JP6691674B2 - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、シート状の記録媒体に現像剤を熱定着させる定着装置に関する。

レーザプリンタなどの電子写真方式の画像形成装置は、印刷用紙にトナー像を熱定着させるための定着装置を有する。従来の定着装置については、例えば、特許文献１に記載されている。特許文献１の定着装置は、発熱体としてのハロゲンランプを有する。そして、ハロゲンランプからの輻射熱により、ニップ板および定着フィルムを加熱する。印刷用紙は、加圧ローラと加熱された定着フィルムとの間を通過する。これにより、印刷用紙にトナー像が熱定着される。

特開２０１１−９５５４９号公報

この種の定着装置では、印刷処理が実行されない待機時には、ハロゲンランプが消灯する。そして、画像形成装置に印刷指示が入力されると、定着装置が起動して、ハロゲンランプが点灯する。ハロゲンランプの点灯後、定着フィルムの温度が定着可能温度に上昇するまでの間は、印刷用紙に定着処理を行うことが難しい。

近年では、画像形成装置に印刷指示を入力した後、印刷が完了するまでの時間（First Print Output Time，ＦＰＯＴ）を短縮することが、強く求められている。これに伴い、定着装置における定着フィルムの昇温時間も、短縮することが求められている。しかしながら、ハロゲンヒータの輻射熱だけでは、定着フィルムを短時間に定着可能温度まで上昇させることが難しい。

本発明の目的は、加熱を開始してからフィルムが定着可能温度に達するまでの時間を短縮できる定着装置を提供することである。

上記課題を解決するため、本願の第１発明は、定着装置であって、第１方向に筒状に延びるフィルムと、前記フィルムの内側に位置し、前記第１方向に延びる第１発熱体と、前記フィルムの内周面と前記第１発熱体との間において前記第１方向に延び、前記フィルムの内周面に接触するニップ部材と、前記フィルムの内側に位置し、前記第１方向に延びる反射部材であって、前記ニップ部材とともに前記第１発熱体の周囲を覆い、前記第１発熱体からの輻射熱を前記ニップ部材へ反射する反射部材と、前記フィルムの外側に位置し、前記フィルムを前記ニップ部材へ向けて押圧する押圧部材と、前記フィルムの内側に位置し、前記第１方向に延び、前記反射部材を覆うとともに前記ニップ部材を支持する支持部材と、を備え、前記支持部材は、前記第１方向に沿って延びる第１板部であって、前記第１発熱体を介して、前記第１方向とは異なる第２方向に前記ニップ部材と向かい合う第１板部と、前記第１方向に沿ってそれぞれ延びる第２板部および第３板部であって、前記第１発熱体を介して、前記第１方向および前記第２方向とは異なる第３方向に互いに向かい合う第２板部および第３板部と、を有し、前記第２板部、前記第３板部、前記ニップ部材の前記第３方向の一端部、および前記ニップ部材の前記第３方向の他端部の少なくともいずれかに配置された第２発熱体をさらに備える。

本願の第２発明は、第１発明の定着装置であって、前記第２発熱体は、少なくとも、前記第２板部および前記第３板部のいずれかに配置されている。

本願の第３発明は、第２発明の定着装置であって、前記第２発熱体は、前記第２板部または前記第３板部の前記ニップ部材側の端部に設けられている。

本願の第４発明は、第２発明または第３発明の定着装置であって、前記ニップ部材の前記一端部が、前記フィルムの内周面に沿って湾曲し、前記第２発熱体は、前記第２板部および前記第３板部のうち前記一端部に近い板部に配置される。

本願の第５発明は、第１発明の定着装置であって、前記第２発熱体は、前記ニップ部材の前記一端部または前記他端部に配置されている。

本願の第６発明は、第１発明から第５発明までのいずれか１発明の定着装置であって、前記第２発熱体は、少なくとも２つ設けられ、１つの前記第２発熱体が、前記第１発熱体の前記第１方向の一端部に対応する位置に配置され、他の１つの前記第２発熱体が、前記第１発熱体の前記第１方向の他端部に対応する位置に配置されている。

本願の第７発明は、第１発明から第５発明までのいずれか１発明の定着装置であって、前記第２発熱体が、前記第１発熱体の前記第１方向の一端部に対応する位置から、前記第１発熱体の前記第１方向の他端部に対応する位置まで、前記第１方向に延びている。

本願の第８発明は、第１発明から第７発明までのいずれか１発明の定着装置であって、前記ニップ部材は、前記押圧部材との間に前記フィルムを挟むニップ面を有し、前記ニップ部材の前記一端部は、前記ニップ面から前記フィルムの内周面に沿って延びる延部を有し、前記第２発熱体は、前記第２板部および前記第３板部のうち前記延部に近い板部、または、前記延部に配置される。

本願の第９発明は、第８発明の定着装置であって、前記フィルムの内周面に接触し、前記フィルムを前記ニップ面へガイドするガイド面をもつガイド部材をさらに備え、前記フィルムは、前記ガイド面と前記ニップ面との間において、前記第２発熱体に最も接近する。

本願の第１０発明は、第８発明の定着装置であって、前記第２発熱体は、前記延部と、前記第２板部および前記第３板部のうち前記延部に近い板部との間に位置する。

本願の第１１発明は、第１発明から第１０発明までのいずれか１発明の定着装置であって、前記第２発熱体は、板状のヒータである。

本願の第１２発明は、第１１発明の定着装置であって、前記第２発熱体は、セラミックヒータである。

本願の第１３発明は、第１発明から第１２発明までのいずれか１発明の定着装置であって、前記フィルムの温度を検出する温度センサと、前記第２発熱体を制御する制御部と、をさらに備え、前記制御部は、前記温度センサの検出値が、予め設定された基準値よりも低い場合に、前記第２発熱体を発熱させる。

