JP2015145950A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小サイズ紙を連続通紙した場合でも端部温度上昇の発生を抑制することのできる定着装置を提供する。【解決手段】ニップ形成部材２４に、図示しない定着ベルトを挟んで加圧ローラ（図示せず）が圧接される。上記ニップ形成部材２４は熱伝導率が異なる複数材質の部材から構成されており、基材２４ａと、該基材２４ａのニップ面側に配置され該基材よりも熱伝導率が大きな第一の高熱伝導部材２４ｂと、該基材２４ａの非ニップ面側に配置され該基材よりも熱伝導率が大きな第二の高熱伝導部材２４ｃとを有し、さらに、前記基材２４ａの長手方向両端部に配置されて前記第一の高熱伝導部材２４ｂと前記第二の高熱伝導部材２４ｃとを接続する接続部材２４ｄを有する。接続部材２４ｄが、第一の高熱伝導部材２４ｂにある熱を第二の高熱伝導部材２４ｃへ移動させることで、端部温度上昇を効果的に抑制する。【選択図】図３

Description

本発明は、記録媒体に画像を定着する定着装置及び定着装置を備えた画像形成装置に関する。

プリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置においては、近年、省エネルギー化及び高速化の市場要求が強くなってきている。
上記画像形成装置では、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形成したトナー画像（未定着トナー像）を、直接もしくは中間転写体を介して記録材シート・印刷紙・感光紙・静電記録紙などの記録媒体に転写し、このトナー像を担持した記録媒体を定着装置に通してトナー像を記録媒体上に定着している。

未定着トナー画像を定着させる定着装置としては、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）やセラミックヒータを用いたサーフ定着（フィルム定着）の定着装置（例えば特許文献２）が知られている。

定着装置においては、定着部材を加熱する加熱源の加熱幅よりも幅の狭い用紙（小サイズ紙）を通紙した際に、定着部材軸方向（用紙搬送方向と直交する方向）の温度において、通紙範囲外にあたる領域の温度上昇が著しくなるという、いわゆる端部温度上昇が発生する。小サイズ紙を連続通紙すると、定着部材や加圧部材といった定着装置を構成する部材が、耐熱温度以上にまで達してしまう場合がある。そのため、部材保護するために通紙範囲外領域の温度を抑制しなければならず、通紙の生産性を落とさなければならない（ＣＰＭダウンする）といった課題があった。

特に、近年のウォームアップタイム短縮および消費電力低減の要求の高まりから、定着ベルトや定着フィルムなどの定着部材の低熱容量化が進み、定着部材の温度は変動しやすくなっている。これにより、上記課題が顕著に現れるようになってきた。

そこで本発明は、定着部材の長手方向（用紙搬送方向と直交する方向）端部での温度上昇の発生を抑制することの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。

前記の目的を達成するため本発明は、回転可能な定着部材と、前記定着部材を加熱する加熱源と、前記定着部材の内側に配置されたニップ形成部材と、前記定着部材を介して前記ニップ形成部材と当接することにより定着部材との間に所定のニップを形成する加圧部材とを具備する定着装置において、前記ニップ形成部材は熱伝導率が異なる複数材質の部材から構成されており、基材と、該基材のニップ面側に配置され該基材よりも熱伝導率が大きな第一の高熱伝導部材と、該基材の非ニップ面側に配置され該基材よりも熱伝導率が大きな第二の高熱伝導部材とを有し、さらに、前記基材の長手方向両端部に配置されて前記第一の高熱伝導部材と前記第二の高熱伝導部材とを接続する接続部材を有することを特徴とする。

本発明の定着装置によれば、定着部材の長手方向（用紙搬送方向と直交する方向）端部での温度上昇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例であるカラーレーザープリンタの概略を示す断面構成図である。 定着装置の実施形態を示す概略構成図である。 ニップ形成部材の第１実施例の構成を模式的に示す断面図である。 ニップ形成部材の第２実施例の構成を模式的に示す断面図である。 ニップ形成部材の第３実施例の構成を模式的に示す断面図である。 定着装置の第２実施形態を示す概略構成図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る画像形成装置の一例であるカラーレーザープリンタの概略を示す断面構成図である。この図に示すカラーレーザープリンタ１の全体構成と動作については後述し、先に定着装置について説明する。

図２は、定着装置の実施形態を示す概略構成図である。この図に示す定着装置は、回転可能な定着部材としての定着ベルト２１と、定着ベルト２１に対向して回転可能に設けられた対向回転体としての加圧ローラ２２と、定着ベルト２１を加熱する加熱源としてのハロゲンヒータ２３と、定着ベルト２１のループ内側に配設されたニップ形成部材２４と、ニップ形成部材２４を支持する支持部材としてのステー２５と、ハロゲンヒータ２３から放射される光を定着ベルト２１へ反射する反射部材２６と、定着ベルト２１の温度を検知する温度検知手段としての温度センサ２７と、端部遮光板２９等を備えている。

