JP2024020152A - 加熱装置、定着装置、画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、微粒子及び超微粒子の発生を抑制することを目的とする。【解決手段】回転可能に保持される定着ベルト２１と、定着ベルト２１を加熱するヒータ２３と、定着ベルト２１の長手方向端部を保持するベルト保持部材２７と、ヒータ２３からの伝熱を遮蔽する遮蔽部３０と、ベルト保持部材２７に付着する液状又は半固体状の潤滑性物質とを備えた定着装置２０であって、遮蔽部３０は、ヒータ２３および定着ベルト２１に対向する第一遮熱板３１と、ベルト保持部材２７に対向する第二遮熱板３２とを有し、第一遮熱板３１と第二遮熱板３２との間に、両者の間の伝熱を抑制する空間が設けられ、第二遮熱板３２は、ヒータ２３の主発熱領域Ｈよりも定着ベルト２１の長手方向の外側にのみ設けられることを特徴とする。【選択図】図３

Description

本発明は、加熱装置、定着装置および画像形成装置に関する。

複写機又はプリンタなどの画像形成装置に搭載される加熱装置の一例として、用紙などの記録媒体を加熱して記録媒体上の未定着画像を記録媒体に定着させる定着装置が知られている。

斯かる定着装置は、互いに接触する一対の回転体と、一対の回転体の少なくとも一方を加熱する加熱源を備えている。回転体同士が接触するニップ部に用紙を通過させることにより、用紙上の未定着画像が加熱及び加圧されて用紙に定着される。

加熱源から放出される輻射熱の多くは回転体を加熱する熱エネルギーとして消費される。しかし、輻射熱の一部が回転体の周囲の部材へ照射されたり、温度上昇した回転体の熱が周囲の部材へ伝達されたりすることなどによって、周囲の部材が温度上昇することがある。

このような問題に対して、例えば特許文献１（特開２０１３－１６４４５３号公報）では、通紙領域外に遮光部材が配置される。遮光部材には、ヒータと定着ベルトの通紙領域外の部分との間に配置される高反射率の領域と、ヒータと定着ベルトを保持するベルト保持部材との間に配置される低反射率の領域とが長手方向に連続的に設けられる。この遮光部材の低反射率の領域により、ヒータからベルト保持部材への熱線照射を抑制できる。

しかし特許文献１の構成では、ヒータの熱線が照射されて遮光部材の特に高反射率の領域の温度が上昇しやすい。そして、この高反射率の領域から低反射率の領域へ伝熱が起きることにより、低反射率の領域も高温になりやすい。そして、ベルト保持部材に対向する低反射率の領域が高温になると、空気を介した伝熱によりベルト保持部材が加熱されて高温になってしまう。

ところで、定着装置などの加熱装置においては、回転体の回転を円滑に行えるようにするため、一般的にオイル又はグリースなどの潤滑剤が用いられている。また、このような潤滑剤は、装置内に設けられる加熱源の熱などにより温度上昇すると低分子の一部の成分が揮発し、大気で冷やされることにより凝集して微粒子が発生してしまうことが知られている。

近年、製品から排出される微粒子（粒径が１００［ｎｍ］～２５００［ｎｍ］の粒子）に関する規制が強化されてきており、例えば、ドイツのブルーエンジェル規格においては、粒径が５．６［ｎｍ］～５６０［ｎｍ］の微粒子及び超微粒子の発生個数（個／１０分）についての基準値が定められている。そのため、潤滑剤などの揮発性物質から生じる微粒子及び超微粒子の発生を効果的に抑制する対策が求められている。上記特許文献１においては、回転体保持部材の温度上昇を抑制する対策については記載されているが、揮発性物質の温度上昇に伴う微粒子及び超微粒子の発生の問題については何ら検討されていない。

本発明は、微粒子及び超微粒子の発生を抑制することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明は、回転可能に保持される回転体と、前記回転体を加熱する加熱源と、前記回転体の長手方向端部を保持する回転体保持部材と、前記加熱源からの伝熱を遮蔽する遮蔽部と、前記回転体保持部材に付着する液状又は半固体状の潤滑性物質とを備えた加熱装置であって、前記遮蔽部は、前記加熱源および前記回転体に対向する第一遮蔽部と、前記回転体保持部材に対向する第二遮蔽部とを有し、前記第一遮蔽部と前記第二遮蔽部との間に、両者の間の伝熱を抑制する伝熱抑制部が設けられ、前記第二遮蔽部は、前記加熱源の主発熱領域よりも前記回転体の長手方向の外側にのみ設けられることを特徴とする。

本発明によれば、微粒子及び超微粒子の発生を抑制できる。

画像形成装置の概略構成図である。 本発明の第一実施形態に係る定着装置の長手方向に直交する断面図である。 本実施形態に係る定着装置を、定着ベルトの長手方向に沿って切断した端部側の断面図である。 本実施形態に係る定着装置における、連続印刷時の遮熱板およびベルト保持部材の温度上昇を示す図である。 図４の連続印刷時の微粒子及び超微粒子の発生速度を示す図である。 本発明の第二実施形態に係る定着装置を、定着ベルトの長手方向に沿って切断した端部側の断面図である。 本発明の第三実施形態に係る定着装置を、定着ベルトの長手方向に沿って切断した端部側の断面図である。 本発明の第四実施形態に係る定着装置を、定着ベルトの長手方向に沿って切断した端部側の断面図である。 本発明の第五実施形態に係る定着装置を、定着ベルトの長手方向に沿って切断した端部側の断面図である。 本発明の第六実施形態に係る定着装置の遮熱板を示す図で、（ａ）図が平面図、（ｂ）図が斜視図である。 本発明の第七実施形態に係る定着装置を、定着ベルトの長手方向に沿って切断した端部側の断面図である。 図２の定着装置の一例を示す斜視図である。 図２と異なる実施形態に係る定着装置の中央側断面図である。 図１３の定着装置の端部側断面図である。 図２、図１３と異なる実施形態に係る定着装置の端部側断面図である。 図１５の定着装置を、定着ベルトの長手方向に沿って切断した断面図である。 潤滑剤の温度と微粒子及び超微粒子の発生濃度の関係を示す図である。 従来の定着装置を、定着ベルトの長手方向に沿って切断した端部側の断面図である。 図１８の定着装置において、連続印刷時の遮熱板およびベルト保持部材の温度上昇を示す図である。 図１９の連続印刷時の微粒子及び超微粒子の発生速度を示す図である。 ハロゲンヒータおよびカーボンヒータの発熱部を示す図である。 セラミックヒータの発熱部を示す図である。

以下、添付の図面に基づき、本発明について説明する。なお、本発明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及び構成部品など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。

図１は、本発明の実施の一形態に係る画像形成装置の概略構成図である。ここで、本明細書中における「画像形成装置」には、プリンタ、複写機、ファクシミリ、印刷機、又は、これらのうちの二つ以上を組み合わせた複合機などが含まれる。また、以下の説明で使用する「画像形成」とは、文字及び図形などの意味を持つ画像を形成するだけでなく、パターンなどの意味を持たない画像を形成することも意味する。まず、図１を参照して、本実施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に示されるように、本実施形態に係る画像形成装置１００は、用紙などのシート状の記録媒体に画像を形成する画像形成部２００と、記録媒体に画像を定着させる定着部３００と、記録媒体を画像形成部２００へ供給する記録媒体供給部４００と、記録媒体を装置外へ排出する記録媒体排出部５００を備えている。

画像形成部２００には、作像ユニットとしての４つのプロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋと、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋが備える感光体２に静電潜像を形成する露光装置６と、記録媒体に画像を転写する転写装置８が設けられている。

各プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋは、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの異なる色のトナー（現像剤）を収容している以外、基本的に同じ構成である。具体的に、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋは、表面に画像を担持する像担持体としての感光体２と、感光体２の表面を帯電させる帯電部材３と、感光体２の表面に現像剤としてのトナーを供給してトナー画像を形成する現像装置４と、感光体２の表面を清掃するクリーニング部材５を備えている。

