JP2014126773A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 省エネ及びファーストプリントタイム向上を図ると共に、定着部材の長手方向の熱を均一化し、熱劣化を防止することで安定した定着を実現する定着装置を提供する。
【解決手段】 回転可能な定着部材６０と、定着部材の内部から定着部材を加熱する熱源６１と、定着部材の内部で定着部材と接触する非回転のニップ形成部材６５と、定着部材を介してニップ形成部材との間で定着ニップＮを形成する加圧部材７０と、を有した定着装置において、定着部材に接触して、接触部の温度を均熱する均熱部材８０を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に使用される定着装置、及びこれを備えた画像形成装置に関する。

近年、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に対する省エネルギー化・高速化についての市場要求が強くなってきている。画像形成装置では、電子写真記録・静電記録・磁気記録等の画像形成プロセスにより画像が形成され、画像転写方式又は直接方式により未定着トナー画像が記録材シート・印刷紙・感光紙・静電記録紙等の記録材に形成される。そして、未定着トナー画像を定着させるための定着装置としては、熱ローラ方式、フィルム加熱方式、電磁誘導加熱方式等の接触加熱方式の定着装置が広く採用されている。

このような定着装置の一例として、ベルト方式の定着装置（例えば、特許文献１参照）が知られている。

しかしながら、このようなベルト方式の定着装置では、ベルトにおける温度安定性が悪く、熱容量が大きく、昇温が遅いために、定着装置での所定温度に達するまでのウオームアップやファーストプリントに要する時間が長いという問題がある。そのため、ウォームアップ時間やファーストプリント時間の短縮化が望まれている。なお、ウォームアップ時間とは、電源投入時等、常温状態から印刷可能な所定の温度（リロード温度）までに要する時間を言う。また、ファーストプリント時間とは、印刷要求を受けた後、印刷準備を経て印字動作を行い、排紙が完了するまでの時間を言う。

そこで、ウォームアップ時間やファーストプリント時間の短縮化を図るために、セラミックヒータを用いたサーフ定着方式（フィルム定着方式）の定着装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。このサーフ定着方式の定着装置は、ベルト定着方式の定着装置に比べ、低熱容量化や小型化を図れる。

しかしながら、この定着装置は、定着ニップ部のみを局所加熱している。そのため、その他の部分は、加熱されておらず、定着ニップ部の用紙等の搬入口付近において、ベルトは最も冷えた状態となり、定着不良が発生し易くなるという問題がある。特に、高速機においては、ベルトの回転が速く、定着ニップ部以外でのベルトの放熱が多くなるため、より定着不良が発生し易くなるという問題が生じる。

また、画像形成装置の高速化に伴い、単位時間あたりの通紙枚数が増え、必要熱量が増大する。そのため、特に連続印刷のはじめに熱量が不足する所謂温度落ち込みが問題となっている。

上述のような問題を解決するために、無端ベルトを用いる構成において、そのベルト全体を温めることを可能にし、加熱待機時からのファーストプリントタイムを短縮することができ、かつ高速回転時の熱量不足を解消して、高生産性の画像形成装置に搭載されても、良好な定着性を得ることができるようにした定着装置が提案されている（例えば、特許文献３参照）。

特許文献３に記載の定着装置は、図１０に示すように、無端ベルトの内部に固定されたパイプ状の金属熱伝導体が無端ベルトの移動をガイド可能にし、金属熱伝導体内の熱源により金属熱伝導体を介して無端ベルトを加熱する。更に、無端ベルトを介して金属熱伝導体に接してニップ部を形成する加圧ローラを備え、この加圧ローラの回転に連れ回りするようにして無端ベルトを周方向に移動させる。このような構成により、定着装置を構成する無端ベルト全体を温められる。そのため、加熱待機時からのファーストプリントタイムを短縮し、かつ高速回転時の熱量不足を解消できる。

しかしながら、このような定着装置より、更なる省エネ及びファーストプリントタイム向上が求められている。

更なる省エネ及びファーストプリントタイム向上のために、金属熱伝導体を介さずに無端ベルトを直接加熱する構成が考案された（例えば、特許文献４参照）。この構成では、伝熱効率を大幅に向上させることにより、消費電力を低減し、加熱待機時からのファーストプリントタイムを更に短縮できる。また、金属熱伝導体を必要としないためコスト削減を図れる。

しかしながら、この無端ベルトを直接加熱する方式の定着装置は、小サイズの用紙を連続通紙する場合、定着部材の熱容量が小さいため、定着部材の長手方向の温度が不均一になり易い。また、小サイズの用紙から大サイズの用紙へ切り替えをする際に、定着部材の非通紙部の温度が高いため、ホットオフセットが発生する虞があった。また、定着部材は、高温で曝されるために摺動部材や定着部材内面間の熱劣化、摩耗が促進されてしまう虞があった。そして、このような問題を解決することが望まれている。

