JP5488413B2

JP5488413B2 - 定着装置および画像形成装置

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Publication number: JP5488413B2
Application number: JP2010253998A
Authority: JP
Inventors: 浩水野; 晋也松浦; 淳彦霜山; 正幸佐藤; 康啓鈴木
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2010-11-12
Filing date: 2010-11-12
Publication date: 2014-05-14
Anticipated expiration: 2030-11-12
Also published as: JP2012103612A

Description

本発明は、定着装置および画像形成装置に関し、特に、記録部材上に形成されたトナー像を定着させる定着装置および当該定着装置を備えた画像形成装置に関する。

画像形成装置等に設けられる定着装置では、表面にトナー像が形成された記録部材が導入され、この記録部材が定着装置の内部に設けられた加圧ローラと加熱ローラとにより挟持される領域（ニップ領域）を通過することにより、記録部材上のトナー像が加熱されて記録部材へと定着する。

従来、定着装置において、加圧ローラや加熱ローラから放射される熱損失を少なくするため、たとえば、加圧ローラや加熱ローラの周辺を熱放射（輻射）反射板で覆うなどの手段が講じられてきた（下記特許文献１〜３参照）。

また、小サイズの記録部材（たとえば、Ｂ５縦サイズ）に形成されたトナー像の定着時には、加熱ローラの記録部材に接しない加熱ローラの両端部領域においては、記録部材により熱量が奪われないため、記録部材が通過する加熱ローラの中央領域に比較して両端部領域の温度が上昇する傾向にある。

そのため、上記した熱放射（輻射）反射板を、加圧ローラおよび加熱ローラの全長にわたって設けた場合には、加熱ローラの両端部領域の温度がさらに上昇することになる。そこで、加熱ローラの両端部領域の温度を制御するために送風による冷却手段を設ける構成や（下記、特許文献４参照）、ヒータ（加熱手段）対して加熱ローラの両端部領域の温度を制御するための機構を設ける構成(下記、特許文献５参照）が採用されている。

特開平０５−１８８８０５号公報特開平０９−０８０９５２号公報特開２００４−２８７３１８号公報特開２００７−３２２４７０号公報特開２００６−２５０９６５号公報

特許文献１から３に開示される装置において、記録部材の搬送速度が上昇すればするほど、加熱ローラの両端部領域の温度上昇は顕著となるため、加熱ローラの両端部領域の温度上昇を抑制するためには、記録部材の印字速度を低下させることが効果的である。しかし、記録部材の印字速度を低下させた場合には、画像形成装置の画像形成処理能力（生産性）を低下させ、ユーザビリティが損なわれることになる。

また、特許文献４に開示される装置においては、定着装置を冷却するためにさらなるエネルギを消費する必要が生じる。また、特許文献５に開示される装置においては、ヒータ（加熱手段）対して温度制御が施されるものの、記録部材へのトナーの定着で消費した電力については何ら考慮されておらず、小サイズの記録部材の定着工程で消費する電力の省エネルギ化を検討する必要がある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、画像形成装置の画像形成処理能力（生産性）を低下させることなく、定着工程で消費する電力の省エネルギ化を図ることを可能とする構造を備える、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。

この発明に基づいた定着装置においては、加圧ローラと加熱ローラとを備え、異なる幅を有する複数枚の記録部材を、上記加圧ローラと上記加熱ローラとが接するニップ領域を通過させて、上記記録部材上のトナー像を加圧および加熱して上記記録部材に上記トナー像を定着させる定着装置であって、以下の構成を備える。

上記ニップ領域は、最小幅を有する上記記録部材が通過する第１通過領域と、上記第１通過領域を含み、最小幅を有する上記記録部材よりも大きい幅を有する上記記録部材が通過する第２通過領域と、上記第２通過領域において、上記第１通過領域の両側に位置する第３通過領域とが規定される。

上記加圧ローラおよび上記加熱ローラの少なくともいずれか一方の外側において、上記第１通過領域に対向する位置に上記加圧ローラおよび上記加熱ローラから輻射される熱を反射する第１熱線反射部材と、上記第３通過領域に対向する位置に上記加圧ローラおよび上記加熱ローラから輻射される熱を反射する一対の第２熱線反射部材とが配置され、上記第２熱線反射部材は、上記第２熱線反射部材の内表面から上記ニップ領域の上記第１通過領域までの距離を変更するための距離可変機構を含む。

他の形態では、上記第１熱線反射部材および上記第２熱線反射部材は、上記加熱ローラに対向する位置に配置され、上記距離可変機構は、上記第２熱線反射部材の内表面から上記加熱ローラの表面までの距離を変更する機構を含む。

他の形態では、上記距離可変機構は、上記第２熱線反射部材の内表面から上記加熱ローラの表面までの距離が、上記第１熱線反射部材の内表面から上記加熱ローラの表面までの距離よりも遠くなる第１距離位置と、上記第２熱線反射部材の内表面から上記加熱ローラの表面までの距離と、上記第１熱線反射部材の内表面から上記加熱ローラの表面までの距離とが同じとなる第２距離位置と、上記第２熱線反射部材が上記加熱ローラの回転軸に対して傾斜することにより、上記第２熱線反射部材の内表面から上記加熱ローラの表面までの距離が、上記第２熱線反射部材の位置によって異なる第３距離位置とが、選択可能に設けられている。

この発明に基づいた他の定着装置においては、加圧ローラと加熱ローラとを備え、異なる幅を有する複数枚の記録部材を、上記加圧ローラと上記加熱ローラとが接するニップ領域を通過させて、上記記録部材上のトナー像を加圧および加熱して上記記録部材に上記トナー像を定着させる定着装置であって、以下の構成を備える。

上記ニップ領域は、最小幅を有する上記記録部材が通過する第１通過領域と、上記第１通過領域を含み、最小幅を有する上記記録部材よりも大きい幅を有する上記記録部材が通過する第２通過領域と、上記第２通過領域において、上記第１通過領域の両側に位置する第３通過領域と、が規定される。

