JP2014232262A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着部材の熱効率を向上し、省電化及び昇温時間の短縮化をより一層向上しつつ、定着ニップ部における記録材の定着部材への貼り付きを抑制することができる定着装置を提供する。
【解決手段】回転可能な定着ベルト２６と、定着ベルト２６を加熱するハロゲンヒータ２８と、定着ベルト２６の外周面に当接して定着ニップ部Ｎを形成する加圧ローラ２７と、定着ベルト２６とハロゲンヒータ２８との間で移動することにより定着ベルト２６のハロゲンヒータ２８に加熱される加熱領域の面積を変更可能な遮蔽部材３２と、を備え、定着ベルト２６は、記録材の搬送方向に対して正逆転可能とされ、遮蔽部材３２は、定着ベルト２６の内周に沿って移動することによりハロゲンヒータ２８による定着ベルト２６への加熱領域を変化させるとともに、定着ベルト２６が逆転回転しているときにハロゲンヒータ２８による加熱領域が減少する方向に移動する。
【選択図】図３

Description

本発明は、記録材に画像を定着する定着装置、及び定着装置を備える画像形成装置に関する。

複写機、プリンタ、ファクシミリ、或いはこれらを機能的に組み合わせた複合機等の画像形成装置においては、用紙等の記録材上に担持されたトナー像を定着させる定着装置を有している。一般に、定着装置は、ヒータ等の加熱源からの輻射熱で加熱される定着部材と、その定着部材に当接することにより定着ニップ部を形成する加圧部材と、を有する。

電子写真方式を利用した画像形成装置の画像形成プロセスは、感光体ドラム等の像担持体の表面に静電潜像を形成し、像担持体上の静電潜像を現像剤であるトナー等によって現像して可視像化する。さらに、現像されたトナー像は、転写装置により記録材に転写してトナー像を担持させ、定着ニップ部において定着部材と加圧部材との加熱・加圧によりトナーを加熱・溶融することによって記録材上に定着する。

定着部材には、加圧部材としての対向ローラ又は対向ベルト若しくはこれらの組み合わせにより構成した定着回転体を対向して配置しており、記録紙を挟みこみ、熱及び圧力を加え、上記トナー像を記録紙上に定着する。

このような定着装置として、フィルム加熱方式を採用したものがある。具体的には、加熱源としてのセラミックヒータと加圧部材としての加圧ローラとの間に耐熱性フィルムを挟ませて定着ニップ部を形成し、この定着ニップ部の耐熱性フィルムと加圧ローラとの間に画像定着すべき未定着トナー画像を担持した記録材を導入し、耐熱性フィルムと一緒にニップ搬送することで、定着ニップ部においてセラミックヒータの熱が耐熱性フィルムを介して記録材に与えられるとともに、加圧ローラの加圧力にて未定着トナー画像を記録材に定着させている。

このような耐熱性フィルムを用いた定着装置では、セラミックヒータ及び耐熱性フィルムとして低熱容量の部材を用いてオンデマンドタイプの装置を構成することができる。この際、セラミックヒータは、画像形成装置の画像形成実行時のみ通電して所定の定着温度に発熱させた状態にすればよい。これにより、画像形成装置の電源オンから画像形成実行可能状態までの待ち時間が短く、クイックスタート性を確保することができるばかりでなく、待機時の消費電力も小さくすることができる等の省電力化に利点がある。

しかしながら、このような定着装置では、耐熱性フィルムの耐久性を確保することが困難であるうえ、定着温度を安定して確保することが困難であるといった問題が生じていた。

すなわち、熱源であるセラミックヒータと耐熱性フィルムの内面との摺動による耐磨耗性が不十分であり、長時間運転すると連続摩擦を繰り返す面が荒れて摩擦抵抗が増大し、耐熱性フィルムの走行が不安定、若しくは定着装置の駆動トルクが増大する等の現象が生じるという問題があった。

その結果、画像を形成する記録材のスリップが生じ画像ずれが発生する可能性があった。また、加圧ローラを回転させる駆動ギヤに加わる応力が増大してしまい、駆動ギヤの破損を引き起こすという、不具合が発生する。

また、定着装置として、加圧ベルト方式を採用したものもある。具体的には、表面が弾性変形する回転可能な加熱定着ローラと、この加熱定着ローラに接触したまま走行可能なエンドレスベルトと、このエンドレスベルトの内側に非回転状態で配置してエンドレスベルトを加熱定着ローラに圧接させ、エンドレスベルトと加熱定着ローラとの間に記録材が通過する定着ニップ部を形成するとともに、加熱定着ローラの表面を弾性変形させる加圧パッドとを有している。