本発明は、省エネ及びファーストプリントタイム向上を図ると共に、定着部材の長手方向の熱を均一化し、熱劣化を防止することで安定した定着を実現する定着装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明の請求項１に記載の定着装置は、
回転可能な定着部材と、
前記定着部材の内部から該定着部材を加熱する熱源と、
前記定着部材の内部で該定着部材と接触する非回転のニップ形成部材と、
前記定着部材を介して前記ニップ形成部材との間で定着ニップを形成する加圧部材と、を有した定着装置において、
前記定着部材に接触して、該定着部材の接触部の温度を均熱する均熱部材を備えることを特徴とする。

本発明によると、省エネ及びファーストプリントタイム向上を図ると共に、定着部材の長手方向の熱を均一化し、熱劣化を防止することで安定した定着を実現する定着装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置を概略的に示す構成図である。 図１に示した画像形成装置の定着装置を概略的に示す断面図である。 図１に示した画像形成装置の定着装置の均熱部材を概略的に示す断面図であり、図３（ａ）は第１の態様の均熱部材を示す断面図であり、図３（ｂ）第２の態様の均熱部材を示す断面図であり、図３（ｃ）は第３の態様の均熱部材を示す断面図である。 図１に示した画像形成装置の定着装置の均熱部材を概略的に示す斜視図である。 図１に示した画像形成装置の定着装置の均熱部材を概略的に示す断面図であり、図５（ａ）は第１の態様の均熱部材を示す斜視図であり、図５（ｂ）第４の態様の均熱部材を示す斜視図である。 潤滑剤の粘度を説明する説明図である。 用紙の幅と定着ベルトの温度の関係を説明する説明図である。 本発明の一実施形態の変形例に係る画像形成装置の定着装置を概略的に示す断面図であり、図８（ａ）はハガキを通紙する際の定着装置を示す断面図であり、図８（ｂ）はＡ３用紙を通紙する際の定着装置を示す断面図である。 図８に示した画像形成装置の定着装置に備わった遮光板を示す展開図である。 従来の定着装置を示す断面図である。

次に、本発明に係る一実施形態を図面に従って以下に説明する。図１は、本発明の定着装置が設けられるカラープリンタ１０としての画像形成装置の一例を示す概略断面図である。ここに示される画像形成装置１０は、後述する定着装置５０と電子写真方式の画像形成部とを備えており、その画像形成部には複数の（図示した例では４つの）画像形成手段１ａ、１ｂ、１ｃ及び１ｄが設けられている。この第１〜第４の画像形成手段１ａ、１ｂ、１ｃ及び１ｄは、それぞれ同一の構成ではあるが、対応するトナー色だけが異なっている。そのため、これら画像形成手段において、例えばブラックトナー像、マゼンタトナー像、シアントナー像及びイエロートナー像がそれぞれ形成される。なお、これら画像形成手段は現像剤（トナー）色の違い以外は、それぞれ同一の構成であるため、以下の説明では、参照符号におけるａ、ｂ、ｃ及びｄの添え字を適宜省略して説明する。

画像形成手段１には、静電潜像担持体であるドラム状の感光体２が配置されており、この感光体２のまわりに、帯電部材３、現像装置４及びクリーニング手段５が設けられている。この感光体２は、時計回りに回転駆動することが可能であり、この感光体２の表面には帯電部材３が圧接されている。そして、この帯電部材３は、感光体２の回転駆動に伴い従動回転させられる。また、この帯電部材３には、図示しない高圧電源により所定のバイアス電圧が印加され、回転駆動する感光体２の表面を一様に帯電できるようになっている。なお、ここに図示した帯電部材３は、感光体２に接触するローラ状部材を採用しているが、コロナ放電等を利用する非接触式のものを採用することも可能である。

また、図１に示される画像形成装置１０では、４つの画像形成手段に並行して、斜め下方に露光装置６が設けられている。この露光装置６は、光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラーなどの適宜適切な構成部材を有している。そして、各色トナーの画像データに応じて形成された画像情報に基づいて、帯電部材３により帯電させられた各感光体２を露光する。そして、それぞれの感光体２上に静電潜像を作り出すために設けられる。この露光装置６を用いて感光体２上に形成された静電潜像は、感光体２の回転により、現像装置４を通るときに各色トナーが付与されることで現像され、顕像化される。なお、この画像形成装置１０の内部における上方には、ブラック、マゼンタ、シアン及びイエローの各色トナーが充填されたトナーボトル２０ａ、２０ｂ、２０ｃ及び２０ｄが配置されている。そして、このトナーボトル２０ａ、２０ｂ、２０ｃ及び２０ｄから図示しない搬送経路を介して、所定補給量のトナーがそれぞれ各色現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ及び４ｄに補給されるようになっている。

