JP2018180327A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コストを抑えつつも十分な省エネ性能を確保しつつ、小サイズの転写材の通過の際にも非通過部温度上昇を有効に抑制できる定着装置および画像形成装置を提供する。【解決手段】定着装置は、定着ベルトと、前記定着ベルトに外接して回転する加圧部材と、前記定着ベルトに内接して該定着ベルトを介して前記加圧部材と圧接して定着ニップ部を形成するパッド部材と、前記ベルトを加熱する加熱部材と、を有し、前記パッド部材は、低熱伝導層と、前記低熱伝導層よりも高い熱伝導率を有する高熱伝導層とを有し、前記パッド部材を、前記低熱伝導層の面が前記定着ベルトに内接する第１の位置と、前記高熱伝導層の面が前記定着ベルトに内接する第２の位置との間で選択的に切り替える切替機構を、更に有し、前記切替機構は、少なくともプリント動作中に前記パッド部材を前記第２の位置に切り替える。【選択図】図１

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、およびこれらの複合機等の画像形成装置に用いられる定着装置、およびこの定着装置を備えた画像形成装置に関する。

例えば、定着ベルトに内接する支持部材と、加圧ローラとの間に定着ニップ部が形成され、この定着ニップ部に未定着画像を担持した転写紙を通すと共に、加熱手段によって定着ベルトを加熱して転写紙に未定着画像を定着する定着装置が知られている。

ところで、支持部材としてパッド部材を用いた定着装置においては、必要なニップ幅を省スペースで実現できるというメリットがある。また、パッド部材を断熱性の高い材料（例えば、耐熱樹脂材、多孔質セラミック材）で構成することで、定着ベルトからパッド部材への熱移動を抑制しウォームアップ時間の短縮が期待できる。しかし、パッド部材を断熱性の高い材料から形成することによって、定着ベルトからの熱移動が遮断されるので、熱容量（断面積）の小さい定着ベルトのみを加熱したときに、小サイズの転写紙の通紙時の温度ムラ（通紙部と非通紙部の温度差）を均一化することが困難になるという問題がある。

これに対し、例えば特許文献１には、定着手段の所定部分を冷却するために気体を供給する第１の送風手段と、前記定着手段よりも搬送方向下流側で、シート材の熱を送風により冷却する第２の送風手段と、前記第１の送風手段および前記第２の送風手段から供給される気体を排気する排気手段とを有する画像形成装置において、前記第１の送風手段は、シート材のサイズによって前記定着手段に対する送風状態を変更し、前記第２の送風手段からの風量を前記第１の送風手段の送風状態に応じて変更するように前記第２の送風手段の動作を制御する風量制御手段を設けることが開示されている。

特開２００７−３２２４７０号公報 特開２００１−１５４５１７号公報 特開２００１−１０９３２２号公報

特許文献１の技術によれば、送風手段を複数設けることで定着手段の温度制御を細かく行えるが、その分コスト高となり、また温度上昇分の熱量を排気してしまうことで無駄が生じ、消費電力が増大して省エネに反するという問題がある。

これに対し特許文献２には、加熱ロ−ラの外周に略合致する凹面を有する均熱部材を加圧手段の圧接部に埋め込んで備え、加熱ロ−ラの軸方向に延在するフィルム状のパイプ部材を内側から加圧手段により加熱ロ−ラ面に圧接し、トナ−を付着させた用紙を加熱ロ−ラとパイプ部材との圧接部を通過させてトナ−を用紙に融着させる技術が開示されている。しかしながら、かかる技術によれば、熱伝導率の高い部材を当接させることでウォームアップ時間の増大を招き、省エネに反するという問題がある。

更に特許文献３には、加熱ローラ内に、少なくとも、所定の幅の転写材の通過領域を主に加熱する第１のハロゲンヒータランプ(加熱手段)と、最大幅の転写材の通過領域内で、所定の幅の転写材の通過領域外の領域を主に加熱する第２のハロゲンヒータランプ(加熱手段)とを設け、所定の幅より狭い幅の転写材を連続して多数定着する際に、所定の幅より狭い幅の各転写材において単位時間あたりの通過枚数が最大となるように、第１のハロゲンヒータランプ及び第２のハロゲンヒータランプの発熱量及び加熱ローラの軸方向の配熱分布を、定着時に供給される電力内で設定すると共に、ウォームアップ時には、第２のハロゲンヒータランプの発熱量を上げる制御部を設ける技術が開示されている。しかしながら、かかる技術によれば、ヒータランプの配熱に対応しないサイズの紙には対応できないという問題がある。