本願の第１４発明は、第１発明から第１２発明までのいずれか１発明の定着装置であって、前記第２発熱体を制御する制御部をさらに備え、前記制御部は、印刷に用いられる現像剤の色数を示す情報を取得し、前記色数が予め設定された基準値よりも多い場合に、前記第２発熱体を発熱させる。

本願の第１発明〜第１４発明によれば、第２発熱体によって、定着装置における発熱量を増加させることができる。これにより、フィルムをより迅速に加熱することができる。したがって、加熱を開始してから定着可能温度に達するまでの時間を短縮できる。

特に、本願の第３発明によれば、支持部材の中でニップ部材に最も近い位置に、第２発熱体を配置する。これにより、フィルムをより迅速に加熱できる。

特に、本願の第４発明によれば、第２発熱体から生じた熱を、支持部材およびニップ部材を介してフィルムへ、より効率よく伝導させることができる。

特に、本願の第５発明によれば、支持部材よりもフィルムに近いニップ部材に、第２発熱体を固定する。これにより、フィルムをより迅速に加熱できる。

特に、本願の第６発明によれば、２つの第２発熱体によって、少なくとも第１方向の両端部付近の発熱量を増加させることができる。これにより、第１発熱体および２つの第２発熱体の全体としての発熱量を、第１方向に均一化できる。したがって、フィルムをより均一に加熱できる。

特に、本願の第７発明によれば、第２発熱体によって、第１方向の両端部付近だけではなく、第１方向の中央部付近の発熱量も増加させることができる。

特に、本願の第８発明によれば、第２発熱体によって加熱されたフィルムが、加熱後すぐにニップ部材と押圧部材との間に進入する。このため、第２発熱体から生じた熱を、効率よく定着処理に利用することができる。

特に、本願の第９発明によれば、第２発熱体によって加熱されたフィルムが、ガイド部材によって冷却されることを抑制できる。

画像形成装置の断面図である。 画像形成装置の制御系の構成を概念的に示したブロック図である。 定着装置の縦断面図である。 定着装置の縦断面図である。 第１発熱体、ニップ部材、反射部材、および支持部材の分解斜視図である。 ニップ部材をフィルムに接触する面の側から見た斜視図である。 熱定着処理の流れを示したフローチャートである。 変形例に係る第１発熱体、ニップ部材、反射部材、および支持部材の分解斜視図である。 変形例に係る定着装置の縦断面図である。 変形例に係る定着装置の縦断面図である。 変形例に係る定着装置の縦断面図である。 変形例に係る熱定着処理の流れを示したフローチャートである。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

＜１．画像形成装置の全体構成＞
図１は、一実施形態の定着装置５０を備えた画像形成装置１の断面図である。この画像形成装置１は、電子写真方式の印刷装置（レーザプリンタ）である。画像形成装置１は、シート状の記録媒体である印刷用紙９の表面に、画像を記録する。図１に示すように、画像形成装置１は、給紙トレイ１０、搬送機構２０、露光部３０、プロセスカートリッジ４０、および定着装置５０を有する。これらの各部は、筐体６０の内部に収容される。

給紙トレイ１０は、印刷前の印刷用紙９を収容するトレイである。給紙トレイ１０は、筐体６０内における印刷用紙９の搬送経路の最も上流側に配置される。印刷処理の実行前には、給紙トレイ１０の内部に、複数枚の印刷用紙９が積載される。印刷用紙９を積載した給紙トレイ１０が筐体６０内にセットされると、給紙トレイ１０が備える押圧板１１が、給紙トレイ１０内の複数の印刷用紙９を、搬送ローラ２１へ向けて押圧する。これにより、給紙トレイ１０内の複数の印刷用紙９が、搬送ローラ２１側へ接近する。そして、搬送ローラ２１に最も近い印刷用紙９が、搬送ローラ２１に接触する。

搬送機構２０は、給紙トレイ１０から排紙トレイ６１まで、印刷用紙９を搬送するための機構である。搬送機構２０は、複数の搬送ローラ２１を有する。画像形成装置１の稼働時には、複数の搬送ローラ２１が、それぞれ、水平軸を中心として回転する。印刷用紙９は、回転する複数の搬送ローラ２１に順次に接触しつつ、複数の搬送ローラ２１により規定される搬送経路に沿って、１枚ずつ搬送される。

露光部３０は、プロセスカートリッジ４０内の感光体ドラム４２１を露光する機構である。露光部３０は、例えば、プロセスカートリッジ４０と排紙トレイ６１との間に配置される。露光部３０は、印刷すべき画像データに基づいて、レーザ発振器のＯＮ／ＯＦＦを切り替える。レーザ発振器から出射されたレーザ光は、ポリゴンミラー等からなる光学系により偏向される。これにより、感光体ドラム４２１の外周面を、レーザ光で高速に走査しながら露光する。その結果、感光体ドラム４２１の外周面に、画像データに対応する静電潜像が形成される。

プロセスカートリッジ４０は、印刷用紙９の記録面に、トナー像を転写するための機構を有する。プロセスカートリッジ４０は、印刷用紙９の搬送経路と露光部３０との間に、着脱可能に配置される。画像形成装置１のユーザは、筐体６０の前面のカバーを開いて、画像形成装置１にプロセスカートリッジ４０を取り付けたり、画像形成装置１からプロセスカートリッジ４０を取り外したりすることができる。また、本実施形態のプロセスカートリッジ４０は、現像ユニット４１とドラムユニット４２とを有する。現像ユニット４１は、ドラムユニット４２に対して着脱可能となっている。このため、画像形成装置１のユーザは、プロセスカートリッジ４０から現像ユニット４１のみを取り外して、新しい現像ユニット４１に交換することができる。