更に、この各画像形成手段の感光体２に対向して中間転写体として構成される、無端ベルト状の中間転写ベルト７が配置され、この中間転写ベルト７の表面には各感光体２が当接している。図１に示した中間転写ベルト７は、複数の支持ローラ（例えば、支持ローラ１５ａ、１５ｂなど）に巻きかけられて構成されている。そして、図示した例では、支持ローラ１５ａが、図示しない駆動源としての駆動モータと連結されている。そして、この駆動モータを駆動させることで、中間転写ベルト７は、図中反時計回りに回転移動すると共に、従動回転可能な支持ローラ１５ｂが回転させられる。また、中間転写ベルト７の裏面には、そのベルトを挟んで感光体２に対向して位置する一次転写ローラ８が配置されている。この一次転写ローラ８に図示しない高圧電源から一次転写バイアスが印加され、現像装置４により顕像化されたトナー像が中間転写ベルト７に一次転写されるようになっている。なお、一次転写されずに感光体２上に残された一次転写残トナーは、感光体２による次の画像形成動作に備えるためにクリーニング手段５により除去され、感光体２上におけるトナーが完全に除去される。

更に、図示した画像形成装置１０では、一次転写ローラ８の、中間転写ベルト７の駆動方向下流側に、二次転写装置としての二次転写ローラ１８が設けられている。この二次転写ローラ１８は、中間転写ベルト７を挟んで支持ローラ１５ｂと対向している。そして、この二次転写ローラ１８と支持ローラ１５ｂとで中間転写ベルト７を介して二次転写ニップ部を形成している。また、この画像形成装置１０は、記録媒体積載部としての給紙カセット３０、給送コロ３１に加え、レジストローラ対（位置合わせローラ対）３５等を備える。そして、二次転写ローラ１８から見て、記録媒体の搬送方向下流側には、定着装置５０及び排紙ローラ対３６が設けられている。

次に、画像形成動作について説明する。この画像形成動作においても、各感光体２にトナー像を形成し、そのトナー像を中間転写ベルト７に転写する構成は、そのトナー像の色が異なるだけで、実質的に全て同一であるため、ａ，ｂ，ｃ及びｄの添え字は必要に応じて割愛する。

まず、上記した感光体２が図示しない駆動源により時計回り方向に回転駆動され、このとき感光体表面に図示しない除電装置からの光が照射されて表面電位が初期化される。この表面電位を初期化された感光体２の表面が、今度は帯電部材３によって所定の極性に一様に帯電される。帯電された感光体表面には、露光装置６からのレーザ光が照射され、これによって感光体表面に静電潜像が形成される。このとき、各感光体２に露光される画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの各トナー色情報に分解した単色の画像情報である。このように感光体上に形成された静電潜像は、現像装置４を通る際に、現像装置４からの各色トナー（現像剤）が付与され、顕像化されたトナー像として可視化される。

また、中間転写ベルト７は、図中反時計回りに走行駆動させられる。そして、上記した一次転写ローラ８には、感光体上に形成されたトナー像のトナー帯電極性と逆極性の一次転写電圧が印加される。これにより、感光体２と中間転写ベルト７との間に転写電界が形成される。そして、感光体２上のトナー像が、その感光体２と同期して回転駆動される中間転写ベルト７上に静電的に一次転写される。このように、一次転写される各色トナー像は、中間転写ベルト７の搬送方向上流側から逐次タイミングを併せて中間転写ベルト７上に重ね合わされ、所望のフルカラー画像が形成される。

その一方で、画像を形成されるべき記録媒体は、給紙カセット３０に積載された記録媒体束から給送コロ３１等の適宜適切な搬送部材の作用によりレジストローラ対３５まで一枚ごとに分離されて給送される。そして、その際には、未だ回転駆動を開始していないレジストローラ対３５のニップ部に、搬送された記録媒体の先端が突き当たり、所謂ループを形成することで、記録媒体のレジストレーションが行われる。その後、中間転写ベルト７上に担持されたフルカラートナー像とのタイミングを図って、レジストローラ対３５の回転駆動が開始される。そして、支持ローラ１５ｂと、これに中間転写ベルト７を介して対向する二次転写ローラ１８とで構成される二次転写ニップ部に向けて記録媒体が送出される。本実施形態では、二次転写ローラ１８に中間転写ベルト表面におけるトナー像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加される。そして、これによって中間転写ベルト７表面に形成されたフルカラートナー像が記録媒体上に一括して転写される。トナー像を転写された記録媒体は、定着装置５０まで更に搬送される。そして、この定着装置５０を通過するときに、熱と圧力とを加えられ、永久画像としてトナー像が記録媒体に定着させられる。画像を定着させられた画像形成後の記録媒体は、排紙ローラ対３６を介して排出トレイ等の記録媒体排出部に排出されることで画像形成動作が完了する。なお、二次転写ローラ１８が配置される二次転写ニップ部で転写されずに中間転写ベルト７上に残留した残留トナーは、中間転写ベルトクリーニング手段１９により取り除かれ回収される。

