(57)【要約】【課題】ニップ形成部材の剛性を確保しつつ、昇温性及び省エネ性を向上させる。【解決手段】ニップ形成部材２４は、記録媒体Ｐの通過幅内におけるニップ部Ｎ以外の領域で加熱部材２３側と定着部材２１側とに開口する貫通孔２４ｃを有し、ニップ部Ｎの領域では貫通孔２４ｃを有しないように構成され、支持部材２５は、ニップ形成部材２４のニップ部Ｎ及び貫通孔２４ｃの部分よりも記録媒体通過方向の上流側と下流側にニップ形成部材２４のニップ形成面２４ｄとは反対側に配置される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の定着部材と、
前記定着部材の外周面に対して接触する対向部材と、
前記定着部材の内側に配置された加熱部材と、
前記定着部材の内側に配置され前記対向部材との間で前記定着部材を挟んでニップ部を形成するニップ形成部材と、
前記定着部材の内側に配置され前記ニップ形成部材を支持する支持部材と、
を備える定着装置であって、
前記ニップ形成部材は、記録媒体の通過幅内における前記ニップ部以外の領域で前記加熱部材側と前記定着部材側とに開口する貫通孔を有し、前記ニップ部の領域では前記貫通孔を有しないように構成され、
前記支持部材は、前記ニップ形成部材の前記ニップ部及び前記貫通孔の部分よりも記録媒体通過方向の上流側と下流側に前記ニップ形成部材のニップ形成面とは反対側に配置されることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記ニップ形成部材と前記支持部材は、別体である請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記貫通孔は、前記ニップ部よりも記録媒体通過方向の上流側に設けられている請求項１又は２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記貫通孔同士の間隔を、前記定着部材の長手方向における前記ニップ形成部材の端部側よりも中央部側で大きくした請求項１から３のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項５】
前記貫通孔の縁に、前記定着部材に対して接触する側とは反対側に突出する突起が設けられている請求項１から４のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項６】
前記定着部材と前記ニップ形成部材との間に潤滑剤が介在している請求項５に記載の定着装置。
【請求項７】
前記加熱部材を発熱させる前に、前記定着部材を回転させるように制御する請求項１から６のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項８】
記録媒体に画像を形成する画像形成部と、
前記画像形成部によって形成された画像を前記記録媒体に定着させる定着装置と、
を備える画像形成装置において、
前記定着装置として、請求項１から７のいずれか１項に記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着装置、及びこれを備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタなどの電子写真方式の画像形成装置において、未定着画像が形成された用紙などの記録媒体を、互いに対向するローラやベルトなどの部材の間（ニップ部）に搬送し、記録媒体に熱を付与して未定着画像を定着する定着装置が知られている。
【０００３】
このような定着装置として、例えば下記特許文献１（特開２００８−２３３９００号公報）や特許文献２（特開２０１６−１４５９０３号公報）には、定着ベルト内に配置されたニップ形成部材をヒータの熱により加熱することで、ニップ形成部材を介して定着ベルトを加熱する定着装置が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のようなニップ形成部材を介して定着ベルトを加熱する構成においては、一般的に、ニップ形成部材の材料として銅などの金属材料を用いることで、ニップ形成部材の熱伝導率を良くし、ファーストプリントタイム（加熱待機時から定着可能な状態となるまでの加熱時間）の短縮や、省エネ性の向上を図っている。さらに、ファーストプリントタイムの短縮や省エネ性の向上を図るには、ニップ形成部材を薄くしてその熱容量を小さくすることが望ましい。しかしながら、ニップ形成部材は、加圧ローラからの加圧力を受けてニップ部を形成する部材であるため、ある程度の剛性が必要である。
【０００５】