本発明は、上述の課題を解決することを目的としたものであり、コストを抑えつつも十分な省エネ性能を確保しつつ、小サイズの転写材の通過の際にも非通過部温度上昇を有効に抑制できる定着装置および画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明の定着装置は、
定着ベルトと、
前記定着ベルトに外接して回転する加圧部材と、
前記定着ベルトに内接して該定着ベルトを介して前記加圧部材と圧接して定着ニップ部を形成するパッド部材と、
前記ベルトを加熱する加熱部材と、
を有する定着装置であって、
前記パッド部材は、低熱伝導層と、前記低熱伝導層よりも高い熱伝導率を有する高熱伝導層とを有し、
前記パッド部材を、前記低熱伝導層の面が前記定着ベルトに内接する第１の位置と、前記高熱伝導層の面が前記定着ベルトに内接する第２の位置との間で選択的に切り替える切替機構を、更に有し、
前記切替機構は、少なくともプリント動作中に前記パッド部材を前記第２の位置に切り替える。

本発明によれば、コストを抑えつつも十分な省エネ性能を確保しつつ、小サイズの転写材の通過の際にも非通過部温度上昇を有効に抑制できる定着装置および画像形成装置を提供することができる。

第１の実施の形態にかかる定着装置を示す要部断面図であり、（ａ）は通紙時の状態を示し、（ｂ）はウォームアップ時の状態を示す。 切替機構の斜視図である。 第２の実施の形態にかかる定着装置を示す要部断面図であり、（ａ）は通紙時の状態を示し、（ｂ）はウォームアップ時の状態を示す。 第３の実施の形態にかかる定着装置を示す要部断面図であり、（ａ）は通紙時の状態を示し、（ｂ）はウォームアップ時の状態を示す。 第４の実施の形態にかかる定着装置を示す要部断面図であり、（ａ）は通紙時の状態を示し、（ｂ）はウォームアップ時の状態を示す。 第５の実施の形態にかかる定着装置を示す要部断面図であり、（ａ）は通紙時の状態を示し、（ｂ）はウォームアップ時の状態を示す。

本発明の定着装置は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、およびこれらの複合機等の画像形成装置に用いられる。ここで、画像形成装置の全体構成は、定着装置の要部構成を除いて公知のものを採用することができるため、以下において、その全体構成の説明は省略して定着装置のみを説明する。

（第１の実施の形態）
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１は第１の実施の形態にかかる定着装置を示す要部断面図であり、（ａ）は通紙時の状態を示し、（ｂ）はウォームアップ時の状態を示す。

図１に示すように、定着装置１は、ハロゲンヒータなどの加熱部材となる加熱ヒータ２を内蔵した加熱ローラ３と、この加熱ローラ３から離間して配置された支持部材（パッド部材）４と、加熱ローラ３と支持部材４との間に掛け渡された無端ベルト状の定着ベルト５と、この定着ベルト５を挟んで支持部材４と対向する加圧ローラ（定着ベルトに外接して回転する加圧部材）６と、を備えている。また、支持部材４と加圧ローラ６とは定着ベルト５を挟んで転写材８の定着ニップ部９を形成している。転写材８は、画像が転写され得る用紙などの記録材である。

加熱ヒータ２は、上述したハロゲンヒータの他、抵抗発熱体や渦電流を発生させるための電磁誘導手段等の公知のものを利用することができる。加熱ヒータ２の発熱は、加熱ローラ３並びに定着ベルト５を介して定着ニップ部９に伝熱されて,ここを通過する転写材８の表面に形成された未定着トナーを熱溶融し、転写材８の表面にトナーを定着させ画像形成を行うことができる。

加熱ローラ３は、画像形成装置の大きさや処理能力（例えば、処理速度等）によって厚さは任意であるが、鉄・アルミ等の金属の芯金上に弾性体を設けたものが用いられている。この際、加熱ヒータ２からの熱を効率的に定着ベルト５に伝熱するため、芯金として薄肉円筒形状のローラ体とすることが好ましい。なお、加熱ローラ３の表面にはフッ素系やニッケル等の摺動性並びに耐浸性に優れた表面処理を施しても良い。