現像ユニット４１は、トナー収容部４１１、供給ローラ４１２、現像ローラ４１３、および層厚規制ブレード４１４を有する。現像剤であるトナーは、トナー収容部４１１から供給ローラ４１２を介して現像ローラ４１３に供給される。その際、供給ローラ４１２と現像ローラ４１３との間において、トナーは摩擦帯電される。また、層厚規制ブレード４１４は、現像ローラ４１３の外周面に供給された余分なトナーを削ぎ落とす。これにより、層厚規制ブレード４１４を通過した現像ローラ４１３の表面に、トナーが一定の厚みで担持される。

一方、ドラムユニット４２は、感光体ドラム４２１、帯電器４２２、および転写ローラ４２３を有する。感光体ドラム４２１の表面は、帯電器４２２により一様に帯電された後、露光部３０からのレーザ光の照射を受ける。これにより、感光体ドラム４２１の外周面に静電潜像が形成される。現像ローラ４１３の外周面に担持されたトナーは、感光体ドラム４２１の外周面に形成された静電潜像に応じて、現像ローラ４１３から感光体ドラム４２１へ供給される。その結果、感光体ドラム４２１の外周面に、トナー像が形成される。その後、印刷用紙９が、感光体ドラム４２１と転写ローラ４２３との間を通過することにより、感光体ドラム４２１の外周面から印刷用紙９の記録面に、トナー像が転写される。

定着装置５０は、印刷用紙９の記録面にトナー像を熱定着させる装置である。定着装置５０は、印刷用紙９の搬送経路上の、プロセスカートリッジ４０よりも搬送方向下流側かつ排紙トレイ６１よりも搬送方向上流側に配置される。印刷用紙９が定着装置５０を通過する際に、印刷用紙９上のトナー像は、定着装置５０から熱および圧力を受ける。これにより、印刷用紙９の記録面にトナー像が定着する。その後、印刷用紙９は、搬送機構２０の複数の搬送ローラ２１によって、排紙トレイ６１へ排出される。

定着装置５０のより詳細な構成については、後述する。

＜２．制御系の構成＞
続いて、画像形成装置１内の各部を電気的に制御するための制御系について説明する。図２は、当該制御系の構成を概念的に示したブロック図である。図２に示すように、画像形成装置１は、制御部７０、表示部８１、入力部８２、およびネットワークインターフェース８３を有する。上述した搬送機構２０、露光部３０、プロセスカートリッジ４０、および定着装置５０と、制御部７０、表示部８１、入力部８２、およびネットワークインターフェース８３とは、互いに通信可能に接続される。

制御部７０は、例えば、ＣＰＵ７１、ＲＯＭ７２、およびＲＡＭ７３を有する。ＲＯＭ７２には、画像形成装置１の動作を制御するためのプログラムＰが、記憶されている。制御部７０は、ＲＯＭ７２から読み出したプログラムＰに従い、ＣＰＵ７１に演算処理を実行させることにより、上述した搬送機構２０、露光部３０、プロセスカートリッジ４０、および定着装置５０を動作制御する。その際、ＣＰＵ７１の演算処理に伴い発生するデータは、ＲＡＭ７３に一時的に記憶される。

表示部８１には、画像形成装置１の操作に必要な情報や、画像形成装置１の動作状態などが表示される。表示部８１には、例えば、液晶ディスプレイが用いられる。入力部８２は、複数の操作ボタンを有する。画像形成装置１のユーザは、表示部８１に表示された情報を確認しながら、入力部８２を操作することにより、制御部７０に対して、印刷処理の実行などの種々のコマンドを入力することができる。ネットワークインターフェース８３は、有線または無線の通信手段を介して、外部の情報端末と接続される。ユーザは、外部の情報端末から、ネットワークインターフェース８３を介して、制御部７０に、印刷処理の実行などの種々のコマンドを入力することもできる。

＜３．定着装置の詳細な構成＞
続いて、定着装置５０のより詳細な構成について、説明する。

図３および図４は、定着装置５０の縦断面図である。図４では、理解容易のために、一部の部材の図示を省略している。図３および図４に示すように、定着装置５０は、フィルム５１、第１発熱体５２、ニップ部材５３、反射部材５４、押圧部材５５、支持部材５６、第２発熱体５７、ガイド部材５８、および温度センサ５９を有する。図５は、第１発熱体５２、ニップ部材５３、反射部材５４、および支持部材５６の分解斜視図である。以下では、図３および図４とともに、図５も適宜に参照する。

フィルム５１は、耐熱性および可撓性を有する筒状の部材である。フィルム５１の材料には、例えば、ステンレス等の金属が用いられる。ただし、フィルム５１の材料に、ポリイミドなどの樹脂を用いてもよい。以下では、フィルム５１が筒状に延びる方向を「第１方向」とする。本実施形態では、印刷用紙９の搬送方向に対して直交し、かつ水平な方向が、第１方向となる。フィルム５１の内周面は、少なくとも、ニップ部材５３およびガイド部材５８に接触する。また、フィルム５１は、第１方向に沿った第１軸の周りにおいて、回転可能に支持される。