上記特許文献１に記載の定着装置では、筒状のニップ形成部材が主に加圧ローラからの荷重を受ける構成であるため、省エネ性向上のためにニップ形成部材を薄くして熱容量を小さくすると、加圧ローラの荷重に対するニップ形成部材の剛性が低下するため、ニップ部における圧力を維持することが難しくなる。
【０００６】
従って、省エネ性の向上とニップ形成部材の剛性確保を両立するには、特許文献２に示すように、ニップ形成部材のほかに、これを支持するステーを設けることが望ましい。すなわち、この場合、ニップ形成部材とステーが別体であることで、省エネ性向上のためにニップ形成部材を薄くする一方で、ステーを厚くして加圧ローラの荷重に耐え得る剛性の確保することができるようになる。
【０００７】
上記のように、省エネ性の向上のためには、ニップ形成部材をさらに薄くすることが考えられる。しかしながらその一方で、ニップ形成部材には、ある程度加圧力に耐え得る強度も必要である。そして、特許文献２に開示されているような構成においては、強度確保という観点から、ニップ形成部材をこれまで以上に薄くすることは難しく、昇温性や省エネ性を向上させるには、他の対策が必要であった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明は、筒状の定着部材と、前記定着部材の外周面に対して接触する対向部材と、前記定着部材の内側に配置された加熱部材と、前記定着部材の内側に配置され前記対向部材との間で前記定着部材を挟んでニップ部を形成するニップ形成部材と、前記定着部材の内側に配置され前記ニップ形成部材を支持する支持部材と、を備える定着装置であって、前記ニップ形成部材は、記録媒体の通過幅内における前記ニップ部以外の領域で前記加熱部材側と前記定着部材側とに開口する貫通孔を有し、前記ニップ部の領域では前記貫通孔を有しないように構成され、前記支持部材は、前記ニップ形成部材の前記ニップ部及び前記貫通孔の部分よりも、記録媒体通過方向の上流側と下流側に前記ニップ形成部材のニップ形成面とは反対側に配置されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ニップ形成部材が、ニップ部以外の領域に加熱部材側と定着部材側とに開口する貫通孔を有することで、ニップ形成部材の熱容量が小さくなり、ニップ形成部材の昇温性及び省エネ性を向上させることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の一形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図２】定着装置の側面断面図である。
【図３】定着装置の斜視断面図である。
【図４】定着装置の正面断面図である。
【図５】ベルト支持部材の斜視図である。
【図６】ベルト支持部材の変形例を示す斜視図である。
【図７】ニップ形成部材の平面図である。
【図８】貫通孔を円形にした例を示すニップ形成部材の平面図である。
【図９】貫通孔同士の間隔をニップ形成部材の中央部側と端部側とで異ならせた例を示すニップ形成部材の平面図である。
【図１０】貫通孔をニップ部よりも用紙通過方向の下流側に設けた例を示す定着装置の側面断面図である。
【図１１】貫通孔をニップ部よりも用紙通過方向の上流側と下流側とに設けた例を示す定着装置の側面断面図である。
【図１２】貫通孔の縁にバリが生じた場合のニップ形成部材の配置例を示す断面図である。
【図１３】ニップ形成部材と定着ベルトとの間に潤滑剤を介在させた例を示す断面図である。
【図１４】用紙を垂直方向に搬送する定着装置の例を示す図である。
【図１５】比較例に係るニップ形成部材の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付の図面に基づき、本発明について説明する。なお、本発明を説明するための各図面において、同一の機能もしくは形状を有する部材や構成部品等の構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すことにより一度説明した後ではその説明を省略する。
【００１２】
図１は、本発明の実施の一形態に係る画像形成装置の概略構成図である。まず、図１を参照して、画像形成装置の全体構成及び動作について説明する。
【００１３】
図１に示す画像形成装置１は、電子写真方式のモノクロレーザプリンタである。なお、本発明は、プリンタのほか、複写機、ファクシミリ、あるいは、これらのいずれか２つ又は３つの機能を備える複合機であってもよい。また、モノクロ画像形成装置に限らず、カラー画像形成装置であってもよい。
【００１４】
