(57)【要約】【課題】装置の立ち上げ時間が短く、比較的簡易な構成で装置が大型化・高コスト化することなく、小サイズ紙を連続通紙したときでも定着部材の両端部の過昇温が生じにくく、定着部材の加熱効率が高い、定着装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】定着部材２１を加熱する赤外線ヒータ２３の外周面の一部を幅方向にわたって覆うように配設されるとともに、赤外線ヒータ２３から射出された光を反射して定着部材２１に照射する第１反射板２５を備える。そして、この第１反射板２５は、幅方向端部が調光ミラー２５ａで形成される。さらに、調光ミラー２５ａを介して赤外線ヒータ２３に対向するとともに、赤外線ヒータ２３から射出されて調光ミラー２５ａを透過した光を定着部材２１の幅方向中央部に向けて反射する第２反射板２６を備える。【選択図】図７
2010217257.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を加熱・溶融して記録媒体上に定着する定着部材と、
前記定着部材に対向して当該定着部材を加熱する赤外線ヒータと、
前記赤外線ヒータの外周面の一部を幅方向にわたって覆うように配設されるとともに、前記赤外線ヒータから射出された光を反射して前記定着部材に照射する第１反射板と、
を備え、
前記第１反射板は、その幅方向端部が調光ミラーで形成され、
前記調光ミラーを介して前記赤外線ヒータに対向するとともに、前記赤外線ヒータから射出されて前記調光ミラーを透過した光を前記定着部材の幅方向中央部に向けて反射する第２反射板をさらに備えたことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
通紙する記録媒体の幅方向のサイズに応じて前記調光ミラーの透過率を可変することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記調光ミラーは、前記第１反射板の幅方向両端部において互いに隣接する複数対の調光ミラーであって、通紙する記録媒体に対して非通紙領域にある調光ミラーの透過率がそれ以外の調光ミラーの透過率よりも高くなるように制御されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記定着部材の幅方向中央部の温度を検知する第１温度検知手段と、
前記定着部材の幅方向端部の温度を検知する第２温度検知手段と、
をさらに備え、
前記第２温度検知手段の検知結果、又は、前記第１温度検知手段及び前記第２温度検知手段の検知結果、に基いて前記調光ミラーの透過率を可変することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の定着装置。
【請求項５】
前記調光ミラーは、前記第１反射板の幅方向両端部において互いに隣接する複数対の調光ミラーであって、
前記第２反射板は、前記複数対の調光ミラーにそれぞれ対向する位置に配設された複数対の第２反射板であって、幅方向外側の第２反射板の反射面の幅方向に対する傾斜角度が幅方向内側の第２反射板の反射面の幅方向に対する傾斜角度よりも大きくなるように配設されたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の定着装置。
【請求項６】
前記定着部材は、可撓性を有するとともに所定方向に走行する定着フィルムであって、
前記定着フィルムを介して加圧部材に当接して記録媒体が搬送されるニップ部を形成するために前記定着フィルムの内周面側に固設された当接部材を備え、
前記赤外線ヒータと前記第１反射板と前記第２反射板とは、前記定着フィルムの内周面側であって、前記ニップ部に対して前記定着フィルムの走行方向上流側に配設されたことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の定着装置。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれか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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の画像形成装置とそこに設置される定着装置とに関し、特に、赤外線ヒータを用いて定着フィルム、定着ベルト、定着ローラ等の定着部材を加熱する定着装置及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複写機、プリンタ等の画像形成装置において、立ち上がり時間が短いオンデマンド方式の定着装置が広く知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特許文献１等の定着装置は、定着部材としての定着フィルム、加圧ローラ（加圧部材）、加熱板（当接部材）、赤外線ヒータ、反射板、等で構成されている。加熱板は、定着フィルムを介して加圧ローラに当接してニップ部を形成するとともに、定着フィルムの内周面側に設置された赤外線ヒータによって加熱されてニップ部の位置で定着フィルムを加熱する。そして、ニップ部に向けて搬送された記録媒体上のトナー像は、ニップ部にて熱と圧力とを受けて記録媒体上に定着される。
ここで、赤外線ヒータによる定着フィルム（又は加熱板）の加熱効率を向上させるために、赤外線ヒータの外周面の一部を幅方向にわたって覆うように反射板が設置されている。すなわち、定着フィルム（又は加熱板）は、赤外線ヒータによって直接的に照射される光と、赤外線ヒータから射出して反射板で反射された後に照射される光と、によって、その一部が局所的に加熱される。
【０００３】