第１発熱体５２は、通電により輻射熱を発する熱源である。第１発熱体５２は、フィルム５１の内側に位置し、第１方向に沿って柱状に延びる。また、第１発熱体５２は、後述するニップ部材５３と反射部材５４との間に位置し、かつ、反射部材５４の内側に配置される。第１発熱体５２には、例えば、ハロゲンランプが用いられる。第１発熱体５２は、上述した制御部７０と電気的に接続され、制御部７０からの指示に従って点灯または消灯する。

ニップ部材５３は、板状の部材である。ニップ部材５３は、フィルム５１の内周面と第１発熱体５２との間において、第１方向に延びる。ニップ部材５３の一方の面は、フィルム５１の内周面に接触する。ニップ部材５３の材料には、例えば、熱伝導率が大きいアルミニウム等の金属が用いられる。定着装置５０の稼働時には、第１発熱体５２からの輻射熱によって、ニップ部材５３が加熱される。そして、ニップ部材５３の熱が、フィルム５１を介して印刷用紙９へ伝導する。

図６は、ニップ部材５３のフィルム５１に接触する面の側から、ニップ部材５３を見た斜視図である。図３〜図６に示すように、本実施形態のニップ部材５３は、平板部５３１と延部５３２とを有する。平板部５３１は、第１発熱体５２と後述する押圧部材５５との間に位置する。また平板部５３１は、第１発熱体５２の中心軸と押圧部材５５の回転軸とを結ぶ平面に対して略垂直に拡がる。平板部５３１の一方の面は、後述する押圧部材５５との間にフィルム５１を挟むニップ面５３３となる。延部５３２は、平板部５３１からフィルム５１の回転方向上流側へ向けて、フィルム５１の内周面に沿って湾曲しながら延びる。

また、図４および図６に示すように、延部５３２は、一対の突出部５３４を含んでいる。一方の突出部５３４は、延部５３２の第１方向の一端部に位置する。他方の突出部５３４は、延部５３２の第１方向の他端部に位置する。一対の突出部５３４は、フィルム５１と後述する支持部材５６との間において、延部５３２の他の部分よりも長く延びている。また、一対の突出部５３４は、フィルム５１の内周面から離れて、後述する第２発熱体５７側へ接近する。

反射部材５４は、第１発熱体５２からの輻射熱の一部を、ニップ部材５３へ反射するための部材である。反射部材５４の材料には、例えば、赤外線および遠赤外線の反射率が大きいアルミニウムなどの金属が用いられる。反射部材５４は、フィルム５１の内側において、第１方向に延びる。また、反射部材５４は、ニップ部材５３へ向けて開いた略Ｕ形状のカップ部５４１と、一対のフランジ部５４２とを有する。一対のフランジ部５４２は、カップ部５４１のニップ部材５３に接近する両端部から、互いに離れる方向へ拡がる。第１発熱体５２は、ニップ部材５３と反射部材５４とで構成される筒状部の内部に配置される。すなわち、ニップ部材５３および反射部材５４は、第１発熱体５２の第１軸に対する周囲を覆う。

第１発熱体５２からの輻射熱の一部は、直接ニップ部材５３に到達する。また、第１発熱体５２からの輻射熱の他の一部は、反射部材５４の内側の面で反射して、ニップ部材５３に到達する。このように、反射部材５４を用いれば、第１発熱体５２からの輻射熱を、複数の経路で、ニップ部材５３に照射できる。これにより、ニップ部材５３を効率よく加熱できる。

押圧部材５５は、フィルム５１をニップ部材５３へ向けて押圧する部材である。押圧部材５５は、フィルム５１の外側に位置する。また、押圧部材５５は、ニップ部材５３の平板部５３１に対して、第１発熱体５２とは反対側に位置する。本実施形態の押圧部材５５は、第１方向に延びる回転軸５５０を中心として、回転可能に支持されるローラである。押圧部材５５の材料には、例えば、弾性を有するゴムが用いられる。フィルム５１および印刷用紙９は、ニップ部材５３のニップ面５３３と押圧部材５５の外周面との間に挟まれる。なお、押圧部材５５は、ばね等の弾性部材により、ニップ部材５３へ加圧されるようになっていてもよい。

定着装置５０の稼働時には、図３中に概念的に示したモータ５５１から出力される動力によって、押圧部材５５が、回転軸５５０を中心として回転する。押圧部材５５が回転すると、フィルム５１は、押圧部材５５または印刷用紙９との摩擦力によって、従動回転する。印刷用紙９上のトナー像は、加熱されたフィルム５１と押圧部材５５との間を通過することによって、熱および圧力を受ける。これにより、印刷用紙９にトナー像が熱定着される。

支持部材５６は、ニップ部材５３を、押圧部材５５からの圧力に抗して支持するための部材である。支持部材５６の材料には、例えば、ニップ部材５３よりも剛性が高い鉄などの金属が用いられる。支持部材５６は、フィルム５１の内側において、第１方向に延びる。また、支持部材５６は、反射部材５４に沿って拡がり、ニップ部材５３へ向けて開いた略Ｕ形状を有する。

支持部材５６は、第１板部５６１、第２板部５６２、および第３板部５６３を有する。第１板部５６１、第２板部５６２、および第３板部５６３は、いずれも、第１方向に沿って延びる。第１板部５６１は、第１発熱体５２を介して、第１方向とは異なる第２方向（本実施形態では第１発熱体５２および押圧部材５５の配列方向）に、ニップ部材５３と向かい合う。第２板部５６２および第３板部５６３は、第１発熱体５２を介して、第１方向および第２方向とは異なる第３方向（本実施形態では印刷用紙９の搬送方向と平行な方向）に、互いに向かい合う。反射部材５４の第２方向の端面（ニップ部材５３から最も遠い面）は、支持部材５６の第１板部５６１に覆われる。反射部材５４の第３方向の両側面は、支持部材５６の第２板部５６２および第３板部５６３に、それぞれ覆われる。

