JP6677929B2 - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、定着装置及び画像形成装置に関するものである。

従来から、ウォームアップ時間が短い定着装置として、回転する円筒状の定着ベルトと、定着ベルトの外周面に接触する接触部材とを備え、定着ベルトの内側に配置した発熱体によって定着ベルトを加熱するベルト定着装置を備えた画像形成装置が知られている。

特許文献１には、係る定着装置であって、定着ベルトの内側から定着ベルトを接触部材に押圧して定着ニップを形成するニップ形成部材（加圧パッド）を備える定着装置が記載されている。この定着装置が備えるニップ形成部材は、定着ベルト（加熱ベルト）の内周に摺接する摺擦部（ガイド部）と、この摺擦部から定着ベルトの内側に向けて起立するプレート状の補強部と、を有する。また、この補強部を挟んで両側に発熱体（熱源）が配置されている。さらに、補強部の起立する部分の両側面における発熱体と対向する位置に、発熱体からの輻射熱を反射する反射部材を配置している。この反射部材は、発熱体と対向する位置を頂点として発熱体に向けて突き出した山型形状を有する。

特許文献１の定着装置では、発熱体から放射された輻射熱は反射部材の山型形状の斜面に入射し反射する。このとき、反射部材の斜面に入射する輻射熱の入射角度は斜面に対して直角ではない。このため、反射部材は、輻射熱が入射してきた方向とは異なる方向に向けて輻射熱を反射する。よって、反射した輻射熱が発熱体に向かうことを防止し、輻射熱が発熱体自体を加熱することを防止することにより、定着ベルトを効率良く加熱することができると考えられる。

しかしながら、特許文献１に記載の反射部材は、定着ベルトを挟んで接触部材に当接するニップ形成部材の補強部に一体的に形成されている。定着ベルトの内側に配置されるニップ形成部材は、定着ベルトの回転軸に平行な軸方向の両端で装置本体に対して固定されている。よって、接触部材との当接圧によってニップ形成部材は、定着ベルトの内側に向かう撓みが生じる。これにより、ニップ形成部材の補強部に一体的に形成された反射部材は、補強部の撓みに追従して変形し、補強部が起立する方向における反射部材の山型形状の頂点と発熱体との位置にずれが生じる。この位置のずれにより、上述した山型形状を設けることによって定着ベルトを効率良く加熱する効果が得られなくなるおそれがある。

なお、輻射熱が入射してきた方向とは異なる方向に向けて輻射熱を反射する形状としては、上述した山型形状に限らない。曲面を有する凸部や輻射熱の入射方向に対して傾斜した斜面を有する凹部など、輻射熱を発熱体とは異なる方向に反射できる反射形状であれば同様の問題が生じ得る。
また、定着ベルトの内側に向けて起立する補強部を挟んで両側に発熱体を備える構成について説明したが、補強部を挟んだ一方のみに発熱体を備える構成でも同様の問題が生じ得る。

上述した課題を解決するために、請求項１の発明は、回転可能に設けられた無端状の回転体と、前記回転体の外周面と接触する接触部材と、前記回転体の内側に配置され前記回転体を介して前記接触部材と当接しニップ部を形成するニップ形成部材と、前記回転体の内側に配置された発熱体と、前記回転体の内側に配置され、前記発熱体から前記ニップ形成部材に向けて放射される輻射熱を反射面で反射する反射部材とを備え、前記ニップ形成部材は、前記回転体の内周面に摺擦する摺擦部と、前記摺擦部から前記回転体の内側に向けて起立する補強部と、を有し、前記発熱体は前記補強部の起立する部分の側面と対向するように配置され、前記反射部材は、前記反射面における前記発熱体と対向する位置の表面の角度が変化している反射形状を有する定着装置において、前記反射部材を、前記ニップ形成部材及び前記補強部材とは別体の反射支持部材で支持し、前記反射形状は、前記反射面から前記発熱体に向かって突起した山型形状であることを特徴とするものである。

本発明によれば、ベルト定着装置において、ニップ形成部材に撓みが生じても、反射部材の反射形状によって定着ベルトを効率よく加熱する作用を維持することができるという優れた効果がある。

実施形態に係る定着装置の概略構成図。 実施形態に係る複写機の概略構成図。 実施形態の定着装置の斜視説明図。 実施形態の定着装置の上面模式図、（ａ）は非圧接時、（ｂ）は圧接時。 変形例の定着装置の斜視説明図。 変形例の定着装置の側面図。 変形例の定着装置の拡大斜視図。 リフレクタに円弧形状を有する定着装置の概略構成図。 リフレクタに谷型形状を有する定着装置の概略構成図。 リフレクタに傾斜平面部を有する定着装置の概略構成図。 比較例の定着装置の斜視説明図。 比較例の定着装置の上面模式図、（ａ）は非圧接時、（ｂ）は圧接時。

以下、本発明を適用した定着装置を備えた、電子写真方式の画像形成装置の一実施形態について説明する。

図２は本実施形態に係る画像形成装置である複写機５００の概略構成図である。
複写機５００は、画像形成部２００と、画像形成部２００の下方に配置された給紙部４００と、画像形成部２００の上方に配置されたスキャナ部３００と、を備える。

画像形成部２００は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色に対応した四つの作像装置１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）を備えている。各符号の数字の後に付されたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、イエロー、マゼンダ、シアン、黒用の部材であることを示している（以下同様）。四つの作像装置１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、それぞれ扱うトナーの色が異なる点の他がほぼ同様の構成になっているので、以下、使用するトナーの色を示す「Ｙ」、「Ｍ」、「Ｃ」、「Ｋ」という添字は適宜省略して説明する。

作像装置１は、像坦持体としての感光体３、感光体３の表面を帯電せしめる帯電装置２、現像手段としての現像装置５、感光体３をクリーニングするクリーニング装置７を備える。