次に、定着装置５０の構成・動作について図２を参照して以下に説明する。定着装置内には、加圧ローラ（加圧部材）７０と定着ベルト（定着部材）６０を有し、３本のハロゲンヒータ（熱源）６１からの輻射熱により定着ベルト６０が内周側から直接加熱される。この際、定着ベルト内には、定着ベルト６０を介して対向する加圧ローラ７０とニップ部Ｎを形成するニップ形成部材６５がある。そして、このニップ形成部材６５は、定着ベルト内周面と直接的に摺動するようになっている。

なお、ニップ形成部材６５は、非回転であり、定着ベルト内に配置されている。そして、図示しない摺動シートを介して定着ベルト内面と間接的に摺動するようになっていても良い。また、本実施形態では、ニップ部Ｎの形状が平坦状であるが、凹形状やその他の形状であっても良い。ニップの形状が凹形状である場合、記録紙先端のニップ部Ｎからの排出方向が加圧ローラ寄りになる。そのため、記録紙Ｐの定着ベルト６０からの分離性が向上し、ジャムの発生が抑制される。また、ハロゲンヒータ６１は、本実施形態のように３本に限定されないことは言うまでもない。

定着ベルト６０は、ニッケルやＳＵＳなどの金属ベルトやポリイミドなどの樹脂材料を用いた無端ベルトとする。そして、ベルトの表層は、ＰＦＡ又はＰＴＦＥ層等の離型層（図示せず）を有し、トナーが付着しないように離型性を有している。ベルトの基材（図示せず）と離型層との間には、シリコーンゴム層等で形成される弾性層（図示せず）を設ける。

具体的には、シリコーンゴム層がない場合は、熱容量が小さくなり、定着性が向上する。しかしながら、未定着画像を押し潰して定着させる際に、ベルト表面の微小な凹凸が画像に転写されて、画像のベタ部にユズ肌状の光沢ムラ（ユズ肌画像）が残るという不具合が生じる。このような不具合を防止するために、シリコーンゴム層を１００μｍ以上設ける。これによって、シリコーンゴム層が変形し、微小な凹凸が吸収されユズ肌画像を防止できる。

定着ベルト６０の内部には、ニップ部Ｎを支持するためのステー（支持部材）６６を設ける。そして、この支持部材６６によって加圧ローラ７０の押圧力によるニップ形成部材６５の撓みが防止される。そして、定着ベルト６０の長手方向に亘って均一なニップ幅を得られるようにしている。そして、この支持部材６６は、長手方向の両端部で保持部材（図示せず）に保持固定され、位置決めされている。

また、ハロゲンヒータ６１と支持部材６６の間には、反射部材６７を備える。そのため、ハロゲンヒータ６１からの輻射熱等により支持部材６６が加熱されて、無駄なエネルギーが消費されるのを抑制している。ここで、反射部材６７を備える代わりに、支持部材表面に断熱若しくは鏡面処理を行っても同様の効果を得ることができる。

また、熱源６１は、本実施形態のハロゲンヒータに限定されず、ＩＨであっても良いし、抵抗発熱体、カーボンヒータ等であっても良い。

加圧ローラ７０は、芯金７２に弾性ゴム層７１があり、離型性を得るために表面にＰＦＡ又はＰＴＦＥ層からなる離型層（図示せず）が設けられている。そして、加圧ローラ７０は、画像形成装置に設けられたモータなどの駆動源（図示せず）からギヤ（図示せず）を介して駆動力が伝達され回転する。また、加圧ローラ７０は、スプリング（図示せず）等により定着ベルトに押し付けられ、弾性ゴム層７１が押し潰されて変形することにより、所定のニップ幅を有している。

なお、加圧ローラ７０は、中空のローラであっても良く、加圧ローラ７０にハロゲンヒータ等の熱源を有していても良い。また、弾性ゴム層７１は、ソリッドゴムでも良い。また、加圧ローラ内部にヒータが無い場合、弾性ゴム層は、スポンジゴムを用いても良い。弾性ゴム層にスポンジゴムを用いることで、断熱性が高まり定着ベルトの熱が奪われ難くなる。

定着ベルト６０は、加圧ローラ７０により連れ回り回転する。具体的には、加圧ローラ７０が図示しない駆動源により回転し、ニップ部Ｎで定着ベルト６０に駆動力が伝達される。そして、定着ベルト６０は、ニップ部Ｎで挟み込まれて回転し、その両端部で保持部材にガイドされて走行する。