反射部材２６は、加熱源がハロゲンヒータの場合に必要で、加熱源（ハロゲンヒータ２３）からの輻射熱を反射して支持部材２５の加熱を抑える部材である。
また、加熱源にハロゲンヒータを用いた場合、定着ベルト２１の最端部（用紙幅方向端部）の温度上昇を抑制するために端部遮光板２９が設置されており、一般的には、両端の端部遮光板を設置している間の遮光されていない幅が通紙幅になるがこの限りではない。

符号２８は分離部材、Ｐは用紙、Ｔはトナーである。本実施形態では、加熱源（ハロゲンヒータ２３）に対して定着ベルト２１のみが介在する場所に温度センサ２７を配置して温度制御点としている。

上記定着ベルト２１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。加圧ローラ２２は、芯金と、芯金表面に設けられた弾性層と、弾性層の表面に設けられた離型層によって構成されている。加圧ローラ２２は、図示しない加圧手段によって定着ベルト２１側へ加圧され定着ベルト２１を介してニップ形成部材２４に当接している。この加圧ローラ２２と定着ベルト２１とが圧接する箇所では、所定の幅のニップ部Ｎが形成されている。また、加圧ローラ２２は、プリンタ本体に設けられた図示しない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２２が回転駆動すると、その駆動力がニップ部Ｎで定着ベルト２１に伝達され、定着ベルト２１が従動回転するようになっている。

ハロゲンヒータ２３は、プリンタ本体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、上記温度センサ２７による定着ベルト２１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２３の出力制御によって、定着ベルト２１の温度（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、加熱源２３として図示の実施形態では定着部材を内面から加熱するためにハロゲンヒータを一例として図示しているが、加熱源としてはハロゲンヒータだけにとどまらず、ＩＨコイルを有した誘導加熱方式や、抵抗発熱体、カーボンヒータ等を用いてもよい。

ところで、定着部材を加熱する加熱源としては誘導加熱方式を採用することができるが、誘導加熱方式では非通紙部の温度上昇を抑制するために紙サイズに応じて長手方向の発熱範囲を駆動装置を用いて可変とさせる従来技術がある。一方、本発明では、ニップ形成部材の構成を工夫し、材料の熱伝導率を利用することで、駆動装置を必要とせず、非通紙部における端部温度上昇を抑制することが可能である。本発明は、少ない部品点数、簡素化された構成で実現できるため、定着装置のコストダウンにつながる。加熱源にハロゲンヒータでなく誘導加熱方式を用いた場合には、図２に示す端部遮光板２９が不要になるが、通紙している用紙幅に対して、誘導加熱している幅のほうが広い範囲であれば、両端部に非通紙領域が発生し、非通紙部の温度上昇はハロゲンヒータの時と同じように発生する。

図３は、ニップ形成部材の第１実施例の構成を模式的に示す断面図である。この図は、用紙搬送方向の正面から見た断面図であり、図の左右方向が用紙幅方向（定着ベルト２１及び加圧ローラ２２の回転軸方向＝長手方向）である。用紙搬送方向は、図３の紙面に垂直な方向で、紙面の裏から表方向に用紙が搬送される。図３では、図の上下方向が厚さ方向であり、ニップ形成部材２４の厚さ方向は図に両矢印で示すとおりである。

ニップ形成部材２４は複数部材から構成されており、本実施例では基材２４ａと、ニップ面側軸方向高熱伝導部材２４ｂと、非ニップ面側軸方向高熱伝導部材２４ｃと、接続部材としての端部高熱伝導部材２４ｄとから構成されている。基材２４ａと各高熱伝導部材２４ｂ〜ｄは熱伝導率が異なっており、各高熱伝導部材２４ｂ〜ｄは基材２４ａよりも熱伝導率が大きい素材である。