支持部材４は、定着ベルト５に内接するパッド部材４ａと、パッド部材４ａを背後から支持するパッド基材４ｂとを有する。板状であるパッド部材４ａは、断熱性の高い部材で構成された断熱層（低熱伝導層）４ｃと、断熱層よりも熱伝導性に優れた伝熱層（高熱伝導層）４ｄを重ね合わせて構成されている。断熱層４ｃは、比較的熱伝導率の低い材料（例えば、低熱伝導シリコンゴム、ＰＰＳ、ＬＣＰ、ＰＥＴ等の耐熱樹脂材）から構成されることができるが、特に熱容量が小さい（例えば、多孔質材料）とするとウォームアップ時間の短縮に有利である。一方、伝熱層４ｄは、比較的熱伝導率の高い材料（例えば、ＡＬ、Ｃｕ、Ｆｅ等の金属又はグラファイトシート）が好適である。断熱層４ｃの熱伝導率は１．０Ｗ／ｍ・Ｋ以下であると好ましく、伝熱層４ｄの熱伝導率は５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であると好ましい。

本実施の形態では、パッド部材４ａの断熱層４ｃと伝熱層４ｄとが定着ベルト５に接触する面を切り替える為の切替機構を備えている。図２に切替機構の斜視図を示す。図２において、切替機構１０は、パッド部材４ａに駆動軸１１を連結してなるアクチュエータ１２を有する。駆動軸１１の軸線は、図１の図面垂直方向に延在している。画像形成装置のフレームに固定されたアクチュエータ１２は、駆動軸１１を矢印Ａ方向に駆動することでパッド部材４ａを抜き差しできると共に、駆動軸１１を矢印Ｂ方向に回転させることで、パッド部材４ａを反転できるようになっている。

図１において、パッド基材４ｂは、ＡＬ、Ｆｅ,ステンレス等の金属より形成されている。

定着ベルト５は、回動移動に伴う変形を許容するため、ニッケル（Ｎｉ）・鉄・ステンレス（ＳＵＳ）などの薄肉金属シート材料や、ポリイミド（ＰＩ）等の耐熱性樹脂シート材料といったシート基材の両端を接続することにより無端状とした基材を備える。その基材の表面には表層にはパーフルオロアルキルビニルエーテル（ＰＦＡ）やポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等からなる離型性層が形成されて離型性が付与されている。

また、定着させた画像の画質を向上させるため、基材と離型性層との間に弾性層を設けることも可能である。即ち、転写材上の表面（トナー付着面）側に弾性層を設けない場合、転写材上のトナーの凹凸（カラー画像の場合特に顕著）をつぶして画像劣化の要因となるといった不具合を解消することができる。なお、定着ベルト５は、ばね等の張力付与手段を介して緊張状態で回動移動する。

加圧ローラ６は、定着ベルト５の回動方向と逆方向に回転することによって定着ニップ部９で転写材８を挟持しつつ所定方向に転写材を搬送する。この際、摩擦力を利用して定着ベルト５の回動移動を従動駆動させても良い。この際、加圧ローラ６は、転写材８の搬送姿勢、定着条件（濃度など）、用紙種類、搬送速度、環境、マシン状態、正逆転（両面印刷など）といった各種設定条件等に基づいて回転速度や方向が制御される。

なお、定着ベルト５を介して図示しない加圧機構によって所定の圧接力にて支持部材４と加圧ローラ６とが互いに圧接されることによって起こる加圧ローラ６上の弾性層の変形により、未定着トナーを転写材８に対して定着させるに必要な熱を供給するためのニップ幅を得ることができる。この際、支持部材４と加圧ローラ６との間を加圧する加圧機構としては、ばね部材やカム機構を利用した形態などが考えられ、必要に応じて圧接解除機構や圧接力変更手段を別途も受けることも可能である。