分離部材９０は、定着ベルト６０の走行方向においてニップ部の下流側に配置されている。そして、定着されたトナーＴを有するする用紙Ｐを定着ベルト６０から分離する。

均熱部材（熱移動補助部材）８０は、定着ベルト６０の走行方向においてニップ部の上流側に配置されている。そして、均熱部材８０は、その長手方向の熱輸送を担い、定着ベルト６０の長手方向の熱移動を補助する。

そして、トナー像Ｔが転写された用紙Ｐが定着ニップ部Ｎに通され、トナー像Ｔは加圧及び過熱され用紙Ｐに定着される。

次に、本発明の特徴的な構成である均熱部材の第１の態様について説明する。

均熱部材８０は、図２に示すように、定着ベルト６０の内部に配置される。また、均熱部材８０は、図３（ａ）に示すように、定着ベルト６０との接触面と反対側に、潤滑剤供給層８５が設置され、即ち一体化されている。この均熱部材８０と潤滑剤供給層８５の一体化の方法は、図３（ａ）、図４に示すように、均熱部材８０に設けられた固定部８０ｇによって、潤滑剤供給層８５の一部を締結、接合する。そのため、潤滑剤供給層８５と均熱部材８０との界面の接着材や接着層によって、潤滑剤が後述する貫通孔からの流出を阻害されることはない。なお、均熱部材８０と潤滑剤供給層８５とは、全域に亘って接触するようになっている。

均熱部材８０は、例えば耐熱性と良熱伝導性の物性を有するカーボンナノチューブ製が好ましい。そして、均熱部材８０は、図２に示すように、ニップ部Ｎの上流側に設ける。なお、均熱部材８０の配置は、この態様に限定されず、ニップ部Ｎの下流側でも良い。また、均熱部材８０の材質は、カーボンナノチューブに限定されず、銀、銅、アルミニウム等の耐熱性と良熱伝導性を有するものであれば良い。

貫通孔８０ｃは、図５（ａ）に示すように、潤滑剤を定着ベルト６０との接触する面側に抽出・流出させるために、均熱部材８０の長手向全域に亘って一部に開けられている。

また、均熱部材８０の形状は、接触させる定着ベルト６０の円弧形状にほぼ近似する形状とする。そして、定着ベルト６０との接触面積を極力大きくすることにより、均熱効果を得られるようにする。ここで、接触面積を極力大きくするとは、例えばφ３０ｍｍの定着ベルト６０に対して、定着ベルト走行方向の接触幅を２０ｍｍ、定着ベルト６０の長手方向の接触域を全域とすることが考えられる。また、均熱部材８０の厚さは、１〜５ｍｍ程度とする。均熱部材８０の接触部における長手方向に垂直な断面積を、定着ベルト６０の接触部における長手方向に垂直な断面積より大きくすることにより、均熱部材中の長手方向の熱輸送量を増やせる。そのため、定着ベルト６０の長手方向の熱移動をこの均熱部材８０によって強力に補助できる。

潤滑剤供給層８５の材質は、耐熱性を有し、低熱伝導性であり、多孔質性のシリコーンスポンジとする。そして、潤滑剤供給層８５の熱伝導率は、均熱部材８０の熱伝導率より低い材質とする。そのため、図２において、定着ベルト内部に配置されている熱源６１からの輻射熱が、反射部材６７と支持部材６６を介して潤滑剤供給層８５に伝達しても、均熱部材自体が高温化されないようになっている。なお、潤滑剤供給層８５の熱伝導率は、１Ｗ／ｍＫ以下とすることが望ましい。このような熱伝導率の発泡体の潤滑剤供給層を有することで、定着ベルトの熱を吸収し易い高熱伝導性の潤滑剤供給層と異なり、空壁が多くオイルを含浸させることができる低熱伝導性の潤滑剤供給層とすることができる。

また、潤滑剤は、例えば粘度１００〜１０００ｃｓ程度のシリコーンオイルを用いる。そして、このシリコーンオイルを潤滑剤供給層８５に含浸させておく。なお、潤滑剤供給層８５の材質は、シリコーンスポンジに限定されず、アラミドフェルト、フッ素繊維等の潤滑剤を含浸保持できるものであれば良い。また、潤滑剤は、シリコーンオイルを使用する代わりに耐熱性フッ素オイルを使用しても良い。

次に、本発明の特徴的な構成である均熱部材の第１の態様の動作について説明する。なお、熱源６１から直接的に加熱される定着ベルトの部分の図２中ａを温度制御点としている。また、均熱部材８０の表面と定着ベルト６０との接触、非接触の切替は、図２〜４に示すように、外部駆動装置であるソレノイド（図示せず）によって、回動軸部８０ｆの軸線を軸として、均熱部材８０が回動して行われる。

また、この均熱部材８０の表面と定着ベルト６０との接触は、定着ベルト６０の長手方向の部分的な温度上昇や定着ベルトの長手方向の熱均一性が損なわれるような状態の時に実行される。逆に言えば、定着ベルト６０にこのような温度偏差が発生しなければ、均熱部材８０は定着ベルト６０に接触することはない。