一方、特許文献２等には、小サイズ紙の連続通紙時における定着ベルトの非通紙領域の温度上昇やオフセットの発生を防止することを目的として、定着ベルトの幅方向中央部を加熱する第１のヒータと、定着ベルトの幅方向両端部を加熱する第２のヒータと、を設置する技術が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した従来のオンデマンド方式の定着装置は、幅方向のサイズが小さな記録媒体（小サイズ紙）を連続通紙したときに非通紙領域にあたる定着部材の幅方向両端部が過昇温してしまって、その直後に幅方向のサイズが大きな記録媒体を通紙するとその幅方向両端部にホットオフセットが発生してしまう問題があった。
このような問題を解決するために、特許文献２等の定着装置のように、種々のサイズの記録媒体に合わせて複数のヒータを設置する方策も考えられる。しかし、その場合には、反射板の配置が難しくなってヒータによって加熱する定着部材の加熱効率が悪くなってしまったり、装置が大型化・高コスト化してしまったりする不具合が生じてしまう。
【０００５】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、装置の立ち上げ時間が短く、比較的簡易な構成で装置が大型化・高コスト化することなく、小サイズ紙を連続通紙したときでも定着部材の両端部の過昇温が生じにくく、定着部材の加熱効率が高い、定着装置及び画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明の請求項１記載の発明にかかる定着装置は、トナー像を加熱・溶融して記録媒体上に定着する定着部材と、前記定着部材に対向して当該定着部材を加熱する赤外線ヒータと、前記赤外線ヒータの外周面の一部を幅方向にわたって覆うように配設されるとともに、前記赤外線ヒータから射出された光を反射して前記定着部材に照射する第１反射板と、を備え、前記第１反射板は、その幅方向端部が調光ミラーで形成され、前記調光ミラーを介して前記赤外線ヒータに対向するとともに、前記赤外線ヒータから射出されて前記調光ミラーを透過した光を前記定着部材の幅方向中央部に向けて反射する第２反射板をさらに備えたものである。
【０００７】
また、請求項２記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１に記載の発明において、通紙する記録媒体の幅方向のサイズに応じて前記調光ミラーの透過率を可変するものである。
【０００８】
また、請求項３記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記調光ミラーは、前記第１反射板の幅方向両端部において互いに隣接する複数対の調光ミラーであって、通紙する記録媒体に対して非通紙領域にある調光ミラーの透過率がそれ以外の調光ミラーの透過率よりも高くなるように制御されるものである。
【０００９】
また、請求項４記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１〜請求項３のいずれかに記載の発明において、前記定着部材の幅方向中央部の温度を検知する第１温度検知手段と、前記定着部材の幅方向端部の温度を検知する第２温度検知手段と、をさらに備え、前記第２温度検知手段の検知結果、又は、前記第１温度検知手段及び前記第２温度検知手段の検知結果、に基いて前記調光ミラーの透過率を可変するものである。
【００１０】
また、請求項５記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１〜請求項４のいずれかに記載の発明において、前記調光ミラーは、前記第１反射板の幅方向両端部において互いに隣接する複数対の調光ミラーであって、前記第２反射板は、前記複数対の調光ミラーにそれぞれ対向する位置に配設された複数対の第２反射板であって、幅方向外側の第２反射板の反射面の幅方向に対する傾斜角度が幅方向内側の第２反射板の反射面の幅方向に対する傾斜角度よりも大きくなるように配設されたものである。
【００１１】
また、請求項６記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１〜請求項５のいずれかに記載の発明において、前記定着部材は、可撓性を有するとともに所定方向に走行する定着フィルムであって、前記定着フィルムを介して加圧部材に当接して記録媒体が搬送されるニップ部を形成するために前記定着フィルムの内周面側に固設された当接部材を備え、前記赤外線ヒータと前記第１反射板と前記第２反射板とは、前記定着フィルムの内周面側であって、前記ニップ部に対して前記定着フィルムの走行方向上流側に配設されたものである。
【００１２】
また、この発明の請求項７記載の発明にかかる画像形成装置は、請求項１〜請求項６のいずれかに記載の定着装置を備えたものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、定着部材を加熱する赤外線ヒータの外周面の一部を幅方向にわたって覆うように第１反射板を設置して、その第１反射板の幅方向端部を調光ミラーで形成するとともに、赤外線ヒータから射出されて調光ミラーを透過した光を定着部材の幅方向中央部に向けて反射する第２反射板をさらに設置している。これにより、装置の立ち上げ時間が短く、比較的簡易な構成で装置が大型化・高コスト化することなく、小サイズ紙を連続通紙したときでも定着部材の両端部の過昇温が生じにくく、定着部材の加熱効率が高い、定着装置及び画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明の実施の形態１における画像形成装置を示す全体構成図である。
【図２】図１の画像形成装置に設置された定着装置を示す構成図である。
【図３】図２の定着装置の一部を幅方向にみた図である。
【図４】赤外線ヒータが挿脱される状態を示す図である。
【図５】定着装置の幅方向端部を示す断面図である。
【図６】第１反射板及び第２反射板を示す斜視図である。