本実施例のニップ形成部材２４は、ニップ面側にはニップ面側軸方向高熱伝導部材２４ｂが設けられており、長手方向で定着ベルトの温度偏差が生じた場合にも、このニップ面側軸方向高熱伝導部材２４ｂの特性を活かし、温度偏差を軽減することが可能である。そして、ニップ面側軸方向高熱伝導部材２４ｂの非ニップ面側（図の上側）には、ニップ面側軸方向高熱伝導部材２４ｂよりも熱伝導率の低い部材（一例として樹脂）からなる基材２４ａが設けてある。その基材２４ａの非ニップ面側（図の上側）には、非ニップ面側軸方向高熱伝導部材２４ｃが設けてある。基材２４ａの両側（ニップ面側と非ニップ面側）に熱伝導率の高い（基材２４ａよりも熱伝導率が高い）ニップ面側軸方向高熱伝導部材２４ｂと非ニップ面側軸方向高熱伝導部材２４ｃの二つを設けることで、温度偏差が小さい場合にはニップ面側軸方向高熱伝導部材２４ｂの特性から長手方向に温度を均一化し、非通紙部の端部温度上昇といった極端な温度偏差が生じた場合には、樹脂層からなる基材２４ａを通じて非ニップ面側軸方向高熱伝導部材２４ｃまで熱伝達されると、非ニップ面側軸方向高熱伝導部材２４ｃのなかで長手方向に熱の均一化を図ることができる。基材２４ａの両端部には、接続部材である端部高熱伝導部材２４ｄが設けられている。この端部高熱伝導部材２４ｄは、ニップ面側軸方向高熱伝導部材２４ｂ及び非ニップ面側軸方向高熱伝導部材２４ｃとそれぞれ直接接しており、ニップ面側軸方向高熱伝導部材２４ｂにある熱を非ニップ面側軸方向高熱伝導部材２４ｃへ移動させることが可能である。このことで、端部温度上昇を効果的に抑制することができるようになる。

端部温度上昇は、例えば図３において紙幅Ｂの小サイズ紙（例：ＤＬＴ幅）を通紙した際、端部ヒータ２３Ｂの幅（加熱領域）よりも紙幅のほうが狭いため、非通紙部で端部ヒータ２３Ｂから加熱される定着ベルトの部分は、温度が著しく上昇することになる。これが端部温度上昇現象である。基本的には、加熱源の加熱幅よりも幅の狭い紙を通紙した際に、紙幅と加熱幅との間が非通紙部となり、定着ベルト温度が通紙部に比べて著しく上昇する。これは、定着ベルトの熱がどこにも吸収されないからである。通紙領域内であれば、定着ベルトの熱は、紙およびトナーに吸収されていく。

本実施例のニップ形成部材２４において、ニップ面側に第一の高熱伝導部材（ニップ面側軸方向高熱伝導部材２４ｂ）を設け、非ニップ面側に第二の高熱伝導部材（非ニップ面側軸方向高熱伝導部材２４ｃ）を設けてある。ニップ面側に一様に第一の高熱伝導部材を長手方向（軸方向）に通しで設置することで、瞬時に温度上昇した定着部材（定着ベルト２１）がニップ形成部材２４と接触した瞬間、基材２４ａ側へ熱移動する偏差を少なくすることができ、長手方向での温度偏差を最も少なくすることが可能なため、望ましい。

仮に、ニップ面側に熱伝導率の極端に異なる複数部材を設けた場合、熱伝導率が高い箇所のみが定着部材の熱移動が激しく、結果として定着部材の長手方向で大幅な温度偏差を作ることとなり、温度低下の激しい部分は定着必要温度まで到達することができないので定着不良といった画像不良を引き起こしてしまうので好ましくない。

基材２４ａとしては低熱伝導率であり、かつ耐熱性のある部材として、前述したように耐熱樹脂が挙げられ、ＰＰＳやＰＡＩやＰＥＥＫやＰＥＫやＬＣＰといったものが望ましい。

また、第一の高熱伝導部材（ニップ面側軸方向高熱伝導部材２４ｂ）および第二の高熱伝導部材（非ニップ面側軸方向高熱伝導部材２４ｃ）として好ましくは、銅やアルミニウムといった部材が熱伝導率として良好でまた部材のコストも安価であるので最も好ましい。

また、ニップ面側軸方向高熱伝導部材２４ｂの表面はニップ面側であるが、定着ベルト内面と直接摺動させると、摩擦係数μが高くなったり、耐摩耗性の面で十分な耐久性を得られないことがあるため、ニップ面側軸方向高熱伝導部材２４ｂの表層に摩擦係数μを低減させるためにＰＴＦＥやＰＦＡのコーティングや塗装を施したり、低摩擦係数の機能を持つＰＴＦＥやＰＦＡのシートを間に挟んだり、前述したようなＰＴＦＥやＰＦＡの繊維を編組して織物状にした摺動シートを用いてもよい。さらに摩擦係数μを減らすための潤滑剤としてフッ素系やシリコン系のグリスやオイルを塗布してもさらに良好な結果を得ることが可能となる。

ニップ形成部材２４の構成についてさらに詳しく述べる。
＜材質＞
複数材質のうちの高熱伝導部材２４ｂ〜ｄとして、以下のような部材を用いることが好ましい。
カーボンナノチューブ 熱伝導率：３０００〜５５００［Ｗ／ｍＫ］
グラファイトシート 熱伝導率：７００〜１７５０［Ｗ／ｍＫ］
銀 熱伝導率：４２０［Ｗ／ｍＫ］
銅 熱伝導率：３９８［Ｗ／ｍＫ］
アルミニウム 熱伝導率：２３６［Ｗ／ｍＫ］

