JP2018136391A

JP2018136391A - 像加熱装置

Info

Publication number: JP2018136391A
Application number: JP2017029670A
Authority: JP
Inventors: 徹 ▲葛▼見; Toru Kuzume
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2017-02-21
Filing date: 2017-02-21
Publication date: 2018-08-30

Abstract

【課題】中空の第１の回転体１１と、第１の回転体の内面に当接するニップ形成部材１４と、第１の回転体を介してニップ形成部材と対向して第１の回転体との間でニップ部Ｎを形成する第２の回転体１９と、第１の回転体の外側に配設され、第１の回転体の外面を加熱する加熱源４０と、を有し、トナー像ｔを担持した記録材Ｐをニップ部Ｎで挟持搬送してトナー像を加熱する像加熱装置１０について、低温環境においてもウォームアップタイム短縮を図る。ウォームアップ終了後の画像形成時においてトナー像の加熱不良を防止する。
【解決手段】第１の回転体１１の内側に配設され、加熱源４０で加熱された第１の回転体の内面からの輻射熱Ｑを第１の回転体の内面とニップ形成部材１４に向けて反射する反射面１７ａを有する反射部材１７を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ、及びこれらの機能を複数備えた複合機等の画像形成装置に搭載される定着装置として用いれば好適な像加熱装置に関するものである。

上記のような画像形成装置では、画像形成部で記録材上に形成した未定着トナー画像を定着させるため定着装置が用いられる。定着装置としては、加熱された定着部材と加圧部材を圧接して定着ニップ部を形成し、ニップ部で記録材を挟持搬送してトナー画像を加熱加圧することにより定着させる構成のものが一般的である。

定着装置は電源オンから定着部材がトナー画像を定着するのに必要な所定温度まで加熱され画像形成開始が可能となるまでの時間（ウォームアップタイム）を短縮するため、熱容量が小さい薄肉のエンドレスベルト状の定着部材を用いた装置が実用化されている。

特許文献１には、定着ベルト（以下、ベルトと呼ぶ）を使用した定着装置が示されている。この定着装置では、ベルトの内側に板状のセラミックヒータを配置し該ヒータと加圧部材である加圧ローラとの間にベルトを介して定着ニップ部（以下、ニップ部と呼ぶ）を形成する。そして、ベルトを加圧ローラに従動回転させ記録材をニップ部に搬送し記録材上の未定着トナー画像を加熱加圧して定着させる。

また、小径のベルトを採用することでベルト張架する支持ローラ等が不要となりベルトから周辺部品への熱拡散を低く抑え、ヒータからの熱エネルギーを効率良く使用できる。さらに、ウォームアップタイムが短いために待機中にベルトを予熱する必要が無く省電力化が可能である。

ウォームアップタイムをさらに短縮するため、定着部材を外側から加熱する方法が知られている。トナー画像がニップ部で加熱される際にトナー画像に直接接触するのは定着部材の外周面側である。従って画像形成開始前に外周面温度が定着可能な目標温度に達している必要があり、ウォームアップタイム短縮のためには定着部材の外周面を早く昇温出来るように定着部材の外側近傍に加熱手段としてのヒータを配置することが有効である。特許文献２では、ベルトの外側近傍にハロゲンランプを配接しベルト外周面を加熱する構成が示されている。

特開平４−２０４９８０号公報特開２００２−２７８３３４号公報

上記のように、ベルト外周面を直接加熱する方法は外周面を早く昇温できる利点がある。しかし、低温環境下で画像形成装置が電源オフまたは定着装置への電力供給がオフされる省電力状態が続いた場合は、ウォームアップ時にベルト内部への熱拡散が無視できないという課題がある。すなわち、定着装置が低温状態からウォームアップを開始した場合、加熱されたベルト外面とベルト内面のあいだの温度勾配が大きい。そのため、外面側から内面側への熱移動量および内面からベルトの内部空間への輻射による放熱量が増え熱損失が大きくなりウォームアップタイムが長くなってしまう。

また、ベルト内面にはニップ部を形成するためのニップ形成部材がベルト内面に接触配置されており、低温状態ではウォームアップ中にニップ形成部材が十分加熱されないため、画像形成開始後もベルトからニップ形成部材への熱移動量が多い。そのため、記録材の画像定着時にベルト温度が低下しトナー画像の記録材への固着が不十分となる定着不良の問題も生じる。特に記録材に厚紙を使用した場合は、記録材への熱移動量も多いためベルトの温度低下量が増え、定着不良が発生しやすくなる。