【図７】第１反射板、第２反射板、赤外線ヒータ、定着フィルムを幅方向にみた概略断面図である。
【図８】記録媒体のサイズに応じて調光ミラーの透過率が可変される状態を示す図である。
【図９】調光ミラーの制御を示すフローチャートである。
【図１０】第１反射板の種々の形態を示す図である。
【図１１】この発明の実施の形態２における定着装置の一部を幅方向にみた図である。
【図１２】図１１の定着装置にて記録媒体のサイズに応じて調光ミラーの透過率が可変される状態を示す図である。
【図１３】図１１の定着装置でおこなわれる調光ミラーの制御を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
【００１６】
実施の形態１．
図１〜図１０にて、この発明の実施の形態１について詳細に説明する。
まず、図１にて、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
図１において、１は画像形成装置としての複写機の装置本体、２は原稿Ｄの画像情報を光学的に読み込む原稿読込部、３は原稿読込部２で読み込んだ画像情報に基いた露光光Ｌを感光体ドラム５上に照射する露光部、４は感光体ドラム５上にトナー像（画像）を形成する作像部、７は感光体ドラム５上に形成されたトナー像を記録媒体Ｐに転写する転写部、１０はセットされた原稿Ｄを原稿読込部２に搬送する原稿搬送部、１２〜１４は転写紙等の記録媒体Ｐが収納された給紙部、２０は記録媒体Ｐ上の未定着画像を定着する定着装置、２１は定着装置２０に設置された定着部材としての定着フィルム、３１は定着装置２０に設置された加圧部材としての加圧ローラ、を示す。
【００１７】
図１を参照して、画像形成装置における、通常の画像形成時の動作について説明する。
まず、原稿Ｄは、原稿搬送部１０の搬送ローラによって、原稿台から図中の矢印方向に搬送されて、原稿読込部２上を通過する。このとき、原稿読込部２では、上方を通過する原稿Ｄの画像情報が光学的に読み取られる。
そして、原稿読込部２で読み取られた光学的な画像情報は、電気信号に変換された後に、露光部３（書込部）に送信される。そして、露光部３からは、その電気信号の画像情報に基づいたレーザ光等の露光光Ｌが、作像部４の感光体ドラム５上に向けて発せられる。
【００１８】
一方、作像部４において、感光体ドラム５は図中の時計方向に回転しており、所定の作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程）を経て、感光体ドラム５上に画像情報に対応した画像（トナー像）が形成される。
その後、感光体ドラム５上に形成された画像は、転写部７で、レジストローラにより搬送された記録媒体Ｐ上に転写される。
【００１９】
一方、転写部７に搬送される記録媒体Ｐは、次のように動作する。
まず、画像形成装置本体１の複数の給紙部１２、１３、１４のうち、１つの給紙部が自動又は手動で選択される（例えば、最上段の給紙部１２が選択されたものとする。）。
そして、給紙部１２に収納された記録媒体Ｐの最上方の１枚が、搬送経路Ｋの位置に向けて搬送される。
【００２０】
その後、記録媒体Ｐは、搬送経路Ｋを通過してレジストローラの位置に達する。そして、レジストローラの位置に達した記録媒体Ｐは、感光体ドラム５上に形成された画像と位置合わせをするためにタイミングを合わせて、転写部７に向けて搬送される。
【００２１】
そして、転写工程後の記録媒体Ｐは、転写部７の位置を通過した後に、搬送経路を経て定着装置２０に達する。定着装置２０に達した記録媒体Ｐは、定着フィルム２１と加圧ローラ３１との間に送入されて、定着フィルム２１から受ける熱と双方の部材２１、３１から受ける圧力とによって画像が定着される。画像が定着された記録媒体Ｐは、定着フィルム２１と加圧ローラ３１との間（ニップ部である。）から送出された後に、画像形成装置本体１から排出される。
こうして、一連の画像形成プロセスが完了する。
【００２２】
次に、図２〜図８にて、画像形成装置本体１に設置される定着装置２０の構成・動作について詳述する。
図２は、定着装置２０を示す図であって、定着装置２０の幅方向中央部（第２反射板２６が設置されていない領域である。）を示す断面図である。図３は、定着装置２０の一部を幅方向にみた図である。図４は、赤外線ヒータ２３が定着装置２０から挿脱される状態を示す図である。図５は、定着装置２０の幅方向端部（第２反射板２６が設置されている領域である。）を示す断面図である。図６は、第１反射板２５及び第２反射板２６を示す斜視図である。図７は、第１反射板２５、第２反射板２６、赤外線ヒータ２３、定着フィルム２１を幅方向にみた概略断面図である。図８は、記録媒体Ｐのサイズに応じて調光ミラー２５ａの透過率が可変される状態を示す図である。
【００２３】
図２及び図５に示すように、定着装置２０は、定着部材としての定着フィルム２１、当接部材としての加圧板２２、赤外線ヒータ２３、第１反射板２５（第１反射部材）、第２反射板２６（第２反射部材）、保持部材２４、加圧部材としての加圧ローラ３１、第１温度検知手段としての第１温度センサ４０Ａ（サーモパイル）、第２温度検知手段としての第２温度センサ４０Ｂ（サーモパイル）、ガイド板３５、３７、等で構成される。
【００２４】
ここで、定着部材としての定着フィルム２１は、薄肉で可撓性を有するエンドレスフィルムであって、図２中の矢印方向（時計方向）に回転する。定着フィルム２１の材料としては、ポリイミド、ポリアミド、フッ素樹脂、金属等を用いることができる。なお、トナーＴ（トナー像）に対する離型性（剥離性）を担保するために、定着フィルム２１の表層に、ＰＦＡ（４フッ化エチレンバーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂）、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ＰＥＳ（ポリエーテルサルファイド）、等からなる離型層を形成することもできる。定着部材として熱容量の低い定着フィルム２１を用いることで、立ち上がり時間が極めて短いオンデマンドの定着装置を提供することができる。