上記加圧ローラおよび上記加熱ローラの少なくともいずれか一方の外側において、上記第１通過領域に対向する位置に上記加圧ローラおよび上記加熱ローラから輻射される熱を反射する第１熱線反射部材と、上記第３通過領域に対向する位置に上記加圧ローラおよび上記加熱ローラから輻射される熱を反射する一対の第２熱線反射部材とが配置され、上記ニップ領域から上記第１熱線反射部材の内表面までの距離よりも、上記ニップ領域から上記第２熱線反射部材の内表面までの距離の方が遠くなるように設けられている。

他の形態では、上記第１熱線反射部材の内表面から上記ニップ領域までの距離、および上記第２熱線反射部材の内表面から上記ニップ領域までの距離は、上記加圧ローラの軸芯および上記加熱ローラの軸芯を含む仮想平面上において、上記ニップ領域から垂直に延びる直線上の距離である。

上記加圧ローラおよび上記加熱ローラの少なくともいずれか一方の外側に、上記加圧ローラおよび上記加熱ローラから輻射される熱を反射する熱線反射部材が配置され、上記熱線反射部材は、上記第３通過領域を除く、上記第１通過領域に対向する位置にのみ配置されている。

この発明に基づいた画像形成装置においては、上述の定着装置を有する。

この発明に基づいた定着装置および画像形成装置によれば、画像形成装置の画像形成処理能力（生産性）を低下させることなく、定着工程で消費する電力の省エネルギ化を図ることを可能とする構造を備える、定着装置および画像形成装置を提供する。

各実施の形態における画像形成装置の構成を説明する図である。各実施の形態における画像形成装置のブロック図である。実施の形態１における定着装置の第１斜視図である。実施の形態１における定着装置の第２斜視図である。図３および図４中のＶ−Ｖ線矢視断面図である。加熱ローラを示す図である。実施の形態１における他の定着装置の断面図である。実施の形態２における定着装置の斜視図である。図８中のＩＸ−ＩＸ線矢視断面図である。図８中のＸ−Ｘ線矢視断面図である。実施の形態３における定着装置の斜視図である。図１１中のＸＩＩ−ＸＩＩ線矢視断面図である。図１１中のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線矢視断面図である。（Ａ）〜（Ｄ）は、実施の形態３で採用されるコイルばねの変化の状態を示す図である。実施の形態３における定着装置の他の状態を示す斜視図である。図１５中のＸＶＩ−ＸＶＩ線矢視断面図である。実施の形態４における定着装置の斜視図である。実施の形態４における定着装置の第１平面図である。図１８中のＸＩＸ−ＸＩＸ線矢視断面図である。実施の形態４における定着装置の距離可変機構で選択された第１距離位置の状態を示す図であり、図１８中のＸＸで囲まれた領域の部分拡大図である。実施の形態４における定着装置の第２平面図である。図２１中のＸＸＩＩ−ＸＸＩＩ線矢視断面図である。実施の形態４における定着装置の距離可変機構で選択された第２距離位置の状態を示す図であり、図２１中のＸＸＩＩＩで囲まれた領域の部分拡大図である。実施の形態４における定着装置の第３平面図であり、距離可変機構で選択された第３距離位置の状態を示す図である。実施の形態４における定着装置の距離可変機構で選択された第４距離位置の状態を示す図である。実施の形態４における定着装置の距離可変機構の制御フローを示す図である。（Ａ）〜（Ｄ）は、他の実施の形態における定着装置の概略機構を示す図である。

本発明に基づいた各実施の形態における定着装置および画像形成装置について、以下、図を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、同一の部品、相当部品に対しては、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。また、各実施の形態における構成を適宜組み合わせて用いることは当初から予定されていることである。

本実施の形態では、画像形成装置の一例として、カラー画像を形成するタンデム型のカラープリンタが示されている。なお、本発明に従った画像形成装置は、定着装置を備えていればよく、モノクロプリンタであっても良い。

［画像形成装置１００の全体構成］
図１は、以下に示す各実施の形態における定着装置１１０Ａ〜１１０Ｄを備えることが可能な画像形成装置１００の構成を説明する図である。図１を参照して、画像形成装置１００は、外観を構成する外装カバー１０１を備え、画像形成装置１００の内部でプリントされた記録部材（以下、転写用紙と称する。）が排出口１０８から搬出される。

画像形成装置１００は、画像形成のために、それぞれが回転する４つの感光体１０４と、感光体１０４のそれぞれの転写位置にて形成されるトナー像を順次積層して転写する中間転写ベルト１０５と、中間転写ベルト１０５の移動面まわりに設定される転写位置に設けられた転写ローラ１０６とを有する。

転写位置には、給紙ローラ１０３を用いて、給紙カセット１０２に格納されている転写用紙が搬送される。給紙カセット１０２には図示しないが転写用紙の有無を検出するセンサが設けられており、給紙カセット１０２がセットされていない場合や、転写用紙が無くなった場合には、図示しない表示パネル等でユーザに通知される。

画像形成装置１００では、転写用紙に印字する画像データに基づいて、感光体１０４に静電潜像が形成される。感光体１０４に形成された静電潜像が現像によりトナーで顕像化され、中間転写ベルト１０５に順次に積層される。中間転写ベルト１０５上に静電転写され合成し終わったトナー像は、転写位置にて転写ローラ１０６からの静電的な吸引に基づき、転写用紙の上に静電的に一括して転写される。

トナー像が転写された転写用紙は、定着装置１１０を通過する。定着装置１１０の通過により、トナー像が転写された転写用紙には、熱と圧力とが加えられ転写用紙上のトナー像が定着する。当該工程により転写用紙上への画像形成が完了する。その後、転写用紙は、排出口１０８から排出される。

［画像形成装置１００のブロック図］
図２は、画像形成装置１００のブロック図である。図２を参照して、画像形成装置１００は、当該画像形成装置１００の動作を全体的に制御する中央制御部１を含む。中央制御部１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を含む。