転写装置８は、中間転写ベルト１１と、一次転写ローラ１２と、二次転写ローラ１３を備えている。中間転写ベルト１１は、無端状のベルト部材であり、複数の支持ローラによって張架されている。一次転写ローラ１２は、中間転写ベルト１１の内側に４つ設けられている。各一次転写ローラ１２が中間転写ベルト１１を介して各感光体２に接触することにより、中間転写ベルト１１と各感光体２との間に一次転写ニップが形成されている。二次転写ローラ１３は、中間転写ベルト１１の外周面に接触し、二次転写ニップを形成している。

定着部３００においては、画像が転写された記録媒体を加熱する加熱装置としての定着装置２０が設けられている。定着装置２０は、記録媒体上の画像を加熱する定着ベルト２１と、定着ベルト２１に接触してニップ部（定着ニップ）を形成する加圧ローラ２２などを備えている。

記録媒体供給部４００には、記録媒体としての用紙Ｐを収容する給紙カセット１４と、給紙カセット１４から用紙Ｐを送り出す給紙ローラ１５が設けられている。以下、「記録媒体」を「用紙」として説明するが、「記録媒体」は紙（用紙）に限定されない。「記録媒体」は、紙（用紙）だけでなくＯＨＰシート又は布帛、金属シート、プラスチックフィルム、あるいは炭素繊維にあらかじめ樹脂を含浸させたプリプレグシートなども含む。また、「用紙」には、普通紙以外に、厚紙、はがき、封筒、薄紙、塗工紙（コート紙及びアート紙など）、トレーシングペーパなども含まれる。

記録媒体排出部５００には、用紙Ｐを画像形成装置外に排出する一対の排紙ローラ１７と、排紙ローラ１７によって排出された用紙Ｐを載置する排紙トレイ１８が設けられている。

次に、図１を参照しつつ本実施形態に係る画像形成装置１００の印刷動作について説明する。

画像形成装置１００において印刷動作が開始されると、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋの感光体２及び転写装置８の中間転写ベルト１１が回転を開始する。また、給紙ローラ１５が、回転を開始し、給紙カセット１４から用紙Ｐが送り出される。送り出された用紙Ｐは、一対のタイミングローラ１６に接触することにより静止し、用紙Ｐに転写される画像が形成されるまで用紙Ｐの搬送が一旦停止される。

各プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋにおいては、まず、帯電部材３によって、感光体２の表面が均一な高電位に帯電される。次いで、原稿読取装置によって読み取られた原稿の画像情報、あるいは端末からプリント指示されたプリント画像情報に基づいて、露光装置６が、各感光体２の表面（帯電面）を露光する。これにより、露光された部分の電位が低下して各感光体２の表面に静電潜像が形成される。そして、この静電潜像に対して現像装置４がトナーを供給し、各感光体２上にトナー画像が形成される。各感光体２上に形成されたトナー画像は、各感光体２の回転に伴って一次転写ニップ（一次転写ローラ１２の位置）に達すると、回転する中間転写ベルト１１上に順次重なり合うように転写される。かくして、中間転写ベルト１１上にフルカラーのトナー画像が形成される。なお、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋのいずれか一つを使用して単色画像を形成したり、いずれか２つ又は３つのプロセスユニットを用いて２色又は３色の画像を形成したりすることもできる。また、中間転写ベルト１１へトナー画像が転写された後は、クリーニング部材５によって各感光体２上の残留トナーなどが除去される。

中間転写ベルト１１上に転写されたトナー画像は、中間転写ベルト１１の回転に伴って二次転写ニップ（二次転写ローラ１３の位置）へ搬送され、タイミングローラ１６によって搬送されてきた用紙Ｐ上に転写される。その後、用紙Ｐは、定着装置２０へと搬送され、定着ベルト２１と加圧ローラ２２によって用紙Ｐ上のトナー画像が加熱及び加圧され、トナー画像が用紙Ｐに定着される。そして、用紙Ｐは、記録媒体排出部５００へ搬送され、排紙ローラ１７によって排紙トレイ１８へ排出される。これにより、一連の印刷動作が終了する。

続いて、図２、図３に基づき、本実施形態に係る定着装置の基本構成について説明する。図２は、本実施形態に係る定着装置を、定着ベルト２１の長手方向端部側において切断した端部断面図、図３は定着装置を長手方向に沿って切断した端部側の断面図である。なお、ここでいう定着ベルトの「長手方向」とは、図３中の矢印Ｘにて示される方向であり、加圧ローラ２２の回転軸方向、あるいは定着ベルト２１と加圧ローラ２２との間（ニップ部）を通過する用紙の幅方向（用紙搬送方向とは交差する方向）と同じ方向を意味する。また、以下の説明中の「長手方向」も同じ意味である。

図２に示されるように、本実施形態に係る定着装置２０は、定着ベルト２１及び加圧ローラ２２のほか、ヒータ２３と、ニップ形成部材２４と、ステー２５と、反射部材２６と、ベルト保持部材２７（図３参照）と、第一遮熱板３１および第二遮熱板３２と、を備えている。これらの部材は長手方向に延在している。

定着ベルト２１は、用紙Ｐの未定着トナー担持面に接触して未定着トナー（未定着画像）を用紙Ｐに定着させる回転体（第一回転体又は定着部材）である。

具体的に、定着ベルト２１は、内周面側から外周面側に向かって順に、基材、弾性層、離型層が積層される無端状のベルトにより構成される。基材は、層厚が３０～５０μｍであって、ニッケル、ステンレスなどの金属材料、あるいはポリイミドなどの樹脂材料により形成される。弾性層は、層厚が１００～３００μｍであって、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム、フッ素ゴムなどのゴム材料により形成される。定着ベルト２１が弾性層を有していることにより、ニップ部における定着ベルト２１の表面に微小な凹凸が形成されなくなるため、用紙Ｐ上のトナー画像に熱が均一に伝わりやすくなる。離型層は、層厚が１０～５０μｍであって、ＰＦＡ（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）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ＰＥＳ（ポリエーテルサルファイド）などの材料により形成される。定着ベルト２１が、離型層を有していることにより、トナー（トナー画像）に対する離型性（剥離性）が確保される。また、定着ベルト２１は、小型化及び低熱容量化のため、その全体の厚さが１ｍｍ以下、直径が３０ｍｍ以下であることが好ましい。

加圧ローラ２２は、定着ベルト２１の外周面に対向して配置される回転体(第二回転体又は対向部材)である。

具体的に、加圧ローラ２２は、中実の鉄製芯材と、この芯材の外周面に設けられる弾性層と、弾性層の外周面に設けられる離型層により構成される。芯材は、中空の部材であってもよい。弾性層は、シリコーンゴム、又は発泡性シリコーンゴム、あるいはフッ素ゴムなどにより形成されている。離型層は、ＰＦＡ又はＰＴＦＥなどのフッ素樹脂により形成されている。

ヒータ２３は、定着ベルト２１を加熱する加熱源である。本実施形態においては、ヒータ２３として、ハロゲンヒータが用いられている。また、ヒータ２３は、ハロゲンヒータのほか、カーボンヒータ又はセラミックヒータなどの他の輻射熱式のヒータであってもよい。また、本実施形態においては、ヒータ２３が、定着ベルト２１の内側に１つ配置されているが、ヒータ２３の数は複数であってもよい。

ニップ形成部材２４は、定着ベルト２１の内側に配置され、加圧ローラ２２の加圧力を受けて定着ベルト２１と加圧ローラ２２との間にニップ部Ｎを形成する部材である。ニップ形成部材２４は、ベースパッド２４１と、摺動シート２４２とを有している。