画像形成部２００は、感光体３上に静電潜像を書き込む書込ユニット１００と、感光体３上に形成されたトナー像が転写される中間転写ベルト１６と、四つの感光体３上のトナー像を中間転写ベルト１６にそれぞれ一次転写する四つの一次転写ローラ６を備える。さらに、中間転写ベルト１６と対向して二次転写ニップを形成し、中間転写ベルト１６上のトナー像を記録材としての転写紙Ｓに転写する二次転写ローラ２６を備える。二次転写ニップよりも転写紙Ｓの搬送方向上流側には、転写紙Ｓを一旦待機させるレジストローラ対１２を備える。

画像形成部２００は、トナーを消費する現像装置５（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のそれぞれに補給する補給用トナーを収納する四つのトナーボトル２０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）を備える。また、二次転写ローラ２６の上方には、定着手段としての定着装置９が設けられており、この定着装置９の転写紙Ｓの搬送方向下流側には、排紙ローラ１８を備える。

給紙部４００は、記録材収納部である給紙カセット１０と給紙ローラ１１とを有しており、給紙カセット１０は積載面上に転写紙Ｓを積載するものである。給紙ローラ１１は、給紙カセット１０上に積載された転写紙Ｓを一枚ずつ分離給送するためのものである。

スキャナ部３００は、原稿を載置するコンタクトガラス３１を備える。また、コンタクトガラス３１上に載置される原稿の読み取り走査を行うために、原稿照明用光源３２ａ及び第一ミラー３２ｂを備えた第一走行体３２と、第二ミラー３５ａ及び第三ミラー３５ｂを備えた第二走行体３５と、を備える。さらに、レンズ３３とレンズ３３の後方に設置されているＣＣＤ（ＣＣＤイメージセンサ）３４とを備える。

次に、複写機５００の画像形成の動作について説明する。
コンタクトガラス３１上に原稿を載置して画像形成動作を開始させると、原稿照明用光源３２ａが光を照射し、原稿で反射した反射光は、第一ミラー３２ｂ、第二ミラー３５ａ及び第三ミラー３５ｂで反射し、レンズ３３で結像されてＣＣＤ３４に入射する。スキャナ部３００では、ＣＣＤ３４に入射した光に基づいて転写紙Ｓに形成させる画像情報を生成する。

画像形成部２００では、回転する感光体３が帯電装置２によって一様に帯電され、上述した画像情報に基づいて書込ユニット１００が駆動する。書込ユニット１００は、光源から画像情報に基づいて照射光を発し、一様帯電された感光体３の表面を走査することにより感光体３に静電潜像を形成する。この静電潜像に、現像装置５の現像ローラ１５から現像剤（トナー）が供給されることによって現像がなされ、可視像としてのトナー像になる。

一方、感光体３上へのトナー像の形成が行われている間に、複数の給紙カセット１０のうち選択されたものから、給紙ローラ１１によって転写紙Ｓが引き出され、その先端をレジストローラ対１２のニップ部に当接させた状態で待機する。そして、四つの一次転写ニップで各色のトナー像が重ね合わせて転写された中間転写ベルト１６上のトナー像に、転写紙Ｓを重ね合わせるタイミングでレジストローラ対１２が回転を開始することにより、転写紙Ｓが二次転写ニップに送り出される。二次転写ニップでトナー像が転写された転写紙Ｓは、除電ブラシとの接触によって除電され、中間転写ベルト１６から機械的に分離された後、定着装置９に送られる。

定着装置９では、転写紙Ｓを加熱及び加圧してトナー像を転写紙Ｓ上に定着させる。定着装置９を通過してトナー像が定着された転写紙Ｓは、排紙ローラ１８によって排紙トレイ８上に排紙される。
一次転写ニップを通過した後の感光体３の表面に残留した転写残トナーは、クリーニング装置７によって感光体３上から除去され、回収される。転写残トナーが回収された感光体３の表面は除電装置によって除電され、次の作像工程に備える。

上述した説明では、原稿の画像情報をスキャナ部３００で読み取って、その画像情報に基づいて作像する画像形成動作について説明した。複写機５００は、パソコンなどの外部の電子機器から入力される画像情報に基づいて作像することもできる。

実施形態の画像形成装置である複写機５００では、感光体３上のトナー像を中間転写体である中間転写ベルト１６を介して転写紙Ｓに転写する中間転写方式である。転写紙Ｓにトナー像を転写する方式としては、中間転写方式に限らず、感光体から直接に転写紙Ｓにトナー像を転写する直接方式としてもよい。

図１は、本実施形態に係る定着装置９の概略構成図である。
定着装置９は、回転駆動する接触部材である加圧ローラ３０と、略円筒状の定着部材である定着ベルト３８とが設けられている。円筒状の定着ベルト３８の内側には、ニップ形成部材を構成する加圧パッド６０及びステー部材６１と、複数の発熱体としての第一ハロゲンヒータ５０ａ及び第二ハロゲンヒータ５０ｂと、が設けられている。

図１に示すように、第一ハロゲンヒータ５０ａ及び第二ハロゲンヒータ５０ｂは、ステー部材６１を挟んで上下方向の両側にそれぞれ配置されている。
さらに、二つのハロゲンヒータ５０とステー部材６１との間には、ハロゲンヒータ５０から放射された輻射熱を定着ベルト３８の内周面に向けて反射するリフレクタ４０が配置されている。
また、定着装置９の長手方向（図１中の紙面に直交する方向）の両端部には、複写機５００の構造体の一部であって、上述した定着装置９の構成部材を支持する支持側板７０を有する。