本発明は、上記の課題を解決するものである。即ち、低温環境においてもウォームアップタイム短縮を図る、さらにウォームアップ終了後の画像形成時においてトナー像の加熱不良を防止することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明に係る像加熱装置の代表的な構成は、トナー像を担持した記録材をニップ部で挟持搬送してトナー像を加熱する像加熱装置であって、中空の第１の回転体と、前記第１の回転体の内面に当接するニップ形成部材と、前記第１の回転体を介して前記ニップ形成部材と対向して前記第１の回転体との間で前記ニップ部を形成する第２の回転体と、前記第１の回転体の外側に配設され、前記第１の回転体の外面を加熱する加熱源と、前記第１の回転体の内側に配設され、前記加熱源で加熱された前記第１の回転体の内面からの輻射熱を前記第１の回転体の内面と前記ニップ形成部材に向けて反射する反射面を有する反射部材と、を有することを特徴とする。

本発明の像加熱装置によれば、低温環境においてもウォームアップタイム短縮を図ることができる。さらにウォームアップ終了後の画像形成時においてトナー像の加熱不良を防止することができる。

実施例１の定着装置の要部の横断面模式図同定着装置の途中部分省略の正面模式図同定着装置の途中部分省略の縦断正面模式図ベルトユニットの分解斜視模式図制御系統のブロック図ベルトとニップ形成部材の温度推移図画像形成装置の一例の作像機構部の模式図実施例２の定着装置の要部の横断面模式図実施例３の定着装置の要部の横断面模式図

《実施例１》
（１）画像形成装置
図７は画像形成装置の一例の作像機構部の模式図である。この画像形成装置は、電子写真方式を用いたタンデム型のカラー画像形成装置である。装置内には、第１、第２、第３、第４の画像形成部Ｐｙ、Ｐｍ、Ｐｃ、Ｐｋが配置されている。これらの画像形成部において、潜像、現像、転写の電子写真プロセスをへて各々異なった色のトナー像が形成される。

各画像形成部において、像担持体である感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄは回転可能に支持され、その外周には、帯電器２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、現像器３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、及び一次転写手段４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄが設けられている。各画像形成部の下方にはさらに露光装置５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄが配設されている。

感光ドラム１ａ〜１ｄは不図示のドラムモータにより回転駆動され、帯電器２ａ〜２ｄで所定電位に帯電されたあと、画像信号に応じたレーザ光を露光装置５ａ〜５ｄから発し感光ドラム１ａ〜１ｄの母線上に集光して露光する。これにより、感光ドラム１ａ〜１ｄ上に静電潜像が形成される。

現像器３ａ〜３ｄには、現像剤としてそれぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、及びブラックのトナーが所定量充填されており、それぞれ感光ドラム１ａ〜１ｄ上の潜像を現像して、イエロー、マゼンタ、シアン、及びブラックのトナー像として可視化する。

そして、テンションローラ２１、駆動ローラ２２、バックアップローラ２３により張架された無端ベルト状の中間転写体２５が駆動ローラ２２により矢印Ａ方向に回転駆動される。そして、不図示の高圧電源により、一次転写手段４ａにトナーの帯電極性とは逆極性の転写電圧が印加され、感光ドラム１ａ上の１色目のイエロートナー像が中間転写体２５に転写される（一次転写）。同様に、２色目、３色目、及び４色目についても感光ドラム１ｂ〜１ｄ上に現像したトナー像を中間転写体２５上に重ね合わせて転写し４色のトナー像を重畳したカラー画像が得られる。

転写後の感光ドラム１ａ〜１ｄの表面上には転写残トナーが残留しており、この転写残トナーはクリーニング装置６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄで除去され不図示のトナー回収容器に回収される。その後、感光ドラム１ａ〜１ｄの残留電荷は前露光装置７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄにより除電され次回の潜像形成にそなえられる。

記録材（以下、用紙と呼ぶ）Ｐは、不図示の用紙搬送装置により二次転写手段２４と接地されたバックアップローラ２３が当接した二次転写部に送られ、二次転写手段２４にトナーの帯電極性とは逆極性の二次転写電圧が印加される。これにより、中間転写体２５上の４色のトナー像が用紙Ｐへ一括転写される（二次転写）。

