JP7298287B2 - 定着装置、および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、定着装置、および画像形成装置に関する。

複写機やプリンタ等の画像形成装置では、記録媒体として様々なサイズの用紙が用いられている。このような画像形成装置に設けられた、ハロゲンヒータを熱源として用いる定着装置では、紙が通過しない箇所の温度上昇を耐熱温度以下に抑えるため、加熱幅領域の異なるヒータを複数搭載していることが多い。この場合、複数のヒータを制御するための温度検知手段、安全性装置等がヒータ本数分必要になったり、複数のヒータを用いたことによる温度上昇を抑制するための制御が行われる。例えば、特許文献１では、ジャムなどで定着装置が緊急停止した場合に、加熱源への電力供給を停止し、定着部材の周方向の温度偏差を抑制するために定着部材を所定量回転させる技術が開示されている。

特許文献１では、定着部材を所定量回転させることにより定着部材の周方向の温度偏差を抑制しているが、定着部材の周方向の温度偏差を抑制させることには改善の余地がある。
本発明は、定着部材の周方向の温度偏差を抑制することが可能な定着装置を提供することを目的とする。

本発明にかかる定着装置は、無端状の定着ベルトと、前記定着ベルトを内部から加熱する加熱源と、前記定着ベルトと対向して配置され、前記定着ベルトに加圧されてニップ部を形成する加圧部材と、前記定着ベルト内部に配置され、前記加圧部材からの加圧力を受けて前記ニップ部を形成するニップ形成部材と、前記ニップ形成部材を支持する支持部材と、前記加熱源の可動手段と、を備え、前記支持部材は、長手方向略全域に、前記可動手段により移動された前記加熱源を囲む屈曲部を有し、前記可動手段は、前記加熱源の位置を前記屈曲部に移動させることにより、前記定着ベルトへの加熱領域を変化させ、前記屈曲部は、長手方向端部の屈曲方向の長さが、長手方向中央部の屈曲方向の長さよりも長い形状である、ことを特徴とする定着装置として構成される。

本発明によれば、定着部材の周方向の温度偏差の抑制を改善することができる。

定着装置端部ｂの断面をカットして長手方向の矢印Ｂから見た断面図である（加熱搬送時）。 定着装置端部ｂの断面をカットして長手方向の矢印Ｂから見た断面図である（オーバーシュート時）。 定着装置の長手方向の矢印Ｂ方向から見た側面図である（加熱搬送時）。 定着装置の長手方向の矢印Ｂ方向から見た側面図である（オーバーシュート時）。 他の例の定着装置端部ｂの断面をカットして長手方向の矢印Ｂから見た断面図である。 定着装置が設けられるカラープリンタである画像形成装置の一例を示す概略断面図である。 定着装置の斜視図である。 定着装置端部ｂの断面をカットして長手方向の矢印Ｂ方向から見た断面図である。 定着装置中央部ａの断面をカットして長手方向の矢印Ｂ方向から見た断面図である。 定着装置を下方向である矢印Ｃから見た外観図である。 さらなる他の例の定着装置端部ｂの断面をカットして長手方向の矢印Ｂから見た断面図である。 さらなる他の例の定着装置端部ｂの断面をカットして長手方向の矢印Ｂから見た断面図である（反射部材の変形例）。

以下、添付図面を参照して、定着装置、および画像形成装置の実施の形態を詳細に説明する。以下では、画像形成装置の定着装置において、定着ベルト加熱源であるハロゲンヒータを、定着ベルトの回転停止タイミング（回転停止前）に合わせて位置を移動させて、オーバーシュート（急激な温度上昇）による定着ベルトの膨張変形（例えば、局所的に定着ベルトの温度が上昇し、定着ベルトが変形すること）を抑制させることを特徴としている。

図１は、定着ニップ内に記録媒体である用紙が進入し、トナーを定着させる加熱搬送時のハロゲンヒータ６１の位置を示している。図１では、ハロゲンヒータ６１から定着ベルト６０が直接加熱されやすいように、反射板６５から飛び出した位置（図中左側）にハロゲンヒータ６１を配置させている。

図２は、搬送経路内のセンサがジャムを検知した場合や、最終紙の後端が定着ニップを通過した直後(もしくは最終紙後端がしっかり定着できる長さまで周方向を加熱した直後)のハロゲンヒータ６１の位置を示している。反射板６５が幅方向全域でヒータを囲い込むような形状になっており、ハロゲンヒータ６１からの直接加熱領域を減らす(反射により赤外光が減衰させる)とともに、定着ベルト６０の回転停止前のタイミングで、定着ベルト６０からの距離を遠ざけることで、オーバーシュートによる定着ベルト６０の膨張変形を抑制している。