定着ベルト３８は、柔軟に変形可能な円筒状の加熱回転体であり、円筒形状の外形が３０［ｍｍ］で、厚みが１０〜７０［μｍ］のニッケル（Ｎｉ）製の基体と、この基体表面に被覆された弾性層とを有する。弾性層は、シリコーンゴムで形成されており厚みは５０〜１５０［μｍ］である。
定着ベルト３８の最表層には、耐久性を高めて離型性を確保するために、フッ素系樹脂からなる厚みが５〜５０［μｍ］の離型層が形成されている。フッ素系樹脂としては、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）やＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）を挙げることができるが、これに限るものではない。
また、定着ベルト基体はニッケルに限らず、ＳＵＳ（ステンレス鋼）などの金属基体もしくはＰＩ（ポリイミド）等の耐熱性樹脂であってもよい。

加圧ローラ３０は外径が３０［ｍｍ］であり、中空の鉄製芯金３０ａと、この鉄製芯金３０ａの表面に形成された弾性層３０ｂと離型層３０ｃと、で形成されている。
弾性層３０ｂはシリコーンゴムで形成されており厚みは５［ｍｍ］である。 弾性層３０ｂの表面には、離型性を高めるために厚みが４０［μｍ］程度のフッ素樹脂からなる離型層３０ｃを形成するのが望ましい。加圧ローラ３０は付勢手段により定着ベルト３８に向けて付勢され、加圧ローラ３０と定着ベルト３８とが圧接される構成となっている。

加圧パッド６０は、ＬＣＰ（液晶ポリマー）等の耐熱性が高い樹脂材料からなる樹脂部６０ａと、この樹脂部６０ａに覆い被さって定着ベルト３８内面と摺接し、定着ベルト３８の長手方向の温度分布を均一化する銅製の均熱部６０ｂと、で形成される。加圧パッド６０が定着ベルト３８を挟んで加圧ローラ３０と圧接して定着ニップＳＮを形成している。
加圧パッド６０はステー部材６１によって支持されている。ステー部材６１の長手方向の両端部は支持側板７０によって支持され、加圧ローラ３０の加圧パッド６０に対する押し圧力を、加圧パッド６０を内側から補強する補強部材であるステー部材６１が受け止め、定着ニップＳＮを形成している。

二本のハロゲンヒータ５０（ａ，ｂ）はステー部材６１を挟んで上下方向両側に配置され、支持側板７０よりも長手方向の外側に位置するヒータフォルダによって長手方向両端部を支持されている。
第一ハロゲンヒータ５０ａは、小サイズの転写紙Ｓの幅に対応する幅狭の領域に第一発光部フィラメント５１ａが長手方向に配されている。第二ハロゲンヒータ５０ｂは、大サイズの転写紙Ｓの幅に対応する幅広領域における小サイズの転写紙Ｓの幅よりも外側の領域に第二発光部フィラメント５１ｂが長手方向に配されている。

リフレクタ４０は、ハロゲンヒータ５０とステー部材６１とが対向する位置に配置され、その長手方向両端部が支持側板７０によって支持されている。リフレクタ４０は、アルミ製の基体とこの基体表面に塗布された銀ペーストで形成され、ハロゲンヒータ５０の輻射熱を反射面４０ｆで定着ベルト３８へ向けて反射する。リフレクタ４０は、ステー部材６１及び加圧パッド６０と、ハロゲンヒータ５０との間を遮るように、板状の部材を複数回折り曲げた形状となっている。このように折り曲げた形状とすることで、リフレクタ４０は、反射面４０ｆにおけるハロゲンヒータ５０と対向する位置の表面の角度が変化している構成となっている。

また、ハロゲンヒータ５０の中心からリフレクタ４０の反射面４０ｆに降ろした垂線と反射面４０ｆとが交わる位置には、この位置を頂点４１とする山型形状４３が形成されている。このような山型形状４３を備えることにより、ハロゲンヒータ５０から照射された輻射熱のうち、上記垂線に沿って反射面４０ｆに入射する輻射熱は、山型形状４３の斜面に入射する。このとき、輻射熱の入射方向と山型形状４３の斜面とは直角ではないため、輻射熱は入射した方向とは異なる方向に向けて反射する。このため、反射面４０ｆに入射した輻射熱をハロゲンヒータ５０の通過を避けて定着ベルト３８へ向けて反射でき、輻射熱がハロゲンヒータ５０自体を加熱することを防止できる。

ここで、従来の定着装置について説明する。
複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置では、像担持体上に画像情報に基づいてトナー像を形成し、このトナー像を紙やＯＨＰシート等の記録材上に転写し、トナー像を担持した記録材を定着装置に通して熱と圧力によりトナー像を記録材上に固定する。
定着装置には、省エネルギーの観点や画像形成装置の使用時にユーザーを待たせないようにする等の観点から、加熱部材を瞬時に加熱することによって待ち時間（ウォームアップタイム）を短縮することが望まれている。そして、省エネルギーや待ち時間の短縮を実現する定着装置としては、ハロゲンヒータによって薄いベルトおよびフィルム、または薄肉ローラを直接加熱する技術が提案されている。

特許文献１に記載の定着装置は、加熱ローラよりも熱容量の低いエンドレス状の定着ベルトを用い、定着ベルトの内側に加圧パッドとその補強部材を備える構成としたことで、より省エネルギーかつ待ち時間を短縮した定着装置を実現している。また、画像形成装置の小型化に伴って定着ベルトが小径化され、定着ベルトの内側の補強部材や反射部材と発熱体との間の距離が短くなっている。反射部材と発熱体との距離が近いと、反射部材によって反射した輻射熱が発熱体を通過する量が増加し、定着ベルトに対する加熱効率は減少してしまう。

発熱体と反射部材との必要な距離を確保するために反射部材の厚みを薄くすると、薄くした結果剛性が低くなり反射部材が長手方向に対し自重で撓むおそれがある。このような撓みの発生を防止する構成として、反射部材を補強部材に完全に固定又は一体として形成する構成が考えられる。