このような定着方式によれば、定着ニップ部における記録材の接触面積を広げることで熱伝導効率を大幅に向上させ、エネルギー消費を抑制すると同時に小型化を実現することが可能となる。

しかしながら、フィルム加熱方式の定着装置では、エンドレスベルトを定着ニップ部で局所的に加熱しているため、エンドレスベルトが定着ニップ部の入口付近においてベルト温度が最も低くなるため、特に、高速回転を行うと定着不良が発生し易いという問題があった。

一方、エンドレスベルトの内面と加熱定着ローラとの摺動性の問題を改善するために加熱定着ローラの表層に低摩擦特性を有するシート状摺動材としてＰＴＦＥを含浸させたガラス繊維シート（例えば、ＰＴＦＥ含浸ガラスクロス）を用いることが考えられる。

しかしながら、このような加圧ベルト方式の定着装置では、加熱定着ローラの熱容量が大きく、定着温度に達するまでの昇温時間が長くなるため、ウォームアップに必要な時間が長いという新たな問題が発生する。

そこで、上述したこれらの問題を解決するために、図５に示すような定着装置が提案されている（特許文献１参照）。

図５に示した定着装置１は、無端ベルト２の内部にパイプ状の金属熱伝導体３を配置して、無端ベルト２の回動移動をガイド可能に固定するとともに、金属熱伝導体３の内部に配置した加熱源４により金属熱伝導体３を介して無端ベルト２を加熱する。

また、無端ベルト２を介して金属熱伝導体３に接してニップ部Ｎを形成する加圧ローラ５を配置し、この加圧ローラ５の回転に連れ回りするようにして無端ベルト２を周方向に回動移動させる。加圧ローラ５は、芯金である金属ローラ６の外周に弾性層７を設け、定着ニップ部Ｎの範囲を広く確保している。

このような構成により、定着装置１を構成する無端ベルト２の全体を温めることを可能とし、加熱待機時から定着温度に達して定着可能とする昇温時間を短縮することができ、かつ高速回転時の熱量不足をも解消することが可能となっている。

しかしながら、近年の画像形成装置においては、更なる省電化及び昇温時間の短縮化が要望されており、定着部材の熱効率をより一層向上させる必要が生じている。

この際、単に無端ベルトを直接加熱する構成とし、省電化及び昇温時間の短縮化を図ったのでは、加熱源による加熱位置では無端ベルトが非常に高温となる。このため、例えば、先行又は後行の記録材にジャムが発生し、無端ベルトの表面の加熱位置である定着ニップ部に侵入した状態で画像処理が停止すると、記録材に転写したトナーの溶融により記録材が定着部材に貼り付いて剥がれなくなり、記録材に焦げ付きが発生するという新たな問題が発生してしまう。

そこで、本発明は、定着部材の熱効率を向上し、省電化及び昇温時間の短縮化をより一層向上しつつ、定着ニップ部における記録材の定着部材への貼り付きを抑制することができる定着装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は、回転可能な定着部材と、前記定着部材を加熱する熱源と、前記定着部材の外周面に当接して定着ニップ部を形成する加圧部材と、前記定着部材と前記熱源との間で移動することにより前記定着部材の前記熱源に加熱される加熱領域の面積を変更可能な加熱領域制御部材と、を備え、前記定着部材は、記録材の搬送方向に対して正逆転可能とされ、前記加熱領域制御部材は、前記定着部材の内周に沿って移動することにより前記熱源による前記定着部材への加熱領域を変化させるとともに、前記定着部材が逆転回転しているときに前記熱源による加熱領域が減少する方向に移動することを特徴とする。

本発明によれば、定着部材の熱効率を向上し、省電化及び昇温時間の短縮化をより一層向上しつつ、定着ニップ部における記録材の定着部材への貼り付きを抑制することができる。

本発明に係る画像形成装置の一実施形態を示す断面図である。 本発明に係る画像形成装置に搭載された定着装置における遮蔽部材が加熱位置にあるときの定着装置の断面図である。 本発明に係る画像形成装置に搭載された定着装置における遮蔽部材が非加熱位置にあるときの定着装置の断面図である。 本発明に係る画像形成装置に搭載された定着装置の斜視図である。 従来の定着装置の断面図である。

以下、添付の図面に基づき、本発明の実施の形態について説明する。なお、本発明の実施の形態を説明するための各図面において、同一の機能もしくは形状を有する部材や構成部品等の構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すことにより一度説明した後ではその説明を省略する。