図１に示すように、画像形成装置１には、画像を形成する画像形成部２と、記録媒体としての用紙Ｐを供給する記録媒体供給部３と、供給された用紙Ｐに画像を転写する転写部４と、用紙Ｐに転写された画像を定着する定着装置５と、画像が定着された用紙Ｐを装置外に排出する排出部６と、が設けられている。
【００１５】
画像形成部２は、ドラム状の感光体７と、感光体７の表面を帯電させる帯電手段としての帯電ローラ８と、感光体７の表面を露光して潜像を形成する潜像形成手段としての露光装置９と、感光体７の表面にトナー（現像剤）を供給して潜像を可視画像化する現像手段としての現像ローラ１０と、感光体７の表面をクリーニングするクリーニング手段としてのクリーニングブレード１１と、を備えている。
【００１６】
印刷動作開始の指示があると、画像形成部２において、感光体７が回転を開始し、帯電ローラ８によって感光体７の表面が均一な高電位に帯電される。次いで、原稿読取装置によって読み取られた原稿の画像情報、あるいは端末からプリント指示されたプリント情報に基づいて、露光装置９が感光体７の表面を露光することで、露光された部分の電位が低下して静電潜像が形成される。そして、この静電潜像に対して現像ローラ１０からトナーが供給され、感光体７上にトナー画像が形成される。
【００１７】
感光体７上に形成されたトナー画像は、転写部４に配置された転写ローラ１５と感光体７との間の転写ニップにおいて用紙Ｐに転写される。この用紙Ｐは、記録媒体供給部３から供給されたものである。記録媒体供給部３では、給紙カセット１２に収容されている用紙Ｐが給紙ローラ１３によって１枚ずつ送り出される。送り出された用紙Ｐは、タイミングローラ対１４によって感光体７上のトナー画像とタイミングを合わせて転写ニップへ搬送される。そして、転写ニップにおいて、感光体７上のトナー画像が用紙Ｐに転写される。また、トナー画像の転写が行われた後、感光体７上に残留するトナーは、クリーニングブレード１１によって除去される。
【００１８】
トナー画像が転写された用紙Ｐは、定着装置５へ搬送される。そして、定着装置５において、用紙Ｐが定着ベルト２１と加圧ローラ２２との間を通過する際に加熱及び加圧されることで、トナー画像が用紙Ｐに定着される。その後、用紙Ｐは、排出部６に搬送され、排紙ローラ対１６によって装置外に排出されて、一連の印刷動作が完了する。
【００１９】
次に、図２〜図６に基づき、本発明の第１実施形態に係る定着装置の構成について詳しく説明する。
【００２０】
図２は、定着装置の側面断面図、図３は、定着装置の斜視断面図、図４は、定着装置の正面断面図である。また、図５は、定着ベルトを支持するベルト支持部材の斜視図、図６は、ベルト支持部材の変形例を示す斜視図である。
【００２１】
図２に示すように、定着装置５は、定着ベルト２１と、加圧ローラ２２と、ハロゲンヒータ２３と、ニップ形成部材２４と、ステー２５と、反射部材２６と、ガイド部材２７と、温度センサ２８と、を備えている。
【００２２】
定着ベルト２１は、用紙Ｐに未定着画像Ｔを定着させる筒状の定着部材であり、用紙Ｐの未定着画像担持面側に配置される。本実施形態では、定着ベルト２１が、ニッケルやＳＵＳ等の金属材料やポリイミドなどの樹脂材料で形成された内周側の基材と、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体）やＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）などで形成された外周側の離型層と、を有する無端状のベルト（フィルムも含む。）で構成されている。また、基材と離型層との間に、シリコーンゴム、発泡シリコーンゴム、あるいはフッ素ゴムなどのゴム材料で形成された弾性層を介在させてもよい。この弾性層の厚さを１００μｍ程度にすれば、未定着画像（未定着トナー）を押し潰して定着させるときに弾性層の弾性変形により、ベルト表面の微小な凹凸を吸収でき、光沢ムラの発生を回避できる。また、本実施形態では、定着ベルト２１の低熱容量化の観点から、定着ベルト２１として、薄肉で小径のベルトを採用している。具体的には、定着ベルト２１を構成する基材、離型層のそれぞれの厚さを、２０〜５０μｍ、１０〜５０μｍの範囲に設定し、定着ベルト２１全体としての厚さを１ｍｍ以下に設定している。また、定着ベルト２１が弾性層を有する場合は、弾性層の厚さを、１００〜３００μｍに設定するとよい。さらに低熱容量化を図るには、定着ベルト２１全体としての厚さが０．２ｍｍ以下であることが望ましく、０．１６ｍｍ以下がより望ましい。また、本実施形態では、定着ベルト２１の直径が、２０〜４０ｍｍに設定されている。定着ベルト２１の直径は、３０ｍｍ以下であることが望ましい。
【００２３】
