JP5965883B2 - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、記録材にトナー像を定着させる定着装置と、この定着装置を備えた画像形成装置に関する。

従来、複写機、プリンター、ファクシミリ、或いはこれらを機能的に備えた複合機等の電子写真方式の画像形成装置は、記録材にトナー像を定着させるための定着装置を備えている。この定着装置は、定着部材（例えば、定着ローラーや定着ベルト）と加圧部材（例えば、加圧ローラーや加圧ベルト）を備えており、定着部材と加圧部材の間には定着ニップが形成されている。そして、ハロゲンヒーター等の熱源によって定着部材が加熱された状態で記録材が定着ニップを通過することで、記録材表面に形成されたトナー像が加熱されて溶融し、記録材にトナー像が定着されるようになっている。

従来、このような定着装置においては、定着ローラーによって定着部材が構成されていた。しかしながら、近年、省エネルギー化やウォームアップ時間及びファーストプリント時間の短縮という観点から、定着ローラーに代わって、定着ベルトのような薄肉で熱容量の小さい部材によって定着部材が構成されるようになってきた。

このような定着装置において、熱容量の小さい定着部材を熱源によって直接加熱すると、定着部材が局所的に加熱されて定着部材に温度ムラが発生したり、定着部材が変形したりするという問題が発生する。

そこで、特許文献１、２には、熱源（特許文献１の「ハロゲンランプ１３５」、特許文献２の「ヒータ２５」参照）から放射される輻射熱によって熱伝達部材（特許文献１の「湾曲部１３１」、特許文献２の「金属部材２２」参照）を加熱し、この熱伝達部材からの熱伝達によって定着部材（特許文献１の「定着ベルト１５０」、特許文献２の「定着ベルト２１」参照）を加熱する構成が開示されている。また、特許文献１、２では、熱源から放射される輻射熱を反射部材（特許文献１の「反射板１３２ｂ」、特許文献２の「反射部材２４」参照）によって熱伝達部材に向かって反射するように構成されている。

特開２００６−１１３１７９号公報 特開２０１１−２３７４９５号公報

しかしながら、特許文献１においては、熱伝達部材の両端部と反射部材の両端部が固定されており、熱伝達部材と反射部材が常に接触している。そのため、熱伝達部材からの熱伝達によって定着部材を加熱する際に、熱伝達部材から定着部材への熱移動だけでなく熱伝達部材から反射部材への熱移動も発生してしまい、定着部材を効率的に加熱することが困難になる。

また、特許文献２においては、熱伝達部材と反射部材が補強部材を介して接続されている。そのため、定着部材の温度を均一化したい場合に、熱伝達部材を介して定着部材の熱を反射部材に効率的に移動させることができず、定着部材の温度を均一化するのに必要な時間が長くなってしまう。

そこで、本発明は上記事情を考慮し、定着部材を効率的に加熱したい場合と定着部材の温度を速やかに均一化したい場合の両方に対応可能な定着装置を提供することを目的とする。

本発明の定着装置は、回転可能に設けられる定着部材と、前記定着部材の外径側に配置され、前記定着部材に圧接して定着ニップを形成し、回転可能に設けられる加圧部材と、前記定着部材の内径側に配置され、輻射熱を放射する熱源と、前記定着部材の内周面と接触し、前記熱源から放射される輻射熱を吸収して前記定着部材に伝達する熱伝達部材と、前記熱源から放射される輻射熱を前記熱伝達部材に向かって反射する反射部材と、前記熱伝達部材と前記反射部材を接離させる接離機構と、を備えていることを特徴とする。

このような構成を採用することにより、熱伝達部材からの熱伝達によって定着部材を加熱する場合には、接離機構によって熱伝達部材と反射部材を離間させることで、熱伝達部材から反射部材への熱移動を抑制することが可能となる。これに伴って、定着部材を効率的に加熱することが可能となる。一方で、定着部材の温度を均一化する場合には、熱伝達部材と反射部材を接触させることで、熱伝達部材を介して定着部材の熱を反射部材に効率的に移動させることができる。これに伴って、熱伝達部材と反射部材を離間させている時よりも速やかに定着部材の温度ムラを解消し、定着部材の温度を均一化することが可能となる。

前記熱伝達部材は、前記定着部材の内周面と接触する第１本体部と、前記第１本体部の両端部から前記反射部材側に向かって延出する第１延出部と、を備え、前記反射部材は、前記熱源を挟んで前記第１本体部と対向する第２本体部と、前記第２本体部の両端部から前記熱伝達部材側に向かって延出する第２延出部と、を備え、前記第１延出部と前記第２延出部は、前記熱伝達部材と前記反射部材の接触時及び離間時の両方において、前記熱源から見て重なるように設けられていても良い。

このような構成を採用することにより、熱源から放射される輻射熱が熱伝達部材及び反射部材の外部に漏れるのを防止することが可能となる。そのため、熱源から放射される輻射熱が定着部材に直接到達するのを抑制することができ、定着部材が局所的に加熱されるのを防止することが可能となる。