定着フィルム２１の内部（内周面側）には、赤外線ヒータ２３（加熱手段）、加圧板２２、第１反射板２５、第２反射板２６、保持部材２４、等が固設されている。定着フィルム２１は、保持部材２４によって保持された加圧板２２に押圧されて、加圧ローラ３１との間にニップ部を形成する。
【００２５】
当接部材としての加圧板２２は、金属板（又は、セラミックやポリイミド樹脂からなる板材）であって、保持部材２４によって保持されるとともに、定着フィルム２１を介して加圧ローラ３１に当接して所望のニップ部を形成する。
なお、本実施の形態１では、加圧板２２の対向面（加圧ローラ３１に対向する面である。）が平面形状になるように形成している。これにより、ニップ部の形状が記録媒体Ｐの画像面に対して略平行になって、定着フィルム２１と記録媒体Ｐとの密着性が高まるために定着性が向上するとともに、ニップ部を通過する記録媒体Ｐにカールやシワが発生する不具合も低減する。さらに、ニップ部の出口側における定着フィルム２１の曲率が大きくなるために、ニップ部から送出された記録媒体Ｐを定着フィルム２１から容易に分離することができる。
また、本実施の形態１における加圧板２２は、定着フィルム２１が摺接する面にフッ素樹脂がコーティングされている。これにより、定着装置２０に固定支持された加圧板２２に摺接する定着フィルム２１の内周面の磨耗を軽減することができる。
【００２６】
赤外線ヒータ２３は、カーボンヒータやハロゲンヒータであって、その両端部が保持部材２４を介して定着装置２０の側板に固定されている。そして、装置本体１の電源部により出力制御された赤外線ヒータ２３によって定着フィルム２１が加熱されて、定着フィルム２１の表面から記録媒体Ｐ上のトナー像Ｔに熱が加えられる。赤外線ヒータ２３の出力制御は、定着フィルム２１表面に対向する第１温度センサ４０Ａ（サーモパイル）によるフィルム表面温度の検知結果に基いておこなわれる。また、このような赤外線ヒータ２３の出力制御によって、定着フィルム２１の温度（定着温度）を所望の温度に設定することができる。
なお、図２、図３、図５を参照して、本実施の形態１では、赤外線ヒータ２３の出力制御をおこなうために定着フィルム２１の幅方向中央部に対向する位置に配設された第１温度センサ４０Ａ（第１温度検知手段）の他に、調光ミラー２５ａの透過率の制御をおこなうために定着フィルム２１の幅方向端部に対向する位置に第２温度センサ４０Ａ（第２温度検知手段）が設置されているが、これについては後で詳しく説明する。
【００２７】
第１反射板２５は、赤外線ヒータ２３に対して定着フィルム２１に対向する側の反対側（図２において赤外線ヒータ２３の左側である。）に配設されている。第１反射板２５は、ガラスからなる基材上に金メッキやアルミニウム蒸着を施して反射面が形成されたものであって、赤外線ヒータ２３から発せられた赤外線を反射面で反射する。第１反射板２５で反射した赤外線（光）の多くは定着フィルム２１に照射されるために、定着フィルム２１の加熱効率が高められる。
なお、第１反射板２５の幅方向（図２の紙面垂直方向である。）の両端部には調光ミラー２５ａが形成されていて、さらに調光ミラー２５ａを介して赤外線ヒータ２３に対向する位置には第２反射板２６が設置されているが、これについても後で詳しく説明する。
【００２８】
ここで、本実施の形態１における定着装置２０は、赤外線ヒータ２３（及び、第１反射板２５、第２反射板２６）が、定着フィルム２１の内周面側であって、ニップ部に対して上流側（定着フィルム２１の走行方向上流側である。）に配設されている。ニップ部の位置で定着フィルム２１を加熱する場合には、ニップ部において下流に進むほど定着温度が高くなってしまい画像の光沢度が高くならないという不具合が生じてしまうのに対して、本実施の形態１のようにニップ部の上流側で定着フィルム２１を加熱する場合には、ニップ部において下流に進むほどトナーに対する冷却効率が高まるため画像の光沢度を向上させることができる。
また、本実施の形態１において、定着フィルム２１における内周面（赤外線ヒータ２３に対向する側である。）に赤外線を吸収する吸収部材を設けることもできる。具体的には、定着フィルム２１の内周面に黒色塗装を施すことができる。これにより、定着フィルム２１における赤外線の吸収率が向上して、定着フィルム２１の加熱効率が高められる。
【００２９】
図３を参照して、保持部材２４は、加圧板２２、赤外線ヒータ２３、第１反射板２５、第２反射板２６、を一体的に保持する。保持部材２４は、耐熱性樹脂材料からなり、その両端が定着装置２０の側板にそれぞれ支持されている。
特に、赤外線ヒータ２３は、ホルダ２７を介して保持部材２４に保持されている。詳しくは、保持部材２４の幅方向両端にはそれぞれホルダ２７がネジ締結されている。ホルダ２７には、赤外線ヒータ２３の端部に係合する穴が設けられている。そして、図４に示すように、保持部材２４からホルダ２７を取出することで、保持部材２４（定着装置２０）から赤外線ヒータ２３のみを脱離することができる。
【００３０】
また、保持部材２４の幅方向両端には、それぞれ、圧縮スプリング２８が設置されている。これにより、当接部材としての加圧板２２が加圧ローラ３１に向けて付勢されて、所望のニップ部を形成することになる。なお、加圧ローラ３１は、定着装置２０の側板（固定位置）に軸受を介して回転自在に設置されている。そして、加圧ローラ３１は不図示の駆動モータによって所定方向に回転駆動されて、定着フィルム２１は加圧ローラ３１との摩擦力によって図２の矢印方向に駆動されることになる。このような構成により、定着装置２０における駆動機構及び加圧機構を簡素化することができる。
【００３１】