尚、加圧ローラ６と支持部材４とは、不図示の駆動部により図１に示す近接位置と、両者が離間する離間位置との間で相対移動可能となっている。

このような構成において、画像形成装置のウォームアップ時とプリント動作時とでパッド部材４ａの姿勢を各々、後述する第１の位置と第２の位置とになるよう切り替える。より具体的には、不図示の駆動部により加圧ローラ６と支持部材４とを離間させて圧接を解除し、更に切替機構１０のアクチュエータ１２が駆動軸１１を駆動することで、定着ニップ部９からパッド部材４ａを抜き出し、反転させてから再度定着ニップ部９へと戻す。その後、不図示の駆動部により加圧ローラ６と支持部材４とを近接させて圧接を再開する。特に、画像形成装置の制御部が、ウォームアップ動作が終了し、所定の小サイズ連続通紙が行われると判断したとき、切替機構１０を制御して第１の位置から第２の位置への切り替えが行われると好ましい。

ここで、図１（ｂ）に示すウォームアップ動作時には、パッド部材４ａの断熱層４ｃの面が定着ベルト５を挟んで加圧ローラ６に対向した第１の位置（低熱伝導層の面が定着ベルトに内接する位置）とする。このとき、定着ベルト５に断熱層４ｃは接しているが、伝熱層４ｄは接していない。よって、定着ベルト５からパッド部材４ａへの熱の移動が抑制され、ウォームアップ時間が短縮されることで、起動時間の短縮が出来、省エネが図れる。

これに対し、図１（ａ）に示すプリント動作時には、パッド部材４ａの伝熱層４ｄの面が定着ベルト５を挟んで加圧ローラ６に対向した第２の位置（高熱伝導層の面が定着ベルトに内接する位置）とする。このとき、定着ベルト５に伝熱層４ｄは接しているが、断熱層４ｃは接していない。よって、特に通紙幅方向の温度ムラを抑制する必要がある小サイズ連続通紙時に、定着ベルト５からパッド部材４ａへの熱の移動がスムーズに行われることで、非通過部温度上昇を有効に抑制できるから、印刷ムラを抑制して高画質な画像を形成できる。つまり、相反するウォームアップ時のパッド部材４ａへの熱移動の抑制と、プリント動作時の通紙幅方向の熱伝導維持とを両立できるのである。尚、定着ベルト５が第１の位置では伝熱層４ｄに接触せず、第２の位置では断熱層４ｃに接触しないとしているが、それぞれ伝熱に影響を与えない程度に小面積が接触するようにしても良い。

以上の変形例として、パッド部材４ａの断熱層４ｃと伝熱層４ｄとを直列に連結し、長手方向端部に設けたアクチュエータ１２の駆動軸１１に連結することもできる。かかる変形例によれば、アクチュエータを駆動して図面垂直方向に引き出すことで、定着ベルト５に伝熱層４ｄを接触させ、また図面垂直方向に押し出すことで、定着ベルト５に断熱層４ｃを接触させるようにできるから、駆動軸１１を回転させる必要がなくなり、アクチュエータ１２の構成が簡素化される。

（第２の実施の形態）
図３は、第２の実施の形態にかかる定着装置１Ａを示す要部断面図である。上述した実施の形態に対し、本実施の形態は支持部材４Ａのパッド部材４ａの構成のみが異なる。より具体的には、パッド部材４ａは、板状の断熱層４ｃと、ブロック状の伝熱層４ｄと、これらを保持する角柱状の保持部４ｅとを有している。断熱層４ｃの面は、保持部４ｅの一側面に露出し、伝熱層４ｄの面は、別の一側面に露出している。保持部４ｅは、図２に示すようなアクチュエータ１２の駆動軸１１に連結されているが、ここでは駆動軸１１は回転のみ可能であれば足りる。尚、保持部４ｅの角は丸められ、回転時に干渉しにくいものとされている。それ以外の構成は、上述した実施の形態と同様であるため説明を省略する。

このような構成において、画像形成装置のウォームアップ時とプリント動作時との間で、不図示の駆動部により加圧ローラ６と支持部材４Ａとを離間させて圧接を解除し、更に切替機構１０のアクチュエータ１２が駆動軸１１を駆動することで、パッド部材４ａを回転させ、断熱層４ｃ又は伝熱層４ｄの露出した面を定着ベルト５に対向させる。その後、不図示の駆動部により加圧ローラ６と支持部材４Ａとを近接させて圧接を再開する。