画像形成装置１００は、中央制御部１が実行するプログラム等のデータを含むＲＯＭ（Read Only Memory）３と、中央制御部１がプログラムを実行する際のワーキングエリアとなるＲＡＭ（Random Access Memory）２と、中央制御部１がプログラムを実行する際の設定値等の各種のデータを記憶するメモリ４と、画像形成装置１００の状態を表示する表示部および外部から情報を入力するためのボタン等の入力部とを含む操作部５と、ネットワーク９Ａを介して外部の機器との間で通信をする際のインターフェイスとなるネットワークＩ／Ｆ（インターフェイス）９とを含む。

画像形成装置１００においては、感光体１０４への静電潜像の形成、中間転写ベルト１０５の回転、転写ローラ１０６の回転、給紙ローラ１０３の回転、給紙カセット１０２における転写用紙の有無等のセンサによる検出信号の処理など、画像形成動作において静電潜像を形成して現像し、給紙カセット１０２の転写用紙に対してトナー像を転写し、定着装置１１０に転写用紙を導入するまで処理、および、定着装置１１０を経た転写用紙を排出口１０８から排出するまでの処理が、画像形成部６によって実行される。画像形成部６の動作は、中央制御部１によって制御される。

定着装置１１０は、当該定着装置１１０の動作を全体的に制御する定着装置制御部３１０を含む。定着装置１１０では、定着装置制御部３１０は、各種センサ３１５の検出出力に基づき、ハロゲンヒータ３１３（加熱源）および各種モータ３１４の動作を制御する。

（実施の形態１）
［定着装置１１０Ａの構成］
図３から図７を参照して、本実施の形態における定着装置１１０Ａの構成について説明する。なお、図３および図４は、本実施の形態における定着装置１１０Ａの第１および第２斜視図、図５は、図３および図４中のＶ−Ｖ線矢視断面図、図６は、加熱ローラを示す図、図７は、他の定着装置の断面図である。

図３から図５を参照して、定着装置１１０Ａは、その外郭を覆うハウジング２８を含む。定着装置１１０Ａでは、ハウジング２８の上部側（転写用紙の搬送方向下流側）に搬出口２４が設けられ、反対側の下部側（転写用紙の搬送方向上流側）に搬入口２６が設けられる。

搬入口２６には、ガイド部材４２が設けられている。なお、ガイド部材４２を駆動機構に駆動されるよう構成すれば、搬入口２６を開閉するシャッタとして機能させることも可能である。

ハウジング２８の内部には、加圧ローラ（加圧部材）２０と、ハロゲンヒータ３１３を内蔵する加熱ローラ（加熱部材）２２とが設けられる。

ハウジング２８の下部側の搬入口２６から搬入された転写用紙は、加圧ローラ２０および加熱ローラ２２により挟まれるニップ領域（定着ニップ部）ｎを通過する。これにより、転写用紙上のトナー像が加圧および加熱され、転写用紙にトナー像が定着する。その後、転写用紙は、搬出口２４から定着装置１１０外へと送り出される。

定着装置１１０では、転写用紙は、加圧ローラ２０と加熱ローラ２２とにより、ニップ領域（定着ニップ部）ｎを形成するように圧接される。当該ニップ領域ｎは、転写用紙の通紙時に転写用紙以外の領域で隙間が生じないように形成される。

再び、図２を参照して、定着装置１１０では、加熱ローラ２２の表面温度を検出する図示せぬ温度センサが備えられている。定着装置制御部３１０は、当該温度センサによって検出される温度に基づいて、ハロゲンヒータ３１３のオン／オフを制御する。

また、定着装置制御部３１０は、定着装置１１０に転写用紙が導入されるタイミングに応じて、加熱ローラ２２および加圧ローラ２０を回転させる図示せぬモータ（各種モータ３１４に含まれる）の駆動を制御する。

再び、図３から図４を参照して、本実施の形態における定着装置１１０では、加熱ローラ２２の外側において、加熱ローラ２２に対して対向する位置に熱線反射部材２０１が設けられている。ここで、図６を参照して、加熱ローラ２２を参照して、ニップ領域ｎについて説明する。ニップ領域ｎは、最小幅を有する記録部材が通過する第１通過領域Ｌ１と、この第１通過領域Ｌ１を含み、最小幅を有する記録部材よりも大きい幅を有する記録部材が通過する第２通過領域Ｌ２と、第２通過領域Ｌ２において、第１通過領域Ｌ１の両側に位置する第３通過領域Ｌ３とが規定される。

再び、図３および図４を参照して、本実施の形態における熱線反射部材２０１は、両側の第３通過領域Ｌ３を除く、第１通過領域Ｌ１に対向する位置にのみ配置されている。したがって、両側の第３通過領域Ｌ３においては、熱線反射部材２０１は設けられていない。

図５を参照して、熱線反射部材２０１の断面形状は、加熱ローラ２２の外表面に沿う球面形状部２０１ａと、接線方向に延びる延長部２０１ｂとを有している。熱線反射部材２０１は、支持部材２２２，２２３により、ハウジング２８の内部に固定されている。なお、全体が、加熱ローラ２２の外表面に沿う球面形状部２０１ａのみで構成されていても良い。

熱線反射部材２０１の内表面から加熱ローラ２２の表面までの距離（Ｓ１）は、約７ｍｍ〜約９ｍｍ程度であると良い。なお、熱線反射部材２０１の内表面から加熱ローラ２２の表面までの距離（Ｓ１）とは、加圧ローラ２０の軸芯Ａ１および加熱ローラ２２の軸芯Ａ２を含む仮想平面Ｐの上において、加熱ローラ２２の軸芯Ａ２から垂直に延びる直線上の距離を意味する。

なお、熱線反射部材２０１の内表面からニップ領域ｎまでの距離（Ｓ）を用いても良いが、加熱ローラ２２の外径は一定であることから、ここでは、熱線反射部材２０１の内表面から加熱ローラ２２の表面までの距離（Ｓ１）を用いることとする。

熱線反射に用いられる材料としては、銀、銅、アルミがの望ましく、ハウジング２８と同一の材料の表面に銀、銅、またはアルミのシート部材を貼付ける構成、熱線反射部材２０１そのものを銀、銅、またはアルミで製作する構成、または、樹脂材料に銀、銅、またはアルミを添加して成形する構成の採用が可能である。