また、定着ベルトの内側に存在する複数のハロゲンヒータ同士の間に補強部材を配置することで、ハロゲンヒータ同士の加熱を防止できる。さらに、補強部材に取り付けた反射部材の反射面におけるハロゲンヒータと対向する位置、すなわち、ハロゲンヒータの中心から反射面に下ろした垂線が反射面と交わる位置を山型形状とする。これにより、ハロゲンヒータから反射部材への略垂直な入射を無くし、輻射熱が反射部材で反射されてハロゲンヒータ自身を加熱してしまうことを防止し、反射した輻射熱で定着ベルトを加熱できる。
このような定着装置では、上記垂線が反射面と交わる位置と、山型形状の頂点の位置とを精度良く合わせることが、反射部材への略垂直な入射を無くし、輻射熱がハロゲンヒータ自身を加熱してしまうことを防止する上で重要である。

上述のような、熱容量の低いエンドレス状の定着ベルトと定着ベルトの内側の加圧パッドおよび補強部材を備える構成では、定着ベルトの外側に存在する加圧ローラと加圧パッドとが圧接することで定着ニップを形成する。このとき、加圧パッドおよび補強部材の長手方向全域に圧接方向の加圧力がかかり長手方向で撓みが生じる。そして補強部材に反射部材を取り付ける構成では、加圧力による補強部材の撓みに反射部材が追従し、反射部材山型形状の頂点とハロゲンヒータの中心との位置がずれ、定着ベルトの加熱効率向上効果が得られなくなってしまう。

この撓みは補強部材を大型にして剛性を高めることにより防止することが考えられる。しかし、補強部材は定着ベルトの内側に収める必要があるため、大型化は困難である。そのため、多少の撓みを許容し、撓みを考慮に入れて加圧パッドおよび補強部材の形状を決めることが一般的である。

図１１は、リフレクタ４０を支持側板７０ではなく、ステー部材６１に固定した点で上述した実施形態の定着装置９と異なる比較例の定着装置９の斜視説明図である。図１１は、定着ベルト３８を取り外した状態であり、便宜的に定着ベルト３８の軌道のみを破線で示している。
図１２は、比較例の定着装置９を上方から見たものを模式的に示した上面模式図である。図１２（ａ）は、加圧ローラ３０を定着ベルト３８に向けて付勢していない非圧接時を示し、図１２（ｂ）は、加圧ローラ３０を定着ベルト３８に向けて付勢している圧接時を示す。

比較例は、ステー部材６１によるリフレクタ４０の支持構成であり、リフレクタ４０は、ステー部材６１の長手方向両端に固定ネジ４２で固定されている。そして、図１２（ａ）に示すように、非圧接時には、装置横方向（図中のＸ軸に平行な方向）について、リフレクタ４０の山型形状４３の頂点４１の位置と、第一ハロゲンヒータ５０ａの中心の位置とは一致している。

圧接時には、加圧ローラ３０が定着ベルト３８に向けて付勢され、定着ベルト３８及び加圧パッド６０を介してステー部材６１に加圧力が作用する。そして、ステー部材６１に加圧力が作用すると、図１２（ｂ）に示すように、ステー部材６１には、長手方向の中央部が加圧ローラ３０から離れるように撓んだ変形が生じる。

このとき、リフレクタ４０は、ステー部材６１に追従して変形し、上述した山型形状４３の頂点４１は長手方向の中央部が加圧ローラ３０から離れるように変位する。このため、装置横方向について、リフレクタ４０の山型形状４３の頂点４１の位置と、第一ハロゲンヒータ５０ａの中心の位置とが大幅にずれる箇所が生じる。その結果、入射した輻射熱を第一ハロゲンヒータ５０ａの通過を避けて定着ベルト３８へ反射できなくなり、ベルト加熱効率は下がってしまう。
上述した比較例の説明では、第一ハロゲンヒータ５０ａについて説明したが、ステー部材６１を挟んで反対側に位置する第二ハロゲンヒータ５０ｂについても同様の問題が生じる。

図３は、実施形態の定着装置９の斜視説明図である。図３は、定着ベルト３８を取り外した状態である。
図４は、実施形態の定着装置９を上方から見たものを模式的に示した上面模式図である。図４（ａ）は、加圧ローラ３０を定着ベルト３８に向けて付勢していない非圧接時を示し、図４（ｂ）は、加圧ローラ３０を定着ベルト３８に向けて付勢している圧接時を示す。

実施形態の定着装置９は、支持側板７０によるリフレクタ４０の支持構成である。リフレクタ４０の長手方向両端部の５〜８［ｍｍ］を二つの支持側板７０（奥側支持側板７０ａ，手前側支持側板７０ｂ）に挿入することで、リフレクタ４０が支持側板７０に固定されている。そして、図４（ａ）に示すように、非圧接時には、装置横方向について、リフレクタ４０の山型形状４３の頂点４１の位置と、第一ハロゲンヒータ５０ａの中心の位置とは一致している。

また、ステー部材６１も支持側板７０に固定されおり、支持側板７０におけるリフレクタ４０の挿入部から１［ｍｍ］下の位置に、ステー部材６１の長手方向両端部の５〜８［ｍｍ］を挿入することで固定されている。

圧接時には、加圧ローラ３０が定着ベルト３８に向けて付勢され、定着ベルト３８及び加圧パッド６０を介してステー部材６１に加圧力が作用する。そして、ステー部材６１に加圧力が作用すると、図４（ｂ）に示すように、ステー部材６１には、長手方向の中央部が加圧ローラ３０から離れるように撓んだ変形が生じる。

実施形態の定着装置９では、リフレクタ４０は、ステー部材６１に固定されておらず、二つの支持側板７０（ａ，ｂ）に支持されているため加圧パッド６０及びステー部材６１の変形に追従しない。このため、非圧接時でも、装置横方向について、リフレクタ４０の山型形状４３の頂点４１の位置と、第一ハロゲンヒータ５０ａの中心の位置との位置ずれが生じない。すなわち、第一ハロゲンヒータ５０ａの中心位置と山型形状４３の頂点４１の位置との位置精度を保つことができる。