トナー像が転写された用紙Ｐは定着装置１０へ搬送され、トナー像の加熱溶融および用紙への固着が行われ、フルカラー画像が形成される。中間転写体２５上に残留した転写残トナーは中間転写体２５の回転とともに移動しクリーニングブレード２０により除去され不図示の回収容器に回収される。

（２）定着装置
（２−１）全体的な装置構成
本実施例の定着装置１０は、ベルト加熱方式、加圧ローラ駆動方式（テンションレスタイプ）の像加熱装置である。図１は定着装置１０の要部の横断面模式図、図２は定着装置１０の途中部分省略の正面模式図（ただし、加熱ユニットは省いてある）、図３は定着装置１０の途中部分省略の縦断正面模式図である。

ここで、本実施例において、定着装置１０若しくはその構成部材に関して、正面側とは用紙入口側から見た面、背面とはその反対側（用紙出口側）の面、左右とは装置を正面側から見て左（一端側）と右（他端側）である。上下とは重力方向において上と下である。上流側と下流側は用紙搬送方向（記録材搬送方向)に関して上流側と下流側である。長手方向（または幅方向）や用紙幅方向とは用紙搬送路面において、用紙搬送方向に直交する方向に実質平行な方向である。短手方向とは用紙搬送路面において、用紙搬送方向において実質平行な方向である。

この定着装置１０は、中空の第１の回転体としての定着ベルト（定着部材、無端ベルト、エンドレスベルト：以下ベルトと呼ぶ）１１を備えたベルトユニット３０を有する。また、ベルトユニット３０の外側にベルト１１の外面に対向して配設され、ベルト外面を加熱する外部加熱手段としての加熱ユニット（加熱源）４０を有する。また、ベルト１１との間にニップ部Ｎを形成してトナー像ｔを担持した用紙Ｐを挟持搬送する第２の回転体としての加圧ローラ（加圧部材、弾性ローラ）１９を有する。また、これらを組み付けた装置フレーム（筐体）５０を有する。

図４はベルトユニット３０の分解斜視図である。ベルトユニット３０において、ベルト１１の内側には、ニップ形成部材（加圧パッド、バックアップ部材、摺動部材）１４、ステイ（支持体）１５、反射部材１７が内部アセンブリとして配設されている。

ニップ形成部材１４とステイ１５は何れも長さがベルト１１の幅（長さ）よりも長い部材であり、一端側（左側）と他端側（右側）がそれぞれベルト１１の両端部から外方に突出している。１４ａはニップ形成部材１４の外方突出部、１５ａはステイ１５の外方突出部である。そして、ステイ１５の一端側と他端側の外方突出部１５ａに対してそれぞれの一端側と他端側のフランジ部材１６Ｌ・１６Ｒが嵌着されている。即ち、ベルトユニット３０において、ベルト１１の長手方向両端部にはフランジ部材１６Ｌ・１６Ｒが配設されている。

本実施例におけるベルト１１は、可撓性、耐熱性を有する伝熱部材である。本実施例におけるベルト１１は、ステンレスからなる厚み約５０μｍのベルト状基層の周面上に厚み約２００μｍのシリコーンゴムからなる弾性層を設け、該弾性層周面上にＰＦＡからなら厚み約３０μｍのチューブを被覆した部材である。このベルト１１は自由状態においては自身の弾発性によりほぼ円筒形状を呈する。

ニップ形成部材１４は耐熱性、剛性、滑性を有する部材であり、本実施例では液晶ポリマー樹脂からなる。ニップ形成部材１４はベルト１１の長手方向に沿った板状形状であり、ベルト１１はその内面がこのニップ形成部材１４に接触して摺動しながら回転する。ステイ１５はステンレス板金を溶接して横断面Ｔ字型に成形した高剛性部材であり、ニップ形成部材１４に固定してニップ形成部材１４を補強する補強部材の役割をもつ。

反射部材１７はステイ１５の長手に沿って長いステンレス等の金属材料の板金加工品であり、ステイ１５に固定され、外部加熱器としての加熱ユニット４０の加熱源１３およびニップ形成部材１４に面した側面に反射面１７ａを有する。

