶部
３７ 制御部

Claims (9)

1. 回転可能に設けられる加熱部材と、
   回転可能に設けられ、前記加熱部材に圧接して該加熱部材との間に定着ニップを形成する加圧部材と、
   前記加熱部材に内包される熱源と、
   前記加熱部材に内包され、前記熱源からの輻射熱を前記加熱部材の前記定着ニップ側の部分に向かって反射する第１の位置と、前記熱源からの輻射熱を前記加熱部材の前記定着ニップから離間する側の部分に向かって反射する第２の位置と、の間で移動可能な反射体と、
   前記定着ニップにおいて転写紙にトナー像を定着可能な通紙可能温度を記憶する記憶部と、
   前記反射体の位置を制御する制御部と、を備え、
   該制御部は、前記熱源による前記加熱部材に対する加熱が開始されてから前記加熱部材が前記通紙可能温度に達するまでの間は、前記反射体が前記第２の位置にある時間の割合を前記反射体が前記第１の位置にある時間の割合よりも大きくし、前記加熱部材が前記通紙可能温度に達してからは、前記反射体が前記第１の位置にある時間の割合を前記反射体が前記第２の位置にある時間の割合よりも大きくすることを特徴とする定着装置。
2. 前記熱源を内包すると共に透明性を有する中空ローラーを更に備え、
   前記加熱部材は、前記中空ローラーに周設された加熱ベルトであることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記中空ローラーの前記定着ニップ側の部分は、前記加熱ベルトの前記定着ニップ側の部分に接触し、
   前記中空ローラーの前記定着ニップから離間する側の部分は、前記加熱ベルトの前記定着ニップから離間する側の部分と間隔を介して設けられていることを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
4. 前記加熱ベルトは、透明性を有する樹脂が積層されることで形成されることを特徴とする請求項２又は３に記載の定着装置。
5. 前記加熱ベルトは、金属によって基材層が構成されている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。
6. 前記制御部は、前記熱源による前記加熱部材に対する加熱が開始されてから前記加熱部材が前記通紙可能温度に達するまでの間は、前記反射体を前記第２の位置に保持し、前記加熱部材が前記通紙可能温度に達すると、前記反射体を前記第２の位置から前記第１の位置まで移動させ、前記反射体を前記第１の位置に保持する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。
7. 前記記憶部は、転写紙が前記定着ニップを通過する間隔の基準値を記憶し、
   前記制御部は、前記反射体が前記第１の位置にある状態で転写紙が前記定着ニップを通過する間隔が前記基準値以上になった場合に、前記反射体を前記第１の位置から前記第２の位置まで移動させることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の定着装置。
8. 前記反射体は、前記第１の位置と前記第２の位置の間で、前記熱源の周りを回転するように設けられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の定着装置。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の定着装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。

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