前記接離機構は、記録材が前記定着ニップを通過している間は前記熱伝達部材と前記反射部材を離間させ、記録材が前記定着ニップを通過した後に前記熱伝達部材と前記反射部材を接触させても良い。

このような構成を採用することにより、記録材が定着ニップを通過している間は、定着部材を効率的に加熱し、記録材にトナー像を確実に定着させることが可能となる。一方で、記録材が定着ニップを通過した後には、定着部材の温度を速やかに均一化することが可能となる。

前記定着部材は、回転軸を中心に回転可能に設けられ、前記反射部材は、前記熱源から放射される輻射熱を前記回転軸方向外側に傾斜する方向に反射させる第１の姿勢と、前記熱源から放射される輻射熱を前記回転軸方向内側に傾斜する方向に反射させる第２の姿勢と、の間で揺動可能な揺動部を備えていても良い。

このような構成を採用することにより、反射部材の揺動部を第１の姿勢に保持することで、定着ベルトの回転軸方向における熱伝達部材の両端部に熱源からの輻射熱を集中させ、定着部材の回転軸方向両端部を集中的に加熱することが可能となる。また、反射部材の揺動部を第２の姿勢に保持することで、定着ベルトの回転軸方向における熱伝達部材の中央部に熱源からの輻射熱を集中させ、定着部材の回転軸方向中央部を集中的に加熱することが可能となる。

前記定着装置は、回転可能に設けられるカムを更に備え、前記カムが回転すると、前記カムが前記揺動部を押圧して前記揺動部が揺動しても良い。

このような構成を採用することにより、反射部材の揺動部の角度を容易に切り替えることが可能となる。

前記定着装置は、前記回転軸方向に移動可能に設けられる押圧部材を更に備え、前記揺動部は、前記回転軸方向に対して傾斜する被押圧部を備え、前記押圧部材が前記回転軸方向に移動すると、前記押圧部材が前記被押圧部を押圧して前記揺動部が揺動しても良い。

このような構成を採用することにより、反射部材の揺動部の角度を容易に切り替えることが可能となる。

前記反射部材は、前記回転軸方向に複数に分割されていても良い。

このような構成を採用することにより、熱伝達部材に対して反射部材をより柔軟に接離させることが可能となる。

前記定着装置は、前記定着部材としての定着ベルトを前記加圧部材側に向かって押圧するニップ部材と、前記ニップ部材を支持する支持部材と、を更に備えていても良い。

このような構成を採用することにより、省エネルギー化及びウォームアップ時間の短縮を図ることが可能となる。

本発明の画像形成装置は、上記したいずれかの定着装置を備えていることを特徴とする。

本発明によれば、定着部材を効率的に加熱したい場合と定着部材の温度を速やかに均一化したい場合の両方に対応可能な定着装置を提供することができる。

本発明の第１の実施形態に係るプリンターの概略を示す模式図である。 本発明の第１の実施形態に係る定着装置において、熱伝達部材の第１接触部と反射部材の第２接触部が接触している状態を示す断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る定着装置において、熱伝達部材の第１接触部と反射部材の第２接触部が離間している状態を示す断面図である。 （ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る定着装置において、熱伝達部材の第１接触部と反射部材の第２接触部が接触している状態を示す側面図である。（ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る定着装置において、熱伝達部材の第１接触部と反射部材の第２接触部が離間している状態を示す側面図である。 （ａ）は、本発明の第２の実施形態に係る定着装置において、反射部材の揺動部が第１の姿勢を取っている状態を示す端面図である。（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ断面図である。 （ａ）は、本発明の第２の実施形態に係る定着装置において、反射部材の揺動部が第２の姿勢を取っている状態を示す端面図である。（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。 （ａ）は、本発明の第２の実施形態に係る定着装置において、反射部材の揺動部が第３の姿勢を取っている状態を示す端面図である。（ｂ）は、（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。 （ａ）は、本発明の第２の実施形態に係る定着装置において、反射部材の揺動部が第１の姿勢を取っている状態を示す側面図である。（ｂ）は、本発明の第２の実施形態に係る定着装置において、反射部材の揺動部が第２の姿勢を取っている状態を示す側面図である。（ｃ）は、本発明の第２の実施形態に係る定着装置において、反射部材の揺動部が第３の姿勢を取っている状態を示す側面図である。 （ａ）は、本発明の第３の実施形態に係る定着装置において、反射部材の揺動部が第１の姿勢を取っている状態を示す端面図である。（ｂ）は、本発明の第３の実施形態に係る定着装置において、反射部材の揺動部が第２の姿勢を取っている状態を示す端面図である。 本発明の第３の実施形態に係る定着装置において、反射部材の揺動部が第３の姿勢を取っている状態を示す端面図である。

＜第１の実施形態＞
まず、図１を用いて、プリンター１（画像形成装置）の全体の構成について説明する。

プリンター１は、箱型形状のプリンター本体２を備えており、プリンター本体２の下部には、用紙（記録材）を収納する給紙カセット３が収容され、プリンター本体２の上面には排紙トレイ４が設けられている。プリンター本体２の上面には、排紙トレイ４の側方に上カバー５が開閉可能に取り付けられ、上カバー５の下方にはトナーコンテナ６が収納されている。