ベースパッド２４１は、定着ベルト２１の長手方向Ｘへ連続して配置され、ステー２５に固定されている。ベースパッド２４１が加圧ローラ２２の加圧力を受けることにより、ニップ部Ｎの形状が決定される。ベースパッド２４１の材料としては、耐熱温度が２００℃以上の耐熱性部材が用いられることが好ましい。例えば、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）、又は、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などの一般的な耐熱性樹脂が挙げられる。このような耐熱性材料をベースパッド２４１の材料として用いることにより、定着温度域におけるベースパッド２４１の熱変形を防止でき、ニップ部Ｎの形状を安定させることができる。ニップ部Ｎの形状は、図２に示されるような凹形状のほか、平坦状、あるいはそれ以外の形状であってもよい。

摺動シート２４２は、ベースパッド２４１と定着ベルト２１の内周面との間に介在する低摩擦性の部材であり、本実施形態ではフッ素樹脂により形成される。摺動シート２４２が、ベースパッド２４１と定着ベルト２１との間に介在することにより、ベースパッド２４１に対する定着ベルト２１の摺動抵抗が低減される。なお、ベースパッド２４１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２４２を有しない構成であってもよい。

ステー２５は、ニップ形成部材２４を加圧ローラ２２側とは反対側から支持する支持部材である。ステー２５がニップ形成部材２４を支持することにより、加圧ローラ２２の加圧によるニップ形成部材２４の撓み（特に定着ベルト２１の長手方向に渡る撓み）が抑制される。これにより、均一な幅のニップ部Ｎが得られる。ステー２５の材料としては、剛性を確保するため、ＳＵＳ又はＳＥＣＣなどの鉄系金属材料が好ましい。

反射部材２６は、ヒータ２３から放射される輻射熱（赤外線）を反射する部材である。ヒータ２３から放出される輻射熱が、反射部材２６によって定着ベルト２１へ反射されることにより、定着ベルト２１が効率良く加熱される。また、反射部材２６は、ステー２５とヒータ２３との間に介在して、ステー２５への熱伝達を抑制する機能も兼ねる。これにより、定着に直接寄与しない部材への熱の流動を抑制できるため、エネルギー消費の効率化を図れる。反射部材２６の材料としては、アルミニウム又はステンレスなどの金属材料を用いることができる。特に、反射部材２６が、アルミニウム製の基材の表面に反射率の高い銀を蒸着して構成されている場合は、加熱効率がより一層向上する。

ベルト保持部材２７は、定着ベルト２１を回転可能に保持する一対の回転体保持部材である。図３に示すように、ベルト保持部材２７は、定着ベルト２１の長手方向両端部においてその内側に挿入され、定着ベルト２１の内側を摺動回転可能に保持する。なお、ここでいう定着ベルト２１の「長手方向両端部」、及び以下の説明中における定着ベルト２１の「長手方向端部」は、定着ベルト２１の長手方向の最も端の端縁のみを意味する場合に限らない。「長手方向両端部」及び「長手方向端部」には、定着ベルト２１の長手方向の最も端の端縁のほか、定着ベルト２１を長手方向に三等分した場合の最小通紙領域よりも長手方向で外側である端縁から三分の一の長さの範囲内における任意の位置も含まれる。従って、ベルト保持部材２７は、定着ベルト２１の長手方向の最も端の端縁を含む領域（長手方向端部）を保持する場合のほか、定着ベルト２１の端縁を含まない領域（長手方向端部）を保持する場合であってもよい。

具体的に、図３に示すように、ベルト保持部材２７は、定着ベルト２１の長手方向端部内に挿入される断面Ｃ字状の挿入部２７ａと、挿入部２７ａよりも大きい外径に形成された規制部２７ｂとを有している。規制部２７ｂは、少なくとも定着ベルト２１の外径よりも大きく形成されており、定着ベルト２１に長手方向Ｘの寄り（長手方向への移動）が生じた場合にその寄りを規制する。挿入部２７ａは、定着ベルト２１の長手方向端部内に挿入されることにより、定着ベルト２１の内側を回転可能に保持する。

図２に示すように、第一遮熱板３１および第二遮熱板３２は、定着ベルト２１の周方向に延在する。図３に示すように、第一遮熱板３１は定着ベルト２１の長手方向Ｘの端部側とヒータ２３との間に配置される。第二遮熱板３２はベルト保持部材２７とヒータ２３との間に配置される。なお、図３では長手方向Ｘの一方側のみを示しているが、他方側も同様に、ベルト保持部材２７、第一遮熱板３１および第二遮熱板３２が配置される。

本実施形態に係る定着装置２０は、次のように動作する。

画像形成装置本体に設けられている駆動源の駆動によって加圧ローラ２２が図２中の矢印方向へ回転すると、加圧ローラ２２の回転に伴って定着ベルト２１が従動回転する。また、ヒータ２３が発熱し、ヒータ２３によって定着ベルト２１が加熱される。そして、定着ベルト２１の温度が定着温度となった状態において、未定着画像を担持する用紙Ｐが、定着ベルト２１と加圧ローラ２２との間（ニップ部Ｎ）へ搬送されると、定着ベルト２１と加圧ローラ２２によって用紙Ｐが加熱及び加圧され、用紙Ｐ上の画像が用紙Ｐに定着される。

ところで、上記のようなニップ形成部材２４を備える定着装置においては、定着ベルト２１が回転すると、ニップ形成部材２４に対して定着ベルト２１が摺動することにより、定着ベルト２１とニップ形成部材２４との間において摺動抵抗が発生する。このときの摺動抵抗を低減するため、定着ベルト２１とニップ形成部材２４との間には、一般的に、シリコーンオイル又はフッ素グリースなどの潤滑剤が介在するように塗布されている。潤滑剤は、例えば、ニップ形成部材２４のベースパッド２４１と定着ベルト２１の内周面との間に配置される摺動シート２４２に含ませられ、摺動シート２４２から潤滑剤が染み出すことにより、ニップ形成部材２４と定着ベルト２１との間に潤滑剤が介在する。

また、上記のように、一対のベルト保持部材２７によって定着ベルト２１を保持する構成においては、定着ベルト２１が回転すると、各ベルト保持部材２７に対して定着ベルト２１が摺動する。このとき、各ベルト保持部材２７と定着ベルト２１との間においても摺動抵抗が生じるため、その摺動抵抗を低減する目的で、各ベルト保持部材２７と定着ベルト２１との間においても、上記のような潤滑剤を介在させている。

このように、ニップ形成部材２４及びベルト保持部材２７などの摺動部材を備える構成においては、定着ベルト２１の摺動性を向上させるため、一般的に、シリコーンオイル又はフッ素グリースなどの潤滑剤が用いられている。しかしながら、このような潤滑剤は、定着装置の温度上昇に伴い低分子の一部の成分が揮発し、この揮発した成分が大気中で冷やされて凝集することで微粒子及び超微粒子（以下、「ＦＰ／ＵＦＰ」という。）が発生する。このため、定着装置からＦＰ／ＵＦＰが放出される虞がある。

近年、環境問題に対する意識の高まりから、製品から放出されるＦＰ／ＵＦＰの発生を抑制する対策が望まれており、画像形成装置においてもＦＰ／ＵＦＰの発生が少ない製品の開発が求められている。

そこで、本発明者らは、定着装置からのＦＰ／ＵＦＰの発生を抑制する対策を検討するにあたって、まず、潤滑剤として用いられるシリコーンオイル及びフッ素グリースの温度上昇と、これらの潤滑剤から生じるＦＰ／ＵＦＰの発生濃度（１ｃｍ^３あたりのＦＰ／ＵＦＰの発生個数）との関係を調べる試験を行った。その結果を、図１７に示す。