さらに、図２を参照して、保持部材２４は、定着フィルム２１をガイドするように形成されている。すなわち、保持部材２４は、可撓性を有する定着フィルム２１の円形姿勢をある程度維持できるように、円形に形成されている。これにより、定着フィルム２１の変形による劣化・破損を軽減することができる。
【００３２】
図２を参照して、加圧部材としての加圧ローラ３１は、芯金３２上に弾性層３３を形成したものである。加圧ローラ３１の弾性層３３は、フッ素ゴム、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム等の材料で形成されている。なお、弾性層３３の表層にＰＦＡ等からなる薄肉の離型層（チューブ）を設けることもできる。加圧ローラ３１は定着フィルム２１に圧接して、双方の部材間に所望のニップ部を形成する。また、加圧ローラ３１は、不図示の駆動機構によって、図２中の矢印方向（反時計方向）に回転駆動される。
【００３３】
定着フィルム２１と加圧ローラ３１との当接部（ニップ部である。）の入口側には、ニップ部に向けて搬送される記録媒体Ｐを案内するガイド板３５（入口ガイド板）が配設されている。また、ニップ部の出口側には、ニップ部から送出される記録媒体Ｐを案内するガイド板３７（出口ガイド板）が配設されている。双方のガイド板３５、３７は、いずれも、定着装置２０のフレーム（筐体）に固設されている。
【００３４】
上述のように構成された定着装置２０は、次のように動作する。
装置本体１の電源スイッチが投入されると、赤外線ヒータ２３に電力が供給されるとともに、加圧ローラ３１の図２中の矢印方向の回転駆動が開始される。これにより、加圧ローラ３１との摩擦力によって、定着フィルム２１も図２中の矢印方向に従動（回転）する。
その後、給紙部１２〜１４から記録媒体Ｐが給送されて、作像部４にて記録媒体Ｐ上に未定着画像が担持される。未定着画像Ｔ（トナー像）が担持された記録媒体Ｐは、ガイド板３５に案内されながら図２の矢印Ｙ１０方向に搬送されて、圧接状態にある定着フィルム２１及び加圧ローラ３１のニップ部に送入される。
そして、ニップ部の上流側の位置で赤外線ヒータ２３によって加熱された定着フィルム２１による加熱と、加圧板２２（定着フィルム２１）及び加圧ローラ３１の押圧力とによって、記録媒体Ｐの表面にトナー像Ｔが定着される。その後、ニップ部から送出された記録媒体Ｐは、矢印Ｙ１１方向に搬送される。
【００３５】
以下、図６〜図８を参照して、本実施の形態１における定着装置２０において、特徴的な構成・動作について詳述する。
図６〜図８を参照して、第１反射板２５は、半円筒状に形成されていて、赤外線ヒータ２３の外周面の一部（定着フィルム２１の内周面に対向しない側である。）を幅方向（図２の紙面垂直方向である。）にわたって覆うように配設されている。そして、先に説明したように、第１反射板２５は、赤外線ヒータ２３から射出された光（赤外線）を反射して定着フィルム２１に照射する。
ここで、第１反射板２５の幅方向中央部（幅方向両端部を除く位置である。）は、ガラスからなる基材上に金メッキやアルミニウム蒸着を施して反射面が形成されている。
これに対して、第１反射板２５の幅方向両端部には、調光ミラー２５ａが形成されている。詳しくは、第１反射板２５におけるガラス基材上の幅方向両端部に調光ガラスフィルムを貼着することで、調光ミラー２５ａが形成されている。図示は省略するが、調光ミラー２５ａには±５Ｖの電圧を印加できるように結線されている。そして、調光ミラー２５ａに入力する電圧を可変制御することで、調光ミラー２５ａの透過率（赤外線に対する透過率である。）を可変することができる。
【００３６】
ここで、調光ミラーとは、電気的に鏡状態と透明状態とが切り替えられる部材であって、厚さが１００μｍほどのフィルム状のものもある。調光ミラーでスイッチングをおこなう方法には２種類あり、電気的にスイッチングをおこなうエレクトロクロミック方式の他に、薄い水素を含む気体にさらすことによりスイッチングをおこなうガスクロミック方式がある。
また、調光ミラーは、水素ガス等の気体層や液体層を含まない全固体型の部材であって、ガラス板やプラスチック等の柔軟な基材上に酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）、酸化タングステン（ＷＯ3）、酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）、アルミニウム（Ａｌ）、パラジウム（Ｐｄ）、及び、マグネシウム・ニッケル（Ｍｇ・Ｎｉ）系合金薄膜を積層したものである。各々の層は透明導電膜、イオン貯蔵層、固体電解質層、バッファ層、触媒層、及び、調光ミラー層として機能する。すべての薄膜材料は、マグネトロンスパッタ装置を用いて室温プロセスで作製することができる。
調光ミラー層としてマグネシウム・ニッケル合金薄膜を用いて作製した全固体型調光ミラーの初期状態は鏡状態である。そこに＋５Ｖ程度の電圧を印加すると、イオン貯蔵層（ＨXＷＯ3）中に蓄えられている水素イオン（Ｈ+）が調光ミラー層（金属状態のＭｇ−Ｎｉ合金）中に移動して、金属状態のＭｇ−Ｎｉ合金が水素化されて非金属状態になることにより透明に変化する。この変化は約１５秒程度で起こる。そして、極性を反転して、−５Ｖ程度の電圧を印加すると、水素イオンがイオン貯蔵層（ＷＯ3）中へ戻り、調光ミラー層は元の鏡（金属）状態に戻る。この変化は１０秒程度で起こる。一度変化した状態は、通電を切っても保たれる。
【００３７】
また、本実施の形態１では、図６〜図８を参照して、調光ミラー２５ａを介して赤外線ヒータ２３に対向する位置に第２反射板２６を設置している。すなわち、一対の第２反射板２６が、幅方向両端部であって、第１反射板２５の背面側（赤外線ヒータ２３に対向する面とは反対側の面である。）に設置されている。第２反射板２６は、アルミニウムに鏡面仕上げを施して反射面を形成したものであって、赤外線ヒータ２３から射出されて調光ミラー２５ａを透過した光（赤外線）を定着フィルム２１の幅方向中央部に向けて反射するように構成されている。すなわち、一対の第２反射板２６の反射面は、幅方向に対して平行ではなくて、幅方向中央部に向かって傾斜するように配設されている（幅方向に対して傾斜して配設されている。）。