フランジ部材１６Ｌ・１６Ｒはそれぞれ左右対称形状の耐熱樹脂製のモールド成形品でり、耐熱性に優れ、比較的熱伝導率が良くなく、滑り性にも優れる材料として、例えば、ＰＰＳ、液晶ポリマー、ＰＥＴ、ＰＡ、等のガラス繊維含有の樹脂が用いられる。フランジ部材１６Ｌ・１６Ｒはベルト１１の長手端部の端面１１ａと接することでベルト１１の長手方向の移動を規制する部材であり、鍔座部１６ａ、支持部１６ｃ、受圧部１６ｄ、嵌着部１６ｅ、係合溝部１６ｆを有する。

鍔座部１６ａの内面側がベルト１１の端面１１ａを受け止めて規制する規制面１６ｂである。即ち、規制面１６ｂはベルト１１の長手端部の端面１１ａに対向する面であり、ベルト１１が長手方向に動いた場合に移動を規制する役割を果たし、ベルト１１が長手方向の所定の位置にとどまるようにする。

支持部１６ｃは鍔座部１６ａの内面すなわち規制面１１ｂから突出させて設けられている。支持部１６ｃは欠円形状の外周面（ベルト内周支持面）によりベルト１１の長手端部の内周面を内側から支持してベルト１１の回転をガイドする。即ち、支持部１６ｃはベルト１１の長手端部を内側から規制することにより、ベルト１１に所望の回転軌跡を描かせる役割を果す。

受圧部１６ｄは鍔座部１６ａの外面側に突出させて設けられている。嵌着部１６ｅは支鍔座部１６ａと受圧部１６ｄの両者にわたって延在している。係合溝部１６ｆは鍔座部１６ａと受圧部１６ｄとの会合部において受圧部１６ｄの両脇部に設けられている。

嵌着部１６ｅはステイ１５とニップ形成部材１４の外方突出部１５ａ・１４ａに対して嵌着される部分である。受圧部１６ｄは、外方突出部１５ａ・１４ａに嵌着された状態においてステイ１５の外方突出部１５ａと直接触れており、加圧バネ５０Ｌ・５０Ｒによってステイ１５を加圧する役割を果たしている。

係合溝部１６ｆは装置フレーム４０の側板５０Ｌ・５０Ｒに対する係合部である。フランジ部材１６Ｌ・１６Ｒはそれぞれこの係合溝部１６ｆにおいて側板５０Ｌ・５０Ｒを挟持するように且つ加圧ローラ１９の軸線方向に交差する方向おいて加圧ローラ１９に近づく方向とその逆方向（遠のく方向）とに可動に配設される。

加圧ローラ１９はベルト１１を挟んでニップ形成部材１４との間にニップ部Ｎを形成し、且つベルト１１を回転駆動するための駆動回転体である。本実施例において、加圧ローラ１９はステンレスの芯金１９ａの周面上に射出成形により厚み約３ｍｍのシリコーンゴム層１９ｂを形成し、その上に厚み約４０μｍのＰＦＡ樹脂チューブ１９ｃを被覆してなる。この加圧ローラ１９は芯金１９ａの両端部をそれぞれ装置フレーム５０の一端側と他端側の側板５０Ｌ・５０Ｒ間に軸受部材５１・５１を介して回転可能に支持されている。

加圧ローラ１９の芯金１９ａには駆動ギアＧが配設されている。この駆動ギアＧに対して制御部１００（図５）で制御されるモータ（駆動源）Ｍの駆動力が駆動伝達機構（不図示）を介して伝達される。これにより、加圧ローラ１９は駆動回転体として図１において矢印Ｒ１９の時計方向に所定の周速度で回転駆動される。

ベルトユニット３０はニップ形成部材１４の側を加圧ローラ１９に対向させて加圧ローラ１９に実質平行に配列して側板５０Ｌ・５０Ｒ間に配設されている。ベルトユニット３０のフランジ部材１６Ｌ・１６Ｒはそれぞれ係合溝部１６ｆが側板５０Ｌ・５０Ｒに設けられたガイドスリット５０ａ（図３）の縁部を挟持して係合している。この係合状態において、フランジ部材１６Ｌの鍔座部１６ａは側板５０Ｌの内側に位置し、受圧部１６ｄは側板４０Ｌの外側に位置する。フランジ部材１６Ｒの鍔座部１６ａは側板５０Ｒの内側に位置し、受圧部１６ｄは側板５０Ｒの外側に位置する。