本試験は、ドイツ環境ラベル「ブルーエンジェルマーク」の認証試験所に設置される試験装置（容積１ｍ^３で、換気回数５回のチャンバー）内において、潤滑剤を入れたシャーレをホットプレート上に載置して２５０℃まで加熱し、ホットプレートの温度をモニターしながら、ブルーエンジェル規格において規定される粒径が５．６［ｎｍ］～５６０［ｎｍ］のＦＰ／ＵＦＰの発生濃度を測定することにより行った。ＦＰ／ＵＦＰの発生濃度は、粒子計測器ＦＭＰＳ（東京ダイレック社製のモデル3091 Fast Mobility Sizer）を用いて測定した。潤滑剤としては、フッ素グリース：７０［ｍｇ］と、シリコーンオイル：３５［ｍｇ］を用いた。図１７における実線が、フッ素グリースから生じるＦＰ／ＵＦＰの発生濃度を示し、同図中の点線が、シリコーンオイルから生じるＦＰ／ＵＦＰの発生濃度を示す。また、図１７においては、横軸にホットプレートの温度が示されているが、ホットプレートの温度上昇と潤滑剤の温度上昇はほぼ同期して変化するため、ここでは、ホットプレートの温度を潤滑剤の温度とみなす。

図１７に示すように、実線にて示されるフッ素グリースおよび点線にて示されるシリコーンオイルともに、１９５℃を超えた辺りから少しずつＦＰ／ＵＦＰが発生し始め、２００℃付近からＦＰ／ＵＦＰの濃度が急激に上昇した。

このように、２００℃を超える温度となり得る定着装置においては、潤滑剤が揮発した後、大気で冷やされることにより凝集してＦＰ／ＵＦＰが発生する虞がある。従って、このようなＦＰ／ＵＦＰを効果的に低減するには、ＦＰ／ＵＦＰが発生しやすい部分の温度上昇を抑制することが重要である。

しかしながら、これまで、ＦＰ／ＵＦＰが定着装置のどの部分から多く発生しているかについて特定できていなかった。そのため、本発明者らは、ＦＰ／ＵＦＰの主な発生源についての鋭意検討を行い、その結果、主にベルト保持部材に付着する潤滑剤の揮発に伴い、多くのＦＰ／ＵＦＰが発生することが分かった。その理由及び発生のメカニズムについて以下説明する。

図１８は、従来の定着装置を、定着ベルト２１０の長手方向Ｘに沿って切断した端部側の断面図である。

図１８に示すように、従来の定着装置は、上記本発明の実施形態に係る定着装置と同じように、定着ベルト２１０の長手方向端部を保持するベルト保持部材２７０を備えている。また、定着ベルト２１０の内側には、ヒータ２３０から放出される輻射熱を遮蔽する遮熱板３１０が配置されている。

ヒータ２３０は、その端部側で熱線が放射状に広がることにより、定着ベルト２１０だけでなくベルト保持部材２７０を加熱することができる。これに対して、遮熱板３１０がヒータ２３０の長手方向端部側に設けられ、ヒータ２３０とベルト保持部材２７０との間に配置されることにより、図１８に矢印で示すように、ヒータ２３０からベルト保持部材２７０への熱線を遮断できる。

しかし、このように遮熱板３１０がヒータ２３０からの熱線を受けることにより遮熱板３１０の温度が上昇する。そして、遮熱板３１０の温度上昇、特に遮熱板３１０のベルト保持部材２７０に対向する部分の温度上昇により、空気を介して遮熱板３１０からベルト保持部材２７０へ熱が伝達され、ベルト保持部材２７０の温度が上昇してしまう（図１８の矢印参照）。

図１９は、図１８の定着装置を備えた画像形成装置によって連続プリント動作を行った際の、時間経過に伴う遮熱板およびベルト保持部材の温度推移を示した図である。図１９の横軸は時間（ｓｅｃ）を示し、縦軸は温度（℃）を示している。図１９の点線は遮熱板の温度を示し、実線の曲線がベルト保持部材の温度を示している。

図１９に示すように、遮熱板の時間経過による温度上昇に伴って、ベルト保持部材の温度も上昇している。遮熱板の温度は３００℃超まで上昇する。ベルト保持部材の温度はおよそ２００秒で２００℃に到達する。

次に、図１８の定着装置を用いてＦＰ／ＵＦＰの発生速度を測定した実験結果について、図２０に示す。図２０の横軸は時間（ｍｉｎ）、縦軸はＦＰ／ＵＦＰの発生速度（個／ｓｅｃ）を示している。図２０に示されるＦＰ／ＵＦＰの発生速度は、従来の定着装置を備える画像形成装置を試験室（容積２．１８ｍ^３のチャンバー）内に設置し、用紙を１０分間連続通紙して白紙の状態で出力した際のＦＰ／ＵＦＰの発生速度（１秒あたりのＦＰ／ＵＦＰの発生個数）の測定結果を示す。このときの連続通紙時のプリント速度は、６０ｐｐｍ（Page Par Minutes）とした。また、用紙を白紙の状態で出力したのは、トナー中のワックスなどから生じるＦＰ／ＵＦＰが、測定対象に含まれないようにするためである。なお、測定対象は、ブルーエンジェル規格において規定される粒径が５．６［ｎｍ］～５６０［ｎｍ］のＦＰ／ＵＦＰを対象とした。

ここで、ＦＰ／ＵＦＰの発生速度の規格値が３．５×１０^１１（個／１０ｍｉｎ）であり、約５．８×１０^８（個／ｓｅｃ）である。図２０に示すように、１０分間の連続プリントにより、ＦＰ／ＵＦＰの発生速度がその規格値である３．５×１０^１１（個／１０ｍｉｎ）を大きく上回っていることがわかる。特に、図１９でベルト保持部材の温度が２００℃を超える３分頃からＦＰ／ＵＦＰの発生速度が急速に上昇している。

このように、図１９及び図２０に示される試験結果から、従来の定着装置、及びこれを備える画像形成装置においては、定着装置を１０分間稼働させて用紙を連続通紙すると、ベルト保持部材の温度上昇に伴ってＦＰ／ＵＦＰの発生個数が大幅に増加することが分かった。このことから、ベルト保持部材に付着している潤滑剤がＦＰ／ＵＦＰの発生源となっているといえる。従って、定着装置から発生するＦＰ／ＵＦＰの個数を効果的に低減するには、ベルト保持部材の温度上昇を抑制し、ベルト保持部材に付着する潤滑剤の温度上昇を抑制することが重要であるといえる。

そこで、本発明の実施形態においては、ベルト保持部材の温度上昇を抑制するため、以下のような対策を講じている。

本実施形態の定着装置２０は、図３に示すように、第一遮蔽部としての第一遮熱板３１と、第二遮蔽部としての第二遮熱板３２とによって構成される遮蔽部３０を備える。本実施形態では、第一遮蔽部と第二遮蔽部とが別部材によって構成され、第一遮熱板３１と第二遮熱板３２とは、長手方向Ｘに、伝熱抑制部としての空間を介して配置される。この伝熱抑制部は、第一遮熱板３１と第二遮熱板３２との間の伝熱を抑制する部分である。第一遮熱板３１は第二遮熱板３２よりも定着ベルト２１の長手方向Ｘの中央側に設けられる。第一遮熱板３１は、長手方向Ｘに延在し、長手方向Ｘの通紙領域Ｗよりも外側に設けられる。第一遮熱板３１は、ヒータ２３および定着ベルト２１に面し、ヒータ２３および定着ベルト２１の間に設けられる。より詳しくは、第一遮熱板３１は、ヒータ２３および定着ベルト２１に対して、定着ベルト２１の径方向に対向する。別の言い方をすると、第一遮熱板３１が設けられる長手方向Ｘの範囲は、ヒータ２３および定着ベルト２１が設けられる長手方向Ｘの範囲に重なっている。第二遮熱板３２は、長手方向Ｘにおける主発熱領域Ｈよりも外側に設けられる。第二遮熱板３２は、ベルト保持部材２７に対向し、ヒータ２３とベルト保持部材２７との間に設けられる。より詳しくは、第二遮熱板３２は、ベルト保持部材２７に対して、定着ベルト２１の径方向に対向する。別の言い方をすると、第二遮熱板３２が設けられる長手方向Ｘの範囲は、ベルト保持部材２７が設けられる長手方向Ｘの範囲に重なっている。定着ベルト２１の径方向とは、定着ベルト２１の長手方向Ｘに直交する平面上において、定着ベルト２１を略円形状とした時の円中心から定着ベルト２１の各ベルト表面位置へ向かう方向のことで、例えば図３の上下方向のことである。長手方向Ｘに直交する平面上において、第一遮熱板３１はヒータ２３と定着ベルト２１との間に設けられ、第二遮熱板３２はヒータ２３とベルト保持部材２７との間に設けられる。