【００３８】
そして、通紙する記録媒体Ｐの幅方向のサイズ（通紙幅）に応じて、調光ミラー２５ａの透過率が可変されることになる。
具体的に、図８（Ａ）に示すように、通紙可能な最大サイズの記録媒体Ｐ（例えば、Ａ３サイズの記録媒体Ｐである。）が通紙される場合には、その通紙幅が定着フィルム２１（又は、赤外線ヒータ２３）の幅方向全域に対応するため、調光ミラー２５ａに−５Ｖの電圧を印加して調光ミラー２５ａの透過率を０％にまで下げることで（鏡状態にすることで）、調光ミラー２５ａを含む第１反射板２５の全域で赤外線光を反射できるように制御する。これにより、定着フィルム２１の幅方向全域にわたって、赤外線ヒータ２３から直接的に照射される光と、第１反射板２５によって反射された光（図８（Ａ）の破線矢印で示すものである。）と、がほぼ均一に照射されることになって、定着フィルム２１が幅方向全域にわたって均一に加熱されて、最大サイズの記録媒体Ｐの幅方向全域に良好な定着画像を形成することができる。
これに対して、図８（Ｂ）に示すように、小サイズの記録媒体Ｐ（例えば、Ａ４サイズの記録媒体Ｐである。）が通紙される場合には、その通紙幅が定着フィルム２１（又は、赤外線ヒータ２３）の幅方向中央部にのみ対応するため、調光ミラー２５ａに＋５Ｖの電圧を印加して調光ミラー２５ａの透過率を高くする（透明状態にする。）。これにより、幅方向両端部（非通紙領域）では、赤外線ヒータ２３から射出して調光ミラー２５ａに達した光が、調光ミラー２５ａを透過して第２反射板２６で反射した後に、再び調光ミラー２５ａを透過して定着フィルム２１の幅方向中央部に向けて照射される。また、幅方向中央部（通紙領域）では、赤外線ヒータ２３から射出して第１反射板２５に達した光が、第１反射板２５の反射面で反射されて、そのまま定着フィルム２１の幅方向中央部に向けて照射される。すなわち、定着フィルム２１の幅方向両端部では第１反射板２５によって反射された光による照射がないために、定着フィルム２１の幅方向両端部の過昇温が低減される。これに対して、定着フィルム２１の幅方向中央部では、赤外線ヒータ２３から直接的に照射される光と、第１反射板２５によって反射された光と、第２反射板２６によって反射された光（図８（Ｂ）の破線矢印で示すものである。）と、による照射があるために、定着フィルム２１の幅方向中央部が効率的に加熱されて、小サイズの記録媒体Ｐの通紙幅全域に良好な定着画像を形成することができる。
そのため、小サイズ紙を連続的に通紙したときであっても定着フィルム２１の幅方向両端部の過昇温を低減することができるとともに、その直後に大サイズ紙を通紙してもホットオフセットが発生する不具合を低減することができる。さらに、小サイズ紙を通紙するときには、赤外線ヒータ２３の幅方向両端部（非通紙領域）から射出される光を第２反射板２６による反射によって定着フィルム２１の幅方向中央部（通紙領域）の加熱に利用しているため、赤外線ヒータ２３の熱エネルギを有効活用することができる。
【００３９】
ここで、本実施の形態１において、定着フィルム２１の幅方向端部の温度を検知する第２温度検知手段としての第２温度センサ４０Ｂの検知結果に基いて、調光ミラー２５ａの透過率を可変制御することもできる。
具体的には、図９のフローチャートに示すように、第２温度センサ４０Ｂによって検知された検知温度が所定値Ａ以上であるかを判別して（ステップＳ１）、その結果、検知温度が所定値Ａ以上である場合には調光ミラー２５ａの透過率を上げて調光ミラー２５ａを透明状態化する（ステップＳ２）。すなわち、定着フィルム２１の幅方向端部の過昇温を第２温度センサ４０Ｂによって検知して、そのような状態が検知された場合には第１反射板２５（調光ミラー２５ａ）を図８（Ｂ）のような状態に制御する。ここで、上述した所定値Ａは、ホットオフセットが発生し始める定着フィルム２１表面の温度である。
このような制御をおこなうことで、通紙する記録媒体Ｐのサイズに関わらず、定着フィルム２１の幅方向端部の過昇温を確実に抑止して、ホットオフセットの発生を未然に防止することができる。
なお、図９では第２温度センサ４０Ｂの検知結果に基いて調光ミラー２５ａの透過率を可変制御したが、第１温度センサ４０Ａ及び第２温度センサ４０Ｂの検知結果に基いて調光ミラー２５ａの透過率を可変制御することもできる。具体的には、第１温度センサ４０Ａによる検知温度と第２温度センサ４０Ｂによる検知温度との差が所定値以上である場合には、定着フィルム２１の幅方向端部の過昇温が生じているものとして、調光ミラー２５ａの透過率を上げて調光ミラー２５ａを透明状態化する。このような場合でも、上述した効果と同様の効果を得ることができる。
【００４０】
ここで、本実施の形態１では、図１０（Ａ）に示すように、第１反射板２５の断面形状を略円弧状に形成した。そして、その焦点の位置に赤外線ヒータ２３を配置することにより、第１反射板２５の反射効率（赤外線ヒータ２３の光を効率的に定着フィルム２１上に照射する度合いである。）を高めることができる。図中の破線矢印が反射光の光路である。
なお、第１反射板２５の断面形状は、本実施の形態１のものに限定されることなく、例えば、図１０（Ｂ）〜（Ｄ）のようなものにすることもできる。特に、配光をもつヒータを用いる場合には、図１０（Ｃ）に示すような交角が９０度となる第１反射板２５を用いて、ヒータ２３の配光方向の垂線が角の２等分線となるように配置することで、第１反射板２５からの反射光を均一化することができる。
【００４１】