まず、図１を参照して、本発明の実施の一形態に係る画像形成装置の全体構成及び動作について説明する。
図１に示す画像形成装置１は、電子写真方式のカラーレーザープリンタであり、その装置本体２の下部には引き出し方式のシート状の記録材Ｐを収納した給紙トレイ３を配置している。なお、記録材Ｐには、普通紙以外に、厚紙、はがき、封筒、薄紙、塗工紙（コート紙やアート紙等）、トレーシングペーパ、ＯＨＰシート等が含まれる。また、図示しないが、手差し給紙機構が設けてあってもよい。

給紙トレイ３の上方には、最上位の記録材Ｐを搬出する給紙コロ４を配置しており、この給紙コロ４から装置本体２の上面に形成した排紙トレイ５に至る上向きの搬送経路６を形成している。なお、搬送経路５は、装置本体２の内部に配置した複数のリブ等によって形成されているが、ここでは、その詳細な説明は省略する。

給紙コロ４から排紙トレイ５に至る搬送経路６には、給紙プロセス順に、レジストローラ７、二次転写部８、定着装置９、記録材Ｐを排紙トレイ５に排出する排紙ローラ１０を配置している。

レジストローラ７は、搬送タイミングを計って記録材Ｐを二次転写部８へ搬送するタイミングローラとして機能する。

一方、給紙トレイ３と排紙トレイ５との間には、作像部１１を配置している。作像部１１は、下段に露光装置１２、中段に作像ユニット１３及び転写ユニット１４、上段にボトル収容部１５を配置している。

露光装置１２は、図示しない光源、ポリゴンミラー１２ａ、ｆ−θレンズ１２ｂ、複数の反射ミラー１２ｃ等を有し、画像データに基づいてレーザー光Ｌを照射するようになっている。

作像ユニット１３は、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の異なる色の現像剤を収容している４つの作像装置１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃ，１６Ｋを有する。なお、各作像装置１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃ，１６Ｋは、現像材の色が異なる以外は同様の構成となっている。したがって、以下の説明においては、各色の意味を示すＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの符号を省略し、１つの作像装置１６として説明する。

具体的に、各作像装置１６は、潜像担持体としてのドラム状の感光体１７と、この感光体１７の周囲に、作像プロセス順に、帯電装置１８、露光装置１２（レーザー光Ｌ）、現像装置１９、クリーニング装置２０、図示しない除電装置、等を有する。

帯電装置１８は感光体１７の表面を帯電し、現像装置１９は感光体１７の表面にトナーを供給し、クリーニング装置２０は感光体１７の表面をクリーニングする。

また、転写ユニット１４は、中間転写体としての中間転写ベルト２１と、一次転写手段としての４つの一次転写ローラ２２と、二次転写部８の二次転写バックアップローラ２３と、テンションローラ２４と、ベルトクリーニング装置２５を有する。

中間転写ベルト２１は、無端状のベルトであり、二次転写バックアップローラ２３とテンションローラ２４とによって張架されている。ここでは、二次転写バックアップローラ２３が回転駆動することによって、中間転写ベルト２１は図の矢印で示す方向に周回走行（回転）するようになっている。

４つの一次転写ローラ２２は、それぞれ、各感光体１７との間で中間転写ベルト２１を挟み込んで一次転写ニップを形成している。また、各一次転写ローラ２２には、図示しない電源が接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）及び／又は交流電圧（ＡＣ）が各一次転写ローラ２２に印加されるようになっている。

ベルトクリーニング装置２５は、中間転写ベルト２１に当接するように配設されたクリーニングブラシ２５ａと、先端が中間転写ベルト２１にカウンタ方向に当接するクリーニングブレード２５ｂとを有する。中間転写ベルト２１に付着した紙粉や残トナー等はクリーニングブラシ２５ａとクリーニングブレード２５ｂとで除去した後に、回収スパイラル２５ｃによって図１の奥行き方向に移送され、ベルトクリーニング装置２５から伸びた図示しない廃トナー移送ホース等によって廃棄される。

ボトル収容部１５は、各色の現像材として補給用のトナーを収容する４つのトナーボトル１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｋを着脱可能、すなわち、交換可能に配置している。なお、詳細には図示しないが、各トナーボトル１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｋから、各現像装置１９に補給用のトナーを補給するための補給路を設けている。

二次転写部８は、二次転写バックアップローラ２３との間で中間転写ベルト２１を挟み込んで記録材Ｐをニップ搬送する二次転写ニップ部を形成している。また、一次転写ローラ２２と同様に、二次転写部８にも図示しない電源が接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）と交流電圧（ＡＣ）の少なくとも何れか一方が印加されるようになっている。