その結果、リフレクタ４０への略垂直な輻射熱の入射を無くし、リフレクタ４０に入射した輻射熱を第一ハロゲンヒータ５０ａの通過を避けて定着ベルト３８へ反射できる状態を維持でき、ベルト加熱効率を維持することができる。
また、定着装置９におけるベルト加熱効率を維持することにより、複写機５００全体での消費電力を低減でき、省エネルギー化を図ることができる。

また、ステー部材６１も支持側板７０に固定することで、部品点数の増加を抑制しつつ、ステー部材６１が撓むことによってリフレクタ４０が変形することを防止できる。
図１に示すように、複数のハロゲンヒータ５０の間にステー部材６１及びリフレクタ４０を配置することで、をハロゲンヒータ５０同士の加熱を防止できる。

〔変形例〕
次に、本実施形態に係る定着装置９の変形例について説明する。
図５は、変形例の定着装置９の斜視説明図、図６は、変形例の定着装置９の側面図、図７は、変形例の定着装置９を図５とは異なる角度から拡大して見た拡大斜視図である。
図５乃至図７は、定着ベルト３８、第二ハロゲンヒータ５０ｂ、及び、第二ハロゲンヒータ５０ｂと対向するリフレクタ４０を取り外した状態である。

図５に示すように、変形例の定着装置９は、支持側板７０によって、ステー部材６１、リフレクタ４０及びハロゲンヒータ５０を同時に支持する構成である。
図５に示すように、支持側板７０にはハロゲンヒータ５０を挿入する五角形状のヒータ支持開口部７１が形成されている。そして、図６に示すように、ヒータ支持開口部７１の五角形状における下方に突き出た山型形状を形成する二つの平面に載せたハロゲンヒータ５０をヒータ固定部材７３によって上方から抑える状態とする。これにより、ハロゲンヒータ５０は、二つの平面との接触部と、ヒータ固定部材７３との接触部との計三点と接触し固定されている。

そして、ヒータ支持開口部７１の下方に突き出た山型形状の頂点と、リフレクタ４０を挿入するために支持側板７０に設けた開口部におけるリフレクタ４０の山型形状４３の頂点４１に対応する部分との装置横方向についての位置を一致させる。これにより、ハロゲンヒータ５０の中心とリフレクタ４０の山型形状４３の頂点４１との位置決めを精度良く行うことが出来る。

次に、図７を用いて、リフレクタ４０とリフレクタ４０に張力を付加する板バネ７２との構成を説明する。
板バネ７２は、一方の端部が支持側板７０に圧入して固定され、他方の端部がリフレクタ４０に挿入され略直角な「Ｌ」の字状に曲がっている。板バネ７２は自然状態では図７中の「７２ａ」で示すように、直角よりも長手方向外側に広がるような形状をしており、略直角に曲げる状態で他方の端部をリフレクタ４０に圧入する。これにより、板バネ７２が自然状態に戻ろうとする力がリフレクタ４０に作用する。図５〜７では、手前側支持側板７０ｂに板バネ７２を挿入する状態を示しているが、奥側支持側板７０ａにも同様に板バネ７２を略直角に曲げた状態で挿入する。これにより、二つの板バネ７２が自然状態に戻ろうとする力がリフレクタ４０を長手方向に引っ張るように作用し、リフレクタ４０の自重により長手方向について撓みが生じることを防止している。

図８及び図９は、リフレクタ４０の反射面４０ｆにおいて、輻射熱が入射してきた方向とは異なる方向に向けて輻射熱を反射する形状として、山型形状４３以外の形状を備える定着装置９の概略構成図である。
リフレクタ４０におけるハロゲンヒータ５０と対向する部分の形状が異なる点以外は共通するため、相違点についてのみ説明する。

図８に示す定着装置９は、リフレクタ４０におけるハロゲンヒータ５０と対向する部分にハロゲンヒータ５０に向かって突起する円弧形状４４を備える。このような円弧形状４４の外周面において、輻射熱の入射方向と直角となる部分は非常に限られた範囲となり、他の範囲に入射した輻射熱は入射した方向とは異なる方向に向けて反射される。このため、上述した実施形態の定着装置９と同様に、反射面４０ｆに入射した輻射熱をハロゲンヒータ５０の通過を避けて定着ベルト３８へ向けて反射できる。

図９に示す定着装置９は、リフレクタ４０におけるハロゲンヒータ５０と対向する部分にハロゲンヒータ５０に対して凹んだ谷型形状４５を備える。このような谷型形状４５を形成する斜面と輻射熱の入射方向とは直角ではないため、輻射熱は入射した方向とは異なる方向に向けて反射する。このため、上述した実施形態の定着装置９と同様に、反射面４０ｆに入射した輻射熱をハロゲンヒータ５０の通過を避けて定着ベルト３８へ向けて反射できる。なお、図９に示す谷型形状４５を備える構成の場合、谷型形状４５の二つの斜面が互いに直角であると、輻射熱は入射した方向に向けて反射するおそれがあるため、二つの斜面が直角とならない配置とすることが望ましい。

図１０は、リフレクタ４０の反射面４０ｆにおいて、輻射熱が入射してきた方向とは異なる方向に向けて輻射熱を反射する形状として、平行で且つ段違いの二つの平面部と、その二つの平面部を繋ぐ傾斜平面部とを有する定着装置９の概略構成図である。
リフレクタ４０の形状が異なる点以外は上述した図１に示す定着装置９と共通するため、相違点についてのみ説明する。