以上説明したように、本実施の形態１においては、定着フィルム２１（定着部材）を加熱する赤外線ヒータ２３の外周面の一部を幅方向にわたって覆うように第１反射板２５を設置して、その第１反射板２５の幅方向端部を調光ミラー２５ａで形成するとともに、赤外線ヒータ２３から射出されて調光ミラー２５ａを透過した光を定着フィルム２１の幅方向中央部に向けて反射する第２反射板２６をさらに設置している。これにより、定着装置２０の立ち上げ時間が短く、比較的簡易な構成で定着装置２０が大型化・高コスト化することなく、小サイズ紙を連続通紙したときでも定着フィルム２１の両端部の過昇温を生じにくくすることができる。
【００４２】
なお、本実施の形態１では、加圧部材として加圧ローラを用いて定着部材として定着フィルムを用いた定着装置に対して本発明を適用したが、加圧部材として加圧ベルトや加圧パッドを用いた定着装置や、定着部材として定着ベルトや定着ローラを用いた定着装置に対しても本発明を適用することができる。
また、本実施の形態１では、第１温度センサ４０Ａ及び第２温度センサ４０Ｂとして非接触式のサーモパイルを用いたが、第１温度センサ４０Ａ及び第２温度センサ４０Ｂとして接触式のサーミスタ等を用いることもできる。
そして、これらの場合にも、本実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００４３】
実施の形態２．
図１１〜図１３にて、この発明の実施の形態２について詳細に説明する。
図１１は、実施の形態２における定着装置の一部を幅方向にみた図であって、前記実施の形態１における図７に相当する図である。また、図１２は、図１１の定着装置にて記録媒体のサイズに応じて調光ミラーの透過率が可変される状態を示す図であって、前記実施の形態１における図８に相当する図である。
本実施の形態２における定着装置は、第１反射板２５の幅方向両端部に複数対の調光ミラー２５ａ１、２５ａ２が形成されている点と、それに対応する位置に複数対の第２反射板２６Ａ、２６Ｂが設置されている点と、が前記実施の形態１のものとは相違する。
【００４４】
本実施の形態２における定着装置２０も、前記実施の形態１のものと同様に、定着フィルム２１（定着部材）、加圧板２２（当接部材）、赤外線ヒータ２３、第１反射板２５、第２反射板、保持部材２４、加圧ローラ３１、第１温度センサ４０Ａ（第１温度検知手段）、第２温度センサ４０Ｂ（第２温度検知手段）、等で構成される。また、第１反射板２５の幅方向両端部には、調光ミラーが形成されている。
【００４５】
ここで、本実施の形態２における調光ミラーは、第１反射板２５の幅方向両端部において互いに隣接する複数対の調光ミラー２５ａ１、２５ａ２である。具体的に、第１反射板２５の幅方向両端部において、その幅方向外側には一対の第１調光ミラー２５ａ１が形成され、その幅方向内側には一対の第２調光ミラー２５ａ２が第１調光ミラー２５ａ１に隣接するように形成されている。第１調光ミラー２５ａ１と第２調光ミラー２５ａ２とは、それぞれ別々に電圧制御（透過率制御）をおこなえるように結線されている。
【００４６】
さらに、本実施の形態２における第２反射板は、上述した２対の調光ミラー２５ａ１、２５ａ２にそれぞれ対向する位置に配設された２対の第２反射板２６Ａ、２６Ｂである。すなわち、幅方向外側には第１調光ミラー２５ａ１に対応する一対の第２反射板２６Ａが設置され、幅方向内側には第２調光ミラー２５ａ２に対応する一対の第２反射板２６Ｂが設置されている。そして、幅方向外側の第２反射板２６Ａは赤外線ヒータ２３から射出されて第１調光ミラー２５ａ１を透過した光を定着フィルム２１の幅方向中央部に向けて反射して、幅方向内側の第２反射板２６Ｂは赤外線ヒータ２３から射出されて第２調光ミラー２５ａ２を透過した光を定着フィルム２１の幅方向中央部に向けて反射する。
ここで、本実施の形態２では、図１１及び図１２に示すように、幅方向外側の第２反射板２６Ａの傾斜角度（反射面の幅方向に対する傾斜角度である。）が、幅方向内側の第２反射板２６Ｂの傾斜角度（反射面の幅方向に対する傾斜角度である。）よりも大きくなるように設定されている。これにより、幅方向外側の第２反射板２６Ａで反射された光が定着フィルム２１の幅方向中央部に達しないで定着フィルム２１の幅方向両端部の過昇温を充分に抑止することができなくなる不具合を防止できる。すなわち、幅方向外側の第２反射板２６Ａで反射された光を定着フィルム２１の幅方向中央部に確実に照射させることができる。
【００４７】
そして、このように構成された定着装置２０において、通紙する記録媒体Ｐに対して非通紙領域にある調光ミラーの透過率がそれ以外の調光ミラーの透過率よりも高くなるように制御される。
具体的に、図１２（Ａ）に示すように、通紙可能な最大サイズの記録媒体Ｐ（例えば、Ａ３サイズの記録媒体Ｐである。）が通紙される場合には、その通紙幅が定着フィルム２１（又は、赤外線ヒータ２３）の幅方向全域に対応するため、第１調光ミラー２５ａ１及び第２調光ミラー２５ａ２に−５Ｖの電圧を印加して２対の調光ミラー２５ａ１、２５ａ２の透過率をそれぞれ０％にまで下げることで（鏡状態にすることで）、２対の調光ミラー２５ａ１、２５ａ２を含む第１反射板２５の全域で赤外線光を反射できるように制御する。これにより、定着フィルム２１の幅方向全域にわたって、赤外線ヒータ２３から直接的に照射される光と、第１反射板２５によって反射された光（図１２（Ａ）の破線矢印で示すものである。）と、がほぼ均一に照射されることになって、定着フィルム２１が幅方向全域にわたって均一に加熱されて、最大サイズの記録媒体Ｐの幅方向全域に良好な定着画像を形成することができる。