主発熱領域Ｈとは、ヒータ２３の主たる発熱部が設けられる領域のことであり、ヒータ２３のベルト保持部材２７に面する領域よりも発熱量の大きい領域のことである。本実施形態のハロゲンヒータでは、主発熱領域Ｈは、巻き線がその他の部分よりも密になっている長手方向Ｘの範囲のことを指す。例えば図２１に示すように、巻き線９０の径をｄ、スパイラル状に巻かれた密巻部９１の径をＤ、密巻部９１における巻き線一巻き分の長手方向Ｘの長さであるピッチをＣとすると、一例としてｄ＝０．１～０．３ｍｍ程度、Ｄ＝０．６～１．０ｍｍ程度に設定される。ピッチＣは１．２≦Ｃ／ｄ≦１．８になるように設定され、０．２＜Ｃ＜０．５ｍｍに設定される。図２１では、密巻部９１以外の疎巻部９２を便宜上直線で示しているが、疎巻部９２も密巻部９１よりも長いピッチ、例えば１ｍｍ以下のピッチで巻き線９０が巻かれている。なお、主発熱領域Ｈは、密巻部９１同士の間に設けられた疎巻部９２も含んだ長手方向Ｘの範囲のことであり、別の言い方をすると、長手方向Ｘの最も一方側の密巻部９１から最も他方側の密巻部９１までの長手方向Ｘの範囲のことである。カーボンヒータでは長手方向Ｘのフィラメント部の特に巻き線である炭素線が多い範囲を指し、上記図２１のハロゲンヒータで示したような主発熱領域Ｈを形成する。一例として、密巻部９１はピッチＣが２～５ｍｍ程度、疎巻部９２は１０ｍｍ以上に設定される。ただし、ハロゲンヒータやカーボンヒータの巻き線の巻き方はこれに限るものではなく、例えば密巻部９１同士の間に疎巻部９２が設けられない構成であってもよい。セラミックヒータでは、図２２（ａ）に示すように、基材９３上に抵抗発熱体９４がパターンニング（塗膜）されている範囲を指す。抵抗発熱体９４は、長手方向Ｘにその幅が均一でもよいし、図２２（ｂ）に示すように長手方向Ｘの端部側へ向けて幅が小さくなる、あるいは、図２（ｃ）に示すように長手方向Ｘの端部側へ向けて幅が大きくなるといったように、その幅が不均一であってもよいし、その他の所望の形状を採用できる。

第一遮熱板３１および第二遮熱板３２は、耐熱性に優れ、熱伝導率の高い金属材料により形成され、例えばＳＵＳ、アルミニウム、銅などにより形成される。第一遮熱板３１および第二遮熱板３２は、ヒータ２３に対向する面に、熱または光の反射率の高いアルミニウムやニッケルなどのメッキを施すことが好ましい。

第一遮熱板３１は、定着ベルト２１の長手方向Ｘの端部側の非通紙領域において、ヒータ２３から定着ベルト２１への伝熱を抑制する。これにより、非通紙領域における定着ベルト２１の温度上昇を抑制できる。第二遮熱板３２は、ヒータ２３からベルト保持部材２７への伝熱を抑制する。

従来の図１８のように、ベルト保持部材２７に対向する遮熱板３１０が、ヒータ２３の主発熱領域Ｈにわたって設けられる構成では、遮熱板３１０のヒータ２３に対向する部分がヒータ２３からの輻射熱を特に多く受け、遮熱板３１０の温度が上昇しやすい。そして遮熱板３１０の温度が上昇すると、遮熱板３１０に対向するベルト保持部材２７０が、空気を介した伝熱により加熱されてその温度が上昇する。これに対して本実施形態では、第一遮熱板３１と、第二遮熱板３２とを別部材として設け、これらを伝熱抑制部としての空間を介して配置する。つまり、ヒータ２３の主発熱領域Ｈに対向し、ヒータ２３によって特に加熱されやすい第一遮熱板３１と、ベルト保持部材２７に対向してヒータ２３からベルト保持部材２７への伝熱を遮蔽する第二遮熱板３２とを別部材として設けることにより、第一遮熱板３１から第二遮熱板３２への伝熱を抑制し、第二遮熱板３２の温度上昇を抑制できる。これにより、第二遮熱板３２からベルト保持部材２７への伝熱を抑制でき、ベルト保持部材２７の温度上昇を抑制できる。これにより、ベルト保持部材２７に付着する潤滑剤の温度上昇を抑制できるようになり、潤滑剤の揮発に伴うＦＰ／ＵＦＰの発生を低減できる。

また特に本実施形態では、第一遮熱板３１と第二遮熱板３２とが長手方向Ｘに離して配置される。これにより、第一遮熱板３１から第二遮熱板３２への伝熱をより抑制することができ、ベルト保持部材２７の温度上昇を抑制できる。

図４は、本実施形態に係る定着装置を用いて連続通紙を行った場合の、連続通紙１０分間中のベルト保持部材の温度上昇を示し、図５は、そのときのＦＰ／ＵＦＰの発生速度（単位時間あたりの発生個数）を示す。図４は横軸に時間ｔ（ｓｅｃ）、縦軸に温度Ｔ（℃）を示し、実線がベルト保持部材の温度を、点線が第二遮熱板の温度をそれぞれ示している。図５は横軸に時間（ｍｉｎ）、縦軸にＦＰ／ＵＦＰの発生速度（個／ｓｅｃ）を示している。なお、本試験の実施条件は、上記図１９及び図２０に示される従来の定着装置における試験条件と同じ条件である。

図４に示すように、本実施形態の定着装置の構成により、従来例に比べて第二遮熱板およびベルト保持部材の温度上昇が抑制されており、共に２００℃を超えなくなっている。具体的には、第二遮熱板の温度が１８０℃より小さく、ベルト保持部材の温度が１７０℃よりも小さくなっている。このように、第二遮熱板と第一遮熱板との間に伝熱抑制部を設けることにより、第二遮熱板の温度上昇を抑制できる。これにより、図５に示すように、ベルト保持部材に付着した潤滑剤の揮発に伴うＦＰ／ＵＦＰの発生が大幅に抑制され、ＢＡ規格値である３．５×１０^１１（個／１０ｍｉｎ）、つまり、約５．８×１０^８（個／ｓｅｃ）を大きく下回った。このように、従来の図２０の結果と比較して、顕著にＦＰ／ＵＦＰの発生速度が低下した。

本実施形態では、図３に示す第一遮熱板３１の一部が、ヒータ２３の主発熱領域Ｈに重なって設けられるが、主発熱領域Ｈよりも外側にのみ設けられていてもよい。

図３の実施例では第一遮熱板３１および第二遮熱板３２のヒータ２３に対する距離が略同じに設けられる場合を示したが、本発明はこれに限らない。例えば図６に示す第二実施形態の定着装置では、長手方向Ｘに直交する平面上において、第二遮熱板３２が第一遮熱板３１よりもヒータ２３により近い位置に設けられる。これにより、第二遮熱板３２とベルト保持部材２７との距離を大きくし、その区間の熱抵抗を大きくすることができる。これにより、第二遮熱板３２から空気を介してベルト保持部材２７への伝熱をより抑制できる。これにより、図４の実験時のベルト保持部材２７の温度を図３の構成よりも約５℃低下させることができた。

またこれとは逆に、図７に示す第三実施形態の定着装置では、長手方向Ｘに直交する平面上において、第二遮熱板３２が第一遮熱板３１よりもヒータ２３からより遠い位置に設けられる。これにより、ヒータ２３からの熱線が第一遮熱板３１と第二遮熱板３２との隙間からベルト保持部材２７へ進入することを抑制できる。つまり、遮熱板３１と第二遮熱板３２との隙間からベルト保持部材２７へヒータ２３の熱線が進入しやすい場合には、本実施形態の構成が好適である。