本実施形態では、第２板部５６２のニップ部材５３側の端部および第３板部５６３のニップ部材５３側の端部が、それぞれ、反射部材５４のフランジ部５４２に接触する。したがって、支持部材５６は、反射部材５４の一対のフランジ部５４２を介して、ニップ部材５３を支持する。しかしながら、第２板部５６２のニップ部材５３側の端部および第３板部５６３のニップ部材５３側の端部は、反射部材５４を介することなく、ニップ部材５３に、直接接触していてもよい。

第２発熱体５７は、第１発熱体５２とは別に設けられた熱源である。第２発熱体５７には、例えば、板状のセラミックヒータが用いられる。図５に示すように、本実施形態では、支持部材５６の第２板部５６２に、一対の第２発熱体５７が固定されている。一対の第２発熱体５７のうちの１つの第２発熱体５７は、第１発熱体５２の第１方向の一端部に対応する位置に配置される。また、一対の第２発熱体５７のうちの他の１つの第２発熱体５７は、第１発熱体５２の第１方向の他端部に対応する位置に配置される。例えば、一対の第２発熱体５７は、第１発熱体５２の輻射熱を発する面の第１方向の一端部および他端部の各々と重なる第１方向の位置に、配置される。

なお、図５では、支持部材５６の第２板部５６２に、一対の第２発熱体５７が設けられているが、第２板部５６２の第１方向の一端部または他端部のいずれかに、１つの第１発熱体５７が設けられていてもよい。

第２発熱体５７に通電すると、第２発熱体５７の温度が上昇する。そして、第２発熱体５７から、支持部材５６、反射部材５４、およびニップ部材５３を介してフィルム５１へ、熱が伝導する。このため、一対の第２発熱体５７によって、少なくとも、フィルム５１の第１方向の両端部付近に伝導する熱量が増加する。このように、第１発熱体５２と第２発熱体５７とを併用することで、フィルム５１をより迅速に加熱できる。したがって、加熱を開始してからフィルム５１が定着可能温度に達するまでの時間を短縮できる。

特に、フィルム５１の第１方向の両端部付近は、フィルム５１の第１方向の中央付近と比べて、空気中への放熱が大きい。本実施形態では、このような放熱の大きいフィルム５１の第１方向の両端部付近が、一対の第２発熱体５７によって主に加熱される。これにより、フィルム５１が第１発熱体５２および一対の第２発熱体５７から受ける熱量が、第１方向に均一化される。すなわち、フィルム５１が第１方向により均一に加熱される。

また、本実施形態では、第２発熱体５７が、第２板部５６２のニップ部材５３側の端部に設けられている。すなわち、支持部材５６の中で、ニップ部材５３に最も近い位置に、第２発熱体５７が配置されている。このため、第２発熱体５７が支持部材５６の他の位置に配置される場合よりも、ニップ部材５３をより迅速に加熱できる。

また、本実施形態では、支持部材５６の第２板部５６２および第３板部５６３のうち、フィルム５１の回転方向の上流側に位置する第２板部５６２（すなわち、第２板部５６２および第３板部５６３のうち、延部５３２に近い第２板部５６２）に、第２発熱体５７が配置されている。このため、第２発熱体５７は、フィルム５１のうち、ニップ部材５３と押圧部材５５との間に進入する直前の部分を、主に加熱する。フィルム５１のうち、第２発熱体５７によって加熱された部分は、加熱後すぐに、ニップ部材５３と押圧部材５５との間に進入する。このため、第２発熱体５７から生じた熱を、効率よく定着処理に利用することができる。

また、図３に示すように、ガイド部材５８は、フィルム５１の内周面に接触し、フィルム５１をニップ面５３３へガイドするガイド面５８１を有する。フィルム５１は、ガイド部材５８のガイド面５８１よりもフィルム５１の回転方向下流側、かつ、ニップ部材５３のニップ面５３３よりもフィルム５１の回転方向上流側において、第２発熱体５７に最も接近する。このため、第２発熱体５７は、フィルム５１のうち、ガイド面５８１とニップ面５３３との間に位置する部分を、主に加熱する。フィルム５１のうち、第２発熱体５７によって加熱された部分は、加熱後、ガイド部材５８に接触することなく、ニップ部材５３と押圧部材５５との間に進入する。このため、第２発熱体５７に与えられた熱が、ガイド部材５８へ逃げることを抑制できる。その結果、第２発熱体５７から生じた熱を、より効率よく定着処理に利用することができる。

また、本実施形態では、支持部材５６の外側に第２発熱体５７が配置されている。すなわち、第２板部５６２の反射部材５４側の面ではなく、反射部材５４とは反対側の面に、第２発熱体５７が配置されている。このため、第２発熱体５７によって、第１発熱体５２からの輻射熱が妨害されることはない。したがって、第１発熱体５２からの輻射熱と、第２発熱体５７から伝導する熱とで、効率よくフィルム５１を加熱することができる。その結果、フィルム５１をより迅速に加熱できる。

図７は、定着装置５０における熱定着処理の一例を示したフローチャートである。図７の一連の処理は、制御部７０が定着装置５０に熱定着処理を指示するたびに実行される。図７に示すように、定着装置５０において熱定着を行うときには、まず、制御部７０は、押圧部材５５を回転させるとともに、第１発熱体５２に通電することによって、第１発熱体５２を発熱させる（ステップＳ１１）。次に、制御部７０は、フィルム５１の近傍に設けられた温度センサ５９により、フィルム５１の温度Ｔを検出する。そして、検出されたフィルム５１の温度Ｔが、予め設定された基準温度Ｔｏよりも小さいか否かを判断する（ステップＳ１２）。