プリンター本体２の上部には、レーザー・スキャニング・ユニット（ＬＳＵ）で構成される露光器７が排紙トレイ４の下方に配置され、露光器７の下方には、画像形成部８が設けられている。画像形成部８には、像担持体である感光体ドラム１０が回転可能に設けられており、感光体ドラム１０の周囲には、帯電器１１と、現像器１２と、転写ローラー１３と、クリーニング装置１４とが、感光体ドラム１０の回転方向（図１の矢印Ｘ参照）に沿って配置されている。

プリンター本体２の内部には、用紙の搬送経路１５が設けられている。搬送経路１５の上流端には給紙部１６が設けられ、搬送経路１５の中流部には、感光体ドラム１０と転写ローラー１３によって構成される転写部１７が設けられ、搬送経路１５の下流部には定着装置１８が設けられ、搬送経路１５の下流端には排紙部１９が設けられている。搬送経路１５の下方には、両面印刷用の反転経路２０が形成されている。

次に、このような構成を備えたプリンター１の画像形成動作について説明する。

プリンター１に電源が投入されると、各種パラメーターが初期化され、定着装置１８の温度設定等の初期設定が実行される。そして、プリンター１に接続されたコンピューター等から画像データが入力され、印刷開始の指示がなされると、以下のようにして画像形成動作が実行される。

まず、帯電器１１によって感光体ドラム１０の表面が帯電された後、露光器７からのレーザー光（図１の二点鎖線Ｐ参照）により感光体ドラム１０に対して画像データに対応した露光が行われ、感光体ドラム１０の表面に静電潜像が形成される。次に、この静電潜像を、現像器１２がトナーによりトナー像に現像する。

一方、給紙部１６によって給紙カセット３から取り出された用紙は、上記した画像形成動作とタイミングを合わせて転写部１７へと搬送され、転写部１７において感光体ドラム１０上のトナー像が用紙に転写される。トナー像を転写された用紙は、搬送経路１５を下流側へと搬送されて定着装置１８に進入し、この定着装置１８において用紙にトナー像が定着される。トナー像が定着された用紙は、排紙部１９から排紙トレイ４に排出される。なお、感光体ドラム１０上に残留したトナーは、クリーニング装置１４によって回収される。

次に、図２〜図４を用いて定着装置１８について詳細に説明する。以下、説明の便宜上、図２、図３における紙面手前側を定着装置１８の前側（正面側）とする。図２、図３の矢印Ｙは、用紙の搬送方向を示している。図４（ａ）、図４（ｂ）の矢印Ｆｒは、定着装置１８の前側（正面側）を示している。

図２、図３に示されるように、定着装置１８は、定着ベルト２１（定着部材）と、定着ベルト２１の上側（外径側）に配置されるサーミスター２２ａ、２２ｂと、定着ベルト２１の下側（外径側）に配置される加圧ローラー２３（加圧部材）と、定着ベルト２１の内径側に配置されるニップ部材２４と、定着ベルト２１の内径側においてニップ部材２４の上側に配置される支持部材２５と、定着ベルト２１の内径側において支持部材２５の上方に配置されるヒーター２６（熱源）と、定着ベルト２１の内径側においてヒーター２６の上側に配置される熱伝達部材２７と、定着ベルト２１の内径側においてヒーター２６の下側に配置される反射部材２８と、定着ベルト２１の内径側において反射部材２８の下側に配置される接離機構２９と、を主体として構成されている。なお、図４（ａ）、図４（ｂ）では、熱伝達部材２７、反射部材２８及び接離機構２９以外の部材については記載が省略されている。

図２、図３に示されるように、定着ベルト２１は、前後方向に長い略円筒状を成している。定着ベルト２１は、可撓性を有しており、周方向には無端状である。定着ベルト２１は、例えば、外径２７ｍｍである。定着ベルト２１は、前後方向に延びる回転軸Ａを中心に回転可能に設けられている。つまり、本実施形態では、前後方向が定着ベルト２１の回転軸方向である。

定着ベルト２１は、例えば、基材層と、この基材層を被覆する離型層と、によって構成されている。定着ベルト２１の基材層は、例えば、ニッケル電鋳などの金属によって形成されている。なお、定着ベルト２１の基材層は、ＰＩ（ポリイミド）などの樹脂によって形成されていても良い。定着ベルト２１の離型層は、例えば、ＰＦＡチューブによって形成されている。なお、各図において、定着ベルト２１の各層（基材層、離型層）は区別されずに表示されている。定着ベルト２１の内周面には、フッ素系樹脂のコーティングが施されている。これにより、ニップ部材２４や熱伝達部材２７に対する定着ベルト２１の摺動性が高められている。

サーミスター２２ａは、定着ベルト２１の前後方向中央部（画像領域）の温度を検出可能な非接触式の温度センサーである。サーミスター２２ｂは、定着ベルト２１の前端部又は後端部（非画像領域）の温度を検出可能な接触式の温度センサーである。定着ベルト２１は、各サーミスター２２ａ、２２ｂからの信号に基づいて、用紙にトナー像を定着可能な所定の温度（以下、「定着温度」と称する）に制御されるようになっている。