また図８に示す第四実施形態の定着装置では、第一遮熱板および第二遮熱板が、ヒータ２３と定着ベルト２１、あるいは、ヒータ２３とベルト保持部材２７との間に複数（本実施形態では二つ）設けられる。具体的には、内側の第一遮熱板３１Ａおよび外側の第一遮熱板３１Ｂと、内側の第二遮熱板３２Ａおよび外側の第二遮熱板３２Ｂとが設けられる。別の言い方をすると、第一遮熱板３１Ａと定着ベルト２１との間に別の第一遮熱板３１Ｂが設けられ、第二遮熱板３２Ａとベルト保持部材２７との間に別の第二遮熱板３２Ｂが設けられる。ただし、必ずしも第一遮熱板および第二遮熱板の両方を複数設ける必要はない。また、第一遮熱板３１Ａと第一遮熱板３１Ｂ、あるいは、第二遮熱板３２Ａと第二遮熱板３２Ｂが必ずしも別部材である必要はなく、第一遮熱板３１Ａと第一遮熱板３１Ｂとが一体になった一つの遮蔽板であってもいいし、第二遮熱板３２Ａと第二遮熱板３２Ｂとが一体になった一つの遮蔽板であってもよい。

複数の遮熱部を設ける多重構造とすることにより、ベルト保持部材２７や定着ベルト２１の端部側への伝熱を抑制できる。つまり、第二遮熱板３２Ａとベルト保持部材２７との間に第二遮熱板３２Ｂを設けることにより、あるいは、第一遮熱板３１Ａと定着ベルト２１との間に第一遮熱板３１Ｂを設けることにより、内側の第二遮熱板３２Ａとベルト保持部材２７との間の熱抵抗をより大きくすることができる。これにより、空気の対流によるベルト保持部材２７への伝熱を抑制でき、ベルト保持部材２７の温度上昇をより抑制できる。これにより、図４の実験時のベルト保持部材２７の温度を図３の構成よりも約１０℃低下させることができた。また、第一遮熱板３１Ａと定着ベルト２１との間の熱抵抗を大きくすることができ、定着ベルト２１の端部側への伝熱を抑制できる。

ヒータ２３から遠い側である外側の第一遮熱板３１Ｂあるいは第二遮熱板３２Ｂは、内側の第一遮熱板３１Ａあるいは第二遮熱板３２Ａよりも厚みが薄いことが望ましい。これにより、外側の第一遮熱板３１Ｂと第一遮熱板３１Ａや定着ベルト２１などの他の部材との距離、あるいは第二遮熱板３２Ｂと第二遮熱板３２Ａやベルト保持部材２７などの他の部材との距離をより大きくすることができる。これにより、対流による熱の伝達を抑制できる。また、外側の第一遮熱板３１Ｂあるいは第二遮熱板３２Ｂは、内側の第一遮熱板３１Ａあるいは第二遮熱板３２Ａよりも熱伝導率の低い部材により構成することが望ましい。これにより、外側の第一遮熱板３１Ｂあるいは第二遮熱板３２Ｂから定着ベルト２１あるいはベルト保持部材２７への伝熱を抑制できる。

また図８に示す実施例では、第一遮熱板および第二遮熱板が長手方向Ｘに隙間を介して配置される場合を示したが、本発明はこれに限らない。例えば図９に示す第五実施形態の定着装置では、第一遮熱板３１Ａ、３１Ｂと、第二遮熱板３２Ａ、３２Ｂとが、定着ベルト２１の径方向から見てその一部が重なっている。別の言い方をすると、第一遮熱板３１Ａ、３１Ｂと、第二遮熱板３２Ａ、３２Ｂとの長手方向Ｘの設けられる範囲の一部が重なって配置される。第一遮熱板３１Ａ、３１Ｂと、第二遮熱板３２Ａ、３２Ｂとが重なっている長手方向Ｘの範囲は、ベルト保持部材２７が設けられる長手方向Ｘの領域よりも外側である。前述の図３の実施形態で説明したように、第一遮熱板３１と第二遮熱板３２とを長手方向に離して配置することでベルト保持部材２７への伝熱を効果的に抑制できる。しかし本実施形態のように、第一遮熱板３１Ａ、３１Ｂと、第二遮熱板３２Ａ、３２Ｂとの一部を重ねて配置することで、第一遮熱板と第二遮熱板との間からベルト保持部材２７へ熱線が進入することを抑制できる。これにより、特に第一遮熱板３１と第二遮熱板３２との間からベルト保持部材２７へ熱の流出が多くなる場合には、ベルト保持部材２７の温度上昇を効果的に抑制できる。本実施形態では、第一遮熱板３１と第二遮熱板３２とが、長手方向Ｘに直交する方向である定着ベルト２１の径方向に、伝熱抑制部としての空間を介して配置される。なお、本実施形態では複数の第一遮熱板３１および第二遮熱板３２が配置される構成において、第一遮熱板３１と第二遮熱板３２とが長手方向に重なって配置される場合を示したが、例えば図７の実施形態のように単一の第一遮熱板３１および第二遮熱板３２が配置される構成において、第一遮熱板３１と第二遮熱板３２とが長手方向に重なって配置されてもよい。

また以上の説明では、第一遮蔽部と第二遮蔽部とが別部材により構成される場合を示したが、本発明はこれに限らない。例えば図１０（ａ）および図１０（ｂ）に示す第六実施形態の定着装置では、遮熱板３４が、第一遮蔽部としての第一遮熱部３４１と、第二遮蔽部としての第二遮熱部３４２とを有する。第一遮熱部３４１は、ヒータ２３の一部を覆い、ヒータ２３と定着ベルト２１との間にある。第二遮熱部３４２は、ヒータ２３の一部を覆い、ヒータ２３とベルト保持部材２７との間にある。第一遮熱部３４１と第二遮熱部３４２とはつながっており、一部品として遮熱板３４を形成する。遮熱板３４は、第一遮熱部３４１と第二遮熱部３４２との間にスリット３４３を有し、この構造が伝熱抑制部となる。スリット３４３の長手方向の長さは、小さくなるほど熱線遮蔽効果は大きくなるが、第一遮熱部３４１から第二遮熱部３４２への熱伝達を減らすために０．５ｍｍ以上であることが望ましい。またスリット３４３の長手方向の長さは、大きくなるほど熱線が入り込みやすくなるため、１ｍｍ以下であることが望ましい。スリット３４３を設けることにより、第一遮熱部３４１と第二遮熱部３４２との間での伝熱を抑制できる。これにより、第二遮熱部３４２の温度上昇を抑制し、ベルト保持部材２７の温度上昇を抑制できる。本実施形態のように、第一伝熱抑制部と第二伝熱抑制部とを有する単一の遮熱板を設けることにより、図３のようにこれらを別部材として設ける場合と比較して、その構成を簡素化しコストダウンを図ることができる。

また図１１に示すように、第一遮熱部３４１と第二遮熱部３４２との間に、これらの部分よりも熱伝導率の低い、伝熱抑制部としての低熱伝導部３４４を設けることもできる。これにより、第一遮熱部３４１と第二遮熱部３４２との間での伝熱を抑制できる。これにより、第二遮熱部３４２の温度上昇を抑制し、ベルト保持部材２７の温度上昇を抑制できる。低熱伝導部３４４の材料として、例えば耐熱性の高い樹脂材料、具体的にはポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などを採用できる。熱伝導率は０．１～０．２〔Ｗ／ｍ・Ｋ〕である。これに対して、例えばＳＵＳを用いた場合の第一遮熱部３４１、第二遮熱部３４２の熱伝導率は１５～２０〔Ｗ／ｍ・Ｋ〕程度に設定される。