ここで、図３（ｂ）に示すウォームアップ動作時には、パッド部材４ａの断熱層４ｃの面が定着ベルト５を挟んで加圧ローラ６に対向した第１の位置（低熱伝導層の面が定着ベルトに内接する位置）とする。このとき、定着ベルト５に断熱層４ｃは接しているが、伝熱層４ｄは接していない。よって、定着ベルト５からパッド部材４ａへの熱の移動が抑制され、ウォームアップ時間が短縮されることで、起動時間の短縮が出来、省エネが図れる。

これに対し、図３（ａ）に示すプリント動作時には、パッド部材４ａの伝熱層４ｄの面が定着ベルト５を挟んで加圧ローラ６に対向した第２の位置（高熱伝導層の面が定着ベルトに内接する位置）とする。このとき、定着ベルト５に伝熱層４ｄは接しているが、断熱層４ｃは接していない。よって、特に通紙幅方向の温度ムラを抑制する必要がある小サイズ連続通紙時に、定着ベルト５からパッド部材４ａへの熱の移動がスムーズに行われることで、非通過部温度上昇を有効に抑制できるから、印刷ムラを抑制して高画質な画像を形成できる。

（第３の実施の形態）
図４は、第３の実施の形態にかかる定着装置１Ｂを示す要部断面図である。上述した実施の形態に対し、本実施の形態は支持部材４Ｂの構成及び定着ベルト５の巻き掛け構成のみが異なる。より具体的には、パッド基材４ｂは円筒状である。又、パッド部材４ａはパッド基材４ｂの外周に接合されて一体的に回転するようになっている。パッド部材４ａは、曲がった板状の断熱層４ｃと、曲がった板状の伝熱層４ｄと、断熱層４ｃおよび伝熱層４ｄの円弧面を露出しつつこれらを保持する保持部４ｅとを有している。パッド基材４ｂは、図２に示すようなアクチュエータ１２の駆動軸１１に連結されているが、ここでは駆動軸１１は回転のみ可能であれば足りる。

更に、本実施の形態ではアイドルプーリ１３が設けられており、定着ベルト５が加熱ローラ３と,アイドルプーリ１３と、パッド部材４ａの外周に巻き付けられて、回転移動するようになっている。

このような構成において、画像形成装置のウォームアップ時とプリント動作時との間で、不図示の駆動部により加圧ローラ６と支持部材４Ｂとを離間させて圧接を解除し、更に切替機構１０のアクチュエータ１２が駆動軸１１を駆動することで、パッド基材４ｂを回転させ、断熱層４ｃ又は伝熱層４ｄの露出した面を定着ベルト５に対向させる。その後、不図示の駆動部により加圧ローラ６と支持部材４Ｂとを近接させて圧接を再開する。本実施の形態によれば、上述の実施の形態に比較して、切り替えのためにアクチュエータ１２の駆動軸１１の回転角が小さくて済むので、アクチュエータ１２を更に簡素化でき、通電時間も少なく省エネを図れる。

ここで、図４（ｂ）に示すウォームアップ動作時には、パッド部材４ａの断熱層４ｃの面が定着ベルト５を挟んで加圧ローラ６に対向した第１の位置（低熱伝導層の面が定着ベルトに内接する位置）とする。このとき、アイドルプーリ１３を設けることで、パッド部材４ａの外周に向かって進入する定着ベルト５と、ここから退出する定着ベルト５のなす張架角が広がるため、定着ベルト５に断熱層４ｃは接しているが、伝熱層４ｄは接しないようにできる。よって、定着ベルト５からパッド部材４ａへの熱の移動が抑制され、ウォームアップ時間が短縮されることで、起動時間の短縮が出来、省エネが図れる。

これに対し、図４（ａ）に示すプリント動作時には、パッド部材４ａの伝熱層４ｄの面が定着ベルト５を挟んで加圧ローラ６に対向した第２の位置（高熱伝導層の面が定着ベルトに内接する位置）とする。このとき、アイドルプーリ１３を設けたことで、定着ベルト５に伝熱層４ｄは接しているが、断熱層４ｃは接していない。よって、特に通紙幅方向の温度ムラを抑制する必要がある小サイズ連続通紙時に、定着ベルト５からパッド部材４ａへの熱の移動がスムーズに行われることで、非通過部温度上昇を有効に抑制できるから、印刷ムラを抑制して高画質な画像を形成できる。