加圧ローラー２３は、前後方向に長い略円筒状を成している。加圧ローラー２３は、例えば、円筒状の芯金と、この芯金に周設される弾性層と、この弾性層を被覆する離型層と、によって構成されている。加圧ローラー２３の芯金は、例えば、鉄等の金属によって形成されている。加圧ローラー２３の芯金は、例えば、外径１２ｍｍである。加圧ローラー２３の弾性層は、例えば、シリコンゴムによって形成されている。加圧ローラー２３の弾性層は、例えば、厚さ６．５ｍｍである。加圧ローラー２３の離型層は、例えば、ＰＦＡチューブによって形成されている。なお、各図において、加圧ローラー２３の各層（芯金、弾性層、離型層）は、特に区別されずに表示されている。

加圧ローラー２３は、定着ベルト２１に圧接しており、定着ベルト２１と加圧ローラー２３の間には定着ニップ３１が形成されている。加圧ローラー２３は、定着フレーム（図示せず）に回転可能に支持されている。加圧ローラー２３は、モーター等によって構成される駆動部（図示せず）に接続されており、この駆動部によって加圧ローラー２３を回転させることができるようになっている。

ニップ部材２４は、前後方向に長い板状を成している。ニップ部材２４は、例えば、ＬＣＰ（液晶ポリマー）等の耐熱性樹脂によって形成されている。ニップ部材２４の下面は、定着ベルト２１を下側（加圧ローラー２３側）に向かって押圧している。

支持部材２５は、前後方向に長い形状を成している。支持部材２５は、断面ロの字状を成している。支持部材２５の下面には、ニップ部材２４の上面が固定されている。これにより、ニップ部材２４が支持部材２５に支持されると共に、ニップ部材２４の反り（定着荷重による変形）が抑制されている。

ヒーター２６は、例えば、１本の８００Ｗのハロゲンヒーターによって構成されている。ヒーター２６は、電圧供給部（図示せず）からの電圧印加により通電することで発熱し、輻射熱（輻射光）を放射するように構成されている。

熱伝達部材２７は、前後方向に長い形状を成している。熱伝達部材２７は、例えば、アルミニウム等の金属によって形成されている。熱伝達部材２７の内周面（ヒーター２６と対向する面）には、熱吸収率を向上させるための黒塗装が施されている。熱伝達部材２７の前後両端部は、保持部材（図示せず）によって保持されている。このような構成により、熱伝達部材２７から定着ベルト２１以外の部材への熱移動が極力抑制されている。

熱伝達部材２７は、上側（定着ニップ３１から離間する側）に向かって弧状に湾曲する第１本体部３２と、第１本体部３２の左右両端部から下側（反射部材２８側）に向かって延出する第１延出部３３と、を備えている。第１本体部３２の左右方向中央部の外周面は、定着ベルト２１の内周面の上側の領域と接触している。各第１延出部３３の左右方向内側の面には、第１接触部３４が形成されている。第１接触部３４は、下方に向かって左右方向外側に傾斜している。

反射部材２８は、前後方向に長い形状を成している。反射部材２８は、例えば、光輝アルミニウム等の金属によって形成されている。

反射部材２８は、下側（定着ニップ３１に近接する側）に向かって弧状に湾曲する第２本体部３５と、第２本体部３５の左右両端部から上側（熱伝達部材２７側）に向かって延出する第２延出部３６と、を備えている。第２本体部３５は、ヒーター２６を挟んで熱伝達部材２７の第１本体部３２と対向している。各第２延出部３６の左右方向外側の面には、第２接触部３７が形成されている。第２接触部３７は、下方に向かって左右方向外側に傾斜している。

図４（ａ）、図４（ｂ）に示されるように、接離機構２９は、前後方向に延びるカム軸４０と、カム軸４０の前後両端部に固定されるカム４１と、カム軸４０に接続された駆動源４２と、を備えている。図２、図３等に示されるように、各カム４１は、大径部４１ａと、カム軸４０を挟んで大径部４１ａの反対側に形成される小径部４１ｂと、を備えている。カム軸４０と大径部４１ａの距離は、カム軸４０と小径部４１ｂの距離よりも大きくなっている。

このように構成された定着装置１８において、プリンター１が停止している時には、図２及び図４（ａ）に示されるように、接離機構２９のカム４１の大径部４１ａが反射部材２８の第２本体部３５の下面に接触している。これに伴って、熱伝達部材２７の第１延出部３３の第１接触部３４（以下、「熱伝達部材２７の第１接触部３４」と称する。）が反射部材２８の第２延出部３６の第２接触部３７（以下、「反射部材２８の第２接触部３７」と称する。）と接触している。この時、熱伝達部材２７の第１延出部３３と反射部材２８の第２延出部３６は、ヒーター２６から見て重なっている（図２の二点鎖線Ｂ参照）。