続いて、本実施形態に係るプリンタの基本的動作について説明する。作像動作が開始されると、各作像装置１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃ，１６Ｋにおける各感光体１７が図示しない駆動装置によって図の時計回り方向に回転駆動され、各感光体１７の表面が帯電装置１８によって所定の極性に一様に帯電される。帯電された各感光体１７の表面には、露光装置１２からレーザー光Ｌがそれぞれ照射されて、各感光体１７の表面に静電潜像が形成される。このとき、各感光体１７に露光する画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。このように各感光体１７上に形成された静電潜像に、各現像装置１９によってトナーが供給されることにより、静電潜像はトナー像として顕像化（可視像化）される。

また、作像動作が開始されると、二次転写バックアップローラ２３が図の反時計回りに回転駆動し、中間転写ベルト２１を図の矢印で示す方向に周回走行させる。また、各一次転写ローラ２２に、トナーの帯電極性と逆極性の定電圧又は定電流制御された電圧が印加されることによって、各一次転写ローラ２２と各感光体１７との間の一次転写ニップにおいて転写電界が形成される。

その後、各感光体１７の回転に伴い、感光体１７上の各色のトナー像が一次転写ニップに達したときに、上記一次転写ニップにおいて形成された転写電界によって、各感光体１７上のトナー像が中間転写ベルト２１上に順次重ね合わせて転写される。かくして、中間転写ベルト２１の表面にフルカラーのトナー像が担持される。また、中間転写ベルト２１に転写しきれなかった各感光体１７上のトナーは、クリーニング装置２０によって除去される。そして、各感光体１７の表面が図示しない除電装置によって除電され、表面電位が初期化される。

一方、装置本体２の下部では、給紙ローラ１１が回転駆動を開始し、給紙トレイ３から記録材Ｐが搬送経路６に送り出される。搬送経路６に送り出された記録材Ｐは、レジストローラ１２によって搬送が一旦停止される。

その後、所定のタイミングでレジストローラ１２の回転駆動を開始し、中間転写ベルト２１のトナー像が二次転写部８に達するタイミングに合わせて、記録材Ｐを二次転写部８へ搬送する。このとき、二次転写部８には、中間転写ベルト２１上の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ており、これにより、二次転写部８に転写電界が形成されている。そして、この転写電界によって、中間転写ベルト２１上のトナー像が記録材Ｐ上に一括して転写される。また、このとき記録材Ｐに転写しきれなかった中間転写ベルト２１上の残留トナーは、ベルトクリーニング装置２５によって除去され、除去されたトナーは図示しない廃トナー収容器へと搬送され回収される。

その後、記録材Ｐは定着装置９へと搬送され、定着装置９によって記録材Ｐ上のトナー像が当該記録材Ｐに定着される。そして、記録材Ｐは、排紙ローラ１３によって装置外へ排出され、排紙トレイ１４にストックされる。

以上の説明は、記録材上にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作であるが、４つの作像装置１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃ，１６Ｋのいずれか１つを使用して単色画像を形成したり、２つ又は３つの作像部を使用して、２色又は３色の画像を形成したりすることも可能である。

図２及び図３は、本実施形態の定着装置９の断面図である。図２及び図３に示すように、定着装置９は、定着部材としての定着ベルト２６と、定着ベルト２６の外周面に当接する加圧部材としての加圧ローラ２７と、を有する。定着ベルト２６の内部には、ハロゲンヒータ２８と、定着ベルト２６の内周側から加圧ローラ２７に当接して定着ニップ部Ｎを形成するニップ部形成部材２９と、加圧ステー３０と、反射部材３１と、遮蔽部材３２と、を有する。

定着ベルト２６は、薄肉で可撓性を有する無端状のベルト部材（フィルムも含む）で構成されている。詳しくは、定着ベルト２６は、ニッケルもしくはＳＵＳ等の金属材料又はポリイミド（ＰＩ）などの樹脂材料で形成された内周側の基材と、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（ＰＦＡ）又はポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などで形成された外周側の離型層によって構成されている。また、基材と離型層との間に、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム、又はフッ素ゴム等のゴム材料で形成された弾性層を介在させてもよい。

また、弾性層が無い場合は、熱容量が小さくなり定着性が向上するが、未定着トナーを押しつぶして定着させるときに定着ベルト２６の表面の微小な凹凸が画像に転写されて画像のベタ部に光沢ムラが生じる可能性がある。これを防止するには、厚さ８０μｍ以上の弾性層を設けることが望ましい。厚さ８０μｍ以上の弾性層を設けることで、弾性層の弾性変形により微小な凹凸を吸収することができるので、光沢ムラの発生を回避することができるようになる。