具体的には後述するが、可動手段がハロゲンヒータ６１を可動させる方法としては、例えば、制御部１００からの制御により、ハロゲンヒータ６１両端にあるヒータ碍子部３６がヒータ保持部材３７に支持され、図３の矢印Ｘ方向に常時付勢されて保持され、ヒータ保持部材３７の長穴部Ｐをスライドするように構成される。本体にあるカム駆動入力ギヤ３８からのギヤ駆動により、カム軸４０が時計回りに回転して、前後カム３９が回転し、ヒータ碍子部（前後）に接触することでハロゲンヒータ６１を移動させることができる（図４）。

図１、２ではハロゲンヒータ６１を囲い込むような形状は反射板にて形成されているが、図５のようにパッド８０を支持するニップ支持部材である支持部材９０を、延長部９０ａのようにハロゲンヒータ６１を囲い込むことにより形成できる。この場合、放射係数が小さい支持部材９０の温度上昇にエネルギーが使用され、定着ベルト６０を膨張させるエネルギーを減らすことができる。なお、レイアウト制約が特になければ、ハロゲンヒータ６１にかえてデュアルヒータでも実現することが可能である。

また、本実施例は、ニップ上流にハロゲンヒータ６１を配置した構成で説明しているが、図１０に示すように、例えば、ニップに対して近づけるまたは遠ざける方向（用紙搬送方向と略垂直な方向）に移動可能なハロゲンヒータ６１Ａが配置され、コの字型の支持部材９０Ａを用いた構成としてもよい。この場合、ステー先端部が内側に向いた屈曲形状の屈曲部Ｂを有していれば、ハロゲンヒータ６１Ａを囲い込むことができるため、当該ヒータを移動させてオーバーシュートに対応する位置として設定することができる。この場合は、図５と同様に、反射板６５は、囲い込むための弧形状が形成されずに短縮された形状により構成される反射板６５Ａとなる。

ハロゲンヒータ６１は、最大効率を出すために、定着ベルト６０の軸方向の略全域に発熱部を有する１本のヒータとして構成していることから、定着装置５０に通紙される用紙のサイズに応じて、定着ベルト６０を加熱できない。具体的には、本実施形態の定着装置５０は、定着ベルト６０の長手方向略全領域を均一に加熱するヒータとなっており、Ａ４横などの幅広い用紙を均一加熱できるような配光分布にしているため、Ａ４縦などの幅の狭い用紙を通紙する際でも、用紙の外側領域は余分に加熱することになる。その結果、図９の実線に示すようなベルト温度分布になり、用紙端部がベルトの耐熱温度を超えない程度の温度までしか加熱できず、生産性を落とすことになる。

上記問題を解決するために、本実施例では、図１、図５に示すように反射部材である反射板６５の端部を曲げて屈曲形状を設ける等の構成を採用している。本実施例では、頻度の高いＡ４縦幅より外側に設けているが、これに限定する必要はない。
具体的には後述するが、画像形成装置１０側でオーバーシュートが生じると、画像形成装置１０の制御部１００は、図３に示すように、カム駆動入力ギヤ３８の駆動を制御することで、ハロゲンヒータ６１を、図２のように上記の屈曲形状で覆われる位置まで移動するように構成している。

図６は、本実施例の定着装置が設けられるカラープリンタである画像形成装置の一例を示す概略断面図である。以下では、画像形成装置の例としてカラープリンタを例示しているが、定着装置を備えた様々な複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置について適用することができる。

ここに示される画像形成装置１０は、後述する定着装置５０と電子写真方式の画像形成部とを備えており、その画像形成部には複数の（図示した例では４つの）画像形成手段１ａ、１ｂ、１ｃ及び１ｄが設けられている。 この第１～第４の画像形成手段１ａ、１ｂ、１ｃ及び１ｄは、それぞれ同一の構成ではあるが、対応するトナー色だけが異なっている。そのため、これら画像形成手段において、例えばブラックトナー像、マゼンタトナー像、シアントナー像及びイエロートナー像がそれぞれ形成される。なお、これら画像形成手段は、現像剤（トナー）色の違い以外はそれぞれ同一の構成であるため、以下の説明では、参照符号におけるａ、ｂ、ｃ及びｄの添え字を適宜省略して説明する。

画像形成手段１には、静電潜像担持体であるドラム状の感光体２が配置されており、この感光体２のまわりに、帯電部材３、現像装置４及びクリーニング手段５が設けられている。この感光体２は、時計回りに回転駆動することが可能であり、この感光体２の表面には帯電部材３が圧接されている。そして、この帯電部材３は、感光体２の回転駆動に伴い従動回転させられる。また、この帯電部材３には、図示しない高圧電源により所定のバイアス電圧が印加され、回転駆動する感光体２の表面を一様に帯電できるようになっている。なお、ここに図示した帯電部材３は、感光体２に接触するローラ状部材を採用しているが、コロナ放電等を利用する非接触式のものを採用することも可能である。