具体的には、温度制御点ａにおいて温度を検知するセンサ（図示せず）が定着ベルト６０の表面温度を検知する。そして、その検知情報を処理部（図示せず）に伝達する。そして、処理部において、定着ベルト６０の長手方向の温度上昇や熱均一性が損なわれている等の判定がされた場合、その情報を制御部（図示せず）に伝達する。そして、制御部がソレノイドを介して均熱部材８０を定着ベルト６０に接触するように制御する。一方、処理部において、定着ベルト６０の長手方向の熱均一性が回復した等の判定がされた場合、その情報を制御部に伝達する。そして、制御部がソレノイドを介して均熱部材８０を定着ベルト６０に非接触するように制御する。このようにして、均熱部材８０が定着ベルト６０に接触の状態８０ａ（８０）と非接触の状態８０ｂ（８０）とを切替できるようになっている。

なお、均熱部材８０の表面と定着ベルト６０の接触する場合の具体例として、小サイズ用紙を連続通紙する際、用紙搬送方向に垂直方向（定着ベルトの長手方向）の用紙の両端部付近に対応する定着ベルト６０の温度上昇した場合や定着ベルト６０の熱均一性が損なわれた場合等がある。なお、ソレノイドの代わりにＤＣモータ等を使用しても良い。

また、均熱部材８０の表面と定着ベルト６０とが接触する際に、それらの間に空気層が生ずる。このような場合、均熱部材８０と定着ベルト６０との間の熱伝導率が極端に低下する。この熱伝導率の低下を防止するため、スプリング等の付勢手段（図示せず）によって、面圧が例えば０．１ｋｇｆ／ｃｍ^２以下程度になるように、均熱部材８０を定着ベルト６０に密着するように押し当てる。その結果、均熱部材８０の表面と定着ベルト６０との接触の際に、これらの間に空気層が存在することを防げる。

また、均熱部材８０の表面粗さは、定着ベルト６０の表面粗さ以下である、表面粗さＲａ６．３μｍ以下程度として、定着ベルト６０との密着性を高める。このような構成にすることで、均熱部材８０の表面と定着ベルト６０との接触の際に、これらの間に空気層が存在することを防げ、熱伝達が大きく損なわれるのを抑制できる。

次に、潤滑剤供給方法について説明する。潤滑剤供給方法は、潤滑剤供給層８５に含浸された潤滑剤が、高温部分から流出し、潤滑剤を均熱部材８０の定着部材接触面に補填する。具体的には、潤滑剤の粘度は、図６に示すように、温度依存性があり高温になる程粘度が低下し流動性が良くり、潤滑剤供給層８５に含浸させた潤滑剤は移動、流出し易くなる。そのため、定着ベルト６０が高温になると、その熱が均熱部材８０に伝達され、高温になった均熱部材８０の部分近傍の潤滑剤は、潤滑剤供給層８５を通って均熱部材８０と潤滑剤供給層８５の界面へ伝わる。更に、この潤滑剤は、毛細管現象によって均熱部材８０の貫通孔８０ｃ，８０ｄを通って定着ベルト６０に接触する均熱部材８０の面へ移動する。

なお、近年のウォームアップタイム短縮、消費電力低減の要求の高まりから定着ベルトが温まり易く冷め易い低熱容量化が進み、定着ベルトの温度は変動し易くなっている。そして、定着ニップ部Ｎを用紙が通過する際、定着ベルト６０の用紙通過部分は熱が奪われ続けるのに対し、非通紙部は用紙に熱が全く奪われない。そのため、非通紙部の定着ベルト６０の温度、図７に示すように、急激に上昇してしまう。低熱容量の定着ベルトの場合は、このような問題が特に顕著に生じる。このような非通紙部の定着ベルト６０の急激な温度上昇を防止するため、ハロゲンヒータ等の発熱源の発熱長を用紙サイズに合わせて変更することも考えられる。しかしながら、用紙は、例えば、Ａ４Ｙ、Ａ４Ｔ、Ａ５Ｔ、Ｂ４、Ｂ５Ｔ、ハガキ等多様なサイズが存在し、ハロゲンヒータ発熱長を最適化することは、装置の大型化やコスト高等の点から事実上困難である。

そこで、本実施形態の定着装置５０を使用することで、即ち、上述のような潤滑剤供給方法により、潤滑性を保ち、様々なサイズの用紙を通紙する際にも非通紙部の定着ベルト６０の温度上昇を防止できる。具体的には、様々な用紙サイズによって定着ベルト６０の長手方向位置の異なる端部温度上昇が発生すると、潤滑剤の流動性が上がり、元々定着ベルト内面に存在する潤滑剤も定着ベルト６０の長手方向に流出してしまう。そこで、均熱部材８０の定着ベルト６０と接触する面と反対面に設けた潤滑剤供給層８５に含浸される潤滑剤が高温部分から流出し、潤滑剤を均熱部材８０の定着ベルト６０と接触する面に補填されることで、潤滑性を保ち、温度上昇を防止し、摩擦熱の発生を防止できる。