基材２４ａの材質としては、耐熱性が高く、高温下でも加圧部材との圧力に耐えられる十分な強度を有した耐熱樹脂、例えばＰＰＳやＰＥＥＫ、ＰＥＫ、ＰＡＩ、ＬＣＰといったものを用いることが望ましい。

＜形状＞
ニップ形成部材２４は、定着部材（定着ベルト２１）のループ内側に配置しているので、定着ベルト２１の内周面と接触摺動している。加圧部材（加圧ローラ２２）によって常時一定以上の圧力を受けているので定着ベルト２１と十分な密着性が得られており、熱伝達しやすい位置に設置されている。ニップ形成部材２４の厚さは１〜１０ｍｍ程度として断面積を大きくすることにより長手方向（用紙搬送方向と直交する方向＝定着部材回転軸方向）の熱輸送量を増やすことができる。

＜表面性＞
均熱効果を優先させたい場合は上記した良高熱伝導体の材質を用い、表面粗さを平滑（定着ベルト２１の内面粗さ以下）にし、定着ベルト２１との密着性を高める構成とする。これは、表面凹凸による空間が発生すると空気断熱によって熱伝達が大きく損なわれるためである。

また、ニップ形成部材２４の定着ベルト２１との接触面側にフッ素樹脂（ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＥＴＦＥ）を５〜５０μｍ程度被覆して摺動性を高めても良い。ただし、フッ素樹脂の熱伝導率は上記良熱伝導体の熱伝導率より劣るので、適宜フッ素樹脂の厚さ、有無を決定しても良い。なお、ニップ形成部材２４と定着ベルト２１との摺動性をさらに高めるためにシリコンオイル，シリコングリス，フッ素系グリスといった潤滑剤を塗布しても良い。また、両者の摺動性をより高めるためにＰＴＦＥやＰＦＡの繊維を織り込んでシート状にした摺動シートを用いてもよい。摺動シート材料としてはこの限りではなく、薄い樹脂基材の表層にＰＦＡやＰＴＦＥのコーティングを施したものを使用してもよいし、ガラスクロスを編組した基材を用いてもよい。

次に、端部遮光板２９（遮蔽部材）について説明する。
図２において、ハロゲンヒータ２３の熱を遮るように定着ベルト２１の内側に配置された端部遮光板２９は、図３に示すように、長手方向（用紙搬送方向と直交する方向＝定着部材回転軸方向）の両側端部にのみ配置された部材である。

加熱源をハロゲンヒータとした場合、図３には不図示の定着ベルト２１を端部ヒータ２３Ｂが加熱する際に、端部遮光板２９が端部ヒータ２３Ｂと定着ベルト２１との間にあるため、端部遮光板２９で遮光している部分については定着ベルト２１は加熱されにくくなっている。つまり、定着ベルト２１の長手方向両端部は端部遮光板２９により、端部温度上昇を抑制できるような構成となっている。

図３において、端部遮光板２９の中央寄り端面と、端部高熱伝導部材２４ｄの中央寄り端面との距離（長手方向の位置関係）をＬ１とした時、Ｌ１＞０であれば（接続部材の用紙搬送基準側端部が、遮蔽部材の用紙搬送基準側端部よりも外側に位置していれば）、端部遮光板２９で遮光している範囲内に端部高熱伝導部材２４ｄが設置されることとなる。このことで、端部ヒータ２３Ｂにより加熱している範囲よりも端部側に端部高熱伝導部材２４ｄがあるため、端部ヒータ２３Ｂで加熱する範囲にある定着ベルト２１の温度が端部高熱伝導部材２４ｄに熱吸収されることがないので、定着ベルトの端部の温度低下といった不具合を回避できる。

また、例えば紙幅Ｂの小サイズ紙を通紙した際、紙エッジから端部遮光板２９で遮光している部分までの間は非通紙部に相当するため、連続通紙において定着ベルトの温度上昇が著しい範囲になってしまうが、まずニップ面側軸方向高熱伝導部材２４ｂにより長手方向の熱移動が行われ、続いて端部に流れた熱は端部高熱伝導部材２４ｄを通じて非ニップ面側にある非ニップ面側軸方向高熱伝導部材２４ｃへ熱移動していく。このことで定着ベルト２１の非通紙部に発生した温度上昇を回避することが可能となる。