（第４の実施の形態）
図５は、第４の実施の形態にかかる定着装置１Ｃを示す要部断面図である。図４の実施の形態に対し、本実施の形態は支持部材４Ｃの構成のみが異なる。より具体的には、パッド部材４ａは円筒形状を有し、伝熱層４ｄの外周に１８０度位相にわたって板状の断熱層４ｃを接合してなる。本実施の形態では、パッド部材４ａがパッド基材を兼ねている。パッド部材４ａの両端は、軸受等により回転可能に保持されていると好ましい。パッド部材４ａは、図２に示すようなアクチュエータ１２の駆動軸１１に連結されているが、ここでは駆動軸１１は回転のみ可能であれば足りる。

このような構成において、画像形成装置のウォームアップ時とプリント動作時との間で、不図示の駆動部により加圧ローラ６と支持部材４Ｃとを離間させて圧接を解除し、更に切替機構１０のアクチュエータ１２が駆動軸１１を駆動することで、パッド部材４ａを回転させ、断熱層４ｃ又は伝熱層４ｄの露出した面を定着ベルト５に対向させる。その後、不図示の駆動部により加圧ローラ６と支持部材４Ｃとを近接させて圧接を再開する。

ここで、図５（ｂ）に示すウォームアップ動作時には、パッド部材４ａの断熱層４ｃの面が定着ベルト５を挟んで加圧ローラ６に対向した第１の位置（低熱伝導層の面が定着ベルトに内接する位置）とする。このとき、アイドルプーリ１３を設けることで、パッド部材４ａの外周に向かって進入する定着ベルト５と、ここから退出する定着ベルト５のなす張架角が広がるため、定着ベルト５に断熱層４ｃは接しているが、伝熱層４ｄは接しないようにできる。よって、定着ベルト５からパッド部材４ａへの熱の移動が抑制され、ウォームアップ時間が短縮されることで、起動時間の短縮が出来、省エネが図れる。

これに対し、図５（ａ）に示すプリント動作時には、パッド部材４ａの伝熱層４ｄの面が定着ベルト５を挟んで加圧ローラ６に対向した第２の位置（高熱伝導層の面が定着ベルトに内接する位置）とする。このとき、アイドルプーリ１３を設けたことで、定着ベルト５に伝熱層４ｄは接しているが、断熱層４ｃは接していない。よって、特に通紙幅方向の温度ムラを抑制する必要がある小サイズ連続通紙時に、定着ベルト５からパッド部材４ａへの熱の移動がスムーズに行われることで、非通過部温度上昇を有効に抑制できるから、印刷ムラを抑制して高画質な画像を形成できる。

（第５の実施の形態）
図６は、第５の実施の形態にかかる定着装置１Ｄを示す要部断面図である。図４の実施の形態に対し、本実施の形態は支持部材４Ｄの構成のみが異なる。より具体的には、パッド部材４ａは薄肉のチューブ状であり、１８０度位相で半筒状の断熱層４ｃおよび伝熱層４ｄを接合した形状を有する。パッド基材４ｂは、パッド部材４ａの内側に設けられ、摺動部材４ｆを介してパッド部材４ａを定着ベルト５側に付勢するようになっている。パッド部材４ａは、図２に示すようなアクチュエータ１２の駆動軸１１に連結されているが、ここでは駆動軸１１は回転のみ可能であれば足りる。

尚、パッド部材４ａを、総厚500μm以下の可撓性を有するベルト状部材としても良い。ベルト状であるパッド部材４ａの回転方向に対して順方向のみの回転で、断熱層４ｃと伝熱層４ｄの切替が可能であり、パッド部材４ａや加圧ローラ６への負荷が小さいからである。また、パッド部材４ａとパッド基材４ｂとの間に、特に摺動性を確保する摺動部材（例えば、摺動シート、潤滑用グリス）を適宜設けることで、ベルト走行性が安定する。

但し、パッド部材４ａが可撓性を有する場合には、アクチュエータ１２との連結に工夫が必要になる。かかる場合、駆動軸１１とパッド部材４ａとの固定は、軸方向両端部に設けられた特殊な固定手段で固定することができる。このような固定手段としては、内外面からパッド部材４ａを挟み込んで固定する狭持手段と、断熱層４ｃ又は伝熱層４ｄの位置を検知する検知手段とで構成され、前記検知手段の検知結果に基づいて前記狭持手段を制御する方法が例示できる。