これによりフランジ部材１６Ｌ・１６Ｒは、それぞれ、側板５０Ｌ・５０Ｒに対してスライド移動可能に保持されている。即ち、ベルトユニット３０は全体に側板５０Ｌ・５０Ｒ間においてガイドスリット５０ａ・５０ａの縁部に沿って加圧ローラ１９に対して近づく方向と遠のく方向とに移動可能な自由度を有する。

フランジ部材１６Ｌ・１６Ｒの受圧部１６ｄはそれぞれ加圧バネ（弾性部材）６０Ｌ・６０Ｒを有する加圧機構（詳細は不図示）により押圧されて所定の加圧力を受ける。これにより、ニップ形成部材１４と加圧ローラ１９とがベルト１１を挟んで加圧ローラ１９の弾性層１９ｂの弾性に抗して所定の加圧力をもって圧接する。そのため、図１のように、ベルト１１と加圧ローラ１９との間に用紙搬送方向ａに関して所定幅のニップ部Ｎが形成される。

本実施例では、ニップ形成部材１４を片側１４７Ｎ（１５ｋｇｆ）、総圧２９４Ｎ（３０ｋｇｆ）の力で加圧ローラ１９に付勢する。これにより、ベルト１１を介してニップ形成部材１４を加圧ローラ１９に圧接させ、加圧定着に必要な所定幅のニップ部Ｎを形成している。

加熱ユニット４０はベルト１１の外側近傍に配設しベルト１１の外面を直接加熱するようになっている。加熱ユニット４０はベルト１１の長手に沿って長いユニットであり、本実施例においては、ベルトユニット３０の正面側にベルト１１に対向させてベルトユニット３０に実質平行に配列して装置フレーム５０に取り付けられている（取り付け構造は不図示）。本実施例の加熱ユニット４０はベルト１１の長手に沿って長い輻射熱源としての２本のハロゲンランプ１３とハロゲンランプ１３の光（輻射熱）をベルト外面に集光する反射笠１２を有する。

反射笠１２の開口部はベルト１１の正面領域にベルト長手に沿って対向しており、ハロゲンランプ１３の光をベルト外面に照射してベルト１１を外部加熱する。

図５は定着装置１０の制御系統のブロック図である。制御部１００は画像形成開始信号に基づいて画像形成装置の作像動作シーケンス制御を開始する。定着装置１０については、駆動源Ｍを起動して加圧ローラ１９を回転駆動させる。

加圧ローラ１９の回転によりニップ部Ｎにおける加圧ローラ１９との摩擦力でベルト１１に回転力が作用する。これにより、ベルト１１はその内面がニップ部Ｎにおいてニップ形成部材１４の表面に密着して摺動しながら矢印Ｒ１１（図１）の方向に加圧ローラ１９の回転周速度にほぼ対応し周速度で従動回転する。ベルト１１の内面には、ニップ形成部材１４とベルト１１の摺動性を確保するためグリスが塗布されている。

一方、加熱ユニット４０のハロゲンランプ１３に制御部１００で制御される給電部１０１から給電経路（不図示）を介して電力供給がなされる。そして、ハロゲンランプ１３の光により回転しているベルト１１の外面が直接加熱される。ベルト１１の周方向にそった任意の部分は加熱ユニット４０で加熱された後、回転してニップ部Ｎに達しトナー画像に接触するが、加熱後のベルト１１からの放熱による温度低下が極力少ないうちにトナー画像を定着することが望ましい。このため加熱ユニット４０の位置はニップ部Ｎの位置に対し回転方向の上流付近に配置している。

１８は温度検知手段としてのサーミスタである。サーミスタ１８は、ベルト１１の幅方向にそって用紙Ｐの通過領域の中央付近でベルト１１と非接触に配置され、ベルト１１の外面温度を検知する。その検知温度情報が制御部１００に入力する。制御部１００はその入力する検知温度情報に基づいて、ベルト１１の温度が目標温度Ｔｂとなるように給電部１０１からハロゲンランプ１３へ供給する電力を制御する。

サーミスタ１８はハロゲンランプ１３からの回り込み光の影響を受けずベルト１１の温度を正しく測定できる位置に配置する。サーミスタ１８をベルト１１の内側にベルトと接触または非接触に配置し、ベルト１１の内面温度を検知するようにしてもよい。その場合は、あらかじめベルト１１の外面温度が目標温度に達した状態で内面温度を測定しておき測定結果を内面温度の目標温度に設定する。