図１０に示す定着装置９は、加圧パッド６０に対して起立して支持するステー部材６１の起立部を覆うように二つのリフレクタ４０を配置する。リフレクタ４０の当該箇所は、図１０に示すように平行で且つ段違いの二つの平面部である第一反射平面部４６Ａ及び第三反射平面部４６Ｃと、第一反射平面部４６Ａと第三反射平面部４６Ｃとを繋ぐ傾斜平面部である第二反射平面部４６Ｂとで形成されている。

二つのハロゲンヒータ５０（５０ａ，５０ｂ）は、それぞれ第二反射平面部４６Ｂと対向する箇所に位置しており、第二反射平面部４６Ｂに入射する輻射熱の入射角度は斜面に対して直角ではない。このため、第二反射平面部４６Ｂでは、輻射熱が入射してきた方向とは異なる方向に向けて輻射熱が反射され、第二反射平面部４６Ｂで反射した輻射熱がハロゲンヒータ５０に向かうことを抑制できる。よって、図１０中の矢印「Ｈ」で示すように、第二反射平面部４６Ｂに入射したハロゲンヒータ５０からの輻射熱は、ハロゲンヒータ５０には戻らず、加圧パッド６０とは反対側の定着ベルト３８に向かって反射される。したがって、輻射熱がハロゲンヒータ５０自体（ハロゲンヒータ５０を構成するガラス管等）を加熱することを防止することにより、定着ベルト３８を効率良く加熱することができる。

本実施形態の複写機５００は、用紙を下方から上方に搬送する縦搬送方式の画像形成装置である。このため、定着装置９は、定着ベルト３８と加圧ローラ３０とが水平方向に配置した構成となっている。画像形成装置としては、用紙を水平方向に搬送する横搬送方式のものでもよく、この場合、定着装置としては、定着ベルトと加圧ローラとを上下方向に配置し、上述した実施形態の定着装置９を９０［°］回転させた構成のものを用いることができる。

以上に説明したものは一例であり、次の態様毎に特有の効果を奏する。

（態様Ａ）
回転可能に設けられた無端状の定着ベルト３８等の回転体と、回転体の外周面と接触する加圧ローラ３０等の接触部材と、回転体の内側に配置され回転体を介して接触部材と当接し定着ニップＳＮ等のニップ部を形成する加圧パッド６０及びステー部材６１等のニップ形成部材と、回転体の内側に配置されたハロゲンヒータ５０等の発熱体と、回転体の内側に配置され、発熱体からニップ形成部材に向けて放射される輻射熱を反射面４０ｆ等の反射面で反射するリフレクタ４０等の反射部材とを備え、ニップ形成部材は、回転体の内周面に摺擦する加圧パッド６０等の摺擦部と、摺擦部から回転体の内側に向けて起立するステー部材６１等の補強部と、を有し、発熱体は補強部の起立する部分の側面と対向するように配置され、反射部材は、反射面における発熱体と対向する位置に、発熱体から放射される輻射熱を発熱体に向かわない方向に反射させる山型形状４３等の表面の角度が変化している反射形状を有する定着装置９等の定着装置において、反射部材を、ニップ形成部材とは別体の支持側板７０等の反射支持部材で支持する。
これによれば、上記実施形態について説明したように、反射部材をニップ形成部材とは別体の反射支持部材で支持することで、ニップ形成部材の補強部とは独立して反射部材を固定することが可能となる。よって、接触部材との接触圧によってニップ形成部材に回転体の内側に向かう撓みが生じても、反射部材が撓みに追従して変形しない構成を実現できる。このため、反射部材の反射形状と発熱体との位置関係が、ニップ形成部材が撓むことに起因してずれることを防止し、位置関係を維持することが可能となる。ニップ形成部材に撓みが生じても、反射部材の反射形状と発熱体との位置関係を維持することにより、反射部材の反射形状によって定着ベルトを効率よく加熱する作用を維持することができる。

（態様Ｂ）
態様Ａにおいて、反射形状は、反射面４０ｆ等の反射面からハロゲンヒータ５０等の発熱体に向かって突起した山型形状４３または円弧形状４４等の凸部であり、支持側板７０等の反射支持部材は、反射部材が発熱体とステー部材６１等の補強部との間に位置し、反射面の凸部の突起方向の延長線上に発熱体の中心点が位置するように、反射部材を固定する。
これによれば、上記実施形態について説明したように、反射面に入射した輻射熱を発熱体の通過を避けて定着ベルト３８等の回転体へ向けて反射でき、輻射熱が発熱体自体を加熱することを防止できる。

（態様Ｃ）
態様ＡまたはＢの何れかの態様において、反射形状は、反射面４０ｆ等の反射面からハロゲンヒータ５０等の発熱体に向かって突起した山型形状４３等の山型形状である。
これによれば、上記実施形態について説明したように、反射面における発熱体と対向する位置に入射する輻射熱は山型形状の斜面に入射し、入射した方向とは異なる方向に向けて反射する。これにより、反射した輻射熱が発熱体を通過することを避けて定着ベルト３８等の回転体に入射する構成を実現することが可能となる。

（態様Ｄ）
態様ＡまたはＢの何れかの態様において、反射形状は、反射面４０ｆ等の反射面からハロゲンヒータ５０等の発熱体に向かって突起した円弧形状４４等の円弧形状である。
これによれば、上記実施形態について説明したように、反射面における発熱体と対向する位置の近傍に入射する輻射熱は円弧形状の表面に入射し、入射した方向とは異なる方向に向けて反射する。これにより、反射した輻射熱が発熱体を通過することを避けて定着ベルト３８等の回転体に入射する構成を実現することが可能となる。