このような構成において、画像形成装置のウォームアップ時とプリント動作時との間で、不図示の駆動部により加圧ローラ６と支持部材４Ｄとを離間させて圧接を解除し、更に切替機構１０のアクチュエータ１２が駆動軸１１を駆動することで、パッド部材４ａを一方向に回転させ、断熱層４ｃ又は伝熱層４ｄの露出した面を定着ベルト５に対向させる。その後、不図示の駆動部により加圧ローラ６と支持部材４Ｄとを近接させて圧接を再開する。

ここで、図６（ｂ）に示すウォームアップ動作時には、パッド部材４ａの断熱層４ｃの面が定着ベルト５を挟んで加圧ローラ６に対向した第１の位置（低熱伝導層の面が定着ベルトに内接する位置）とする。このとき、アイドルプーリ１３を設けることで、パッド部材４ａの外周に向かって進入する定着ベルト５と、ここから退出する定着ベルト５のなす張架角が広がるため、定着ベルト５に断熱層４ｃは接しているが、伝熱層４ｄは接しないようにできる。よって、定着ベルト５からパッド部材４ａへの熱の移動が抑制され、ウォームアップ時間が短縮されることで、起動時間の短縮が出来、省エネが図れる。

これに対し、図６（ａ）に示すプリント動作時には、パッド部材４ａの伝熱層４ｄの面が定着ベルト５を挟んで加圧ローラ６に対向した第２の位置（高熱伝導層の面が定着ベルトに内接する位置）とする。このとき、アイドルプーリ１３を設けたことで、定着ベルト５に伝熱層４ｄは接しているが、断熱層４ｃは接していない。よって、特に通紙幅方向の温度ムラを抑制する必要がある小サイズ連続通紙時に、定着ベルト５からパッド部材４ａへの熱の移動がスムーズに行われることで、非通過部温度上昇を有効に抑制できるから、印刷ムラを抑制して高画質な画像を形成できる。

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ定着装置
２ 加熱ヒータ
３ 加熱ローラ
４ 支持部材
４、４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ支持部材
４ａ パッド部材
４ｂ パッド基材
４ｃ 断熱層
４ｄ 伝熱層
４ｅ 保持部
４ｆ 摺動部材
５ 定着ベルト
６ 加圧ローラ
８ 転写材
９ 定着ニップ部
１０ 切替機構
１１ 駆動軸
１２ アクチュエータ
１３ アイドルプーリ

Claims (7)

1. 定着ベルトと、
   前記定着ベルトに外接して回転する加圧部材と、
   前記定着ベルトに内接して該定着ベルトを介して前記加圧部材と圧接して定着ニップ部を形成するパッド部材と、
   前記ベルトを加熱する加熱部材と、
   を有する定着装置であって、
   前記パッド部材は、低熱伝導層と、前記低熱伝導層よりも高い熱伝導率を有する高熱伝導層とを有し、
   前記パッド部材を、前記低熱伝導層の面が前記定着ベルトに内接する第１の位置と、前記高熱伝導層の面が前記定着ベルトに内接する第２の位置との間で選択的に切り替える切替機構を、更に有し、
   前記切替機構は、少なくともプリント動作中に前記パッド部材を前記第２の位置に切り替える定着装置。
2. 前記切替機構は、ウォームアップ動作中は、前記パッド部材を前記第１の位置に切り替える請求項１に記載の定着装置。
3. 前記第１の位置で、前記高熱伝導率層の面が前記定着ベルトに接触せず、前記第２の位置で、前記低熱伝導率層の面が前記定着ベルトに接触しない請求項１又は２に記載の定着装置。
4. 前記低熱伝導率層は多孔質材料より構成される請求項１乃至３のいずれか一項に記載の定着装置。
5. 前記高熱伝導率層は金属より構成される請求項１乃至４のいずれか一項に記載の定着装置。
6. 前記高熱伝導率層はグラファイトシートより構成される請求項１乃至４のいずれか一項に記載の定着装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載の定着装置を備える画像形成装置。

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