（作用・効果）
以上、本実施の形態における定着装置１１０Ａおよびこの定着装置１１０Ａを備えた画像形成装置１００によれば、ニップ領域ｎの第１通過領域Ｌ１に対向する位置にのみ熱線反射部材２０１が配置され、第３通過領域Ｌ３に対向する位置には熱線反射部材は設けられていない。

これにより、第１通過領域Ｌ１においては、加熱ローラ２２から輻射される熱は、熱線反射部材２０１側に反射され保温効果が維持される。一方、第１通過領域Ｌ１のみを通過する最小幅用紙への画像形成時には、第３通過領域Ｌ３においては、熱線反射部材２０１は設けられていないことから、第３通過領域Ｌ３において放熱が促され、第３通過領域Ｌ３における加熱ローラ２２の温度上昇を抑制することが可能となる。

その結果、第３通過領域Ｌ３における加熱ローラ２２の温度上昇に対して、冷却手段を設ける必要がなくなり、画像形成装置の画像形成処理能力（生産性）を低下させることなく、定着工程で消費する電力の省エネルギ化を図ることが可能となる。

なお、本実施の形態においては、加熱ローラ２２の外側に熱線反射部材２０１を設ける構成を図示したが、図７に示すように、加圧ローラ２０の外側にも、熱線反射部材２０１を設けることが可能であり、また、加熱ローラ２２または加圧ローラ２０のいずれか一方に、熱線反射部材２０１を設けることも可能である。

加圧ローラ２０の外側に熱線反射部材２０１を設けた場合には、熱線反射部材２０１の内表面から加圧ローラ２０の表面までの距離（Ｓ１）とは、加圧ローラ２０の軸芯Ａ１および加熱ローラ２２の軸芯Ａ２を含む仮想平面Ｐの上において、加圧ローラ２０の軸芯Ａ１から垂直に延びる直線上の距離を意味することとなる。なお、熱線反射部材２０１の内表面からニップ領域ｎまでの距離を用いても良いが、加圧ローラ２０の外径は一定であることから、ここでは、熱線反射部材２０１の内表面から加圧ローラ２０の表面までの距離を用いることとする。

（実施の形態２）
［定着装置１１０Ｂの構成］
図８から図１０を参照して、本実施の形態における定着装置１１０Ｂの構成について説明する。なお、図８は、定着装置１１０Ｂの斜視図、図９は、図８中のＩＸ−ＩＸ線矢視断面図、図１０は、図８中のＸ−Ｘ線矢視断面図である。

図８を参照して、定着装置１１０Ｂの基本的構成は、上記実施の形態１における定着装置１１０Ａと同じであり、相違点は、第１通過領域Ｌ１の両側に位置する第３通過領域Ｌ３に対向する位置に、一対の第２熱線反射部材２１０が設けられている点にある。図９に示すように、第１通過領域Ｌ１に対向する位置に配置されている第１熱線反射部材２０１は、上記実施の形態１における定着装置１１０Ａに設けられる熱線反射部材２０１と同一である。

図１０を参照して、第２熱線反射部材２１０の断面形状は、加熱ローラ２２の外表面に沿う球面形状部２１０ａと接線方向に延びる延長部２１０ｂとを有している。第２熱線反射部材２１０は、支持部材２２２，２２３により、ハウジング２８の内部に固定されている。なお、全体が、加熱ローラ２２の外表面に沿う球面形状部２１０ａのみで構成されていても良い。

第２熱線反射部材２１０の内表面から加熱ローラ２２の表面までの距離（Ｓ２）は、第１熱線反射部材２０１の内表面から加熱ローラ２２の表面までの距離（Ｓ１）よりも遠くなるようように設けられており、距離（Ｓ２）は約１１ｍｍ〜約１３ｍｍ程度であると良い。第２熱線反射部材２１０の熱線反射に用いられる材料等は、第１熱線反射部材２０１と同じである。

なお、第１熱線反射部材２０１の内表面から加熱ローラ２２の表面までの距離（Ｓ１）、および第２熱線反射部材２１０の内表面から加熱ローラ２２の表面までの距離（Ｓ２）は、加圧ローラ２０の軸芯Ａ１および加熱ローラ２２の軸芯Ａ２を含む仮想平面Ｐ上において、加熱ローラ２２の軸芯Ａ２から垂直に延びる直線上の距離を意味する。

なお、第１熱線反射部材２０１および第２熱線反射部材２１０の内表面からニップ領域ｎまでの距離を用いても良いが、加熱ローラ２２の外径は一定であることから、ここでは、第１熱線反射部材２０１および第２熱線反射部材２１０の内表面から加熱ローラ２２の表面までの距離を用いることとする。

（作用・効果）
以上、本実施の形態における定着装置１１０Ｂおよびこの定着装置１１０Ｂを備えた画像形成装置１００によれば、ニップ領域ｎの第１通過領域Ｌ１に対向する位置に第１熱線反射部材２０１が配置され、第３通過領域Ｌ３に対向する位置に、一対の第２熱線反射部材２１０設けられ、加熱ローラ２２の表面から第１熱線反射部材２０１の内表面までの距離（Ｓ１）よりも、加熱ローラ２２の表面から第２熱線反射部材２１０の内表面までの距離（Ｓ２）の方が遠くなるように設けられている。

これにより、第２通過領域Ｌ２を通過する最大幅用紙の画像形成においては、第１熱線反射部材２０１および第２熱線反射部材２１０が設けられていることから、全体としての保温効果が維持される。

一方、第１通過領域Ｌ１のみを通過する最小幅用紙への画像形成時には、第３通過領域Ｌ３においては、第２熱線反射部材２１０の内面と加熱ローラ２２の表面までの距離が、第１熱線反射部材２０１の場合に比べて広く設けられているため放熱が促される。これにより、第３通過領域Ｌ３における加熱ローラ２２の温度上昇を抑制することが可能となる。