本実施形態の定着装置２０は、図１２に示すように、ベルト保持部材２７と定着ベルト２１との間に摺動リング２８を有していてもよい。摺動リング２８は、定着ベルト２１内に挿入されるベルト保持部材２７の挿入部２７ａの外周面に装着され、定着ベルト２１の長手方向端縁とベルト保持部材２７の規制部２７ｂとの間に介在する。定着ベルト２１が回転すると、定着ベルト２１と一緒に摺動リング２８が連れ回りする、あるいは、定着ベルト２１が低摩擦性の摺動リング２８に対して摺動することにより、定着ベルト２１とベルト保持部材２７との間において生じる摺動抵抗が低減される。

また、本発明は、上記のような構成の定着装置に限らず、種々の構成の定着装置にも適用可能である。以下に、本発明を適用可能な定着装置の構成をいくつか例示する。

図１３、図１４に示す定着装置６０は、上記図２に示される定着装置２０と同じように、加熱源としてハロゲンヒータ（ヒータ６３）を備える定着装置である。具体的に、図１３に示す定着装置６０は、定着ベルト６１と、加圧ローラ６２と、ヒータ６３と、ニップ形成部材６４と、ステー６５と、反射部材６６と、温度センサ６Ａと、ベルト保持部材６７（図１４参照）と、第一遮熱板６８および第二遮熱板６９を有する遮蔽部と、を備えている。本実施形態の定着装置６０は、複数（２本）のハロゲンヒータ２３を有する。ニップ形成部材６４は、金属製のベースパッド６４１と、ベースパッド６４１と定着ベルト６１の内周面との間に介在する摺動シート６４２とを有している。

温度センサ６Ａは、定着ベルト６１の温度を検知する温度検知部材である。本実施形態においては、温度センサ６Ａとして、定着ベルト６１の外周面に対して非接触に配置される非接触式の温度センサが用いられている。温度センサ６Ａは、定着ベルト６１の表面温度を検知する。温度センサ６Ａは、非接触式のセンサに限らず、定着ベルト６１に接触して表面温度を検知する接触式のセンサであってもよい。温度センサ６Ａとしては、例えば、サーモパイル、サーモスタット、サーミスタ又はＮＣセンサなどの公知の温度センサを用いることが可能である。温度センサ６Ａの検知結果に基づいて、ヒータ６３への通電制御を行い、定着ベルト６１を適正な温度まで加熱することができる。

本実施形態においても、ヒータ６３からの輻射熱によりベルト保持部材６７が加熱されて温度上昇する。その結果、ベルト保持部材６７に付着する潤滑剤が温度上昇し、潤滑剤が揮発すると、揮発した成分が大気中で凝集してＦＰ／ＵＦＰが発生する虞がある。そのため、この定着装置６０においても、上記の実施形態と同様の遮蔽部を設ける。つまり、定着ベルト６１およびヒータ６３に対向する第一遮蔽部と、ヒータ６３の主発熱領域よりも外側に設けられ、ベルト保持部材６７に対向する第二遮蔽部とを設ける。これにより、ベルト保持部材６７の温度上昇を抑制でき、ＦＰ／ＵＦＰの発生を低減できる。

続いて 、図１５及び図１６に示す定着装置７０は、上記図２に示される定着装置２０と同じように、加熱源としてハロゲンヒータ（ヒータ７３）を備える定着装置である。具体的に、図１５に示す定着装置７０は、定着ベルト７１と、加圧ローラ７２と、ヒータ７３と、ニップ形成部材７４と、反射部材７６と、温度センサ７Ａ（図１５参照）と、ベルト保持部材７７（図１６参照）と、第一遮熱板７８および第二遮熱板７９と、ガイド部材７５とを備えている。

図１５及び図１６に示される定着ベルト７１、加圧ローラ７２、ヒータ７３、ニップ形成部材７４、反射部材７６、ベルト保持部材７７、第一遮熱板７８および第二遮熱板７９は、図２に示される定着ベルト２１、加圧ローラ２２、ヒータ２３、ニップ形成部材２４、反射部材２６、ベルト保持部材２７、第一遮熱板３１および第二遮熱板３２と基本的に同じ機能を有する。ただし第一遮熱板７８は、ニップ形成部材７４を介して定着ベルト７１に対向する位置に設けられる。

また、図１５及び図１６に示される反射部材７６は、ヒータ７３から放出される輻射熱（赤外線）を定着ベルト７１ではなく、主にニップ形成部材７４に反射する。反射部材７６は、ヒータ７３の外側を覆うように断面Ｕ字形に形成されており、反射部材７６のヒータ７３と対向する内側の面７６ａが反射率の高い反射面となっている。このため、ヒータ７３から輻射熱が放出されると、輻射熱が反射部材７６の反射面７６ａによってニップ形成部材７４へ反射される。

これにより、ニップ形成部材７４は、ヒータ７３からニップ形成部材７４に向かって放出される輻射熱と、反射部材７６によってニップ形成部材７４へ反射される輻射熱によって加熱される。そして、ニップ形成部材７４の熱は、ニップ部Ｎにおいて定着ベルト２１へ伝達される。すなわち、この場合、ニップ形成部材７４は、ニップ部Ｎを形成するほか、ニップ部Ｎにおいて熱を定着ベルト７１へ伝達する伝熱部材としても機能する。このため、ニップ形成部材７４は、熱伝導率の良い銅又はアルミニウムなどの金属材料によって構成されている。

また、反射部材７６は、ニップ形成部材７４を支持する支持部材（ステー）としての機能も兼ねる。反射部材７６が、定着ベルト７１の長手方向に渡ってニップ形成部材７４を支持することにより、ニップ形成部材７４の撓みが抑制され、定着ベルト７１と加圧ローラ７２との間に均一な幅のニップ部Ｎが形成される。反射部材７６は、支持部材としての機能を確保するため、ＳＵＳ、ＳＥＣＣなどの剛性の高い金属材料により構成されることが好ましい。

ガイド部材７５は、定着ベルト７１の内側に配置され、回転する定着ベルト７１を内側からガイドする部材である。ガイド部材７５は、定着ベルト７１の内周面に沿って湾曲するガイド面７５ａを有しており、定着ベルト７１がこのガイド面７５ａに沿ってガイドされることにより、定着ベルト７１が大きな変形を伴うことなく円滑に回転する。

本実施形態においても、ヒータ７３からの輻射熱によりベルト保持部材７７が加熱されて温度上昇する。その結果、ベルト保持部材７７に付着する潤滑剤が温度上昇し、潤滑剤が揮発して大気中で凝集すると、ＦＰ／ＵＦＰが発生する虞がある。そのため、この定着装置７０においても、上記の実施形態と同様の遮蔽部を設ける。つまり、定着ベルト７１およびヒータ７３に対向する第一遮蔽部と、ヒータ７３の主発熱領域よりも外側に設けられ、ベルト保持部材７７に対向する第二遮蔽部とを設ける。これにより、ベルト保持部材７７の温度上昇を抑制でき、ＦＰ／ＵＦＰの発生を低減できる。

また、本発明は、上記のような電子写真方式の画像形成装置に搭載される定着装置に適用される場合に限らない。例えば、本発明は、インクジェット方式の画像形成装置に搭載され、用紙に塗布されたインクなどの液体を乾燥させる乾燥装置など、定着装置以外の加熱装置に対しても適用可能である。

ＦＰ／ＵＦＰの発生原因となるベルト保持部材の温度上昇は、単位時間あたりの通紙枚数が多い画像形成装置ほど顕著になるので、本発明は、特に通紙枚数が多い画像形成装置に適用された場合に、大きな効果を期待できる。連続プリント１０分間中に定着装置から発生するＦＰ／ＵＦＰの個数は、プリント速度が５０ｐｐｍ（Page Par Minutes）を超えたあたりから特に多くなる。従って、本発明は、プリント速度が５０ｐｐｍ以上の定着装置又は画像形成装置に適用された場合に、より大きな効果を期待できる。