加圧ローラ１９およびベルト１１が回転駆動され、ベルト１４が目標温度に制御された状態で、未定着トナー像ｔを担持した用紙Ｐがニップ部Ｎに搬送される。用紙Ｐはベルト１１からの熱を受けて加熱され、同時にニップ部Ｎで挟持されることでトナー像ｔが用紙上に加圧される。これによりトナー像ｔが用紙Ｐに定着される。ニップ部Ｎを通過した用紙Ｐはニップ部Ｎの出口においてベルト１１から曲率分離されて定着装置１０から排出搬送されていく。

（２−２）反射部材
前述したように、ベルトユニット３０において、ベルト１１の内側にはステンレス等の金属からなる反射部材１７が配設してある。反射部材１７はステイ１５に固定され、加熱ユニット４０およびニップ形成部材１４に面した側面に反射面１７ａを有する。反射面１７ａは反射部材１７の側面にバフ研磨等により鏡面加工を施し表面粗さＲｚ（ＪＩＳＢ０６０１−１９９４１０点平均粗さ）が０．１８μｍ以下に加工されている。表面粗さの測定には東京精密社製サーフコム１５００を使用した。

定着装置１０のウォームアップ時、ベルト１１は加熱ユニット４０の対向位置で加熱された後、回転によりニップ部Ｎへ移動する。ベルト１１の温度は、加熱ユニット４０の対向位置付近で最大となり、ニップ部Ｎではニップ形成部材１４への熱拡散により低下する。その後、回転とともにベルト１１の外部および内部への熱輻射によりさらに温度低下し、１回転して再び加熱ユニット４０の対向位置で温度上昇する。

この過程を繰り返し、次第にベルト全体の温度が上昇していく。ベルト１１の回転方向において、ベルト周面温度が最大となる加熱ユニット対向位置付近を含んだニップ部Ｎまでのベルト領域Ｃ（図１）において、ベルト内面からの輻射熱を反射面１７ａでベルト１１またはニップ形成部材１４に向けて反射する。これにより、ベルト１１を再び加熱し、また、ニップ形成部材１４を加熱することができる。

即ち、本実施例では、図１のように、加熱ユニット４０で外部から加熱されたベルト１１の内面からの輻射熱Ｑをベルト１１の内面とニップ形成部材１４に向けて反射する反射面１７ａを有する反射部材１７をベルト１１の内側に配設した構成を特徴としている。

ニップ形成部材１４の方向に反射した輻射熱Ｑはステイ１５を加熱しステイ１５からの熱伝導によりニップ形成部材１４が加熱される。なお、ベルト１１の内面温度が最大になるのは、ベルト１１が回転しているため、外面から内面までの厚み方向の熱伝達時間によりベルト１１の加熱ユニット対向位置より若干、ベルト回転方向の下流側で最大となる場合がある。

加熱ユニット４０のベルト加熱幅は、少なくとも画像形成装置で使用可能な最大幅サイズ用紙Ｐの幅Ｌ以上であり、反射部材１７の反射面１７ａもその幅Ｌ以上の長さを有する。これによりベルト１１がトナー像を定着する全幅について輻射熱を反射しベルト１１を加熱できる。反射部材１７の長手両端部は反射面１７ａとベルト１１で囲まれた空間の輻射熱が両端から外側に洩れるのを抑えるため端部反射面１７ｂ（図３、図４）を設けてある。

次に本実施例の効果を説明する。図６は、低温環境（本例では１０℃）でのベルト１１とニップ形成部材１４の温度の時間推移を示したものである。ａ１はベルト１１、ｂ１はニップ形成部材１４の温度を示す。

時刻ｔ０に加圧ローラ１９とベルト１１の回転駆動を開始すると同時に加熱ユニット４０（ハロゲンランプ１３）へ電力供給を開始して定着装置１０のウォームアップ動作を開始する。ウォームアップ時は加熱ユニット４０に分配可能な上限電力を供給し続ける。またサーミスタ１８によりベルト１１の外面温度を所定時間間隔で検知する。ベルト１１とニップ形成部材１４の温度は時間とともに上昇し、サーミスタ１８の検知温度が目標温度Ｔｂ（１８０℃）に達した時点でウォームアップは終了する。