なお、本実施の形態においては、加熱ローラ２２の外側に第１熱線反射部材２０１および第２熱線反射部材２１０を設ける構成を図示したが、図７に示した場合と同様に、加圧ローラ２０の外側にも、第１熱線反射部材２０１および第２熱線反射部材２１０を設けることが可能であり、また、加熱ローラ２２または加圧ローラ２０のいずれか一方に、第１熱線反射部材２０１および第２熱線反射部材２１０を設けることも可能である。

加圧ローラ２０の外側に第１熱線反射部材２０１および第２熱線反射部材２１０を設けた場合には、第１熱線反射部材２０１の内表面から加圧ローラ２０の表面までの距離（Ｓ１）、および第２熱線反射部材２１０の内表面から加圧ローラ２０の表面までの距離（Ｓ２）は、加圧ローラ２０の軸芯Ａ１および加熱ローラ２２の軸芯Ａ２を含む仮想平面Ｐの上において、加圧ローラ２０の軸芯Ａ１から垂直に延びる直線上の距離を意味することとなる。なお、第１熱線反射部材２０１および第２熱線反射部材２１０の内表面からニップ領域ｎまでの距離を用いても良いが、加圧ローラ２０の外径は一定であることから、ここでは、第１熱線反射部材２０１および第２熱線反射部材２１０の内表面から加圧ローラ２０の表面までの距離を用いることとする。

（実施の形態３）
［定着装置１１０Ｃの構成］
図１１から図１６を参照して、本実施の形態における定着装置１１０Ｃの構成について説明する。なお、図１１は、定着装置１１０Ｃの斜視図、図１２は、図１１中のＸＩＩ−ＸＩＩ線矢視断面図、図１３は、図１１中のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線矢視断面図、図１４（Ａ）〜（Ｄ）は、コイルばね３０３の変化の状態を示す図、図１５は、定着装置の他の状態を示す斜視図、図１６は、図１５中のＸＶＩ−ＸＶＩ線矢視断面図である。

本実施の形態における定着装置１１０Ｃと上記実施の形態における定着装置１１０Ｂとの相違点は、本実施の形態における定着装置１１０Ｃは、第２熱線反射部材２１０が、加熱ローラ２２の表面までの距離を変更するための距離可変機構を含んでいる点にある。したがって、以下の説明では、第２熱線反射部材２１０に設けられる距離可変機構について詳細に説明する。なお、図１２に示す第１熱線反射部材２０１の構成は、上記実施の形態と同じであるため、ここでの詳細な説明は省略する。

図１１および図１３を参照して、本実施の形態おける距離可変機構として、ハウジング２８の内部において、加熱ローラ２２に対して並行に配置されるバー３０１と、複数のコイルばね３０３とを有している。バー３０１の両端は、ハウジング２８の内部に固定されている。

第２熱線反射部材２１０は、上記実施の形態２と同じ形状を有している。第２熱線反射部材２１０の図示における上端部分においては、その内面と上記バー３０１との間にコイルばね３０３が配置されている。コイルばね３０３の一端が第２熱線反射部材２１０の内面に固定され、コイルばね３０３の他端が第２熱線反射部材２１０に固定されている。

また、各第２熱線反射部材２１０には、それぞれ２個のコイルばね３０３が固定されている。第２熱線反射部材２１０の図示における下端部分においては、上記実施の形態２と同様に、支持部材２２３により、ハウジング２８の内部に固定されている。

ここで、図１４を参照して、コイルばね３０３について説明する。本実施の形態におけるコイルばね３０３は、形状記憶合金により成形されている。本実施の形態で用いるコイルばね３０３は、変態温度以下の場合には、最も縮んだ状態となり、（Ｂ）および（Ｄ）に示す状態となる。一方、変態温度以下の場合には、最も延びた状態となり、（Ａ）および（Ｃ）に示す状態となる。本実施の形態においては、変態温度は、約２００℃に設定されている。

再び、図１１および図１３を参照して、これらの図では、第３通過領域Ｌ３の温度が２００℃以上となり、コイルばね３０３が最も延びた状態を示している。したがって、この状態では、実施の形態２の場合と同様に、第２熱線反射部材２１０の内表面から加熱ローラ２２の表面までの距離（Ｓ２）は、第１熱線反射部材２０１の内表面から加熱ローラ２２の表面までの距離（Ｓ１）よりも遠くなるようように設けられており、距離（Ｓ２）は約１１ｍｍ〜約１３ｍｍ程度となる。

一方、図１５および図１６を参照して、これらの図では、第３通過領域Ｌ３の温度が２００℃以下であり、コイルばね３０３が最も縮んだ状態を示している。したがって、この状態では、第２熱線反射部材２１０の内表面から加熱ローラ２２の表面までの距離（Ｓ１）は、第１熱線反射部材２０１の内表面から加熱ローラ２２の表面までの距離（Ｓ１）と同じ距離となる。

（作用・効果）
以上、本実施の形態における定着装置１１０Ｃおよびこの定着装置１１０Ｃを備えた画像形成装置１００によれば、第２熱線反射部材２１０に、加熱ローラ２２の表面までの距離を変更するための距離可変機構を含んでいる。この構成を採用した場合には、第２通過領域Ｌ２を通過する最大幅用紙の画像形成においては、第３通過領域Ｌ３の温度が２００℃以下となることが想定されているため、第２熱線反射部材２１０の内表面から加熱ローラ２２の表面までの距離（Ｓ１）は、第１熱線反射部材２０１の内表面から加熱ローラ２２の表面までの距離（Ｓ１）と同じ距離となり、全体としての保温効果が維持される。

一方、第１通過領域Ｌ１のみを通過する最小幅用紙への画像形成時には、第３通過領域Ｌ３においては、第３通過領域Ｌ３の温度が２００℃以上となることが想定されているため、第２熱線反射部材２１０の内表面から加熱ローラ２２の表面までの距離（Ｓ２）は、第１熱線反射部材２０１の内表面から加熱ローラ２２の表面までの距離（Ｓ１）よりも遠くなり、放熱が促される。これにより、第３通過領域Ｌ３における加熱ローラ２２の温度上昇を抑制することが可能となる。