加圧ローラ２２は、定着ベルト２１の外周面に対向して接触する対向部材である。本実施形態では、加圧ローラ２２が、芯金と、芯金の表面に設けられた発泡性シリコーンゴムやフッ素ゴムなどから成る弾性層と、弾性層の表面に設けられたＰＦＡやＰＴＦＥなどから成る離型層と、で構成されている。また、本実施形態では、加圧ローラ２２を中実のローラとしているが、中空のローラであってもよい。中空ローラの場合、加圧ローラ２２の内部にハロゲンヒータなどの加熱部材を配置することも可能である。また、加圧ローラ２２の弾性層は、ソリッドゴムでもよいが、内部に加熱部材が配置されていない場合は、弾性層にスポンジゴムを用いて加圧ローラ２２の断熱性を高めることが望ましい。これにより、定着ベルト２１の熱が加圧ローラ２２に奪われにくくなり、定着ベルト２１の熱効率が向上する。
【００２４】
また、加圧ローラ２２は、画像形成装置本体に設けられた駆動源によって図２中の矢印Ａで示す方向に回転駆動するように構成されている。一方、定着ベルト２１は、加圧ローラ２２が回転駆動することにより、これに伴って図２中の矢印Ｂ方向に従動回転する。図２に示すように、未定着画像Ｔが転写された用紙Ｐが、ニップ入口側（図２における右側）からニップ部Ｎに進入すると、回転する定着ベルト２１と加圧ローラ２２とによって用紙Ｐが搬送されニップ部Ｎを通過する。このとき、用紙Ｐに対して熱と圧力が付与されることで、未定着画像Ｔが用紙Ｐに定着される。そして、用紙Ｐは、回転する定着ベルト２１と加圧ローラ２２とによってニップ出口側（図２における左側）から排出される。
【００２５】
また、加圧ローラ２２と定着ベルト２１は、互いに接近離間するように構成されている。万が一、ニップ部Ｎに用紙が詰まった場合は、加圧ローラ２２と定着ベルト２１を互いに離間させ、ニップ部Ｎを開放することで、詰まった用紙のジャム処理などのメンテナンス作業を行うことが可能である。加圧ローラ２２と定着ベルト２１とは、いずれか一方に対して他方を動かして接近離間させるように構成されていてもよいし、両方を動かすことで接近離間させる構成であってもよい。
【００２６】
ハロゲンヒータ２３は、定着ベルト２１の内側に配置され、赤外線光を放射することで、輻射熱によりニップ形成部材２４を介して定着ベルト２１を加熱する加熱部材である。加熱部材として、ハロゲンヒータ２３以外に、カーボンヒータやセラミックヒータなどを用いることも可能である。本実施形態では、定着ベルト２１内にハロゲンヒータ２３が１本だけ配置されているが、用紙の幅サイズに応じて異なる発熱領域を有する複数のハロゲンヒータ２３を用いてもよい。
【００２７】
ニップ形成部材２４は、定着ベルト２１の内側で定着ベルト２１の回転軸方向でもある長手方向（以下、「ベルト長手方向」という。）に渡って長手状に配置されており、加圧ローラ２２との間で定着ベルト２１を挟んでニップ部Ｎを形成するものである。図２に示すように、ニップ形成部材２４は、定着ベルト２１を介して加圧ローラ２２と対向するニップ形成部２４ａと、ニップ形成部２４ａのニップ入口側（図２における右側）とニップ出口側（図２における左側）との両端部から加圧ローラ２２側とは反対側に屈曲する一対の屈曲部２４ｂと、を有している。ニップ形成部２４ａには、ハロゲンヒータ２３側と定着ベルト２１側とに開口する貫通孔２４ｃが設けられている。
【００２８】
ニップ形成部２４ａは、定着ベルト２１が回転したときの耐摩耗性や摺動性を向上させるために、その定着ベルト２１側のニップ形成面２４ｄにアルマイト処理やフッ素樹脂系材料が塗布されていてもよい。さらに、経時的な摺動性の確保のため、ニップ形成部２４ａの定着ベルト２１側のニップ形成面２４ｄに、フッ素系グリース等の潤滑剤を塗布してもよい。本実施形態では、ニップ形成部材２４が平板状となっているが、その他の形状であってもよい。例えば、ニップ形成部材２４を加圧ローラ２２側とは反対側へ凹んだ凹形状とすることで、ニップ部Ｎの出口部が加圧ローラ２２寄りになり、定着ベルト２１に対する用紙の分離性が向上する。
【００２９】
また、ニップ形成部材２４は、ステー２５よりも熱伝導率が大きい材料で形成されている。例えば、ニップ形成部材２４の材料として、銅（熱伝導率：３９８Ｗ／ｍｋ）やアルミニウム（熱伝導率：２３６Ｗ／ｍｋ）などが好ましい。このように、ニップ形成部材２４が熱伝導率の大きい材料で形成されていることで、ハロゲンヒータ２３からの輻射熱はニップ形成部材２４によって吸収され定着ベルト２１へ効率良く伝達される。例えば、ニップ形成部材２４の厚みを１ｍｍ以下に設定することで、ニップ形成部材２４から定着ベルト２１への熱伝達時間を短くすることができ、定着装置５の立ち上がり速度を速めることができる。反対に、ニップ形成部材２４の厚みを１ｍｍより大きく５ｍｍ以下に設定した場合は、ニップ形成部材２４の蓄熱性を高めることが可能である。