図４は、ニップ形成部材の第２実施例を示す模式図である。
この図に示す第２実施例のニップ形成部材１２４は、基材１２４ａが長手方向で均一な厚さとなっておらず、部分的に薄い個所（薄手個所）を設けてある。そして、その薄手個所に、第四の高熱伝導部材（内部高熱伝導部材１２４ｅ）を配置している。基材１２４ａ及び内部高熱伝導部材１２４ｅ以外の構成は図３の第１実施例のニップ形成部材２４と同じである。

本第２実施例のニップ形成部材１２４においては、第四の高熱伝導部材（内部高熱伝導部材１２４ｅ）を設けたことで、ニップ面側から非ニップ面側への熱移動を長手方向で部分的に変化させた構成となっている。すなわち、内部高熱伝導部材１２４ｅを配置した個所では、内部高熱伝導部材１２４ｅが設けられていない個所に比べて厚さ方向の熱伝導率が大きく、ニップ面側から非ニップ面側へ熱移動が素早く行われる。この構成により、様々な紙幅に対する端部温度上昇の抑制に対応することが可能となる。

図４において、長手方向の一部には第四の高熱伝導部材である内部高熱伝導部材１２４ｅを設けてあり、この個所については、ニップ形成部材の厚さ方向で熱伝導率の異なる複数の部材を用いていることから。加熱領域内のその他の個所よりも厚さ方向全体としての熱伝導率が高くなっており、定着ベルト２１（ニップ面側にあり図４では不図示）から吸熱しやすい構成となっている。したがって、この部分で定着ベルトの著しい温度上昇が生じた場合にはニップ形成部材１２４の厚さ方向に熱を吸熱し、定着ベルトの温度抑制を可能とする。

図示例では、長手方向の中央（本実施形態では用紙搬送基準である）に対して両側に配置した内部高熱伝導部材１２４ｅの位置は、紙幅Ｃ（例えばＡ６サイズ）の小サイズ紙に対応する位置に配置している。

また、記録紙のエッジ部（通紙部と非通紙部の境）よりも長手中央側にまで内部高熱伝導部材１２４ｅがあるため（図示例では、紙幅Ｃの用紙端部よりも中央側に内部高熱伝導部材１２４ｅの端部が位置している）、記録紙エッジ付近における定着ベルトの温度上昇（非通紙部の温度上昇の影響で通紙領域まで温度が高くなってしまう状態）を抑制することができ、ホットオフセットによる画像不良を防止することができる。

図５は、ニップ形成部材の第３実施例を示す模式図である。
この図に示す第３実施例のニップ形成部材２２４は、長手方向両端部に設けた接続部材（ニップ面側の軸方向高熱伝導部材２４ｂと非ニップ面側の軸方向高熱伝導部材２４ｃを接続する部材）である端部高熱伝導部材２２４ｄを、第１接続部材２２４ｄ−１と第２接続部材２２４ｄ−２の、二つの材質のものから構成している。これ以外の構成は図４の第２実施例のニップ形成部材１２４と同じである。なお、端部高熱伝導部材は、３つ以上の材質のものから構成しても良い。

図５の第３実施例では、第１接続部材２２４ｄ−１を熱伝導率の高い高熱伝導部材としており、第２接続部材２２４ｄ−２は第１接続部材２２４ｄ−１よりも熱伝導率の低い材料で設けている。すなわち、第１接続部材２２４ｄ−１と第２接続部材２２４ｄ−２からなる接続部材（端部高熱伝導部材２２４ｄ）は、相対的に熱伝導率の大きな第１部材（２２４ｄ−１）と相対的に熱伝導率の小さな第２部材（２２４ｄ−２）とからなる。例えば、第１接続部材２２４ｄ−１を銅とし、第２接続部材２２４ｄ−２はアルミや鉄、樹脂といったものである。最もニップ面側にあるニップ面側軸方向高熱伝導部材２４ｂと第１接続部材２２４ｄ−１との間に熱伝導率の相対的に低い第２接続部材２２４ｄ−２を配置することで、ニップ面側軸方向高熱伝導部材２４ｂから第１接続部材２２４ｄ−１へ所望以上に熱移動してしまうことを緩和でき、定着ベルトの端部温度低下を防ぐことが可能となる。なお、定着ベルトが端部温度上昇した際には、第２接続部材２２４ｄ−２を通じて第１接続部材２２４ｄ−１から非ニップ面側軸方向高熱伝導部材２４ｃへと熱移動させることができる。

また、上記の各実施例において、長手方向両端部に設けた接続部材としての高熱伝導部材である端部高熱伝導部材２４ｄ（第１実施例、第２実施例）および第１接続部材２２４ｄ−１（第３実施例）として、ニップ面側軸方向高熱伝導部材２４ｂよりも熱伝導率の低い部材を用いることで、定着ベルトの端部温度低下を回避することができる。具体的な材料としては、例えばニップ面側軸方向高熱伝導部材２４ｂに銅を使用した場合、端部高熱伝導部材２４ｄ（第１実施例、第２実施例）および第１接続部材２２４ｄ−１（第３実施例）としては、アルミニウムや鉄といった部材を使うことで、両者の熱伝導率の大小関係を実現することができる。