また、図６に示される画像形成装置１０では、４つの画像形成手段に並行して、斜め下に露光装置６が設けられている。この露光装置６は、光源、ポリゴンミラー、ｆ－θレンズ、反射ミラーなどの適宜適切な構成部材を有している。そして、各色トナーの画像データに応じて形成された画像情報に基づいて、帯電部材３により帯電させられた各感光体２を露光する。 そして、それぞれの感光体２上に静電潜像を作り出すために設けられる。この露光装置６を用いて感光体２上に形成された静電潜像は、感光体２の回転により、現像装置４を通るときに各色トナーが付与されることで現像され、顕像化される。なお、この画像形成装置１０の内部における上方には、ブラック、マゼンタ、シアン及びイエローの各色トナーが充填されたトナーボトル２０ａ、２０ｂ、２０ｃ及び２０ｄが配置されている。そして、このトナーボトル２０ａ、２０ｂ、２０ｃ及び２０ｄから図示しない搬送経路を介して、所定補給量のトナーがそれぞれ各色現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ及び４ｄに補給されるようになっている。

更に、この各画像形成手段の感光体２に対向して中間転写体として構成される、無端ベルト状の中間転写ベルト７が配置され、この中間転写ベルト７の表面には各感光体２が当接している。図６に示した中間転写ベルト７は、複数の支持ローラ（例えば、支持ローラ１５ａ、１５ｂなど）に巻きかけられて構成されている。そして、図示した例では、支持ローラ１５ａが、図示しない駆動源としての駆動モータと連結されている。そして、この駆動モータを駆動させることで、中間転写ベルト７は、図中反時計回りに回転移動すると共に、従動回転可能な支持ローラ１５ｂが回転させられる。また、中間転写ベルト７の裏面には、そのベルトを挟んで感光体２に対向して位置する一次転写ローラ８が配置されている。この一次転写ローラ８に図示しない高圧電源から一次転写バイアスが印加され、現像装置４により顕像化された感光体２上のトナー像が中間転写ベルト７に一次転写されるようになっている。なお、一次転写されずに感光体２上に残された一次転写残トナーは、感光体２による次の画像形成動作に備えるために中間転写ベルトクリーニング手段１９により除去され、感光体２上におけるトナーが完全に除去される。

更に、図示した画像形成装置１０では、一次転写ローラ８の、中間転写ベルト７の駆動方向下流側に、二次転写装置としての二次転写ローラ１８が設けられている。この二次転写ローラ１８は、中間転写ベルト７を挟んで支持ローラ１５ｂと対向している。そして、この二次転写ローラ１８と支持ローラ１５ｂとで中間転写ベルト７を介して二次転写ニップ部を形成している。また、この画像形成装置１０は、記録媒体積載部としての給紙カセット３０、給送コロ３１に加え、レジストローラ対（位置合わせローラ対）３５等を備える。そして、二次転写ローラ１８から見て、記録媒体の搬送方向下流側には、定着装置５０及び排紙ローラ対３６が設けられている。

次に、画像形成動作について説明する。この画像形成動作においても、各感光体２にトナー像を形成し、そのトナー像を中間転写ベルト７に転写する構成は、そのトナー像の色が異なるだけで、実質的に全て同一であるため、ａ、ｂ、ｃ及びｄの添え字は必要に応じて省略する。
先ず、上記した感光体２が図示しない駆動源により時計回り方向に回転駆動され、このとき感光体表面に図示しない除電装置からの光が照射されて表面電位が初期化される。この表面電位を初期化された感光体２の表面が、今度は帯電部材３によって所定の極性に一様に帯電される。 帯電された感光体表面には、露光装置６からのレーザ光が照射され、これによって感光体表面に静電潜像が形成される。このとき、各感光体２に露光される画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの各トナー色情報に分解した単色の画像情報である。このように感光体上に形成された静電潜像は、現像装置４を通る際に、現像装置４からの各色トナー（現像剤）が付与され、顕像化されたトナー像として可視化される。

また、中間転写ベルト７は、図中反時計回りに走行駆動させられる。そして、上記した一次転写ローラ８には、感光体上に形成されたトナー像のトナー帯電極性と逆極性の一次転写電圧が印加される。これにより、感光体２と中間転写ベルト７との間に転写電界が形成される。そして、感光体２上のトナー像が、その感光体２と同期して回転駆動される中間転写ベルト７上に静電的に一次転写される。このように、一次転写される各色トナー像は、中間転写ベルト７の搬送方向上流側から逐次タイミングを併せて中間転写ベルト７上に重ね合わされ、所望のフルカラー画像が形成される。