【００３０】
ステー２５は、加圧ローラ２２の加圧力に抗してニップ形成部材２４を支持する支持部材である。ステー２５は、ニップ形成部材２４と同様、定着ベルト２１の内側でベルト長手方向に渡って長手状に配置されている。図２に示すように、本実施形態では、ステー２５が、ハロゲンヒータ２３を挟んで互いに平行に配置された一対の側壁部２５ａと、各側壁部２５ａの図の上端部に連結された底壁部２５ｂと、を有する、断面略Ｕ字状に形成されている。ステー２５の各側壁部２５ａが、反射部材２６を介してニップ形成部材２４のニップ形成面２４ｄとは反対側の面に対してそのベルト回転方向Ｂの両端部側に接触していることで、ニップ形成部材２４がステー２５によって支持されている。また、各側壁部２５ａは、加圧ローラ２２の加圧方向（図の上下方向）に延在しているため、加圧方向の剛性が高まり、加圧ローラ２２の加圧力によるニップ形成部２４の撓みが抑制される。ステー２５の材料としては、剛性を確保するため、ＳＵＳやＳＥＣＣなどの鉄系金属材料を用いることが好ましい。
【００３１】
反射部材２６は、定着ベルト２１の内側でハロゲンヒータ２３と対向するように配置されており、ハロゲンヒータ２３から照射される赤外線光（輻射熱）をニップ形成部材２４側へ反射するものである。図２に示すように、本実施形態では、反射部材２６が、円弧又は楕円状などの曲面状に形成された反射部２６ａと、反射部２６ａのベルト回転方向Ｂの両端部から互いに離れる方向に屈曲する一対の屈曲部２６ｂと、を有している。反射部材２６は、各屈曲部２６ｂがステー２５の各側壁部２５ａとニップ形成部材２４のニップ形成部２４ａとの間に挟まれることで保持されている。
【００３２】
反射部材２６によって反射された赤外線光は、ニップ形成部材２４に照射されることで、ニップ形成部材２４が加熱される。このように、ニップ形成部材２４に対しては、ハロゲンヒータ２３から直接照射される赤外線光に加えて、反射部材２６によって反射された赤外線光も照射されるため、ニップ形成部材２４は効果的に加熱される。また、反射部材２６は、ハロゲンヒータ２３とステー２５との間に介在し、ステー２５への赤外線光の照射を遮断する機能も兼ねる。これにより、ステー２５が加熱されることによる無駄な熱エネルギーの消費が抑制される。さらに、本実施形態では、ステー２５と反射部材２６との間に隙間Ｓ（空気層）が介在していることで、この隙間Ｓの空気層の断熱効果によってステー２５への熱伝達がより一層抑制される。
【００３３】
反射部材２６のハロゲンヒータ２３側の面は、反射率を高くするような鏡面処理や表面処理がなされている。本実施形態では、反射率を分光光度計（日立ハイテクサイエンス社製の紫外可視赤外分光光度計ＵＨ４１５０）を用いて測定し、測定時の入射角は５°である。一般的に、ハロゲンヒータは用途により色温度が異なるが、定着装置の加熱用としては色温度が２５００Ｋ程度のものが用いられている。反射部材２６の反射率は、発光強度の高いハロゲンヒータ２３の波長、具体的には９００〜１６００ｎｍの波長、より好ましくは１０００〜１３００ｎｍの波長に対して７０％以上であるのがよい。
【００３４】
また、反射部材２６の反射と断熱の機能を、ステー２５に持たせてもよい。例えば、ステー２５の内面（ハロゲンヒータ２３側の面）に断熱処理又は鏡面処理を施すことで、ステー２５が反射部材２６の機能を兼ねるように構成することができる。この場合、ステー２５とは別体の反射部材２６を省略することが可能である。なお、鏡面処理されたステー２５の反射率は、上記反射部材２６の反射率と同等であることが望ましい。
【００３５】
ガイド部材２７は、回転する定着ベルト２１の内周面に対して接触し、定着ベルト２１をガイドするものである。図２に示すように、本実施形態では、ガイド部材２７が、ニップ位置口側とニップ出口側との両方に設けられている。ガイド部材２７は、ステー２５などに固定される取付部２７ａと、定着ベルト２１の内周面に接触する曲面状のガイド部２７ｂと、を有している。また、図３に示すように、ガイド部２７ｂの定着ベルト２１側の面（ガイド面）には、ベルト長手方向に渡って複数のリブ（突起）２７ｃが等間隔に設けられている。この複数のリブ２７ｃを有するガイド面に沿って定着ベルト２１がガイドされることで、定着ベルト２１は大きな変形を伴うことなく円滑に回転することができる。
【００３６】