次に、本発明の特徴的な構成である均熱部材の第２の態様について説明する。なお、上述した第１の態様と同等の構成・動作については、対応する符号を付して詳細な説明を省略する。

第２の態様の均熱部材８１は、定着ベルト外側に配置される。この場合、均熱部材８１の形状は、図３（ｂ）に示すように、接触させる定着ベルト６０の円弧形状にほぼ近似する形状とする。そして、定着ベルト６０との接触面積を上述と同様に極力大きくすることにより、均熱効果を得られるようにできる。そのため、柔軟な設計に対応することができる。また、定着ベルト表面に傷をつけてしまう虞れがある場合、均熱部材は、上述の態様に限定はされない。

次に、本発明の特徴的な構成である均熱部材の第３の態様について説明する。なお、上述した第１の態様と同等の構成・動作については、対応する符号を付して詳細な説明を省略する。

第３の態様の均熱部材８２は、図３（ｃ）に示すように、定着ベルト６０に接触する接触面側にフッ素樹脂（例えば、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＥＴＦＥ）８０ｅを５〜５０μｍ程度被覆しても良い。このようにフッ素樹脂等の離型層８０ｅを均熱部材８２に設けることで、その表面に離型性を得ることができる。そのため、潤滑剤を延展し、定着ベルト側への潤滑剤の転移性を高められる。なお、フッ素樹脂８０ｅの熱伝導率は均熱部材の熱伝導率より劣るので、適宜フッ素樹脂８０ｅの厚さ、フッ素樹脂８０ｅの有無を決定しても良い。

次に、本発明の特徴的な構成である均熱部材の第４の態様について説明する。
なお、上述した第１の態様と同等の構成・動作については、対応する符号を付して詳細な説明を省略する。なお、図５（ｂ）中の用紙幅は、用紙搬送方向に垂直方向の用紙両端の幅に対応する均熱部材８３における幅を言う。

第４の態様の均熱部材８３の貫通孔８０ｄは、図５（ｂ）に示すように、微細なφ１ｍｍ程度の貫通孔８０ｄを多数設けた構成である。そして、貫通孔８０ｄを用紙搬送方向に垂直方向の用紙両端付近に対応する均熱部材８３の部分に、他の部分よりも多数設ける。このような構成にすることで、図７に実線で示す定着ベルト６０の温度が最も上昇し易い位置に、潤滑剤を多く流出させ、図７の破線で示すように定着ベルト６０の冷却ができる。

次に、本実施形態に係る画像形成装置の作用について説明する。本実施形態に係る画像形成装置に備わった定着装置が均熱部材８０，８１，８２，８３を有することで、定着ベルト６０の長手方向の高温部を均熱部材８０，８１，８２，８３で定着ベルト６０の長手方向に拡散できる。そのため、定着ベルト６０の長手方向の温度バラツキ（温度不均一）を抑制できる。

また、潤滑剤供給層が均熱部材８０，８１，８２，８３と一体化することで、高温部分に潤滑剤を供給（補填）できる。そのため、摺動シートと定着スリーブ内面の潤滑性を保て、摩擦熱を低減することができ、部品劣化を防止し、寿命を延ばせる。

また、潤滑剤供給層８５の熱伝導率が低いため、熱源６１からの輻射熱が潤滑剤供給層８５を介して均熱部材８０，８２，８３に伝わり難く、均熱効果が低減しない。

また、潤滑剤供給層８５の熱伝導率が１Ｗ／ｍＫ以下と低いため、熱源６１からの輻射熱が潤滑剤供給層８５を介して均熱部材８０，８２，８３に伝わり難く、均熱効果が低減しない。

また、潤滑剤供給層８５を均熱部材１２の定着ベルト６０との接触面と反対側面に設け、潤滑剤を均熱部材８０，８１，８２，８３と定着ベルト６０との間に供給することで、均熱性能を損ねることなく潤滑剤を供給できる。

また、定着ベルト６０と接触する均熱部材８２の面を離型性、延展性の良いフッ素樹脂等でコーティングすることにより、潤滑剤を拡散して、離型性を上げられる。

また、均熱部材８０，８１，８２，８３が少なくとも１つの貫通孔８０ｃを有する。そのため、潤滑剤供給層８５からの潤滑剤が均熱部材８０，８１，８２，８３の貫通孔８０ｃから均熱部材８０，８１，８２，８３と定着ベルト６０との接触面に流出する。その結果、目詰まりによる潤滑剤染み出し不良を回避できる。