Δｔ１はウォームアップタイムである。ウォームアップ終了後はサーミスタ１８の検知温度をもとに加熱ユニット４０への供給電力を制御してベルト１１を目標温度Ｔｂに一定に保ち、いつでも画像形成を開始できるように制御する（スタンバイ状態）。時刻ｔ３に画像形成のために用紙Ｐの通紙を開始すると、ベルト１１は用紙Ｐに熱をうばわれるため温度が低下していく。ベルト１１を目標温度に復帰させるため加熱ユニット４０で加熱されることによる温度上昇と用紙Ｐに熱をうばわれることによる温度低下のバランスで決まる温度に推移するようになる。

このときの温度が定着可能な下限温度Ｔｓ（１５０℃）を下回らなければ定着性能は許容レベルにおさまる。本実施例では、反射部材１７により加熱後のベルト１１からの熱損失を抑制しニップ部直前のベルト１１の温度を高く保持することで通紙開始後の温度低下を低減できる。

また、反射部材１７によりウォームアップ時のニップ形成部材１４の加熱効率を上げてウォームアップ終了時のニップ形成部材１４の温度Ｔｎ１（１２０℃）を高くすることでベルト１１とニップ形成部材１４の温度勾配を少なくできる。即ち、ベルト１１の温度低下を低減する効果がある。これにより通紙中のベルト１１の温度を下限温度Ｔｓ以上に保持することができた。

比較例として、反射部材１７が無い場合の温度推移について説明する。ａ２およびｂ２は反射部材１７を取付けない場合のベルト１１およびニップ形成部材１４の温度である。まずウォームアップ時において、ベルト１１は輻射による熱損失がそのまま加熱効率の低下となり温度上昇速度が遅くなりウォームアップタイムΔｔ２は反射部材１７がある場合に比べて長くなった。

また、ウォームアップ時にニップ形成部材１４の加熱が不足しウォームアップ終了時のニップ形成部材１４の温度Ｔｎ２が反射部材１７がある場合に比べて低くなった。このためベルト１１からニップ形成部材１４への熱拡散が増え、通紙開始後にはベルト１１の温度が下限温度Ｔｓを下回り定着不良が発生した。

なお、通紙を続けて実行するとニップ形成部材１４の温度が徐々に高くなりベルト１１の温度も下限温度Ｔｓを上回るようになった。しかし、ウォームアップ直後に画像形成を行った場合は通紙開始直後に上記の定着不良が発生した。

以上のように、ベルト１１の内部に反射部材１７を設けたことで、低温環境においてもウォームアップタイムの延長を防ぎ画像形成装置の使い勝手を良好に保ち、また、定着不良も防止することができた。

《実施例２》
図８に、反射部材の構成について他の実施形態を示す。定着装置の小型化のためベルト１１に小径ベルトを採用した場合、ベルト１１の内部空間が狭くなる。このような場合、反射部材１７１および反射面１７１ａを小さくするとともに、反射面の面積が減る分はステイ１５の一部に反射面１５ｂを設けて代用してもよい。

《実施例３》
図９に、加熱ユニット４０の配置が異なる場合の反射部材の構成を示す。定着装置の寸法上の制約から加熱ユニット４０を図１のようにベルト回転方向においてニップ部Ｎの上流付近に配置できない場合がある。図９は加熱ユニット４０をベルト１１の周方向においてニップ部Ｎと１８０度の反対側に配置した場合を示す。この場合、反射部材１７２をベルト１１の内周面に沿って加熱ユニット４０の対向位置からニップ部Ｎまで円弧状に設け、反射面１７２ａがベルト１１およびニップ形成部材１４に面するようにする。

ベルト１１の加熱ユニット対向位置付近では、ベルト１１の内面から出た輻射熱Ｑは反射面１７２ａで反射したあとベルト１１内面に再び入射するが、入射熱の一部はベルト１１の内面で再び反射し、反射面１７２ａとベルト１１で挟まれた空間内を伝達する。そして、一部はニップ形成部材１４にも到達しニップ形成部材１４が加熱される。また、ベルト回転方向においてニップ部Ｎより下流側に反射面１７２ａを延長し、下流側においてベルト１１の内面からの輻射熱Ｑをベルト１１に反射するようにした。これにより一層、ベルト１１の温度低下を低減できる。