本実施形態では、定着ベルト２６の低熱容量化を図るために、定着ベルト２６を薄くかつ小径化している。具体的には、定着ベルト２６を構成する基材、弾性層、離型層のそれぞれの厚さを、２０〜５０μｍ、８０〜３００μｍ、３〜５０μｍの範囲に設定し、全体としての厚さを１ｍｍ以下に設定している。また、定着ベルト２６の直径は、２０〜４０ｍｍに設定している。さらに低熱容量化を図るためには、望ましくは、定着ベルト２６全体の厚さを０．２ｍｍ以下にするのがよく、さらに望ましくは、０．１６ｍｍ以下の厚さとするのがよい。また、定着ベルト２６の直径は、３０ｍｍ以下とするのが望ましい。

加圧ローラ２７は、芯金２７ａと、芯金２７ａの表面に設けられた発泡性シリコーンゴム、シリコーンゴム、又はフッ素ゴム等から成る弾性層２７ｂと、弾性層２７の表面に設けられたＰＦＡ又はＰＴＦＥ等から成る離型層２７ｃによって構成されている。加圧ローラ２７は、後述する切り替え機構６０によって定着ベルト２６側へ加圧され、定着ベルト２６を介してニップ部形成部材２９に当接している。この加圧ローラ２７と定着ベルト２６とが圧接する箇所では、加圧ローラ２７の弾性層２７ｂが押しつぶされることで、所定の幅の定着ニップ部Ｎが形成されている。なお、定着ベルト２６と加圧ローラ２７は、互いに圧接する場合に限らず、加圧を行わず単に接触させるだけの構成とすることも可能である。

また、加圧ローラ２７は、装置本体２に設けられた図示しない定着モータ等の駆動源によって回転駆動するように構成されている。加圧ローラ２７が回転駆動すると、その駆動力が定着ニップ部Ｎで定着ベルト２６に伝達され、定着ベルト２６が従動回転するようになっている。

本実施形態では、加圧ローラ２７を中空のローラとしているが、中実のローラであってもよい。また、中空の加圧ローラ２７とした場合、その内部にハロゲンヒータ等の加熱源を配設してもよい。また、弾性層２７ｂはソリッドゴムでもよいが、加圧ローラ２７の内部に加熱源が無い場合は、スポンジゴムを用いてもよい。スポンジゴムの方が、断熱性が高まり定着ベルト２６の熱が奪われにくくなるのでより望ましい。

ハロゲンヒータ２８は、定着ベルト２６の内周側で、かつ、定着ニップ部Ｎの記録材搬送方向の上流側に配設されている。ハロゲンヒータ２８は、装置本体２に設けられた電源部により出力制御されて発熱するように構成されており、その出力制御は、図示しない温度センサによる定着ベルト２６の表面温度の検知結果に基づいて行われる。このようなヒータ２８の出力制御によって、定着ベルト２６の定着温度を所望の温度に設定できるようになっている。なお、定着ベルト２６の温度を検知する温度センサの代わりに、加圧ローラ２７の温度を検知する温度センサを設け、その温度センサで検知した温度により、定着ベルト２６の温度を予測するようにしてもよい。

本実施形態では、ハロゲンヒータ２８は２本設けられているが、装置本体２で使用する記録材Ｐのサイズ等に応じて、ハロゲンヒータ２８の本数を１本又は３本以上としてもよい。また、定着ベルト２６を加熱する加熱源として、ハロゲンヒータ以外に、ＩＨ、抵抗発熱体、又はカーボンヒータ等を用いることも可能である。

ニップ部形成部材２９は、ベースパッド部２９ａと、ベースパッド部２９ａの定着ベルト２６と対向する面に設けられた低摩擦性の摺動シート部２９ｂとを有する。ベースパッド部２９ａは、定着ベルト２６の軸方向又は加圧ローラ２７の軸方向に渡って長手状に配設されている。ベースパッド部２９ａが加圧ローラ２７の加圧力を受けることで、定着ニップ部Ｎの形状が決まる。本実施形態では、定着ニップ部Ｎの形状が平坦状であるが、凹形状やその他の形状としてもよい。摺動シート部２９ｂは、定着ベルト２６が回転する際の摺動摩擦を低減するために設けられている。なお、ベースパッド部２９ａ自体が低摩擦性の部材で形成されている場合は、摺動シート部２９ｂを有しない構成としてもよい。

ベースパッド部２９ａは、耐熱温度２００℃以上の耐熱性材料で構成されている。かかる構成により、トナー定着温度域で熱によるニップ部形成部材２９の変形を防止し、安定した定着ニップ部Ｎの状態を確保して、出力画質の安定化を図っている。また、ベースパッド部２９ａは、強度確保のために相応の剛性が求められる。以上の条件を満たすベースパッド部２９ａの材料としては、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などの樹脂を用いることが可能である。この他、金属やセラミックでベースパッド部２９ａを形成することもできる。