その一方で、画像を形成されるべき記録媒体は、給紙カセット３０に積載された記録媒体束から給送コロ３１等の適宜適切な搬送部材の作用によりレジストローラ対３５まで一枚ごとに分離されて給送される。そして、その際には、未だ回転駆動を開始していないレジストローラ対３５のニップ部に、搬送された記録媒体の先端が突き当たり、所謂ループを形成することで、記録媒体のレジストレーションが行われる。
その後、中間転写ベルト７上に担持されたフルカラートナー像とのタイミングを図って、レジストローラ対３５の回転駆動が開始される。そして、支持ローラ１５ｂと、これに中間転写ベルト７を介して対向する二次転写ローラ１８とで構成される二次転写ニップ部に向けて記録媒体が送出される。本実施形態では、二次転写ローラ１８に中間転写ベルト表面におけるトナー像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加される。そして、これによって中間転写ベルト７表面に形成されたフルカラートナー像が記録媒体上に一括して転写される。

トナー像を転写された記録媒体は、定着装置５０まで更に搬送される。そして、この定着装置５０を通過するときに、熱と圧力とを加えられ、永久画像としてトナー像が記録媒体に定着させられる。画像を定着させられた画像形成後の記録媒体は、排紙ローラ対３６を介して排出トレイ２９等の記録媒体排出部に排出されることで画像形成動作が完了する。なお、二次転写ローラ１８が配置される二次転写ニップ部で転写されずに中間転写ベルト７上に残留した残留トナーは、中間転写ベルトクリーニング手段１９により取り除かれ回収される。
上述した画像形成装置１０の各部は、例えば、ＣＰＵを有した制御コントローラ等の制御部１００により制御される。制御部１００は、一又は複数の処理回路によって実現することが可能である。「処理回路」には、電子回路により実装されるプロセッサのようにソフトウェアによって各機能を実行するようプログラミングされたプロセッサや、上記で説明した各機能を実行するよう設計されたASIC（Application Specific Integrated Circuit）、DSP（digital signal processor）、FPGA（field programmable gate array）や従来の回路モジュール等のデバイスを含むものとする。

次に、定着装置５０の構成について図１、図２、図３、図４、図７、図８Ａ、８Ｂを参照して以下に説明する。図７は、定着装置の斜視図であり、図８Ａ、８Ｂは、それぞれ、図７における端部ｂ、中央部ａの断面をカットして長手方向の矢印Ｂ方向から見た断面図である。また、図１、２は、図７において端部ｂの断面をカットして長手方向の矢印Ｂから見た断面図である（図１：加熱搬送時、図２：オーバーシュート時）。また、図３、４は、図７に示した定着装置の長手方向の矢印Ｂ方向から見た側面図（図３：加熱搬送時、図４：オーバーシュート時）である。また、図９は、図７に示した定着装置を下方向である矢印Ｃから見た外観図である。

これらの図に示すように、定着装置５０は、回転可能な定着部材としての定着ベルト６０と、定着ベルト６０を両端部で保持する定着ベルト保持部材であるホルダ５１と、定着ベルト６０の外周面に当接し、回転可能に設けられた加圧部材としての加圧ローラ７０とを備える。更に、定着ベルト６０はその内部に定着ベルト６０を加熱する熱源としてのハロゲンヒータ６１と、加圧ローラ７０と対向するよう配備されるニップ形成部材であるパッド８０と、パッド８０を支持するニップ支持部材である支持部材９０とを備える。さらに、ハロゲンヒータ６１からの輻射熱を反射する反射板６５が、ハロゲンヒータ６１と支持部材９０の間に配置され、支持部材９０に不図示のネジで固定されている。
更に、定着装置５０は、ホルダ５１と支持部材９０を固定する側板５２と、定着ベルト６０または加圧ローラ７０の温度を検知する温度検知手段としての温度センサ（図示せず）と、加圧ローラ７０を定着ベルト６０へ付勢してニップＮを形成する図示しない付勢手段等を備えている。

定着ベルト６０は、薄肉で可撓性を有する無端状のベルト部材（フィルムも含む）で構成されている。詳しくは、定着ベルト６０は、ニッケル若しくはＳＵＳ等の金属材料又はポリイミド（ＰＩ）等の樹脂材料で形成された内周側の基材を備える。更に、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（ＰＦＡ）又はポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等で形成された外周側の離型層によって構成されている。また、基材と離型層との間に、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム又はフッ素ゴム等のゴム材料で形成された弾性層を介在させても良い。