（態様Ｅ）
態様ＡまたはＢの何れかの態様において、リフレクタ４０等の反射部材は、ステー部材６１等の補強部材の起立する部分と平行で且つ段違いの二つの平面部（第一反射平面部４６Ａ及び第三反射平面部４６Ｃ等）を有し、反射形状は、二つの平面部を繋ぐ第二反射平面部４６Ｂ等の傾斜平面部である。
これによれば、上記実施形態について説明したように、反射面における発熱体と対向する位置の近傍に入射する輻射熱は、入射方向に対して直角な面ではない傾斜平面部の表面に入射し、入射した方向とは異なる方向に向けて反射する。これにより、反射した輻射熱が発熱体を通過することを避けて定着ベルト３８等の回転体に入射する構成を実現することが可能となる。また、反射部材と発熱体との位置関係がずれても、輻射熱が反射面に入射する位置の表面は、輻射熱の入射方向に対して直角な面ではない傾斜平面部の表面となる。このため、反射部材と発熱体との位置関係がずれても、反射部材の反射面で反射された輻射熱が加熱源に戻って加熱源自体の加熱に輻射熱が用いられるのを抑えられ、定着ベルト３８等の回転体を効率良く加熱することができる。

（態様Ｆ）
態様Ａ乃至Ｅの何れかの態様において、支持側板７０等の反射支持部材は、ステー部材６１等の補強部を支持する。
これによれば、上記実施形態について説明したように、反射支持部材が補強部の支持部材を兼ねることで、部品点数の増加を抑制しつつ、補強部が撓むことによってリフレクタ４０等の反射部材が変形することを防止できる。

（態様Ｇ）
態様Ａ乃至Ｆの何れかの態様において、支持側板７０等の反射支持部材は、ハロゲンヒータ５０等の発熱体を支持する。
これによれば、上記変形例について説明したように、反射支持部材が発熱体の支持部材を兼ねることで、発熱体の中心と、リフレクタ４０等の反射部材の山型形状４３等の反射形状との位置決めを精度良く行うことが出来る。

（態様Ｈ）
態様Ａ乃至Ｇの何れかの態様において、支持側板７０等の反射支持部材は、リフレクタ４０等の反射部材をステー部材６１等の補強部から１［ｍｍ］等の所定距離だけ離れた位置で固定する。
これによれば、上記実施形態について説明したように、補強部が撓むことによって反射部材が変形することを防止できる。

（態様Ｉ）
態様Ａ乃至Ｈの何れかの態様において、リフレクタ４０等の反射部材に対して、定着ベルト３８等の回転体の回転軸方向（長手方向等）の中心から外側へ向けた張力を作用させる板バネ７２等の反射部材引っ張り手段を備える。
これによれば、上記変形例について説明したように、反射部材がその自重により撓みが生じることを防止している。

（態様Ｊ）
トナーを用いて記録媒体上にトナー像を形成する画像形成部２００等のトナー像形成手段と、加熱して転写紙Ｓ等の記録媒体上にトナー像を定着させる定着手段とを備える複写機５００等の画像形成装置において、定着手段として、態様Ａ乃至Ｉの何れかの態様に係る定着装置９等の定着装置を用いる。
これによれば、上記実施形態について説明したように、定着装置におけるベルト加熱効率を維持することにより、画像形成装置全体での省エネルギー化を図ることができる。

１ 作像装置
２ 帯電装置
３ 感光体
５ 現像装置
６ 一次転写ローラ
７ クリーニング装置
８ 排紙トレイ
９ 定着装置
１０ 給紙カセット
１１ 給紙ローラ
１２ レジストローラ対
１５ 現像ローラ
１６ 中間転写ベルト
１８ 排紙ローラ
２０ トナーボトル
２６ 二次転写ローラ
３０ 加圧ローラ
３０ａ 鉄製芯金
３０ｂ 弾性層
３０ｃ 離型層
３２ 第一走行体
３１ コンタクトガラス
３２ａ 原稿照明用光源
３２ｂ 第一ミラー
３３ レンズ
３４ ＣＣＤ
３５ 第二走行体
３５ａ 第二ミラー
３５ｂ 第三ミラー
３８ 定着ベルト
４０ リフレクタ
４０ｆ 反射面
４１ 頂点
４２ 固定ネジ
４３ 山型形状
４４ 円弧形状
４５ 谷型形状
４６Ａ 第一反射平面部
４６Ｂ 第二反射平面部
４６Ｃ 第三反射平面部
５０ ハロゲンヒータ
５０ａ 第一ハロゲンヒータ
５０ｂ 第二ハロゲンヒータ
５１ａ 第一発光部フィラメント
５１ｂ 第二発光部フィラメント
６０ 加圧パッド
６０ａ 樹脂部
６０ｂ 均熱部
６１ ステー部材
７０ 支持側板
７０ａ 奥側支持側板
７０ｂ 手前側支持側板
７１ ヒータ支持開口部
７２ 板バネ
７３ ヒータ固定部材
１００ 書込ユニット
２００ 画像形成部
３００ スキャナ部
４００ 給紙部
５００ 複写機
Ｓ 転写紙
ＳＮ 定着ニップ

特許４９６１０４７号

Claims (11)