また、ベースパッド部２９ａは、加圧ステー３０によって固定支持されている。これにより、加圧ローラ２７による圧力でニップ部形成部材２９に撓みが生じるのを防止し、加圧ローラ２７の軸方向に渡って均一なニップ幅が得られるようにしている。加圧ステー３０は、ニップ部形成部材２９の撓み防止機能を満足するために、ステンレスや鉄等の機械的強度が高い金属材料で形成することが望ましい。

反射部材３１は、ハロゲンヒータ２８と対向するように加圧ステー３０に固定支持されている。この反射部材３１によって、ハロゲンヒータ２８からの輻射熱を定着ベルト２６へ反射することで、熱が加圧ステー３０等に伝達されるのを抑制し、定着ベルト２６を効率良く加熱すると共に省エネルギー化を図っている。反射部材３１の材料としては、アルミニウムやステンレス等が用いられる。特に、アルミニウム製の基材に輻射率の低い（反射率の高い）銀を蒸着したものを用いた場合、定着ベルト２６の加熱効率を向上させることが可能である。

遮蔽部材３２は、記録材Ｐが定着ベルト２６に密着した状態でハロゲンヒータ２８にまで移動し、記録材Ｐに転写されたトナー像が溶け、記録材Ｐが定着ベルト２６に貼り付いて剥がれなくなった場合、遮蔽部材３２がハロゲンヒータ２８を覆う動作をする。これにより、ハロゲンヒータ２８及び加圧ステー３０から定着ベルト２６への輻射熱を低減し、記録材Ｐが定着ベルト２６に密着した状態での記録材Ｐの焦げ付きを防止する。

具体的には、遮蔽部材３２は、厚さ０．１ｍｍ〜１．０ｍｍの金属板を、定着ベルト２６の内周面に沿った円弧状の断面形状に形成して構成されている。また、遮蔽部材３２は、定着ベルト２６とハロゲンヒータ２８との間を周方向に移動可能となっている。例えば、図２に示すように、ハロゲンヒータ２８と対向してハロゲンヒータ２８に直接加熱される加熱位置と、図３に示すように、定着ベルト２６とハロゲンヒータ２８との間に介在してハロゲンヒータ２８に直接加熱されない非加熱位置とに移動する。

通常時等の熱遮蔽の必要がない場合は、図２に示すように、遮蔽部材３２を非加熱位置側に移動させ、遮蔽部材３２の全体を反射部材３１や加圧ステー３０の裏側へ退避させることが可能となっている。一方、熱遮蔽する必要がある場合は、図３に示すように、遮蔽部材３２を加熱位置側の一箇所もしくは複数箇所に設定された遮蔽位置に配設する。このように遮蔽部材３２を回転させることで、定着ベルト２６の加熱位置の面積を変更して、ハロゲンヒータ２８から定着ベルト２６に照射される輻射熱の熱量を調整するようになっている。遮蔽部材３２は耐熱性を要するため、その素材には、アルミニウム、鉄、ステンレス等の金属材料、又はセラミックを用いることが好ましい。

図４は、本実施形態の定着装置９の斜視図である。図４に示すように、定着ベルト２６の両端部の内周には、それぞれベルト保持部材としてのフランジ部材３３が挿入されており、定着ベルト２６はこのフランジ部材３３によって回転可能に保持されている。また、各フランジ部材３３、ハロゲンヒータ２８及び加圧ステー３０は、定着装置９の図示しない一対の側板に固定支持されている。

一方、定着装置９よりも下流側において、搬送経路６を形成するように記録紙Ｐの表面側と裏面側とに対向する搬送板４０，４１には、分離板４０Ａ，４１Ａを配置している。定着ベルト２６側の搬送版４０に配置した分離板４０Ａは金属性で定着ベルト２６の表面と非接触に配置している。また、加圧ローラ２７側の搬送板４１に配置した分離板４１Ａは樹脂製で加圧ローラ２７の表面と非接触に配置している。

従来、定着ベルト２６側には高精度且つ高価な金属製の分離板４０Ａを配置し、加圧ローラ２７側には安価な樹脂製の分離板４１Ａが用いられてきた。定着ベルト２６側は常にトナー像の載った記録材Ｐを分離搬送する必要があるため、高精度な分離部材が要求される。一方、加圧ローラ２７側は両面印刷時のみであり、また一度定着された後のトナー像であるため、トナーの粘着性も低下している。そのため、安価な樹脂性の分離板４１Ａが用いられてきた。