加圧ローラ７０は、芯金７２と、芯金７２の表面に設けられた発泡性シリコーンゴム、シリコーンゴム又はフッ素ゴム等から成る弾性層７１と、弾性層７１の表面に設けられたＰＦＡ又はＰＴＦＥ等から成る離型層（図示せず）によって構成されている。そして、加圧ローラ７０は、図示しない付勢手段によって定着ベルト６０側へ付勢され、定着ベルト６０を介してニップ形成部材であるパッド８０に当接している。この加圧ローラ７０と定着ベルト６０とが圧接する箇所では、加圧ローラ７０の弾性層７１が押し潰されることで、パッド８０の短手方向における所定の幅のニップ（ニップ部）Ｎが形成されている。
このニップＮは、パッド８０の長手方向（紙面垂直方向）に連続形成される。また、加圧ローラ７０は、プリンタ本体に設けられた図示しないモータ等の駆動源によって回転駆動するように構成されている。そして、加圧ローラ７０が回転駆動すると、その駆動力がニップＮで定着ベルト６０に伝達され、定着ベルト６０が従動回転するようになっている。

ニップ形成部材であるパッド８０は、定着ベルト６０の回転軸方向又は加圧ローラ７０の回転軸方向に亘って長手状に配設され、支持部材９０によって支持されている。支持部材９０の両端部は、定着装置の筐体（図示せず）に固定の側板に形成される取付け穴に嵌合され、固定されている。これにより、加圧ローラ７０による圧力でパッド８０及び支持部材９０がずれ変位することを防止している。
更に、左右の側板には定着ベルト保持部材であるホルダ５１が互いに向かって突出すように形成されている。各ホルダ５１は切欠環状の湾曲凸部を成し、各外周湾曲面が環状の定着ベルト６０の両側内壁面に摺接して定着ベルト６０の半径方向及び軸方向の回転ずれを抑制している。

支持部材９０は、パッド８０の撓み防止機能を満足させるために、ステンレスや鉄等の機械的強度が高い金属材料で形成されることが望ましい。この際、支持部材９０の各板材が鉄鋼板の打ち抜き加工によって作成されることが望ましい。鉄鋼板で作成されることで、安価で剛性の高い支持部材９０を作成することができる。
パッド８０は、樹脂からなるベース部８０ｂとベース部８０ｂの表面に設けられた均熱板８１ａから形成されている。定着ベルト６０と接触抵抗を低くするため、均熱板８１ａにはグリースを塗布させている。

ベース部８０ｂの樹脂材料としては、断熱性、耐熱性が要求されるため、ＬＣＰ、ＰＡＩ等の部材を用いることができる。ニップ形成部材の一部である均熱板８０ａの材料としては、熱伝導率の高い材料（例えば銅）とすることで、定着ベルト６０の長手方向の温度分布が均一になるように構成させ、オーバーシュート時における外側の温度上昇を緩和させている。

反射板６５の形状としては、図９のように、Ａ４Ｔ（２１０ｍｍ）の長さに対応する部分と、当該部分の外側の部分とによりハロゲンヒータ６１が覆われるような位置関係にすることで、頻繁に使用されるＡ４縦通紙の生産性が落ちないように構成している。すなわち、反射板６５の形状は、例えば、Ａ４Ｔ（２１０ｍｍ）の長さに対応する部分における屈曲部（小サイズ紙に対応する屈曲部）である反射板中央部屈曲部６５２と、Ａ４Ｔ（２１０ｍｍ）の長さに対応する部分の外側の両端部分における屈曲部（大サイズ紙に対応する屈曲部）である反射板端部屈曲部６５１、６５３とを有している。反射板中央部屈曲部６５２は、ハロゲンヒータ６１の長手方向中央部（Ａ４縦＝２１０ｍｍより内側）に設けられているため、オーバーシュートに由来するベルト変形を防止することができる。また、反射板端部屈曲部６５１、６５３は、ハロゲンヒータ６１の長手方向端部（Ａ４縦＝２１０ｍｍより外側）に設けられているため、オーバーシュート時の端部温度上昇を抑制することができる。このように、本実施例では、ハロゲンヒータ６１の長手方向の略全域に所定の屈曲量を有した屈曲部を有しており、さらに、当該屈曲部は、反射板端部屈曲部６５１、６５３の屈曲部における屈曲方向の長さは、反射板中央部屈曲部６５２の屈曲部における屈曲方向の長さよりも長くなるように構成されている。図９では、反射板端部屈曲部６５１、６５３の屈曲部の長さと、反射板中央部屈曲部６５２の屈曲部の長さとが異なる前提で説明しているが、これらを同じ長さとしてもよい。