その結果、電力消費をより効率的に行ないながら、安定した定着性能を確保することが可能となる。また、第３通過領域Ｌ３における加熱ローラ２２の温度上昇に対して、冷却手段を設ける必要がなくなり、画像形成装置の画像形成処理能力（生産性）を低下させることなく、定着工程で消費する電力の省エネルギ化を図ることが可能となる。

加圧ローラ２０の外側に熱線反射部材２０１および第２熱線反射部材２１０を設けた場合には、第１熱線反射部材２０１の内表面から加圧ローラ２０の表面までの距離（Ｓ１）、および第２熱線反射部材２１０の内表面から加圧ローラ２０の表面までの距離（Ｓ２）は、加圧ローラ２０の軸芯Ａ１および加熱ローラ２２の軸芯Ａ２を含む仮想平面Ｐの上において、加圧ローラ２０の軸芯Ａ１から垂直に延びる直線上の距離を意味することとなる。なお、第１熱線反射部材２０１および第２熱線反射部材２１０の内表面からニップ領域ｎまでの距離を用いても良いが、加圧ローラ２０の外径は一定であることから、ここでは、第１熱線反射部材２０１および第２熱線反射部材２１０の内表面から加圧ローラ２０の表面までの距離を用いることとする。

（実施の形態４）
［定着装置１１０Ｄの構成］
まず、図１７から図２０を参照して、本実施の形態における定着装置１１０Ｄの構成について説明する。なお、図１７は、定着装置１１０Ｄの斜視図、図１８は、定着装置１１０Ｄの第１平面図、図１９は、図１８中のＸＩＸ−ＸＩＸ線矢視断面図、図２０は、定着装置１１０Ｄの距離可変機構で選択された第１距離位置の状態を示す図であり、図１８中のＸＸで囲まれた領域の部分拡大図である。

本実施の形態における定着装置１１０Ｄと上記実施の形態における定着装置１１０Ｃとの相違点は、第２熱線反射部材２１０の加熱ローラ２２の表面までの距離を変更するための距離可変機構が異なる点にある。したがって、以下の説明では、第２熱線反射部材２１０に設けられる距離可変機構について詳細に説明する。

図１７および図１８を参照して、本実施の形態おける距離可変機構として、ハウジング２８の内部において、加熱ローラ２２に対して並行に配置されるバー３０１と、このバー３０１に対して並行に配置される摺動バー４０１と、摺動バー４０１の一方端側に設けられる定着装置側ドッキングギヤ４０２ｂと、この定着装置側ドッキングギヤ４０２ｂに設けられ、表面に雌ねじが形成された軸芯４０２ｄと、この軸芯４０２ｄに螺合し、定着装置側ドッキングギヤ４０２ｂの回転に伴って摺動バー４０１を移動させる連結部４０２ｃと、図示しないステッピングモータにより、定着装置側ドッキングギヤ４０２ｂに噛み合い、回転力を伝達する画像形成装置側ドッキングギヤ４０２ａとを有している。

第２熱線反射部材２１０は、上記実施の形態２と同じ形状を有している。第２熱線反射部材２１０の図示する上端部分の摺動バー４０１に対向する所定位置には、それぞれ第１反射部材突起２５０ａと第２反射部材突起２５０ｂとが設けられ、摺動バー４０１の第２熱線反射部材２１０に対向する所定位置には、それぞれ第１摺動バー突起４０１ａ、第２摺動バー突起４０１ｂ、第３摺動バー突起４０１ｃ、および第４摺動バー突起４０１ｄが設けられている。

第２熱線反射部材２１０の内面と上記バー３０１との間にコイルばね４０３が配置されている。コイルばね４０３の一端が第２熱線反射部材２１０の内面に固定され、コイルばね４０３の他端が第２熱線反射部材２１０に固定されている。本実施の形態におけるコイルばね４０３は、一般的な弾性コイルばねである。

（距離可変機構の動作）
次に、本実施の形態における距離可変機構の動作について、図１８、図２０、図２１から図２６を参照して説明する。なお、図２１は、定着装置１１０Ｄの第２平面図、図２２は、図２１中のＸＸＩＩ−ＸＸＩＩ線矢視断面図、図２３は、定着装置１１０Ｄの距離可変機構で選択された第２距離位置の状態を示す図であり、図２１中のＸＸＩＩＩで囲まれた領域の部分拡大図、図２４は、定着装置１１０Ｄの第３平面図であり、距離可変機構で選択された第３距離位置の状態を示す図、図２５は、定着装置１１０Ｄの距離可変機構で選択された第４距離位置の状態を示す図、図２６は、定着装置１１０Ｄの距離可変機構の制御フローを示す図である。

（第１距離位置）
図１８および図２０を参照して、定着装置１１０Ｄの距離可変機構で選択された第１距離位置の状態について説明する。この第１距離位置においては、ステッピングモータの回転ステップ数の制御により、連結部４０２ｃが最も定着装置側ドッキングギヤ４０２ｂ側に位置した状態を示している。第２熱線反射部材２１０の第１反射部材突起２５０ａおよび第２反射部材突起２５０ｂが、摺動バー４０１の第１摺動バー突起４０１ａ、第２摺動バー突起４０１ｂ、第３摺動バー突起４０１ｃ、および第４摺動バー突起４０１ｄのいずれとも当接していない状態である。

この第１距離位置は、コイルばね３０３が最も延びた状態を示している。したがって、この状態では、第２熱線反射部材２１０の内表面から加熱ローラ２２の表面までの距離（Ｓ２）は、第１熱線反射部材２０１の内表面から加熱ローラ２２の表面までの距離（Ｓ１）よりも遠くなるようように設けられており、距離（Ｓ２）は約１１ｍｍ〜約１３ｍｍ程度となる。