前述したように、定着部材（定着ベルト２１）を加熱する加熱源としてはハロゲンヒータに限らず、誘導加熱方式によるものを採用することも可能である。誘導加熱方式においては、駆動装置を用いて長手方向の発熱範囲を可変とさせる従来技術があり、これにより紙サイズに応じて長手方向の発熱範囲を変更し、非通紙部の温度上昇を抑制する方法がある。しかしこの場合、発熱範囲を可変とするための駆動装置が必要で、定着装置のコストが上昇するという問題がある。その点、本発明によれば、複数部材から構成されるニップ形成部材２４を備えることで、上述したように端部温度上昇を抑制することができる。そのため、加熱源として低コストなハロゲンヒータを用いた定着装置であっても、端部温度上昇を効果的に抑制することができる。また、加熱源として誘導加熱方式を採用した場合であっても、発熱範囲を可変とするための駆動装置が不要となり、部品点数が少なく、簡素化された構成で成り立つため、定着装置のコストダウンにつながる。

なお、上記説明した実施形態の定着装置は、用紙搬送基準が中央基準のものであったが、本発明は、用紙搬送基準が片側基準である定着装置にも適用可能である。用紙搬送基準が片側基準の装置は、用紙を搬送路の一方側端部に寄せて搬送するものであり、その場合の用紙端部位置に応じて、ニップ形成部材に設ける高熱伝導部（高熱伝導部材）の配置位置や長手方向のサイズなどを設定してやればよい。また、用紙搬送基準が片側基準で加熱源として複数のヒータを備える装置の場合も、各ヒータの発熱領域に応じてニップ形成部材に設ける複数の高熱伝導部（高熱伝導部材）の配置位置や長手方向のサイズなどを設定すればよい。

ここまで説明したように、本発明の定着装置においては、接続部材が、第一の高熱伝導部材（ニップ面側軸方向高熱伝導部材２４ｂ）にある熱を第二の高熱伝導部材（非ニップ面側軸方向高熱伝導部材２４ｃ）へ移動させることで、端部温度上昇を効果的に抑制することができる。また、用紙端部付近でのホットオフセットを防止して良好な定着品質を得ることができる。

また、接続部材が基材よりも熱伝導率が大きな部材であることにより、用紙幅方向の端部においてニップ面側から非ニップ面側に効率良く熱を移動させ、端部温度上昇を抑制することができる。

また、接続部材の用紙搬送基準側端部が遮蔽部材の用紙搬送基準側端部よりも外側に位置していることで、端部温度が低下しすぎることを防ぐとともに、端部温度上昇が生じた場合には効率良く熱移動を行うことが可能となる。

また、接続部材は第一の高熱伝導部材よりも熱伝導率が小さな部材であることにより、例えば冷間状態から定着装置をあたためるような、朝一の立ち上がり条件のような場合に、定着部材の両端部温度が、接続部材に著しく吸収されて端部温度低下を招くような不具合を回避することができる。なお、非通紙部における端部温度上昇現象が発生した場合には第一の高熱伝導部材の熱を第二の高熱伝導部材へ移動させなければならないので、接続部材の熱伝導率は著しく低い値にせず、第一の高熱伝導部材よりも若干低い値の部材とするのが望ましい。

また、接続部材が複数部材からなることで、第一の高熱伝導部材から第二の高熱伝導部材への熱移動の効果の度合いを所望の特性に調整することが可能となる。
また、接続部材が、相対的に熱伝導率の大きな第１部材と熱伝導率の小さな第２部材とからなり、前記第１部材が非ニップ面側に配置され、前記第２部材がニップ面側に配置されていることで、第一の高熱伝導部材から第二の高熱伝導部材へ所望以上に熱移動してしまうことを緩和でき、定着部材の端部温度低下を防ぐことができる。

また、基材は長手方向の一部に厚さの小さな薄手個所が設けられており、その薄手個所に基材よりも熱伝導率が大きな部材が配置されるとともに、薄手個所が、所定サイズの用紙端部に対応する位置に設けられていることで、例えば小サイズ用紙を連続通紙した場合の用紙端部付近におけるニップ面側から非ニップ面側へ熱移動を素早く行い、定着部材の温度上昇を防止することができる。

図６は、定着装置の第２実施形態を示す概略構成図である。
この図に示す定着装置は、加熱源として１本のハロゲンヒータ２３を備えている。ハロゲンヒータが１本であること以外は、図２の定着装置と同様であり、ニップ形成部材として上記説明した各実施例のニップ形成部材を使用可能である。