しかしながら、両面印刷時の第１面において面積率の高い画像が印刷され、第２面において面積率の低い画像が印刷されるような両面印刷時においては、しばしば加圧ローラ２７側の巻き付きジャムが発生することがある。

この巻き付きジャムが発生した場合、装置本体２の駆動を瞬時に停止し、加圧ローラ２７の逆転動作を行うことで、巻き付いた記録材Ｐを容易に取り除くようにしている。ところが、加圧ローラ２７を逆転動作させ、加圧ローラ２７に巻き付いた記録材Ｐが除去可能な位置まで移動したとき、例えば、記録材Ｐの中央部の折れ曲がりにより定着ベルト２６に接触すると、ハロゲンヒータ２８の対向位置まで移動して停止することとなる。

このような場合、ハロゲンヒータ２８の対向位置付近では、停止直後は非常に高温となっており、記録材Ｐに転写されたトナー像が溶け、記録材Ｐが定着ベルト２６に貼り付いて剥がれなくなり、記録材Ｐの焦げが問題となる。

そこで、図３に示すように、記録材Ｐが定着ベルト２６に貼り付いて剥がれなくなった場合、遮蔽部材３２がハロゲンヒータ２８を覆う動作をすることで、ハロゲンヒータ２８及び加圧ステー３０から定着ベルト２６への輻射熱を低減し、記録材Ｐが定着ベルト２６に密着した状態での記録材Ｐの焦げ付きを抑制することができる。

遮蔽部材３２は、図３に示すように、ハロゲンヒータ２８と定着ベルト２６との間にあり、それぞれ接触しないように構成されている。逆転動作時には、ハロゲンヒータ２８の加熱領域を覆うように動作する。加熱領域を覆うことでハロゲンヒータ２８や加圧ステー３０からの輻射熱が低減し、定着ベルト２６の急峻な温度上昇（オーバーシュート）によるキンク（kink：よじれ）や記録材Ｐが定着ベルト２６に密着した状態での記録材Ｐの焦げ付きを抑制することができる。

この際、遮蔽部材３２は、加熱領域を全て覆うよう動作するように構成するのが好ましく、さらに、逆転動作が終了するまで加熱領域を覆う位置で停止するのがより好ましい。これにより、逆転動作時に加熱領域が一部開放されている場合のオーバーシュートによるキンクやハロゲンヒータ２８や加圧ステー３０からの輻射熱による記録材Ｐの焦げを防止できる。

また、ジャム発生時の逆転動作時に、遮蔽部材３２によって加熱領域の全てを覆うようにすれば、ハロゲンヒータ２８及び加圧ステー３０からの輻射熱による定着ベルト２６の温度上昇を抑制することができる。

すなわち、遮蔽部材３２で加熱領域の全てを覆うことにより、ジャム発生による逆転動作字に、ハロゲンヒータ２８及び加圧ステー３０から定着ベルト２６への輻射熱は低減され、加熱領域が一部空くことによる局所的な定着ベルト２６への加熱がなくなる。このため、定着ベルト２６の急峻な温度上昇（オーバーシュート）によるキンクや記録材Ｐが定着ベルト２６に密着した状態での記録材Ｐの焦げを防止できる。

さらに、ジャム発生時の逆転動作が終了するまでのハロゲンヒータ２８及び加圧ステー３０からの輻射熱による定着ベルト２６の温度上昇を抑制することにより、定着ベルト２６の急峻な温度上昇（オーバーシュート）によるキンクや記録材Ｐが定着ベルト２６に密着した状態での記録材Ｐの焦げを防止できる。

なお、より確実にオーバーシュートによるキンクやヒータやステーからの輻射熱による記録材Ｐの焦げを防止するために、遮蔽部材３２が加熱領域を覆う位置にいる期間は逆転動作が完了しても継続してもよい。

また、連続通紙時に遮蔽部材３２が加熱位置にあった場合、遮蔽部材３２が直接加熱されることとなる。このため、逆転動作時には、高温となった遮蔽部材３２の輻射熱により結果的に定着ベルト２６が高温になってしまうということも想定される。そのため、逆転動作時の遮蔽部材３２が動作する条件としては、連続通紙時に加熱領域外にあるときのみとするのが好ましい。

すなわち、連続通紙時には、遮蔽部材３２はハロゲンヒータ２８の加熱領域の範囲外に位置していれば、遮蔽部材３２は加熱されないため、逆転動作時の遮蔽部材３２から定着ベルト２６への伝熱による定着ベルト２６の急峻な温度上昇を防止することができる。

逆に、連続通紙時に遮蔽部材３２が加熱領域にない場合、遮蔽部材３２が加熱されないため、遮蔽部材３２がハロゲンヒータ２８を覆う動作をした場合であっても、定着ベルト２６の温度が急峻に上がることを抑制することができる。