反射板６５は、アルミニウムを基材とするとともに、ハロゲンヒータ６１に対向する面に銀を蒸着して形成されている。銀は輻射率が低いため、ハロゲンヒータ６１から反射板６５に照射される輻射熱を効率よく反射させることができるので、定着ベルト６０の熱吸収効率を向上させることができる。反射板６５の材質としては、アルミニウム基材と銀蒸着に限定されず、例えば支持部材９０にアルミニウムを直接蒸着させる等でも同等の機能を付与することができる。
反射板６５は、上述の通り、ハロゲンヒータ６１から見て支持部材９０を覆うような形状で配置されており、ニップ部手前では長手方向（幅方向）略全域に渡ってハロゲンヒータ６１を囲うように屈曲部が形成されている。ハロゲンヒータ６１が屈曲部内（屈曲部により形成される空間）に格納されるようなポジションにある時、ハロゲンヒータ６１からの放射伝熱は、そのほとんどが屈曲部内で反射減衰され、熱容量の大きな反射板６５や支持部材９０に吸収される。

ハロゲンヒータ６１からの加熱を遮るような構成を別部材から構成してもよいが、赤外線吸収すると部材上昇につながるため、本構成のように反射部材の一部を利用する構成または、別部材で構成するにしても赤外線反射する反射部材で構成するのが望ましい。

続いて、図３、４を用いて、ハロゲンヒータ６１の可動構成やその方法について説明する。ハロゲンヒータ６１の長手方向の両端にあるヒータ碍子部３６がヒータ保持部材３７に支持され、図３の矢印方向Ｘに常時付勢されて保持され、ヒータ保持部材３７の長穴部分Ｐをスライドするように構成されている。図４に示すように、本体にあるカム駆動入力ギヤ３８からギヤ駆動により、カム軸４０が時計回りに回転して、前後カム３９が回転し、ヒータ碍子部（前後）に接触することでハロゲンヒータ６１を移動させることができる。すなわち、前後カム３９のカム軸４０が、カム駆動入力ギヤ３８の駆動力を受けて、ヒータ碍子部３６が付勢される向きと逆向きＹに回転することで前後カム３９が上記逆向きＹに回転し、ヒータ碍子部３６を上記逆向きＹに押し当てることでハロゲンヒータ６１を移動させる。

ハロゲンヒータ６１は、省スペース、省コストはもちろん、最大効率を出すために本実施例では１本で構成しているが、定着ベルト内のレイアウトに余裕があるならばデュアルヒータ等でも良い。ガラス管自体のもつ熱容量が無視できず、回転停止後の放射伝熱量も大きくなるため、本数は少ない方が定着ベルトのオーバーシュート膨張には有利にはたらくためである。定着ベルト６０内部から輻射熱を利用して加熱する熱源であれば良いため、カーボンヒータ等を配置してもよい。

定着装置５０内に記録紙を加熱搬送する時、ハロゲンヒータ６１は、両端にあるヒータ碍子部３６がヒータ保持部材３７の長穴部分Ｐに支持されており、不図示の付勢手段で、図３矢印Ｘの方向に付勢され、片側に突き当たった位置で保持されている。ヒータ保持部材３７を長穴形状にすることで、ハロゲンヒータ６１を一方向にスライドして可動させることができる。当該ポジションでは、定着ベルト６０とハロゲンヒータ６１との距離が短くなるため、ハロゲンヒータ６１の直射光が定着ベルト６０に届きやすく、効率的に加熱することが可能となる。

一方、オーバーシュート対応位置、すなわち搬送経路内のセンサがジャムを検知した場合や、最終紙の後端が定着ニップを通過した直後(もしくは最終紙後端がしっかり定着できる長さまで周方向を加熱した直後)では、定着ベルト６０がまだ回転している状態で不図示のヒータ駆動モータが回転し、本体にあるカム駆動入力ギヤ３８からのギヤ駆動により、カム軸４０が時計回りに回転することでカム軸４０に固定された前後カム３９が回転する。そして、前後カム３９が長手方向両端のヒータ碍子部３６に接触することで、スライド移動して、所定のカム回転角度で動き位置を変化させることができる（図４）。図９に示したように、反射板６５が幅方向全域でハロゲンヒータ６１を囲い込むような形状になっているため、ハロゲンヒータ６１からの直接加熱領域を減らして、反射による赤外光を減衰させるとともに、上述した制御により、定着ベルト６０からの距離を遠ざけることで、オーバーシュートによる定着ベルト６０の膨張変形を抑制している。

本実施例では、前後カム３９の回転位置を、加熱搬送する場合の位置と、オーバーシュート対応する場合の位置との２つの位置とし、これらの位置の間で動かすように制御している。しかし、前後カム３９の回転角度を細かく変化させることで、ハロゲンヒータ６１の位置を細かく変化させてもよい。例えば、図９に示したように、反射板６５が、長手方向略全域の屈曲部から、両端部のみ更に長く屈曲部を形成させたような構成である場合において、端部の温度上昇に応じてハロゲンヒータ６１を移動させて、端部のヒータ照射量を変えることもできる。具体的には、温度検知手段としての温度センサが、反射板６５の両端部の温度上昇が一定の閾値を超えたことを検知した場合に、ハロゲンヒータ６１を定着ベルト６０から遠ざける方向に移動させることにより、端部のヒータ照射量を変えてもよい。