最後に、図１に示したカラーレーザープリンタ１の全体構成と動作について説明する。
図１に示す画像形成装置１は、カラーレーザープリンタであり、その装置本体の中央には、４つの作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋが設けられている。各作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ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以外は同様の構成となっている。

具体的に、各作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋは、潜像担持体としてのドラム状の感光体５と、感光体５の表面を帯電させる帯電装置６と、感光体５の表面にトナーを供給する現像装置７と、感光体５の表面をクリーニングするクリーニング装置８などを備える。なお、図１では、ブラックの作像部４Ｋが備える感光体５、帯電装置６、現像装置７、クリーニング装置８のみに符号を付しており、その他の作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃにおいては符号を省略している。

各作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの下方には、感光体５の表面を露光する露光装置９が配設されている。露光装置９は、光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラー等を有し、画像データに基づいて各感光体５の表面へレーザー光を照射するようになっている。

各作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの上方には、転写装置３が配設されている。転写装置３は、転写体としての中間転写ベルト３０と、一次転写手段としての４つの一次転写ローラ３１と、二次転写手段としての二次転写ローラ３６と、二次転写バックアップローラ３２と、クリーニングバックアップローラ３３と、テンションローラ３４、ベルトクリーニング装置３５を備える。

中間転写ベルト３０は、無端状のベルトであり、二次転写バックアップローラ３２、クリーニングバックアップローラ３３及びテンションローラ３４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３２が回転駆動することによって、中間転写ベルト３０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３１は、それぞれ、各感光体５との間で中間転写ベルト３０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３１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３１に印加されるようになっている。

二次転写ローラ３６は、二次転写バックアップローラ３２との間で中間転写ベルト３０を挟み込んで二次転写ニップを形成している。また、一次転写ローラ３１と同様に、二次転写ローラ３６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）及び／又は交流電圧（ＡＣ）が二次転写ローラ３６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３５は、中間転写ベルト３０に当接するように配設されたクリーニングブラシとクリーニングブレードを有する。このベルトクリーニング装置３５から伸びた図示しない廃トナー移送ホースは、図示しない廃トナー収容器の入り口部に接続されている。

プリンタ本体の上部には、ボトル収容部２が設けられており、ボトル収容部２には補給用のトナーを収容した４つのトナーボトル２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋが着脱可能に装着されている。各トナーボトル２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋと上記各現像装置７との間には、図示しない補給路が設けてあり、この補給路を介して各トナーボトル２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋから各現像装置７へトナーが補給されるようになっている。

一方、プリンタ本体の下部には、記録媒体としての用紙Ｐを収容した給紙トレイ１０や、給紙トレイ１０から用紙Ｐを搬出する給紙ローラ１１等が設けてある。ここで、記録媒体には、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。

プリンタ本体内には、用紙Ｐを給紙トレイ１０から二次転写ニップを通過させて装置外へ排出するための搬送路Ｒが配設されている。搬送路Ｒにおいて、二次転写ローラ３６の位置よりも用紙搬送方向上流側には、二次転写ニップへ用紙Ｐを搬送する搬送手段としての一対のレジストローラ１２が配設されている。

また、二次転写ローラ３６の位置よりも用紙搬送方向下流側には、用紙Ｐに転写された未定着画像を定着するための定着装置２０が配設されている。さらに、定着装置２０よりも搬送路Ｒの用紙搬送方向下流側には、用紙を装置外へ排出するための一対の排紙ローラ１３が設けられている。また、プリンタ本体の上面部には、装置外に排出された用紙をストックするための排紙トレイ１４が設けてある。

続いて、図１を参照して、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、各作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋにおける各感光体５が図示しない駆動装置によって図の時計回りに回転駆動され、各感光体５の表面が帯電装置６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５の表面には、露光装置９からレーザー光がそれぞれ照射されて、各感光体５の表面に静電潜像が形成される。このとき、各感光体５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５上に形成された静電潜像に、各現像装置７によってトナーが供給されることにより、静電潜像はトナー画像として顕像化（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３２が図の反時計回りに回転駆動し、中間転写ベルト３０を図の矢印で示す方向に周回走行させる。そして、各一次転写ローラ３１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。これにより、各一次転写ローラ３１と各感光体５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５の回転に伴い、感光体５上の各色のトナー画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５上のトナー画像が中間転写ベルト３０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３０の表面にフルカラーのトナー画像が担持される。また、中間転写ベルト３０に転写しきれなかった各感光体５上のトナーは、クリーニング装置８によって除去される。その後、図示しない除電装置によって各感光体５の表面が除電され、表面電位が初期化される。