遮蔽部材３２は、ハロゲンヒータ２８からの輻射熱を吸収し易い条件、例えば、材質、肉厚、色、形状、配置等で構成している。例えば、遮蔽部材３２の材質としては、ハロゲンヒータ２８に近接配置することになるため熱による変形がしにくい金属板で構成するのが好ましい。また、遮蔽部材３２の色としては、ハロゲンヒータ２８と対向する箇所を、輻射熱を吸収し易い黒色にするのが好ましい。また、ハロゲンヒータ２８と遮蔽部材３２との距離は周方向で最も同一になるように構成することで、遮蔽部材３２の熱による変形防止とハロゲンヒータ２８及び加圧ステー３０から定着ベルト２６への輻射熱を低減する。

このように、ジャム発生時の逆転動作時に、遮蔽部材３２が輻射熱を吸収し易い構成とすることでハロゲンヒータ２８及びステーから定着ベルト２６への輻射熱を低減することができる。

すなわち、遮蔽部材３２が輻射熱を吸収し易い構成とすることにより、ジャム発生時の逆転動作に、遮蔽部材３２がハロゲンヒータ２８を覆う動作をした場合、ハロゲンヒータ２８及び加圧ステー３０からの輻射熱が遮蔽部材３２に吸収され、定着ベルト２６の急峻な温度上昇（オーバーシュート）によるキンクや記録材Ｐが定着ベルト２６に密着した状態での記録材Ｐの焦げを防止できる。

このように、本発明の定着装置９にあっては、回転可能な定着ベルト２６と、定着ベルト２６を加熱するハロゲンヒータ２８と、定着ベルト２６の外周面に当接して定着ニップ部Ｎを形成する加圧ローラ２７と、定着ベルト２６とハロゲンヒータ２８との間で移動することにより定着ベルト２６のハロゲンヒータ２８に加熱される加熱領域の面積を変更可能な遮蔽部材３２と、を備え、定着ベルト２６は、記録材の搬送方向に対して正逆転可能とされ、遮蔽部材３２は、定着ベルト２６の内周に沿って移動することによりハロゲンヒータ２８による定着ベルト２６への加熱領域を変化させるとともに、定着ベルト２６が逆転回転しているときにハロゲンヒータ２８による加熱領域が減少する方向に移動することにより、定着ベルト２６の熱効率を向上し、省電化及び昇温時間の短縮化をより一層向上しつつ、定着ニップ部Ｎにおける記録材Ｐの定着ベルト２６への貼り付きを抑制することができる。

以上説明したように、本発明に係る定着装置は、定着部材の熱効率を向上し、省電化及び昇温時間の短縮化をより一層向上しつつ、定着ニップ部における記録材の定着部材への貼り付きを抑制することができるという効果を有し、熱定着方式の定着装置を用いた画像形成装置全般に有用である。

９ 定着装置
２６ 定着ベルト（定着部材）
２７ 加圧ローラ（加圧部材）
２８ ハロゲンヒータ（熱源）
２９ ニップ部形成部材
３２ 遮蔽部材
Ｐ 記録材（記録材）

特開２００７−３３４２０５号公報

Claims (6)

1. 回転可能な定着部材と、
   前記定着部材を加熱する熱源と、
   前記定着部材の外周面に当接して定着ニップ部を形成する加圧部材と、
   前記定着部材と前記熱源との間で移動することにより前記定着部材の前記熱源に加熱される加熱領域の面積を変更可能な加熱領域制御部材と、
   を備え、
   前記定着部材は、記録材の搬送方向に対して正逆転可能とされ、
   前記加熱領域制御部材は、前記定着部材の内周に沿って移動することにより前記熱源による前記定着部材への加熱領域を変化させるとともに、前記定着部材が逆転回転しているときに前記熱源による加熱領域が減少する方向に移動することを特徴とする定着装置。
2. 前記加熱領域制御部材は、連続通紙時に前記定着部材が逆転回転しているときには前記熱源による加熱領域の範囲外にあることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記加熱領域制御部材は、前記熱源からの輻射熱を吸収し易い条件で構成していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の定着装置。
4. 前記加熱領域制御部材は、前記定着部材の逆転回転時には、前記熱源による加熱領域の全てを覆う位置まで移動することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１に記載の定着装置。
5. 前記加熱領域制御部材は、前記定着部材の逆転回転時には、加熱領域を覆う位置まで動作した後に、逆転回転動作終了まで前記動作位置で停止すること特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１に記載の定着装置。
6. 請求項１乃至請求項５の何れか１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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