また、本実施例では、ハロゲンヒータ６１が支持部材９０よりもニップ上流に配置した構成で説明した。しかし、図１０に示したように、コの字形状の支持部材９０Ａとした構成であっても、ハロゲンヒータ６１を移動させてオーバーシュートに対応する位置を設定できる。図１０では、支持部材９０先端に屈曲部Ｂを設けたコの字型の支持部材９０Ａを採用して放射伝熱時の反射減衰効果を高めているが、支持部材全体を屈曲部と捉え、上記先端の屈曲部を設けないコの字形状であっても、ハロゲンヒータ６１を定着ベルト６０から遠ざけつつ支持部材９０で囲まれた内側に格納することで同様の効果を得ることができる。また、支持部材９０に屈曲部を設けた場合は、反射部材６５に屈曲部を設けた場合と同様に、長手方向略全域に同じ長さの屈曲部を有した構成としてもよいし、図９のように両端部を更に屈曲方向に長い屈曲部とした構成としてもよい。

さらに、図１０では、ハロゲンヒータ６１が図面左右方向、すなわち、ニップに対して近づけるまたは遠ざける方向に移動するように制御しているが、図８Ａ、８Ｂに示したように、斜め右下のニップ上流側方向に向かって移動するように制御してもよい。ハロゲンヒータ６１が図中の右方向（反射部材に近づく側）に移動した場合、ハロゲンヒータ６１からの熱や光が乱反射する回数が増えることによる熱効率の悪化やこれに伴うオーバーシュートが生じることが考えられるが、ハロゲンヒータ６１が上記斜め右下に移動することで、屈曲部Ｂにハロゲンヒータ６１が隠れるため、オーバーシュートによる定着ベルト膨張変形を抑制することができる。なお、反射板６５は、図１０に示す反射板６５Ａのような弧形状が形成されない形状ではなく、図１１に示すように、支持部材９０Ａの内側の略全域に亘って設けられた反射板６５Ｂとして構成されていてもよい。

このように、本実施例のような構成を採用することにより、定着ベルト６０の加熱源であるハロゲンヒータ６１を、定着ベルト６０の回転停止タイミングに合わせて位置を移動させて、オーバーシュートによる定着ベルト６０の膨張変形を抑制させることができる。回転停止時のハロゲンヒータ６１の移動先となる位置は、幅方向全域でハロゲンヒータ６１を囲い込むような屈曲形状の反射板６５の内側であるため、ハロゲンヒータ６１からの直接加熱領域が定着搬送時よりも抑えることができる。このように、本実施例では、ハロゲンヒータ６１を定着ベルト６０から遠ざける位置に移動させるとともに、ハロゲンヒータ６１の移動後の位置が陰になるように、反射板６５の長手方向略全域に屈曲部を有した構成としている。したがって、従来に比べて定着ベルト６０の周方向の温度偏差を抑制させることを改善することができる。

すなわち、無端状の定着ベルト６０と、定着ベルト６０を内部から加熱するハロゲンヒータ６１と、定着ベルト６０と対向して配置され、定着ベルト６０に加圧されてニップ部を形成する加圧ローラ７０と、定着ベルト６０内部に配置され、加圧ローラ７０からの加圧力を受けてニップ部を形成するパッド８０と、パッド８０を支持する支持部材９０と、ハロゲンヒータ６１の可動手段（カム駆動入力ギヤ３８、前後カム３９、カム軸４０）と、を備え、支持部材９０は、長手方向略全域に、上記可動手段により移動されたハロゲンヒータ６１を囲む屈曲部を有し、上記可動手段は、ハロゲンヒータ６１の位置を屈曲部に移動させることにより、定着ベルト６１への加熱領域を変化させる。これにより、支持部材９０を用いて、従来よりも定着部材の周方向の温度偏差の抑制することができる。例えば、熱容量の大きな支持部材９０に輻射熱を吸収させることにより、オーバーシュートによる定着ベルト６０の膨張変形を抑制させることができる。