（第２距離位置）
図２１から図２３を参照して、定着装置１１０Ｄの距離可変機構で選択された第２距離位置の状態について説明する。この第２距離位置においては、ステッピングモータの回転ステップ数の制御により、定着装置側ドッキングギヤ４０２ｂが回転して、連結部４０２ｃが所定距離、図示において矢印に示す方向に移動した状態を示している。第２熱線反射部材２１０の第１反射部材突起２５０ａと摺動バー４０１の第１摺動バー突起４０１ａとが当接し、第２熱線反射部材２１０の第２反射部材突起２５０ｂと摺動バー４０１の第２摺動バー突起４０１ｂとが当接している状態を示している。

この第２距離位置は、コイルばね３０３が最も縮んだ状態を示している。したがって、この状態では、第２熱線反射部材２１０の内表面から加熱ローラ２２の表面までの距離（Ｓ１）は、第１熱線反射部材２０１の内表面から加熱ローラ２２の表面までの距離（Ｓ１）と同じ距離となる。

（第３距離位置）
図２４を参照して、定着装置１１０Ｄの距離可変機構で選択された第３距離位置の状態について説明する。この第３距離位置においては、ステッピングモータの回転ステップ数の制御により、定着装置側ドッキングギヤ４０２ｂがさらに回転して、連結部４０２ｃが所定距離、図示において矢印に示す方向にさらに移動した状態を示している。第２熱線反射部材２１０の第２反射部材突起２５０ｂと摺動バー４０１の第３摺動バー突起４０１ｃとが当接している状態を示している。

この第３距離位置では、図２４に示すように、それぞれの第２熱線反射部材２１０が加熱ローラ２２の軸芯Ａ２に対して傾斜することにより、第２熱線反射部材２１０の内表面から加熱ローラ２２の表面までの距離が、第２熱線反射部材２１０の位置によって異なるように設けられている。具体的には、第２熱線反射部材２１０は内側に向けて、加熱ローラ２２の表面までの距離が徐々に近くなるように傾斜している。

（第４距離位置）
図２５を参照して、定着装置１１０Ｄの距離可変機構で選択された第４距離位置の状態について説明する。この第４距離位置においては、ステッピングモータの回転ステップ数の制御により、定着装置側ドッキングギヤ４０２ｂがさらに回転して、連結部４０２ｃが所定距離、図示において矢印に示す方向にさらに移動した状態を示している。第２熱線反射部材２１０の第１反射部材突起２５０ａと摺動バー４０１の第４摺動バー突起４０１ｄとが当接している状態を示している。

この第４距離位置では、図２５に示すように、それぞれの第２熱線反射部材２１０が加熱ローラ２２の軸芯Ａ２に対して傾斜することにより、第２熱線反射部材２１０の内表面から加熱ローラ２２の表面までの距離が、第２熱線反射部材２１０の位置によって異なるように設けられている。具体的には、第２熱線反射部材２１０は外側に向けて、加熱ローラ２２の表面までの距離が徐々に近くなるように傾斜している。

（距離可変機構の制御フロー）
図２６を参照して、上記距離可変機構の制御フローの一例について説明する。印字動作開始後（Ｓ１０）、第３通過領域Ｌ３の温度を確認する（Ｓ２０）。第３通過領域Ｌ３の第１確認設定温度（Ｃ１）を、たとえば１７０℃に設定した場合に、第３通過領域Ｌ３の温度が第１確認設定温度（Ｃ１）以下の場合には、第１通過領域Ｌ１との温度差がないと判断して（ＮＯ）、第２熱線反射部材２１０の位置を、上記第２距離位置となるように制御する（Ｓ５０）。

また、第３通過領域Ｌ３が第１確認設定温度（Ｃ１）よりも高く、第２確認設定温度（Ｃ２）よりも低い場合には、第３通過領域Ｌ３が温度上昇傾向にあるものの、輻射熱の抑制を緩やかにしたいと判断して、第２熱線反射部材２１０の位置を、上記第３距離位置または第４距離となるように制御する（Ｓ６０）。なお、ここでは、第３通過領域Ｌ３の第２確認設定温度（Ｃ２）を、たとえば２００℃に設定する。

また、第３通過領域Ｌ３が第２確認設定温度（Ｃ２）よりも高い場合には、第３通過領域Ｌ３の温度上昇が大きいと判断して、第２熱線反射部材２１０の位置を、上記第１距離位置となるように制御する（Ｓ４０）。

（作用・効果）
以上、本実施の形態における定着装置１１０Ｄおよびこの定着装置１１０Ｄを備えた画像形成装置１００によれば、第２熱線反射部材２１０に、加熱ローラ２２の表面までの距離を段階的に変更するための距離可変機構を含んでいる。この構成を採用した場合には、第２通過領域Ｌ２を通過する最大幅用紙の画像形成においては、実施の形態３と同様の効果に加え、第３および第４距離位置の選択が可能となり、第３通過領域Ｌ３における輻射レベルを変動させることが可能となる。その結果、電力消費をより効率的に行ないながら、安定した定着性能を確保することが可能となる。

なお、図２７（Ａ）〜（Ｄ）を参照して、上記実施の形態における各定着装置においては、（Ａ）に示すように、ローラ形態タイプの加圧ローラ２０と加熱ローラ２２とを採用し、加熱ローラ２２の内部にハロゲンヒータ３１３（加熱源）を配置する構成を採用したが、この構成に限定されるものではない。（Ｂ）に示すように、加熱ローラにベルトタイプの加熱ローラ２２Ａを採用することも可能である。また、（Ｃ）に示すように、加圧ローラにベルトタイプの加圧ローラ２０Ａを採用することも可能である。また、（Ｄ）に示すように、ハロゲンヒータ３１３（加熱源）が外部に設けられた加熱ローラ２２Ｂを採用することも可能である。