上記各実施形態においては、ＦＰ／ＵＦＰが発生する物質として、フッ素グリースとシリコーンオイルを用いる場合を例に挙げているが、本発明は、フッ素グリース又はシリコーンオイル以外の液状又は半固体状の潤滑性物質が用いられる場合にも適用可能である。フッ素グリース及びシリコーンオイル以外の液状又は半固体状の潤滑性物質が定着装置内に収容されている場合であっても、本発明によれば、ベルト保持部材の温度上昇を抑制でき、ベルト保持部材に付着する潤滑性物質の温度上昇も抑制できるため、ＦＰ／ＵＦＰの発生を効果的に抑制することが可能である。

なお、上記「連続プリント１０分間中におけるベルト保持部材の温度」とは、次の手順により測定されたベルト保持部材の温度を意味する。温度測定の手順は、まず、定着装置（加熱装置）が搭載される画像形成装置を、２３℃環境の測定室に設置し、画像形成装置の電源を投入して立ち上げた後に、画像形成装置が省エネ状態に移行してから測定室のドアを閉じる。その後、測定室が十分に換気される時間（例えば、６０分）経過してから印刷指示を行う。そして、１枚目の用紙が排出された時点を印刷開始として１０分間のベルト保持部材の温度を測定する。

本発明の態様は、例えば以下の通りである。
＜１＞
回転可能に保持される回転体と、
前記回転体を加熱する加熱源と、
前記回転体の長手方向端部を保持する回転体保持部材と、
前記加熱源からの伝熱を遮蔽する遮蔽部と、
前記回転体保持部材に付着する液状又は半固体状の潤滑性物質とを備えた加熱装置であって、
前記遮蔽部は、前記加熱源および前記回転体に対向する第一遮蔽部と、前記回転体保持部材に対向する第二遮蔽部とを有し、
前記第一遮蔽部と前記第二遮蔽部との間に、両者の間の伝熱を抑制する伝熱抑制部が設けられ、
前記第二遮蔽部は、前記加熱源の主発熱領域よりも前記回転体の長手方向の外側にのみ設けられることを特徴とする加熱装置である。
＜２＞
前記伝熱抑制部が空間である＜１＞記載の加熱装置である。
＜３＞
前記伝熱抑制部が、前記第一遮蔽部よりも熱伝導率の低い低熱伝導部である＜１＞記載の加熱装置である。
＜４＞
前記第一遮蔽部と前記第二遮蔽部とが別部材である＜２＞記載の加熱装置である。
＜５＞
前記隙間により、前記第一遮蔽部と前記第二遮蔽部とが前記長手方向に離れて配置される＜４＞記載の加熱装置である。
＜６＞
前記長手方向に直交する平面上において、前記第一遮蔽部は、前記第二遮蔽部よりも前記加熱源に近い位置に設けられる＜１＞から＜５＞いずれか記載の加熱装置である。
＜７＞
前記長手方向に直交する平面上において、前記第一遮蔽部は、前記第二遮蔽部よりも前記加熱源に遠い位置に設けられる＜１＞から＜５＞いずれか記載の加熱装置である。
＜８＞
前記第一遮蔽部と前記回転体との間に、当該第一遮蔽部とは別の第一遮蔽部が設けられる＜１＞から＜７＞いずれか記載の加熱装置である。
＜９＞
前記別の第一遮蔽部の厚みが前記第一遮蔽部の厚みよりも小さい＜８＞記載の加熱装置である。
＜１０＞
前記第二遮蔽部と前記回転体保持部材との間に、当該第二遮蔽部とは別の第二遮蔽部が設けられる＜１＞から＜９＞いずれか記載の加熱装置である。
＜１１＞
前記別の第二遮蔽部の厚みが前記第二遮蔽部の厚みよりも小さい＜１０＞記載の加熱装置である。
＜１２＞
前記第一遮蔽部と前記第二遮蔽部とが前記長手方向に重なって配置される＜４＞または＜４＞に係る＜６＞から＜１１＞いずれか記載の加熱装置である。
＜１３＞
前記伝熱抑制部は、前記第一遮蔽部と前記第二遮蔽部とを接続する接続部と、前記長手方向の前記接続部に対応する箇所において、前記遮蔽部を前記第一遮蔽部と前記第二遮蔽部とに分けるスリットとを有する＜１＞記載の加熱装置である。
＜１４＞
＜１＞から＜１３＞いずれか記載の加熱装置を用いて未定着画像を担持する記録媒体を加熱し、前記未定着画像を前記記録媒体に定着させることを特徴とする定着装置である。
＜１５＞
＜１４＞記載の定着装置を備えた画像形成装置である。

１ 画像形成装置
２０ 定着装置（加熱装置）
２１ 定着ベルト（回転体）
２３ ヒータ（加熱源）
２４ ニップ形成部材
２７ ベルト保持部材（回転体保持部材）
３０ 遮蔽部
３１ 第一遮熱板（第一遮蔽部）
３２ 第二遮熱板（第二遮蔽部）
１００ 画像形成装置
Ｈ ヒータの主発熱領域（加熱源の主発熱領域）
Ｎ ニップ部
Ｘ 長手方向

特開２０１３－１６４４５３号公報

Claims (15)

1. 回転可能に保持される回転体と、
   前記回転体を加熱する加熱源と、
   前記回転体の長手方向端部を保持する回転体保持部材と、
   前記加熱源からの伝熱を遮蔽する遮蔽部と、
   前記回転体保持部材に付着する液状又は半固体状の潤滑性物質とを備えた加熱装置であって、
   前記遮蔽部は、前記加熱源および前記回転体に対向する第一遮蔽部と、前記回転体保持部材に対向する第二遮蔽部とを有し、
   前記第一遮蔽部と前記第二遮蔽部との間に、両者の間の伝熱を抑制する伝熱抑制部が設けられ、
   前記第二遮蔽部は、前記加熱源の主発熱領域よりも前記回転体の長手方向の外側にのみ設けられることを特徴とする加熱装置。
2. 前記伝熱抑制部が空間である請求項１記載の加熱装置。
3. 前記伝熱抑制部が、前記第一遮蔽部よりも熱伝導率の低い低熱伝導部である請求項１記載の加熱装置。
4. 前記第一遮蔽部と前記第二遮蔽部とが別部材である請求項２記載の加熱装置。
5. 前記隙間により、前記第一遮蔽部と前記第二遮蔽部とが前記長手方向に離れて配置される請求項４記載の加熱装置。
6. 前記長手方向に直交する平面上において、前記第一遮蔽部は、前記第二遮蔽部よりも前記加熱源に近い位置に設けられる請求項５記載の加熱装置。
7. 前記長手方向に直交する平面上において、前記第一遮蔽部は、前記第二遮蔽部よりも前記加熱源に遠い位置に設けられる請求項５記載の加熱装置。
8. 前記第一遮蔽部と前記回転体との間に、当該第一遮蔽部とは別の第一遮蔽部が設けられる請求項１記載の加熱装置。
9. 前記別の第一遮蔽部の厚みが前記第一遮蔽部の厚みよりも小さい請求項８記載の加熱装置。
10. 前記第二遮蔽部と前記回転体保持部材との間に、当該第二遮蔽部とは別の第二遮蔽部が設けられる請求項１記載の加熱装置。
11. 前記別の第二遮蔽部の厚みが前記第二遮蔽部の厚みよりも小さい請求項１０記載の加熱装置。
12. 前記第一遮蔽部と前記第二遮蔽部とが別部材であり、
    前記第一遮蔽部と前記第二遮蔽部とが前記長手方向に重なって配置される請求項４記載の加熱装置。
13. 前記伝熱抑制部は、前記長手方向において前記第一遮蔽部と前記第二遮蔽部とを接続する接続部と、前記長手方向の前記接続部に対応する箇所において、前記遮蔽部を前記第一遮蔽部と前記第二遮蔽部とに分けるスリットとを有する請求項１記載の加熱装置。
14. 請求項１から１３いずれか１項に記載の加熱装置を用いて未定着画像を担持する記録媒体を加熱し、前記未定着画像を前記記録媒体に定着させることを特徴とする定着装置。
15. 請求項１４記載の定着装置を備えた画像形成装置。

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