また、用紙搬送方向の用紙側端部分に対応する定着ベルト６０の部分の貫通孔８０ｄを、他の部分より密にすることで、温度が高くなり易い定着ベルト６０の部分に対応する均熱部材８３の部分に潤滑剤を供給し易くできる。そのため、異なるサイズの用紙を連続して定着する際にも、定着ベルト６０の長手方向の温度バラツキ（温度不均一）を抑制でき、摺動シートと定着スリーブ内面の潤滑性を保て、摩擦熱を低減することができ、部品劣化を防止し、寿命を延ばせる。

また、定着装置が潤滑剤供給層８５を備えることで、潤滑剤の供給を安定した量で供給できる。そのため、定着ベルト６０の長手方向の温度バラツキ（温度不均一）を抑制でき、摺動シートと定着スリーブ内面の潤滑性を保て、摩擦熱を低減することができ、部品劣化を防止し、寿命を延ばせる。

なお、上述の実施形態に係る画像形成装置の定着装置に、図８に示すように、遮光部材１６０を備えた構成としても良い。遮光部材１６０の形状は、図９に示すように、各紙幅（例えば、ハガキ、Ｂ４、Ａ３）に合わせた遮光面積が設けられた段付き形状となっている。そして、遮光部材１６０は、定着ベルト６０の内側に配置さ、定着ベルト６０の内側に沿って、非接触で各紙幅に対応した位置まで回動する。

具体的には、例えばハガキサイズの用紙が通紙される場合、図８（ａ）に示すように、遮光部材１６０は、公知の駆動手段（図示せず）によって、熱源６１から定着ベルト６０への輻射熱の不必要な領域を遮光するように移動する。一方、Ａ３サイズの用紙が通紙される場合、図８（ｂ）に示すように、遮光部材１６０は、公知の駆動手段（図示せず）によって、熱源６１から定着ベルト６０への輻射熱の不必要な領域を遮光するように移動する。

そのため、用紙サイズに合わせて定着ベルト６０の加熱に不必要な領域を遮光する。その結果、紙幅の狭い転写紙を連続通紙した場合でも、非通紙領域の定着ベルト６０が過昇温状態になることがなく、過昇温領域をキャンセルするために生産性を落とす等の制御を行う必要がない。また、この遮光部材１６０と均熱部材８０を組合わせることで、ハロゲンヒータの発熱量を低減でき、省エネを図れる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、熱源は、本実施形態のように３つのヒーターに限定されず、１つであっても良いし、他の態様であっても良いことは言うまでもない。また、均熱部材は、貫通孔を有する代わりに均熱部材自体が多孔質で潤滑剤を通す態様であっても良い。

なお、上述の実施形態で紹介した各構成の材質、寸法はあくまで一例であり、本発明の作用を発揮し得る範囲内で様々な材質や寸法を選択可能であることは言うまでもない。

１ カラープリンタ（画像形成装置の一例）
５０ 定着装置
６０ 定着ベルト（定着部材の一例）
６１ ハロゲンヒータ（熱源の一例）
６５ ニップ形成部材
７１ 加圧ローラ（加圧部材の一例）
８０ 均熱部材（熱移動補助部材）
８５ 潤滑剤供給層
Ｎ 定着ニップ

特開２００４−２８６９２２号公報 特許第２８６１２８０号公報 特開２００７−３３４２０５号公報 特開２０１１−１８６２７５号公報 特開２００４−２３５００１号公報 特開２００１−６６９３３号公報

Claims (8)

1. 回転可能な定着部材と、
   前記定着部材の内部から該定着部材を加熱する熱源と、
   前記定着部材の内部で該定着部材と接触する非回転のニップ形成部材と、
   前記定着部材を介して前記ニップ形成部材との間で定着ニップを形成する加圧部材と、を有した定着装置において、
   前記定着部材に接触して、該定着部材の接触部の温度を均熱する均熱部材を備えることを特徴とする定着装置。
2. 前記均熱部材は、潤滑剤供給層を有し、
   前記潤滑剤供給層は、前記均熱部材の前記定着部材と接触する面と反対面に設けることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記潤滑剤供給層の熱伝導率は、前記均熱部材の熱伝導率より低いことを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
4. 前記潤滑剤供給層の熱伝導率は、１Ｗ／ｍＫ以下とす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. 前記均熱部材は、少なくとも前記定着部材と接触する面が潤滑剤を延展する離型層からなることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の定着装置。
6. 前記均熱部材は、少なくとも１つの貫通孔を前記定着部材と接触する面に有することを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の定着装置。
7. 前記少なくとも１つの貫通孔は、用紙搬送方向に垂直方向の用紙端部に対応する部分を他の部分より密にすることを特徴とする請求項６に記載の定着装置。
8. 請求項１〜７に記載の何れか一項に記載の定着装置を有することを特徴とする画像形成装置。

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