以上説明した実施例１乃至３のように、加熱ユニット４０をベルト１１の外側に配置した定着装置において、加熱されたベルト内面からの輻射熱Ｑをベルト内側に設けた反射部材１７（１７１、１７２）により再びベルト側に向けて反射する。さらに輻射熱Ｑの一部をニップ形成部材１４の側にも反射するようにした。これにより、低温環境においてもベルト１１およびニップ形成部材１４の加熱効率を高めウォームアップタイム短縮を図るとともに、ベルト１１からニップ形成部材１４への熱移動量を抑えベルト１１の温度低下を少なくし定着不良を防止することができる。

《その他の事項》
（１）実施例の定着装置１０においてはベルト１１の一端側と他端例にそれぞれフランジ部材１６Ｌ・１６Ｒを配設している。しかし、ベルト１１の寄り移動方向が専らに一方向となるよう装置構成されていれば、フランジ部材１６はそのベルト寄り移動側の１つにすることもできる。

（２）実施例における定着装置１０は、その一例として上記のようなベルト方式の定着装置を挙げている。しかし、これに限定するものではなく、例えば、中空の定着ローラ（熱ローラ：筒状ローラ）の外側に加熱ユニットを備えて定着ローラを加熱する方式の定着装置等においても適応することができる。

（３）外部加熱器としての加熱ユニット４０はハロゲンランプを用いたものに限れない。電磁誘導コイルなど他の加熱ユニット構成を採ることができる。ベルト（第１の回転体）の外面に接触させる接触加熱型の加熱ユニットであってもよい。

（４）ベルト１１を駆動回転体とし、加圧ローラ１９をベルト１１の回転に従動回転させる装置構成にすることもできる。

（５）実施例では、像加熱装置として、記録材上に形成された未定着のトナー像を加熱して定着する定着装置を例にして説明したがこれに限られない。記録材に定着若しくは仮定着されたトナー像を再加熱して画像のグロス（光沢度）を増大させる装置（光沢度向上装置）にも本発明を適用することが可能である。

（６）画像形成装置は実施例のようなカラー画像を形成するものに限られない。モノカラー画像を形成する画像形成装置でもよい。また、画像形成装置は、必要な機器、装備、筺体構造を加えて、複写機、ＦＡＸ、及び、これらの機能を複数備えた複合機等、種々の用途で実施できる。

１０・・像加熱装置（定着装置）、１１・・中空の第１の回転体（定着ベルト）、１４・・ニップ形成部材、１７・・反射部材、１７ａ・・反射面、１９・・第２の回転体（加圧ローラ）、４０・・加熱源（加熱ユニット）、Ｎ・・ニップ部、Ｑ・・輻射熱、Ｐ・・記録材、ｔ・・トナー像

Claims

トナー像を担持した記録材をニップ部で挟持搬送してトナー像を加熱する像加熱装置であって、
中空の第１の回転体と、
前記第１の回転体の内面に当接するニップ形成部材と、
前記第１の回転体を介して前記ニップ形成部材と対向して前記第１の回転体との間で前記ニップ部を形成する第２の回転体と、
前記第１の回転体の外側に配設され、前記第１の回転体の外面を加熱する加熱源と、
前記第１の回転体の内側に配設され、前記加熱源で加熱された前記第１の回転体の内面からの輻射熱を前記第１の回転体の内面と前記ニップ形成部材に向けて反射する反射面を有する反射部材と、を有する
ことを特徴とする像加熱装置。
前記反射面は、前記第１の回転体の内周面のうち、少なくとも前記加熱源に対向する位置から前記ニップ形成部材の一部を含む領域に面していることを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
前記反射部材は金属材料に鏡面加工が施された反射面を有し、その反射面の表面粗さＲｚ（ＪＩＳＢ０６０１−１９９４１０点平均粗さ）が０．１８μｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の像加熱装置。
前記ニップ形成部材を補強する補強部材を有し、前記補強部材の一部に前記反射面を有することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の像加熱装置。
前記第１の回転体が可撓性を有するエンドレスベルトであることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の像加熱装置。
前記第１の回転体が筒状ローラであることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の像加熱装置。
前記第２の回転体が弾性ローラであることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の像加熱装置。
前記第２の回転体が駆動回転体であることを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の像加熱装置。