画像形成装置の下部では、給紙ローラ１１が回転駆動を開始し、給紙トレイ１０から用紙Ｐが搬送路Ｒに送り出される。搬送路Ｒに送り出された用紙Ｐは、レジストローラ１２によってタイミングを計られて、二次転写ローラ３６と二次転写バックアップローラ３２との間の二次転写ニップに送られる。このとき二次転写ローラ３６には、中間転写ベルト３０上のトナー画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、二次転写ニップに転写電界が形成されている。

その後、中間転写ベルト３０の周回走行に伴って、中間転写ベルト３０上のトナー画像が二次転写ニップに達したときに、上記二次転写ニップにおいて形成された転写電界によって、中間転写ベルト３０上のトナー画像が用紙Ｐ上に一括して転写される。また、このとき用紙Ｐに転写しきれなかった中間転写ベルト３０上の残留トナーは、ベルトクリーニング装置３５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、用紙Ｐは定着装置２０へと搬送され、定着装置２０によって用紙Ｐ上のトナー画像が当該用紙Ｐに定着される。そして、用紙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上にストックされる。

以上の説明は、用紙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つの作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ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。

以上、本発明を図示例により説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、定着装置の加熱源の数や配置場所などは任意であり、また、加熱源もハロゲンヒータに限らず適宜な熱源を採用可能である。定着部材としてベルトやフィルムの材質、あるいは加圧部材の構成等も適宜なものを採用可能である。

また、画像形成装置の構成も任意であり、４色トナーを用いるものに限らず、３色のトナーを用いるフルカラー機や、２色のトナーによる多色機、あるいはモノクロ装置にも本発明を適用することができる。もちろん、画像形成装置としてはプリンタに限らず、複写機やファクシミリ、あるいは複数の機能を備える複合機であっても良い。

１ カラーレーザープリンタ（画像形成装置）
２０ 定着装置
２１ 定着ベルト（定着部材）
２２ 加圧ローラ（加圧部材）
２３ ハロゲンヒータ（加熱源）
２４ ニップ形成部材
２４ａ 基材
２４ｂ ニップ面側軸方向高熱伝導部材（第一の高熱伝導部材）
２４ｃ 非ニップ面側軸方向高熱伝導部材（第二の高熱伝導部材）
２４ｄ 端部高熱伝導部材（接続部材）
２５ ステー（支持部材）
２６ 反射部材
２７ 温度センサ（温度検知手段）
２９ 端部遮光板（遮蔽部材）
１２４ ニップ形成部材
１２４ａ 基材
１２４ｅ 内部高熱伝導部材
２２４ ニップ形成部材
２２４ａ 基材
２２４ｄ 端部高熱伝導部材（接続部材）
２２４ｄ−１ 第１接続部材
２２４ｄ−２ 第２接続部材
Ｎ ニップ部
Ｐ 用紙（記録媒体）

特開２００４−２８６９２２号公報 特開２０１０−７９３０９号公報

Claims (8)

1. 回転可能な定着部材と、前記定着部材を加熱する加熱源と、前記定着部材の内側に配置されたニップ形成部材と、前記定着部材を介して前記ニップ形成部材と当接することにより定着部材との間に所定のニップを形成する加圧部材とを具備する定着装置において、
   前記ニップ形成部材は熱伝導率が異なる複数材質の部材から構成されており、基材と、該基材のニップ面側に配置され該基材よりも熱伝導率が大きな第一の高熱伝導部材と、該基材の非ニップ面側に配置され該基材よりも熱伝導率が大きな第二の高熱伝導部材とを有し、さらに、前記基材の長手方向両端部に配置されて前記第一の高熱伝導部材と前記第二の高熱伝導部材とを接続する接続部材を有することを特徴とする定着装置。
2. 前記接続部材は、前記基材よりも熱伝導率が大きな部材であることを特徴とする、請求項１に記載の定着装置。
3. 前記加熱源からの熱を用紙搬送方向と直交する方向の端部において遮蔽する遮蔽部材を備えており、
   前記接続部材の用紙搬送基準側端部が、前記遮蔽部材の用紙搬送基準側端部よりも外側に位置していることを特徴とする、請求項１又は２に記載の定着装置。
4. 前記接続部材は、前記第一の高熱伝導部材よりも熱伝導率が小さな部材であ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。
5. 前記接続部材が複数部材からなることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の定着装置。
6. 前記接続部材は、相対的に熱伝導率の大きな第１部材と熱伝導率の小さな第２部材とからなり、前記第１部材が非ニップ面側に配置され、前記第２部材がニップ面側に配置されていることを特徴とする、請求項５に記載の定着装置。
7. 前記基材は、長手方向の一部に厚さの小さな薄手個所が設けられており、該薄手個所に前記基材よりも熱伝導率が大きな部材が配置されるとともに、
   該薄手個所が、所定サイズの用紙端部に対応する位置に設けられてい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. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
   

Images