温度センサ２８は、定着ベルト２１の外周面に対向して配置され、定着ベルト２１の温度を検知するものである。本実施形態では、温度センサ２８を、定着ベルト２１に対してベルト長手方向の中央部と一端部側との２箇所に配置している。温度センサ２８によって定着ベルト２１の表面温度が検知され、その検知結果に基づいてハロゲンヒータ２３の出力制御が行われることで、定着ベルト２１の温度が所望の温度（定着温度）となるように制御される。また、温度センサ２８は、接触型又は非接触型のいずれでもよい。温度センサ２８としては、例えばサーモパイル、サーモスタット、サーミスタ、ＮＣセンサなど、公知の温度センサを適用可能である。
【００３７】
図４に示すように、定着ベルト２１の両端部には、それぞれ筒状のベルト支持部材３０が挿入されている。このように、定着ベルト２１の両端部にベルト支持部材３０が挿入されていることで、定着ベルト２１は、非回転時においては基本的に定着ベルト２１に対して周方向の張力は生じない、いわゆるフリーベルト方式で支持されている。
【００３８】
図４及び図５に示すように、ベルト支持部材３０は、定着ベルト２１の内側に挿入されて定着ベルト２１を支持するＣ字状の支持部３０ａと、定着ベルト２１の端面に接触して定着ベルト２１の長手方向移動（片寄り）を規制するフランジ状の規制部３０ｂと、を有している。また、図６に示す例のように、支持部３０ａは、全周に渡って連続する筒状であってもよい。各ベルト支持部材３０は、定着装置５を構成するフレーム部材である一対の側板３１（図４参照）に固定されている。また、ベルト支持部材３０には、開口部３０ｃ（図５参照）が設けられており、この開口部３０ｃを通してハロゲンヒータ２３やステー２５の両端部が各側板３１に固定されている。ハロゲンヒータ２３やステー２５は、ベルト支持部材３０に固定されてもよい。
【００３９】
以下、本実施形態に係る定着装置に関して、昇温性及び省エネ性に有利な構成について説明する。
【００４０】
上述のように、本実施形態においては、ニップ形成部材２４に、ハロゲンヒータ２３側と定着ベルト２１側とに開口する貫通孔２４ｃが設けられている。また、ニップ形成部材２４の平面図である図７に示すように、貫通孔２４ｃは、ニップ形成部材２４の長手方向（又は定着ベルト２１の長手方向）渡って複数設けられている。このように、本実施形態においては、複数の貫通孔２４ｃがニップ形成部材２４に設けられていることで、このような貫通孔２４ｃが設けられていない場合に比べて、ニップ形成部材２４の熱容量を小さくすることが可能である。これにより、ニップ形成部材２４が温度上昇しやすくなるので、ニップ形成部材２４の昇温速度を速めることができ、ファーストプリントタイムの短縮や省エネ性の向上を図れるようになる。
【００４１】
また、ニップ形成部材２４に複数の貫通孔２４ｃが設けられていることで、図２に示すように、ハロゲンヒータ２３から赤外線光が発せられると、発せられた赤外線光の一部や反射部材２６によって反射された赤外線光の一部が各貫通孔２４ｃを通して定着ベルト２１に照射される。あるいは、ハロゲンヒータ２３から発せられた輻射熱が、各貫通孔２４ｃを通して定着ベルト２１に付与される。また、図７に示すように、貫通孔２４ｃは、ニップ形成部材２４の通紙幅Ｗ（記録媒体の通過幅）内に設けられているため、貫通孔２４ｃを通過した赤外線光は定着ベルト２１の通紙幅Ｗ内の領域に照射される。このように、本実施形態においては、複数の貫通孔２４ｃを通して赤外線光が定着ベルト２１に照射される、あるいは、輻射熱が付与されるので、定着ベルト２１を効果的に加熱することができるようになる。これにより、定着ベルト２１の昇温速度を速めることができ、ファーストプリントタイムの短縮や省エネ性の向上を図れるようになる。なお、貫通孔２４ｃを形成する位置は、通紙幅Ｗの大きさ（用紙サイズ）に応じて適宜変更すればよい。また、本実施形態では、用紙の幅方向中央位置をニップ部Ｎの長手方向中央位置に合わせて用紙を搬送する、いわゆる中央基準の搬送方法を採用しているが、用紙の幅方向端部をニップ部Ｎの長手方向の片側端部位置に合わせて用紙を搬送する、いわゆる端部基準の搬送方法を採用してもよい。
【００４２】
また、本実施形態では、ステー２５や反射部材２６が、ニップ形成部材２４のニップ部Ｎ及び各貫通孔２４ｃの部分を囲むように配置されているので、ステー２５や反射部材２６によってハロゲンヒータ２３の熱の拡散を抑制し、ハロゲンヒータ２３の熱をニップ部Ｎ及びその近傍に効果的に付与することが可能である。すなわち、本実施形態では、図７に示すように、ニップ形成部材２４のニップ部の領域Ｅ及び各貫通孔２４ｃの部分が、ニップ形成部材２４に対してステー２５又は反射部材２６が接触する部分Ｆによって用紙通過方向Ｇに挟まれている。さらに、図２に示すように、ハロゲンヒータ２３に対してニップ形成部材２４とは反対側の空間（図２においてハロゲンヒータ２３の上方の空間）は、ステー２５及び反射部材２６によって閉じられている。
【００４３】