次に、プリンター１の電源が投入され、電圧供給部（図示せず）からの電圧印加によりヒーター２６が通電すると、接離機構２９の駆動源４２がカム軸４０を１８０度回転させる。このようにカム軸４０が１８０度回転すると、図３及び図４（ｂ）に示されるように、カム軸４０に固定された各カム４１も１８０度回転し、各カム４１の小径部４１ｂが反射部材２８の第２本体部３５の下面に接触する。これに伴って、反射部材２８が自重により下降し、熱伝達部材２７の第１接触部３４と反射部材２８の第２接触部３７が離間する。この時、熱伝達部材２７の第１延出部３３と反射部材２８の第２延出部３６は、ヒーター２６から見て重なっている（図３の二点鎖線Ｃ参照）。

また、上記のようにヒーター２６が通電すると、ヒーター２６が発熱し、輻射熱（輻射光）を放射する。ヒーター２６から熱伝達部材２７に向かって放射された輻射熱は、図３に矢印Ｄで示されるように、熱伝達部材２７によって直接吸収され、熱伝達部材２７から定着ベルト２１に伝達される。ヒーター２６から反射部材２８に向かって放射された輻射熱は、図３に矢印Ｅで示されるように、反射部材２８によって熱伝達部材２７に向かって反射され、熱伝達部材２７によって吸収されて、熱伝達部材２７から定着ベルト２１に伝達される。以上のような作用により、熱伝達部材２７からの熱伝達によって定着ベルト２１が加熱される。

また、上記のようにヒーター２６が通電すると、図３に矢印Ｆで示されるように、駆動部（図示せず）が加圧ローラー２３を回転させる。このように加圧ローラー２３が回転すると、図３に矢印Ｇで示されるように、加圧ローラー２３に圧接する定着ベルト２１が加圧ローラー２３とは逆方向に従動回転する。このように定着ベルト２１が回転することで、定着ベルト２１の温度ムラが抑制される。

ヒーター２６が通電してから一定の時間が経過し、定着ベルト２１が定着温度まで加熱されると、用紙にトナー像を定着可能な状態となる。この状態で、用紙が定着ニップ３１を通過すると、トナー像が加熱されて溶融し、用紙にトナー像が定着される。用紙が定着ニップ３１を通過している間は、熱伝達部材２７の第１接触部３４と反射部材２８の第２接触部３７が離間している。そのため、熱伝達部材２７から反射部材２８への熱移動を抑制することが可能となる。これに伴って、定着ベルト２１を効率的に加熱し、用紙にトナー像を確実に定着させることが可能となる。

一方で、用紙が定着ニップ３１を通過した後には、接離機構２９の駆動源４２がカム軸４０を１８０度回転させる。このようにカム軸４０が１８０度回転すると、図２及び図４（ａ）に示されるように、カム軸４０に固定されたカム４１も１８０度回転し、カム４１の大径部４１ａが反射部材２８の第２本体部３５の下面に接触する。これに伴って、カム４１が反射部材２８を上方に押圧し、熱伝達部材２７の第１接触部３４が反射部材２８の第２接触部３７と再び接触する。そのため、熱伝達部材２７を介して定着ベルト２１の熱を反射部材２８に効率的に移動させることができる。これに伴って、定着ベルト２１の前後方向における温度分布を速やかに均一化することが可能となる。

以上のように、本実施形態の定着装置１８は、熱伝達部材２７と反射部材２８を接離させる接離機構２９を備えている。そのため、熱伝達部材２７からの熱伝達によって定着ベルト２１を加熱する場合には、接離機構２９によって熱伝達部材２７と反射部材２８を離間させることで、熱伝達部材２７から反射部材２８への熱移動を抑制することが可能となる。これに伴って、定着ベルト２１を効率的に加熱することが可能となる。一方で、定着ベルト２１の温度を均一化する場合には、熱伝達部材２７と反射部材２８を接触させることで、熱伝達部材２７を介して定着ベルト２１の熱を反射部材２８に効率的に移動させることができる。これに伴って、熱伝達部材２７と反射部材２８を離間させている時よりも速やかに定着ベルト２１の温度ムラを解消し、定着ベルト２１の温度を均一化することが可能となる。

また、熱伝達部材２７の第１延出部３３と反射部材２８の第２延出部３６は、熱伝達部材２７と反射部材２８の接触時及び離間時の両方において、ヒーター２６から見て重なるように設けられている。このような構成を採用することにより、ヒーター２６から放射される輻射熱が熱伝達部材２７及び反射部材２８の外部に漏れるのを防止することが可能となる。そのため、ヒーター２６から放射される輻射熱が定着ベルト２１に直接到達するのを抑制することができ、定着ベルト２１が局所的に加熱されるのを防止することが可能となる。

また、本実施形態の定着装置１８は、定着ベルト２１を下側（加圧ローラー２３側）に向かって押圧するニップ部材２４と、ニップ部材２４を支持する支持部材２５と、を備えている。このような構成を採用することにより、省エネルギー化及びウォームアップ時間の短縮を図ることが可能となる。

本実施形態では、カム軸４０の前後両端部にカム４１が固定される場合について説明したが、他の異なる実施形態では、カム軸の中央に一つだけカムが固定されていても良い。本実施形態では、カム軸４０とカム４１と駆動源４２とを備えた接離機構２９を用いる場合について説明したが、他の異なる実施形態では、他の異なる構成の接離機構を用いても良い。