フィルム５１の温度Ｔが、基準温度Ｔｏ以上である場合（ステップＳ１２においてｎｏの場合）には、第２発熱体５７を発熱させることなく、対象となる印刷用紙９に対して、熱定着処理を行う。一方、フィルム５１の温度Ｔが、基準温度Ｔｏよりも小さい場合（ステップＳ１２においてｙｅｓの場合）には、制御部７０は、第２発熱体５７に通電することによって、第２発熱体５７を発熱させる（ステップＳ１３）。このようにすれば、フィルム５１の温度の実測値に基づいて、フィルム５１の温度上昇が不十分な場合にのみ、第２発熱体５７を発熱させて、フィルム５１を補助的に加熱できる。その結果、フィルム５１を迅速に定着可能温度まで加熱することができる。

熱定着処理が終了すると、制御部７０は、第１発熱体５２への通電を止める。また、熱定着処理が終了するときに制御部７０が第２発熱体５７に通電している場合には、制御部７０は、第２発熱体５７への通電も止める。

上記の実施形態では、支持部材５６の第２板部５６２に、一対の第２発熱体５７が設けられていた。しかしながら、一対の第２発熱体５７は、支持部材５６の第３板部５６３に設けられてもよい。具体的には、第３板部５６３に、一対の第２発熱体５７が固定されてもよい。その場合、一対の第２発熱体５７のうちの１つの第２発熱体５７は、第３板部５６３のうち、第１発熱体５２の第１方向の一端部に対応する位置に配置される。また、一対の第２発熱体５７のうちの他の１つの第２発熱体５７は、第３板部５６３のうち、第１発熱体５２の第１方向の他端部に対応する位置に配置される。なお、第３板部５６３の第１方向の一端部または他端部のいずれかに、１つの第２発熱体５７が設けられてもよい。

＜４．変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。続いて、上記実施形態の変形例について、図８〜図１２を参照しつつ説明する。なお、図９〜図１１では、図４と同様に、ガイド部材等の一部の部材の図示が省略されている。

図８は、第１変形例の第１発熱体５２、ニップ部材５３、反射部材５４、および支持部材５６の分解斜視図である。図８の例では、支持部材５６の第２板部５６２の第１方向の略全幅に、第２発熱体５７が設けられている。すなわち、図８の第２発熱体５７は、第１発熱体５２の第１方向の一端部に対応する位置から、第１発熱体５２の第１方向の他端部に対応する位置まで、第１方向に延びている。例えば、第２発熱体５７は、第１発熱体５２の輻射熱を発する面の第１方向の一端部および他端部の双方と重なるように、第１方向に延びている。このようにすれば、第２発熱体５７によって、フィルム５１の第１方向の両端部付近に伝導する熱量だけではなく、フィルム５１の第１方向の中央付近に伝導する熱量も、増加させることができる。

すなわち、第２発熱体５７は、上記の実施形態のように、支持部材５６の第１方向の両端部付近のみに配置されていてもよく、図８のように、支持部材５６の略全幅に配置されていてもよい。ただし、既述の通り、フィルム５１の第１方向の両端部付近は、第１発熱体５２からの輻射熱の量自体が少なく、かつ、放熱も生じやすい。このため、フィルム５１の第１方向の両端部付近の温度を迅速に上昇させるために、第２発熱体５７は、少なくとも、支持部材５６の第１方向の両端部付近に配置されていることが好ましい。

なお、図８の例では、第２発熱体５７が、第２板部５６２に固定されていたが、第２発熱体は、第３板部５６３に固定されてもよい。

図９は、第２変形例の定着装置５０の縦断面図である。図９の例では、支持部材５６ではなく、ニップ部材５３に、第２発熱体５７が固定されている。具体的には、ニップ部材５３の第３方向の一端部に位置する延部５３２の支持部材５６側の面に、第２発熱体５７が配置されている。このようにすれば、支持部材５６に第２発熱体５７を固定する場合よりも、第２発熱体５７の位置が、フィルム５１に近づく。そして、第２発熱体５７からフィルム５１までの熱の伝導経路が短くなる。したがって、第２発熱体５７からの熱で、フィルム５１をより迅速に加熱できる。

なお、図９の例においても、一対の第２発熱体５７のうちの１つの第２発熱体５７は、延部５３２のうち、第１発熱体５２の第１方向の一端部に対応する位置に配置される。また、一対の第２発熱体５７のうちの他の１つの第２発熱体５７は、延部５３２のうち、第１発熱体５２の第１方向の他端部に対応する位置に配置される。ただし、延部５３２の第１方向の一端部または他端部のいずれかに、１つの第２発熱体５７が設けられてもよい。また、延部５３２および第２発熱体５７は、第１発熱体５２の第１方向の一端部に対応する位置から、第１発熱体５２の第１方向の他端部に対応する位置まで、第１方向に延びていてもよい。

また、第２発熱体５７は、ニップ部材５３の第３方向の他端部に配置されてもよい。ただし、図９のように、第２発熱体５７を、ニップ面５３３よりもフィルム５１の回転方向上流側に位置する延部５３２に配置すれば、フィルム５１のうち、第２発熱体５７によって加熱された部分が、加熱後すぐにニップ面５３３と押圧部材５５との間に進入する。このため、第２発熱体５７から生じた熱を、効率よく定着処理に利用することができる。