このように、本実施形態では、ニップ形成部材２４のニップ部Ｎ及び各貫通孔２４ｃの部分よりも用紙通過方向Ｇの上流側及び下流側に、ステー２５及び反射部材２６が配置され、さらに、ハロゲンヒータ２３を挟んでニップ形成部材２４とは反対側にも、ステー２５及び反射部材２６が配置されていることで、ステー２５及び反射部材２６によって留められたハロゲンヒータ２３の熱を、ニップ形成部材２４のニップ部Ｎに効果的に付与することができると共に、貫通孔２４ｃを通して定着ベルト２１に効果的に付与されたりすることができる。これにより、ニップ部Ｎ及びその近傍を効率的に加熱することができるようになり、省エネ性の向上を図れるようになる。
【００４４】
さらに、本実施形態では、省エネ性の向上を図るため、ステー２５と反射部材２６との間に隙間Ｓ（図２参照）を設けている。このように、ステー２５と反射部材２６との間に隙間Ｓを設けることで、この隙間Ｓの空気層によって反射部材２６からステー２５への熱の伝達を抑制することが可能となる。これにより、ステー２５への不要な熱の付与を低減できるようになり、省エネ性を向上させることが可能となる。
【００４５】
ここで、図１５に示す比較例のように、貫通孔２４ｃがニップ形成部材２４のニップ部の領域Ｅ内にまで設けられている場合は、特にニップ部におけるニップ形成部材２４の剛性が低下することによって、均一なニップ幅やニップ圧が十分に得られなくなり、定着不良が発生する虞がある。また、貫通孔２４ｃがニップ部の領域Ｅ内に設けられていると、ニップ部に凹凸が生じることで、紙シワの発生原因になることも考えられる。
【００４６】
これに対して、本実施形態においては、図７に示すように、貫通孔２４ｃを、ニップ形成部材２４のニップ部の領域Ｅ以外に設けている。このように、貫通孔２４ｃをニップ部の領域Ｅには設けないようにすることで、ニップ部におけるニップ形成部材２４の剛性を確保することができるようになり、均一な幅及び圧力のニップ部を形成することが可能となる。
【００４７】
また、本実施形態のように、ニップ形成部材２４とステー２５が別体であることで、ニップ形成部材２４とステー２５のそれぞれの厚さを異ならせて構成することが容易となる。これにより、ステー２５については、その剛性を確保するために厚く形成することができる一方、ニップ形成部材２４については、省エネ性向上のために薄く形成することができ、剛性の確保と省エネ性の向上の両方を実現することができるようになる。
【００４８】
以上のように、本実施形態に係る構成によれば、貫通孔２４ｃをニップ形成部材２４のニップ部以外の領域のみに設けることで、昇温性及び省エネ性の向上を図りつつ、ニップ形成部材２４の剛性を確保することができるようになる。これにより、定着不良や紙シワが生じにくく信頼性の高い定着装置を提供できるようになる。
【００４９】
貫通孔２４ｃの形状は、本実施形態のような矩形（図７参照）に限らず、図８に示すような円形であってもよい。また、貫通孔２４ｃ同士の間隔は、等間隔である場合に限らず、異なる間隔であってもよい。例えば、ニップ形成部材２４の長手方向の中央側において、ニップ形成部材２４の撓みが生じやすい場合は、図９に示す例のように、ニップ形成部材２４の長手方向の端部側よりも中央部側で貫通孔２４ｃ同士の間隔を大きくすることが望ましい（Ｄ１＞Ｄ２）。このようにすることで、ニップ形成部材２４の中央側において、貫通孔２４ｃが形成されることによる剛性の低下を抑制でき、撓みが生じにくくなる。
【００５０】
また、本実施形態では、貫通孔２４ｃがニップ部Ｎよりも用紙通過方向の上流側に設けられているが（図２参照）、図１０に示す例のように、貫通孔２４ｃをニップ部Ｎよりも用紙通過方向の下流側に設けてもよい。さらに、図１１に示す例のように、貫通孔２４ｃをニップ部Ｎよりも用紙通過方向の上流側と下流側との両側に設けることも可能である。図２に示すように、貫通孔２４ｃがニップ部Ｎよりも用紙通過方向の上流側に設けられている場合は、最も熱量が必要になるタイミングで定着ベルト２１を効果的に加熱することができるので、定着性を向上させることができる。
【００５１】
また、貫通孔２４ｃは、ニップ形成部材２４の長手方向（図７〜図９における左右方向）又は短手方向（図７〜図９における上下方向）に対称に配置されていてもよいし、非対称に配置されていてもよい。貫通孔２４ｃの配置や数は、ニップ形成部材２４の必要な剛性や要求される昇温性又は省エネ性などに応じて適宜決定すればよい。
【００５２】