なお、図１に示す画像形成装置においては、定着装置１１０の配置に対して、記録部材を縦方向（下から上方向）に搬送する場合を示しているが、本発明はこの搬送方向に限定されるものではない。たとえば、記録部材を横方向（左右方向）に搬送する構成を採用する定着装置および画像形成装置に対しても、本発明の構成を採用することが可能である。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１中央制御部、４メモリ、５操作部、６画像形成部、２０，２０Ａ加圧ローラ、２２，２２Ａ，２２Ｂ加熱ローラ、２４搬出口、２６搬入口、２８ハウジング、４２ガイド部材、１００画像形成装置、１１０Ａ〜１１０Ｄ定着装置、１０１外装カバー、１０２給紙カセット、１０３給紙ローラ、１０４感光体、１０５中間転写ベルト、１０６転写ローラ、１０８排出口、２０１熱線反射部材（第１熱線反射部材）、２０１ａ，２１０ａ球面形状部，２０１ｂ，２１０ｂ延長部、２１０第２熱線反射部材、２２２，２２３支持部材、２５０ａ第１反射部材突起、２５０ｂ第２反射部材突起、３０１バー、３０３，４０３コイルばね、３１０定着装置制御部、３１３ハロゲンヒータ、３１４各種モータ、３１５各種センサ、４０１摺動バー、４０１ａ第１摺動バー突起、４０１ｂ第２摺動バー突起、４０１ｃ第３摺動バー突起、４０１ｄ第４摺動バー突起、４０２ａ画像形成装置側ドッキングギヤ、４０２ｂ定着装置側ドッキングギヤ、４０２ｃ連結部、４０２ｄ軸芯、Ｌ１第１通過領域、Ｌ２第２通過領域、Ｌ３第３通過領域、ｎニップ領域。

Claims

加圧ローラと加熱ローラとを備え、異なる幅を有する複数枚の記録部材を、前記加圧ローラと前記加熱ローラとが接するニップ領域を通過させて、前記記録部材上のトナー像を加圧および加熱して前記記録部材に前記トナー像を定着させる定着装置であって、
前記ニップ領域は、最小幅を有する前記記録部材が通過する第１通過領域と、前記第１通過領域を含み、最小幅を有する前記記録部材よりも大きい幅を有する前記記録部材が通過する第２通過領域と、前記第２通過領域において、前記第１通過領域の両側に位置する第３通過領域と、が規定され、
前記加圧ローラおよび前記加熱ローラの少なくともいずれか一方の外側において、前記第１通過領域に対向する位置に前記加圧ローラおよび前記加熱ローラから輻射される熱を反射する第１熱線反射部材と、前記第３通過領域に対向する位置に前記加圧ローラおよび前記加熱ローラから輻射される熱を反射する一対の第２熱線反射部材とが配置され、
前記第２熱線反射部材は、前記第２熱線反射部材の内表面から前記ニップ領域の前記第１通過領域までの距離を変更するための距離可変機構を含む、定着装置。
前記第１熱線反射部材および前記第２熱線反射部材は、前記加熱ローラに対向する位置に配置され、
前記距離可変機構は、前記第２熱線反射部材の内表面から前記加熱ローラの表面までの距離を変更する機構を含む、請求項１に記載の定着装置。
前記距離可変機構は、
前記第２熱線反射部材の内表面から前記加熱ローラの表面までの距離が、前記第１熱線反射部材の内表面から前記加熱ローラの表面までの距離よりも遠くなる第１距離位置と、
前記第２熱線反射部材の内表面から前記加熱ローラの表面までの距離と、前記第１熱線反射部材の内表面から前記加熱ローラの表面までの距離とが同じとなる第２距離位置と、
前記第２熱線反射部材が前記加熱ローラの回転軸に対して傾斜することにより、前記第２熱線反射部材の内表面から前記加熱ローラの表面までの距離が、前記第２熱線反射部材の位置によって異なる第３距離位置とが、
選択可能に設けられている、請求項２に記載の定着装置。
加圧ローラと加熱ローラとを備え、異なる幅を有する複数枚の記録部材を、前記加圧ローラと前記加熱ローラとが接するニップ領域を通過させて、前記記録部材上のトナー像を加圧および加熱して前記記録部材に前記トナー像を定着させる定着装置であって、
前記ニップ領域は、最小幅を有する前記記録部材が通過する第１通過領域と、前記第１通過領域を含み、最小幅を有する前記記録部材よりも大きい幅を有する前記記録部材が通過する第２通過領域と、前記第２通過領域において、前記第１通過領域の両側に位置する第３通過領域と、が規定され、
前記加圧ローラおよび前記加熱ローラの少なくともいずれか一方の外側において、前記第１通過領域に対向する位置に前記加圧ローラおよび前記加熱ローラから輻射される熱を反射する第１熱線反射部材と、前記第３通過領域に対向する位置に前記加圧ローラおよび前記加熱ローラから輻射される熱を反射する一対の第２熱線反射部材とが配置され、
前記ニップ領域から前記第１熱線反射部材の内表面までの距離よりも、前記ニップ領域から前記第２熱線反射部材の内表面までの距離の方が遠くなるように設けられている、定着装置。
前記第１熱線反射部材の内表面から前記ニップ領域までの距離、および前記第２熱線反射部材の内表面から前記ニップ領域までの距離は、前記加圧ローラの軸芯および前記加熱ローラの軸芯を含む仮想平面上において、前記ニップ領域から垂直に延びる直線上の距離である、請求項１から４のいずれかに記載の定着装置。
加圧ローラと加熱ローラとを備え、異なる幅を有する複数枚の記録部材を、前記加圧ローラと前記加熱ローラとが接するニップ領域を通過させて、前記記録部材上のトナー像を加圧および加熱して前記記録部材に前記トナー像を定着させる定着装置であって、
前記ニップ領域は、最小幅を有する前記記録部材が通過する第１通過領域と、前記第１通過領域を含み、最小幅を有する前記記録部材よりも大きい幅を有する前記記録部材が通過する第２通過領域と、前記第２通過領域において、前記第１通過領域の両側に位置する第３通過領域と、が規定され、
前記加圧ローラおよび前記加熱ローラの少なくともいずれか一方の外側に、前記加圧ローラおよび前記加熱ローラから輻射される熱を反射する熱線反射部材が配置され、
前記熱線反射部材は、前記第３通過領域を除く、前記第１通過領域に対向する位置にのみ配置されている、定着装置。
請求項１から６のいずれかに記載の定着装置を有する、画像形成装置。