図１０は、第３変形例の定着装置５０の縦断面図である。図１０の例では、第２発熱体５７が、ニップ部材５３の第３方向の一端部に位置し、支持部材５６とニップ部材５３との間に、第２発熱体５７が挟まれている。具体的には、支持部材５６の第２板部５６２のニップ部材５３側の端部と、ニップ部材５３の延部５３２の支持部材５６側の面との間に、第２発熱体５７が挟まれている。このようにすれば、図９の場合よりも、第２発熱体５７の位置を、ニップ面５３３に近付けることができる。フィルム５１のうち、第２発熱体５７によって加熱された部分は、加熱後さらに短時間で、ニップ面５３３と押圧部材５５との間に進入する。このため、第２発熱体５７から生じた熱を、より効率よく定着処理に利用することができる。

なお、図１０の例においても、一対の第２発熱体５７のうちの１つの第２発熱体５７は、第１発熱体５２の第１方向の一端部に対応する位置に配置される。また、一対の第２発熱体５７のうちの他の１つの第２発熱体５７は、第１発熱体５２の第１方向の他端部に対応する位置に配置される。ただし、支持部材５６とニップ部材５３との間において、第１方向の一端部または他端部のいずれかに、１つの第２発熱体５７が設けられてもよい。また、第２発熱体５７は、第１発熱体５２の第１方向の一端部に対応する位置から、第１発熱体５２の第１方向の他端部に対応する位置まで、第１方向に延びていてもよい。また、第２発熱体５７は、第１発熱体５２よりも第３方向の他端部側において、支持部材５６の第３板部５６３のニップ部材５３側の端部と、ニップ部材５３の支持部材５６側の面との間に、挟まれていてもよい。

以上のように、第２発熱体５７は、少なくとも、支持部材５６の第２板部５６２、支持部材５６の第３板部５６３、ニップ部材５３の第３方向の一端部、およびニップ部材５３の第３方向の他端部のいずれかに配置されていればよい。これら箇所のうちの２箇所以上に、第２発熱体５７を配置してもよい。また、これらの箇所とは異なる位置に、追加的に第２発熱体５７を配置してもよい。

図１１は、第４変形例の定着装置５０の縦断面図である。図１１の例では、支持部材５６の第２板部５６２に、第２発熱体５７が固定されている。また、図１１の支持部材５６は、第２板部５６２のニップ部材５３側の端部からニップ部材５３の延部５３２側へ向けて延びる脚部５６４を有する。そして、ニップ部材５３の延部５３２の支持部材５６側の面と、支持部材５６の脚部５６４のニップ部材５３側の面とが、直接接触している。このようにすれば、支持部材５６とニップ部材５３との間で、より熱が伝導しやすくなる。したがって、第２発熱体５７から生じた熱を、支持部材５６およびニップ部材５３を介してフィルム５１へ、より効率よく伝導させることができる。

また、上記の実施形態において説明した図１の画像形成装置１は、モノクロプリンタであった。しかしながら、本発明の定着装置は、カラープリンタに用いられるものであってもよい。図１２は、カラープリンタ内において実行される熱定着処理の一例を示したフローチャートである。図１２の一連の処理は、制御部７０が定着装置５０に熱定着処理を指示するたびに実行される。

図１２の例では、まず、制御部７０が、第１発熱体５２に通電することによって、第１発熱体５２を発熱させる（ステップＳ２１）。次に、制御部７０は、印刷に用いられる現像剤の色数を示す情報を取得する。具体的には、印刷指示がモノクロ印刷およびカラー印刷のいずれであるかを判断する（ステップＳ２２）。

印刷指示がカラー印刷であった場合（印刷用紙９に吐出される現像剤の色数が予め設定された基準値よりも多い場合，ステップＳ２２においてｙｅｓの場合）は、複数の単色トナー像が、印刷用紙９上に重ねて転写される。このため、定着装置５０において、フィルム５１の温度を高くする必要がある。その場合には、第２発熱体５７に通電することによって、第２発熱体５７を発熱させる（ステップＳ２３）。

一方、印刷指示がモノクロ印刷であった場合（印刷用紙９に吐出される現像剤の色数が予め設定された基準値以下の場合，ステップＳ２２においてｎｏの場合）には、１つの単色トナー像のみが、印刷用紙９上に転写される。したがって、カラー印刷の場合ほど、フィルム５１の温度を高くする必要はない。この場合には、直ちに第２発熱体５７へ通電せず、制御部７０は、フィルム５１の近傍に設けられた温度センサ５９により、フィルム５１の温度Ｔを検出する。そして、検出されたフィルム５１の温度Ｔが、予め設定された基準温度Ｔｏよりも小さいか否かを判断する（ステップＳ２４）。

フィルム５１の温度Ｔが、基準温度Ｔｏ以上である場合（ステップＳ２４においてｎｏの場合）には、第２発熱体５７を発熱させることなく、対象となる印刷用紙９に対して、熱定着処理を行う。一方、フィルム５１の温度Ｔが、基準温度Ｔｏよりも小さい場合（ステップＳ２４においてｙｅｓの場合）には、制御部７０は、第２発熱体５７に通電することによって、第２発熱体５７を発熱させる（ステップＳ２３）。このようにすれば、印刷用紙９に吐出される現像剤の色数が多い場合、または、フィルム５１の温度上昇が不十分な場合に、第２発熱体５７を発熱させて、フィルム５１を補助的に加熱できる。その結果、フィルム５１を迅速に定着可能温度まで加熱することができる。

熱定着処理が終了すると、制御部７０は、第１発熱体５２への通電を止める。また、熱定着処理が終了するときに制御部７０が第２発熱体５７に通電している場合には、制御部７０は、第２発熱体５７への通電も止める。