1. 回転可能に設けられた無端状の回転体と、
   前記回転体の外周面と接触する接触部材と、
   前記回転体の内側に配置され前記回転体を介して前記接触部材と当接しニップ部を形成するニップ形成部材と、
   前記回転体の内側に配置された発熱体と、
   前記回転体の内側に配置され、前記発熱体から前記ニップ形成部材に向けて放射される輻射熱を反射面で反射する反射部材とを備え、
   前記ニップ形成部材は、前記回転体の内周面に摺擦する摺擦部と、前記摺擦部から前記回転体の内側に向けて起立する補強部と、を有し、
   前記発熱体は前記補強部の起立する部分の側面と対向するように配置され、
   前記反射部材は、前記反射面における前記発熱体と対向する位置の表面の角度が変化している反射形状を有する定着装置において、
   前記反射部材を、前記ニップ形成部材とは別体の反射支持部材で支持し、
   前記反射形状は、前記反射面から前記発熱体に向かって突起した山型形状であることを特徴とする定着装置。
2. 回転可能に設けられた無端状の回転体と、
   前記回転体の外周面と接触する接触部材と、
   前記回転体の内側に配置され前記回転体を介して前記接触部材と当接しニップ部を形成するニップ形成部材と、
   前記回転体の内側に配置された発熱体と、
   前記回転体の内側に配置され、前記発熱体から前記ニップ形成部材に向けて放射される輻射熱を反射面で反射する反射部材とを備え、
   前記ニップ形成部材は、前記回転体の内周面に摺擦する摺擦部と、前記摺擦部から前記回転体の内側に向けて起立する補強部と、を有し、
   前記発熱体は前記補強部の起立する部分の側面と対向するように配置され、
   前記反射部材は、前記反射面における前記発熱体と対向する位置の表面の角度が変化している反射形状を有する定着装置において、
   前記反射部材を、前記ニップ形成部材とは別体の反射支持部材で支持し、
   前記反射形状は、前記反射面から前記発熱体に向かって突起した円弧形状であることを特徴とする定着装置。
3. 回転可能に設けられた無端状の回転体と、
   前記回転体の外周面と接触する接触部材と、
   前記回転体の内側に配置され前記回転体を介して前記接触部材と当接しニップ部を形成するニップ形成部材と、
   前記回転体の内側に配置された発熱体と、
   前記回転体の内側に配置され、前記発熱体から前記ニップ形成部材に向けて放射される輻射熱を反射面で反射する反射部材とを備え、
   前記ニップ形成部材は、前記回転体の内周面に摺擦する摺擦部と、前記摺擦部から前記回転体の内側に向けて起立する補強部と、を有し、
   前記発熱体は前記補強部の起立する部分の側面と対向するように配置され、
   前記反射部材は、前記反射面における前記発熱体と対向する位置の表面の角度が変化している反射形状を有する定着装置において、
   前記反射部材を、前記ニップ形成部材とは別体の反射支持部材で支持し、
   前記反射部材は、前記補強部の起立する部分と平行で且つ段違いの二つの平面部を有し、
   前記反射形状は、前記二つの平面部を繋ぐ傾斜平面部であることを特徴とする定着装置。
4. 請求項１乃至３の何れかに記載の定着装置において、
   前記反射形状は、前記反射面から前記発熱体に向かって突起した凸部であり、
   前記反射支持部材は、前記反射部材が前記発熱体と前記補強部との間に位置し、前記反射面の前記凸部の突起方向の延長線上に前記発熱体の中心点が位置するように、前記反射部材を固定することを特徴とする定着装置。
5. 回転可能に設けられた無端状の回転体と、
   前記回転体の外周面と接触する接触部材と、
   前記回転体の内側に配置され前記回転体を介して前記接触部材と当接しニップ部を形成するニップ形成部材と、
   前記回転体の内側に配置された発熱体と、
   前記回転体の内側に配置され、前記発熱体から前記ニップ形成部材に向けて放射される輻射熱を反射面で反射する反射部材とを備え、
   前記ニップ形成部材は、前記回転体の内周面に摺擦する摺擦部と、前記摺擦部から前記回転体の内側に向けて起立する補強部と、を有し、
   前記発熱体は前記補強部の起立する部分の側面と対向するように配置され、
   前記反射部材は、前記反射面における前記発熱体と対向する位置の表面の角度が変化している反射形状を有する定着装置において、
   前記反射部材を、前記ニップ形成部材とは別体の反射支持部材で支持し、
   前記反射形状は、前記反射面から前記発熱体に向かって突起した凸部であり、
   前記反射支持部材は、前記反射部材が前記発熱体と前記補強部との間に位置し、前記反射面の前記凸部の突起方向の延長線上に前記発熱体の中心点が位置するように、前記反射部材を固定することを特徴とする定着装置。
6. 請求項１乃至５の何れかに記載の定着装置において、
   前記反射支持部材は、前記補強部を支持することを特徴とする定着装置。
7. 請求項１乃至６の何れかに記載の定着装置において、
   前記反射支持部材は、前記発熱体を支持することを特徴とする定着装置。
8. 請求項１乃至７の何れかに記載の定着装置において、
   前記反射支持部材は、前記反射部材を前記補強部から所定距離だけ離れた位置で固定することを特徴とする定着装置。
9. 請求項１乃至８の何れかに記載の定着装置において、
   前記反射部材に対して、前記回転体の回転軸方向の中心から外側へ向けた張力を作用させる反射部材引っ張り手段を備えることを特徴とする定着装置。
10. 回転可能に設けられた無端状の回転体と、
    前記回転体の外周面と接触する接触部材と、
    前記回転体の内側に配置され前記回転体を介して前記接触部材と当接しニップ部を形成するニップ形成部材と、
    前記回転体の内側に配置された発熱体と、
    前記回転体の内側に配置され、前記発熱体から前記ニップ形成部材に向けて放射される輻射熱を反射面で反射する反射部材とを備え、
    前記ニップ形成部材は、前記回転体の内周面に摺擦する摺擦部と、前記摺擦部から前記回転体の内側に向けて起立する補強部と、を有し、
    前記発熱体は前記補強部の起立する部分の側面と対向するように配置され、
    前記反射部材は、前記反射面における前記発熱体と対向する位置の表面の角度が変化している反射形状を有する定着装置において、
    前記反射部材を、前記ニップ形成部材とは別体の反射支持部材で支持し、
    前記反射部材に対して、前記回転体の回転軸方向の中心から外側へ向けた張力を作用させる反射部材引っ張り手段を備えることを特徴とする定着装置。
11. トナーを用いて記録媒体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、
    加熱して記録媒体上にトナー像を定着させる定着手段とを備える画像形成装置において、
    前記定着手段として、請求項１乃至１０の何れかに記載の定着装置を用いることを特徴とする画像形成装置。

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