本実施形態では、反射部材２８を上下方向（熱伝達部材２７との近接離間方向）に移動させる場合について説明した。一方で、他の異なる実施形態では、熱伝達部材２７を上下方向（反射部材２８との近接離間方向）に移動させても良いし、熱伝達部材２７と反射部材２８の両方を上下方向に移動させても良い。熱伝達部材２７を上下方向に移動させる場合には、熱伝達部材２７を下方（反射部材２８との近接方向）に移動させるのに伴って、熱伝達部材２７を定着ベルト２１から離間させるのが好ましい。このように熱伝達部材２７を定着ベルト２１から離間させることで、熱容量の小さな定着ベルト２１の温度を速やかに均一化することが可能となる。また、熱伝達部材２７を定着ベルト２１から離間させることで、万一ヒーター２６が暴走して常時発熱した状態になっても、熱伝達部材２７から定着ベルト２１に伝達される熱量が少ないため、定着ベルト２１が過昇温するのを抑制することが可能となり、定着ベルト２１の劣化を防止することができる。

本実施形態では、ハロゲンヒーターによって構成されるヒーター２６を熱源として用いる場合について説明したが、他の異なる実施形態では、セラミックヒーターなどによって構成されるヒーターを熱源として用いても良い。

本実施形態では、定着ベルト２１を定着部材として用いる場合について説明したが、他の異なる実施形態では、定着ローラーを定着部材として用いても良い。

本実施形態では、プリンター１に本発明の構成を適用する場合について説明したが、他の異なる実施形態では、複写機、ファクシミリ、複合機等の他の画像形成装置に本発明の構成を適用することも可能である。

＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態に係る定着装置５１について、図５〜図８を用いて説明する。図５（ａ）、図６（ａ）、図７（ａ）、図８の矢印Ｆｒは、定着装置５１の前側（正面側）を示している。図５（ａ）、図６（ａ）、図７（ａ）、図８の矢印Ｉと矢印Ｏは、それぞれ前後方向内側と外側を示している。なお、反射部材５２と駆動機構５３と接離機構（図示せず）以外の構成については、第１の実施形態と同様であるため、第１の実施形態と同一の参照符号を図中に付し、説明を省略する。

図５（ａ）等に示されるように、反射部材５２は、前後方向に複数に分割されており、前後一対の揺動部５４と、前後一対の揺動部５４の間に配置される固定部５５と、を備えている。各揺動部５４及び固定部５５は、下側に向かって弧状に湾曲している（図５（ｂ）参照）。

反射部材５２の各揺動部５４の前後方向内側の端部には支点部５６が設けられている。各揺動部５４は、支点部５６を中心に揺動することで、前後方向外側に向かって僅かに傾く第１の姿勢（図５（ａ）、図８（ａ）参照）と、前後方向内側に向かって僅かに傾く第２の姿勢（図６（ａ）、図８（ｂ）参照）と、前後方向に対して略平行な第３の姿勢（図７（ａ）、図８（ｃ）参照）と、の間で揺動可能となっている。

図５（ａ）等に示されるように、駆動機構５３は、前後方向に延びるカム軸５７と、カム軸５７の前後両端部に固定されるカム５８と、カム軸５７に接続される駆動源５９と、を備えている。

図５（ｂ）等に示されるように、各カム５８は、小径部５８ａと、カム軸５７を挟んで小径部５８ａの反対側に形成される大径部５８ｂと、小径部５８ａと大径部５８ｂの間に形成される一対の中径部５８ｃと、を備えている。カム軸５７と小径部５８ａ、大径部５８ｂ及び中径部５８ｃとの距離は、カム軸５７と小径部５８ａとの距離が最も短く、カム軸５７と大径部５８ｂとの距離が最も長くなっている。

接離機構（図示せず）は、熱伝達部材２７を反射部材５２に対して上下方向に移動させることで、熱伝達部材２７と反射部材５２を接離させるように構成されている。接離機構（図示せず）の構成及び動作は、第１の実施形態の接離機構２９の構成及び動作と同様であるため、説明を省略する。

このように構成された定着装置５１において、プリンター１が停止している時には、図７（ａ）、図７（ｂ）に示されるように、各カム５８の中径部５８ｃが反射部材５２の各揺動部５４の下面に接触している。これに伴って、反射部材５２の各揺動部５４が、第３の姿勢を取っている。

これに対して、プリンター１の電源が投入されてヒーター２６が通電すると、駆動機構５３の駆動源５９がカム軸５７を回転させる。このようにカム軸５７が回転すると、各カム５８も回転し、図５（ａ）、図５（ｂ）に示されるように、各カム５８の小径部５８ａが反射部材５２の各揺動部５４の下面に接触する。これに伴って、反射部材５２の各揺動部５４が第３の姿勢から第１の姿勢まで揺動する。