また、定着装置の細部の形状および構成については、本願の各図に示された形状および構成と相違していてもよい。また、上記の実施形態や変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。

１ 画像形成装置
９ 印刷用紙
１０ 給紙トレイ
２０ 搬送機構
３０ 露光部
４０ プロセスカートリッジ
４１ 現像ユニット
４２ ドラムユニット
５０ 定着装置
５１ フィルム
５２ 第１発熱体
５３ ニップ部材
５４ 反射部材
５５ 押圧部材
５６ 支持部材
５７ 第２発熱体
５８ ガイド部材
５９ 温度センサ
６０ 筐体
６１ 排紙トレイ
７０ 制御部
８１ 表示部
８２ 入力部
８３ ネットワークインターフェース
５３１ 平板部
５３２ 延部
５３３ ニップ面
５３４ 突出部
５４１ カップ部
５４２ フランジ部
５５１ モータ
５６１ 第１板部
５６２ 第２板部
５６３ 第３板部
５６４ 脚部
５８１ ガイド面
Ｐ プログラム
Ｓ１１ ：ステップ
Ｔ ：温度
Ｔｏ ：基準温度

Claims (12)

1. 第１方向に筒状に延びるフィルムと、
   前記フィルムの内側に位置し、前記第１方向に延びる第１発熱体と、
   前記フィルムの内周面と前記第１発熱体との間において前記第１方向に延び、前記フィルムの内周面に接触するニップ部材と、
   前記フィルムの内側に位置し、前記第１方向に延びる反射部材であって、前記ニップ部材とともに前記第１発熱体の周囲を覆い、前記第１発熱体からの輻射熱を前記ニップ部材へ反射する反射部材と、
   前記フィルムの外側に位置し、前記フィルムを前記ニップ部材へ向けて押圧する押圧部材と、
   前記フィルムの内側に位置し、前記第１方向に延び、前記反射部材を覆うとともに前記ニップ部材を支持する支持部材と、
   を備え、
   前記支持部材は、
   前記第１方向に沿って延びる第１板部であって、前記第１発熱体を介して、前記第１方向とは異なる第２方向に前記ニップ部材と向かい合う第１板部と、
   前記第１方向に沿ってそれぞれ延びる第２板部および第３板部であって、前記第１発熱体を介して、前記第１方向および前記第２方向とは異なる第３方向に互いに向かい合う第２板部および第３板部と、
   を有し、
   前記第２板部または前記第３板部に接触配置された第２発熱体
   をさらに備え、
   前記第２発熱体は、前記フィルムの内周面と非接触である定着装置。
2. 請求項１に記載の定着装置であって、
   前記第２発熱体は、前記第２板部または前記第３板部の前記ニップ部材側の端部に設けられている定着装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の定着装置であって、
   前記ニップ部材の前記第３方向の一端部が、前記フィルムの内周面に沿って湾曲し、
   前記第２発熱体は、前記第２板部および前記第３板部のうち前記一端部に近い板部に配置されており、
   前記一端部は、前記フィルムの回転方向における前記ニップ部材の上流側の端部である定着装置。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の定着装置であって、
   前記第２発熱体は、少なくとも２つ設けられ、
   １つの前記第２発熱体が、前記第１発熱体の前記第１方向の一端部に対応する位置に配置され、
   他の１つの前記第２発熱体が、前記第１発熱体の前記第１方向の他端部に対応する位置に配置されている定着装置。
5. 請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の定着装置であって、
   前記第２発熱体が、前記第１発熱体の前記第１方向の一端部に対応する位置から、前記第１発熱体の前記第１方向の他端部に対応する位置まで、前記第１方向に延びている定着装置。
6. 請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の定着装置であって、
   前記ニップ部材は、前記押圧部材との間に前記フィルムを挟むニップ面を有し、
   前記ニップ部材の前記第３方向の一端部は、前記ニップ面から前記フィルムの回転方向上流側へ向けて、前記フィルムの内周面に沿って延びる延部を有し、
   前記第２発熱体は、前記第２板部および前記第３板部のうち前記延部に近い板部に接触配置される定着装置。
7. 請求項６に記載の定着装置であって、
   前記フィルムの内周面に接触し、前記フィルムを前記ニップ面へガイドするガイド面をもつガイド部材をさらに備え、
   前記フィルムは、前記ガイド面と前記ニップ面との間において、前記第２発熱体に最も接近する定着装置。
8. 請求項６に記載の定着装置であって、
   前記第２発熱体は、前記延部と、前記第２板部および前記第３板部のうち前記延部に近い板部との間に位置する定着装置。
9. 請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の定着装置であって、
   前記第２発熱体は、板状のヒータである定着装置。
10. 請求項９に記載の定着装置であって、
    前記第２発熱体は、セラミックヒータである定着装置。
11. 請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載の定着装置と、
    前記フィルムの温度を検出する温度センサと、
    前記第１発熱体および前記第２発熱体を制御する制御部と、
    を備えた画像形成装置であって、
    前記制御部は、
    前記温度センサの検出値が、予め設定された基準値よりも低い場合、前記第１発熱体および前記第２発熱体を発熱させ、
    前記検出値が前記基準値よりも高い場合、前記第２発熱体を発熱させることなく、前記第１発熱体を発熱させる画像形成装置。
12. 請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載の定着装置と、
    前記第２発熱体を制御する制御部と
    を備えた画像形成装置であって、
    前記制御部は、印刷に用いられる現像剤の色数を示す情報を取得し、前記色数が予め設定された基準値よりも多い場合に、前記第２発熱体を発熱させる画像形成装置。

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