また、貫通孔２４ｃの大きさ（開口幅）は、同じであってもよいし、異ならせてもよい。貫通孔２４ｃの加工には、プレス加工や切削加工など、種々の加工方法を採用することができる。例えば、貫通孔２４ｃの開口幅を５０μｍ以上にしたい場合は、ドリルによる切削加工を適用でき、開口幅を５０μｍ未満にしたい場合は、レーザー加工法の適用が好ましく、開口幅を５μｍ未満にしたい場合は、化学エッチング法の適用が好ましい。
【００５３】
貫通孔２４ｃを形成した際にバリ（突起）が発生した場合は、図１２に示すように、バリ２４０が突出する面を、定着ベルト２１に対して接触する側（ニップ部Ｎ側）とは反対側に配置することが望ましい。このように、貫通孔２４ｃの縁に形成されたバリ２４０を、定着ベルト２１に対して接触する側とは反対側に突出していることで、定着ベルト２１とバリ２４０との接触を回避することができる。これにより、定着ベルト２１がバリ２４０に対して接触することによる定着ベルト２１の微小な浮きを防止でき、ニップ形成部材２４から定着ベルト２１への熱伝達を良好に維持することができるようになる。また、バリ２４０との接触による定着ベルト２１の傷の発生も防止でき、定着ベルト２１の破損の虞も低減できるようになる。
【００５４】
また、図１３に示す例のように、定着ベルト２１とニップ形成部材２４との間に潤滑剤４０を介在させている場合は、貫通孔２４ｃの縁に定着ベルト２１側とは反対側に突出するバリ２４０があることで、バリ２４０の高さの分だけ、潤滑剤４０がハロゲンヒータ２３側（図の下側）に流出しにくくなる。さらに、貫通孔２４ｃの大きさを小さくする（数μｍにする）ことで、潤滑剤４０の表面張力によって潤滑剤４０のハロゲンヒータ２３側への流出を抑制できるようになる。このように、バリ２４０の向きや貫通孔２４ｃの大きさを調整することで、潤滑剤４０がハロゲンヒータ２３側に流出しにくくなり、ハロゲンヒータ２３に対する潤滑剤４０の付着や、定着ベルト２１とニップ形成部材２４との間での潤滑不良を生じにくくすることが可能である。
【００５５】
上述のように、本発明の各実施形態においては、ニップ形成部材２４に貫通孔２４ｃを設けることで、ニップ形成部材２４の低熱容量化を図り、ニップ形成部材２４を昇温しやすくしているが、ニップ形成部材２４が薄く剛性が低い場合は、急な昇温によってニップ形成部材２４に熱変形が生じることも考えられる。そのような場合は、ハロゲンヒータ２３を発熱させる前（通電前）に、定着ベルト２１を回転させることで、ニップ形成部材２４の熱を定着ベルト２１の周方向へ分散させて伝達することができる。これにより、ニップ形成部材２４の急な昇温による熱変形を回避できるようになる。
【００５６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。
【００５７】
また、本発明に係る定着装置は、図１に示すような用紙を水平方向に搬送する定着装置５に限らない。定着装置５の設置方向は、適宜変更可能であり、本発明は、図１４に示すような用紙を垂直方向に搬送する定着装置５にも適用可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１      画像形成装置
２      画像形成部
５      定着装置
２１    定着ベルト（定着部材）
２２    加圧ローラ（対向部材）
２３    ハロゲンヒータ（加熱部材）
２４    ニップ形成部材
２４ｃ  貫通孔
２４ｄ  ニップ形成面
２５    ステー（支持部材）
４０    潤滑剤
２４０  バリ
Ｄ１    中央部側の貫通孔同士の幅
Ｄ２    端部側の貫通孔同士の幅
Ｎ      ニップ部
Ｐ      用紙（記録媒体）
Ｗ      通紙幅
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５９】
【特許文献１】特開２００８−２３３９００号公報
【特許文献２】特開２０１６−１４５９０３号公報
【図１】
2020154023.tif 000003
【図２】
2020154023.tif 000004
【図３】
2020154023.tif 000005
【図４】
2020154023.tif 000006
【図５】
2020154023.tif 000007
【図６】
2020154023.tif 000008
【図７】
2020154023.tif 000009
【図８】
2020154023.tif 000010
【図９】
2020154023.tif 000011
【図１０】
2020154023.tif 000012
【図１１】
2020154023.tif 000013
【図１２】
2020154023.tif 000014
【図１３】
2020154023.tif 000015
【図１４】
2020154023.tif 000016
【図１５】
2020154023.tif 000017