このように反射部材５２の各揺動部５４が第１の姿勢を取ると、ヒーター２６から放射される輻射熱が各揺動部５４によって前後方向外側に傾斜する方向に反射される（図５（ａ）参照）。これに伴って、熱伝達部材２７の前後両端部が集中的に加熱され，熱伝達部材２７の前後両端部からの熱伝達によって定着ベルト２１の前後両端部が集中的に加熱される。ヒーター２６の通電直後には、定着ベルト２１の前後両端部は定着ベルト２１の前後方向中央部よりも昇温しにくいのが通常であるが、上記のように定着ベルト２１の前後両端部を集中的に加熱することで、定着ベルト２１の前後両端部を定着ベルト２１の前後方向中央部と同等の速さで昇温させることが可能となる。そのため、定着ベルト２１を均一に加熱することが可能となり、定着ベルト２１が定着温度に到達するまでの時間を短縮することが可能となる。

一方で、連続通紙時（用紙が定着ニップ３１を連続的に通過する時）や小サイズ通紙時（小サイズの用紙が定着ニップ３１を通過する時）には、定着ベルト２１の前後方向中央部の熱が用紙によって奪われるため、定着ベルト２１の前後方向中央部が定着ベルト２１の前後両端部よりも低温になる恐れがある。そこで、連続通紙時や小サイズ通紙時には、駆動機構５３の駆動源５９がカム軸５７を回転させる。このようにカム軸５７が回転すると、各カム５８も回転し、図６（ａ）、図６（ｂ）に示されるように、各カム５８の大径部５８ｂが反射部材５２の各揺動部５４の下面に接触する。これに伴って、反射部材５２の各揺動部５４が各カム５８によって上方に押圧され、反射部材５２の各揺動部５４が第１の姿勢から第２の姿勢まで揺動する。

このように反射部材５２の各揺動部５４が第２の姿勢を取ると、ヒーター２６から放射される輻射熱が反射部材５２の各揺動部５４によって前後方向内側に傾斜する方向に反射される（図６（ａ）参照）。これに伴って、熱伝達部材２７の前後方向中央部が集中的に加熱され、熱伝達部材２７の前後方向中央部からの熱伝達によって定着ベルト２１の前後方向中央部が集中的に加熱される。そのため、定着ベルト２１の前後方向中央部が定着ベルト２１の前後両端部よりも低温になるのを回避することが可能となる。従って、定着ベルト２１の前後方向中央部を昇温させるためにヒーター２６の通電時間を長くする必要が無くなり、消費電力を削減することが可能となる。

本実施形態では上記のように、駆動機構５３の各カム５８が回転すると、各カム５８が反射部材５２の各揺動部５４を押圧して反射部材５２の各揺動部５４が揺動するように構成されている。このような構成を採用することで、反射部材５２の各揺動部５４の角度を容易に切り替えることが可能となる。

また、反射部材５２が前後方向に複数に分割されているため、熱伝達部材２７に対して反射部材５２をより柔軟に接離させることが可能となる。

本実施形態では特に説明を行わなかったが、他の異なる実施形態では、サーミスター２２ａ、２２ｂからの信号に基づいて、反射部材５２の各揺動部５４の姿勢を切り替えても良い。例えば、サーミスター２２ａによって検出される定着ベルト２１の前後方向中央部の温度が所定の基準値よりも高い場合やサーミスター２２ｂによって検出される定着ベルト２１の前端部又は後端部の温度が所定の基準値よりも低い場合には、反射部材５２の各揺動部５４を第１の姿勢に切り替えて、定着ベルト２１の前後両端部を集中的に加熱する。逆に、サーミスター２２ａによって検出される定着ベルト２１の前後方向中央部の温度が所定の基準値よりも低い場合やサーミスター２２ｂによって検出される定着ベルト２１の前端部又は後端部の温度が所定の基準値よりも高い場合には、反射部材５２の各揺動部５４を第２の姿勢に切り替えて、定着ベルト２１の前後方向中央部を集中的に加熱する。このような構成を採用することで、フィードバック制御を用いて定着ベルト２１の温度分布（ヒーター２６の配熱特性）を均一化することができる。そのため、用紙にトナー像を定着可能な状態に定着装置５１が復帰するまでの時間を短縮すると共に、省エネルギー化を図ることが可能となる。

＜第３の実施形態＞
次に、本発明の第３の実施形態に係る定着装置６１について、図９、図１０を用いて説明する。図９、図１０の矢印Ｆｒは、定着装置６１の前側（正面側）を示している。図９、図１０の矢印Ｉと矢印Ｏは、それぞれ前後方向内側と外側を示している。なお、反射部材６２と駆動機構６３と接離機構（図示せず）以外の構成については、第１の実施形態と同様であるため、第１の実施形態と同一の参照符号を図中に付し、説明を省略する。

図９（ａ）等に示されるように、反射部材６２は、前後一対の揺動部６４と、前後一対の揺動部６４の間に配置される固定部６５と、を備えている。

反射部材６２の各揺動部６４の前後方向内側の端部には支点部６６が設けられている。各揺動部６４は、支点部６６を中心に揺動することで、前後方向外側に向かって僅かに傾く第１の姿勢（図９（ａ）参照）と、前後方向内側に向かって僅かに傾く第２の姿勢（図９（ｂ）参照）と、前後方向に対して略平行な第３の姿勢（図１０参照）と、の間で揺動可能となっている。反射部材６２の各揺動部６４の下面の前後方向外側部分には、前後方向（定着ベルト２１の回転軸方向）に対して傾斜する被押圧部６７が形成されている。