また、無端状の定着ベルト６０と、定着ベルト６０を内部から加熱するハロゲンヒータ６１と、定着ベルト６０と対向して配置され、定着ベルト６０に加圧されてニップ部を形成する加圧ローラ７０と、定着ベルト６０内部に配置され、加圧ローラ７０からの加圧力を受けてニップ部を形成するパッド８０と、パッド８０を支持する支持部材９０と、支持部材９０のハロゲンヒータ６１に対向する面側に、ハロゲンヒータ６１からの熱を反射する反射部材６５と、ハロゲンヒータ６１の可動手段（カム駆動入力ギヤ３８、前後カム３９、カム軸４０）と、を備え、反射部材６５は、長手方向略全域に、上記可動手段により移動されたハロゲンヒータ６１を囲む屈曲部を有し、上記可動手段は、ハロゲンヒータ６１の位置を屈曲部に移動させることにより、定着ベルト６０への加熱領域を変化させる。これにより、反射部材６５を用いて、従来よりも定着部材の周方向の温度偏差の抑制することができる。例えば、支持部材９０を用いた場合に比べて、反射部材６５の表面積が増加するため、加熱搬送時のヒータポジションにおける熱効率を高めることができる。

また、上記屈曲部は、長手方向端部の屈曲方向の長さが、長手方向中央部の屈曲方向の長さよりも長い形状とすることもできる。これにより、オーバーシュート対応位置に至るまでに、幅方向両端を選択的に遮光して定着ベルト６０の端部温度上昇を抑制し、小サイズ紙の生産性を維持することができる。
また、ハロゲンヒータ６１は、定着ベルト６０の軸方向の略全域に発熱部を有する一のヒータから構成される。これにより、簡素でコンパクトなレイアウトとすることができ、制御手段や安全装置等の装置や部品を減らすことができ、低コストを実現することができる。

また、上記可動手段は、定着ベルト６０の回転停止前のタイミングで、ハロゲンヒータ６１を屈曲部に移動させる。これにより、定着ベルト６０の回転時間を延ばし、周方向にできるだけ均熱させて局所的に温度上昇することを更に抑制することができる。また、回転停止時（オーバーシュートが最大になる時）には、確実にハロゲンヒータ６１が退避ポジションに移動し遮光効果を得ることができる。

本発明は、上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化したり、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせて実施することができる。

１０ 画像形成装置
３６ ヒータ碍子部
３７ ヒータ保持部材
３８ カム駆動入力ギヤ
３９ 前後カム
４０ カム軸
５０ 定着装置
５１ ホルダ
５２ 側板
６０ 定着ベルト
６１、６１Ａ ハロゲンヒータ
６５、６５Ａ、６５Ｂ 反射板
６５１、６５３ 反射板端部屈曲部
６５２ 反射板中央部屈曲部
７０ 加圧ローラ
７１ 弾性層
７２ 芯金
９０、９０Ａ 支持部材
１００ 制御部

特開２０１３‐１７８４８７公報

Claims (6)

1. 無端状の定着ベルトと、前記定着ベルトを内部から加熱する加熱源と、前記定着ベルトと対向して配置され、前記定着ベルトに加圧されてニップ部を形成する加圧部材と、前記定着ベルト内部に配置され、前記加圧部材からの加圧力を受けて前記ニップ部を形成するニップ形成部材と、前記ニップ形成部材を支持する支持部材と、前記加熱源の可動手段と、を備え、
   前記支持部材は、長手方向略全域に、前記可動手段により移動された前記加熱源を囲む屈曲部を有し、
   前記可動手段は、前記加熱源の位置を前記屈曲部に移動させることにより、前記定着ベルトへの加熱領域を変化させ、
   前記屈曲部は、長手方向端部の屈曲方向の長さが、長手方向中央部の屈曲方向の長さよりも長い形状である、
   ことを特徴とする定着装置。
2. 無端状の定着ベルトと、前記定着ベルトを内部から加熱する加熱源と、前記定着ベルトと対向して配置され、前記定着ベルトに加圧されてニップ部を形成する加圧部材と、前記定着ベルト内部に配置され、前記加圧部材からの加圧力を受けて前記ニップ部を形成するニップ形成部材と、前記ニップ形成部材を支持する支持部材と、前記支持部材の前記加熱源に対向する面側に、前記加熱源からの熱を反射する反射部材と、前記加熱源の可動手段と、を備え、
   前記反射部材は、長手方向略全域に、前記可動手段により移動された前記加熱源を囲む屈曲部を有し、
   前記可動手段は、前記加熱源の位置を前記屈曲部に移動させることにより、前記定着ベルトへの加熱領域を変化させる、
   ことを特徴とする定着装置。
3. 前記屈曲部は、長手方向端部の屈曲方向の長さが、長手方向中央部の屈曲方向の長さよりも長い形状である、
   ことを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
4. 前記加熱源は、前記定着ベルトの軸方向の略全域に発熱部を有する一のヒータから構成される、
   ことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の定着装置。
5. 前記可動手段は、前記定着ベルトの回転停止前のタイミングで、前記加熱源を前記屈曲部に移動させる、
   ことを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の定着装置。
6. 請求項１～５のいずれか１項に記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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