駆動機構６３は、前後方向に延びる一対のネジ軸（ボールネジ）６８と、一対のネジ軸６８の前後方向内側の端部を連結する連結部６９と、各ネジ軸６８に装着される押圧部材７０と、片方のネジ軸６８に接続される駆動源７１と、を備えている。各押圧部材７０は、例えば、円環状の部材である。各押圧部材７０は、各ネジ軸６８に螺合しており、各ネジ軸６８の回転に伴って各ネジ軸６８上を前後方向（定着ベルト２１の回転軸方向）に移動可能となっている。駆動源７１は、例えば、ステッピングモーターによって構成されている。

接離機構（図示せず）は、熱伝達部材２７を反射部材６２に対して上下方向に移動させることで、熱伝達部材２７と反射部材６２を接離させるように構成されている。接離機構（図示せず）の構成及び動作は、第１の実施形態の接離機構２９の構成及び動作と同様であるため、説明を省略する。

上記のように構成された定着装置６１において、反射部材６２の各揺動部６４が第１の姿勢を取っている状態（図９（ａ）参照）から駆動機構６３の駆動源７１によって各ネジ軸６８及び連結部６９を回転させると、各押圧部材７０が前後方向外側に移動し、各押圧部材７０が反射部材６２の各揺動部６４の被押圧部６７を押圧する。これに伴って、各揺動部６４が第１の姿勢（図９（ａ）参照）から第２の姿勢（図９（ｂ）参照）又は第３の姿勢（図１０参照）まで揺動する。このような構成を採用することで、反射部材６２の各揺動部６４の角度を容易に切り替えることが可能となる。

１ プリンター（画像形成装置）
１８ 定着装置
２１ 定着ベルト（定着部材）
２３ 加圧ローラー（加圧部材）
２４ ニップ部材
２５ 支持部材
２６ ヒーター（熱源）
２７ 熱伝達部材
２８ 反射部材
２９ 接離機構
３１ 定着ニップ
３２ 第１本体部
３３ 第１延出部
３５ 第２本体部
３６ 第２延出部
５１ 定着装置
５２ 反射部材
５４ 揺動部
５５ 固定部
５８ カム
６１ 定着装置
６２ 反射部材
６４ 揺動部
６５ 固定部
６７ 被押圧部
７０ 押圧部材
Ａ 回転軸

Claims (8)

1. 回転可能に設けられる定着部材と、
   前記定着部材の外径側に配置され、前記定着部材に圧接して定着ニップを形成し、回転可能に設けられる加圧部材と、
   前記定着部材の内径側に配置され、輻射熱を放射する熱源と、
   前記定着部材の内周面と接触し、前記熱源から放射される輻射熱を吸収して前記定着部材に伝達する熱伝達部材と、
   前記熱源から放射される輻射熱を前記熱伝達部材に向かって反射する反射部材と、
   前記熱伝達部材と前記反射部材を接離させる接離機構と、を備え、
   前記熱伝達部材は、
   前記定着部材の内周面と接触する第１本体部と、
   前記第１本体部の両端部から前記反射部材側に向かって延出する第１延出部と、を備え、
   前記反射部材は、
   前記熱源を挟んで前記第１本体部と対向する第２本体部と、
   前記第２本体部の両端部から前記熱伝達部材側に向かって延出する第２延出部と、を備え、
   前記第１延出部と前記第２延出部は、前記熱伝達部材と前記反射部材の接触時及び離間時の両方において、前記熱源から見て重なるように設けられていることを特徴とする定着装置。
2. 前記接離機構は、記録材が前記定着ニップを通過している間は前記熱伝達部材と前記反射部材を離間させ、記録材が前記定着ニップを通過した後に前記熱伝達部材と前記反射部材を接触させることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記定着部材は、回転軸を中心に回転可能に設けられ、
   前記反射部材は、前記熱源から放射される輻射熱を前記回転軸方向外側に傾斜する方向に反射させる第１の姿勢と、前記熱源から放射される輻射熱を前記回転軸方向内側に傾斜する方向に反射させる第２の姿勢と、の間で揺動可能な揺動部を備え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. 回転可能に設けられるカムを更に備え、
   前記カムが回転すると、前記カムが前記揺動部を押圧して前記揺動部が揺動することを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
5. 前記回転軸方向に移動可能に設けられる押圧部材を更に備え、
   前記揺動部は、前記回転軸方向に対して傾斜する被押圧部を備え、
   前記押圧部材が前記回転軸方向に移動すると、前記押圧部材が前記被押圧部を押圧して前記揺動部が揺動することを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
6. 前記反射部材は、前記回転軸方向に複数に分割されていることを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項に記載の定着装置。
7. 前記定着部材としての定着ベルトを前記加圧部材側に向かって押圧するニップ部材と、
   前記ニップ部材を支持する支持部材と、を更に備え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ていることを特徴とする画像形成装置。

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