これに対して、図１２（Ｂ）に示すように、中サイズの記録媒体Ｐ（例えば、Ａ４サイズの記録媒体Ｐである。）が通紙される場合には、その通紙幅が定着フィルム２１（又は、赤外線ヒータ２３）の幅方向中央部と第２調光ミラー２５ａ２の位置とに対応するため、第２調光ミラー２５ａ２には−５Ｖの電圧を印加して第２調光ミラー２５ａ２の透過率を０％にまで下げる（鏡状態にする）とともに、第１調光ミラー２５ａ１には＋５Ｖの電圧を印加して第１調光ミラー２５ａ１の透過率を高くする（透明状態にする。）。これにより、幅方向両端部の非通紙領域（第１調光ミラー２５ａ１の範囲である。）では、赤外線ヒータ２３から射出して第１調光ミラー２５ａ１に達した光が、第１調光ミラー２５ａ１を透過して第２反射板２６Ａで反射した後に、再び第１調光ミラー２５ａ１を透過して定着フィルム２１の幅方向中央部に向けて照射される。また、幅方向中央部（第２調光ミラー２５ａ２の範囲を含む通紙領域）では、赤外線ヒータ２３から射出して第１反射板２５に達した光が、第１反射板２５の反射面で反射されて、そのまま定着フィルム２１の幅方向中央部に向けて照射される。
これに対して、図１２（Ｃ）に示すように、小サイズの記録媒体Ｐ（例えば、Ａ５サイズの記録媒体Ｐである。）が通紙される場合には、その通紙幅が定着フィルム２１（又は、赤外線ヒータ２３）の幅方向中央部に対応するため、第１調光ミラー２５ａ１及び第２調光ミラー２５ａ２にそれぞれ＋５Ｖの電圧を印加して第１調光ミラー２５ａ１及び第２調光ミラー２５ａ２の透過率を高くする（透明状態にする。）。これにより、幅方向両端部の非通紙領域（第１調光ミラー２５ａ１及び第２調光ミラー２５ａ２の範囲である。）では、赤外線ヒータ２３から射出して第１調光ミラー２５ａ１及び第２調光ミラー２５ａ２に達した光が、それぞれ、第１調光ミラー２５ａ１及び第２調光ミラー２５ａ２を透過して第２反射板２６Ａ、２６Ｂで反射した後に、再び第１調光ミラー２５ａ１及び第２調光ミラー２５ａ２を透過して定着フィルム２１の幅方向中央部に向けて照射される。また、幅方向中央部（通紙領域）では、赤外線ヒータ２３から射出して第１反射板２５に達した光が、第１反射板２５の反射面で反射されて、そのまま定着フィルム２１の幅方向中央部に向けて照射される。
【００４８】
そのため、最大サイズよりもサイズが小さな記録媒体（中サイズや小サイズ紙）を連続的に通紙したときであってもそれぞれのサイズについて定着フィルム２１の幅方向両端部の過昇温を低減することができるとともに、その直後に大サイズ紙を通紙してもホットオフセットが発生する不具合を低減することができる。さらに、中サイズ紙や小サイズ紙を通紙するときには、赤外線ヒータ２３の幅方向両端部（非通紙領域）から射出される光を第２反射板による反射によって定着フィルム２１の幅方向中央部（通紙領域）の加熱に利用しているため、赤外線ヒータ２３の熱エネルギを有効活用することができる。
【００４９】
ここで、本実施の形態２においても、前記実施の形態１と同様に、第２温度センサ４０Ｂの検知結果（又は、第１温度センサ４０Ａ及び第２温度センサ４０Ｂの検知結果）に基いて、調光ミラー２５ａ１、２５ａ２の透過率を可変制御することができる。
具体的には、図１３のフローチャートに示すように、まず、第２温度センサ４０Ｂによって検知された検知温度が所定値Ａ以上であるかを判別して（ステップＳ１１）、その結果、検知温度が所定値Ａ以上である場合には外側の第１調光ミラー２５ａ１の透過率を上げて第１調光ミラー２５ａ１を透明状態化する（ステップＳ１２）。すなわち、定着フィルム２１の幅方向端部の過昇温を第２温度センサ４０Ｂによって検知して、そのような状態が検知された場合には、まず、第１反射板２５（調光ミラー２５ａ１、２５ａ２）を図１２（Ｂ）のような状態に制御する。
その後、さらに第２温度センサ４０Ｂによって検知された検知温度が所定値Ａ以上であるかを判別して（ステップＳ１３）、その結果、検知温度が所定値Ａ以上である場合には内側の第２調光ミラー２５ａ２の透過率を上げて第２調光ミラー２５ａ２をも透明状態化する（ステップＳ１４）。すなわち、図１２（Ｂ）のような状態に制御しても、定着フィルム２１の幅方向端部の過昇温が第２温度センサ４０Ｂによってさらに検知された場合には、第１反射板２５（調光ミラー２５ａ１、２５ａ２）を図１２（Ｃ）のような状態に制御する。
このような制御をおこなうことで、通紙する記録媒体Ｐのサイズに関わらず、定着フィルム２１の幅方向端部の温度分布を把握して、定着フィルム２１の幅方向端部の過昇温を確実に抑止することができる。
【００５０】
以上説明したように、本実施の形態２においても、前記実施の形態１と同様に、定着フィルム２１（定着部材）を加熱する赤外線ヒータ２３の外周面の一部を幅方向にわたって覆うように第１反射板２５を設置して、その第１反射板２５の幅方向端部を調光ミラー２５ａ１、２５ａ２で形成するとともに、赤外線ヒータ２３から射出されて調光ミラー２５ａ１、２５ａ２を透過した光を定着フィルム２１の幅方向中央部に向けて反射する第２反射板２６Ａ、２６Ｂをさらに設置している。これにより、定着装置２０の立ち上げ時間が短く、比較的簡易な構成で定着装置２０が大型化・高コスト化することなく、小サイズ紙を連続通紙したときでも定着フィルム２１の両端部の過昇温を生じにくくすることができる。
【００５１】
なお、前記各実施の形態では、モノクロの画像形成装置１に設置される定着装置２０に対して本発明を適用したが、カラーの画像形成装置に設置される定着装置に対しても当然に本発明を適用することができる。
【００５２】
なお、本発明が前記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、前記各実施の形態の中で示唆した以外にも、前記各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は前記各実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。
【符号の説明】
【００５３】
１  画像形成装置本体（装置本体）、
２０  定着装置、
２１  定着フィルム（定着部材）、
２２  加圧板（当接部材）、
２３  赤外線ヒータ、
２５  第１反射板、
２５ａ、２５ａ１、２５ａ２  調光ミラー、
２６、２６Ａ、２６Ｂ  第２反射板、
３１  加圧ローラ（加圧部材）、
４０Ａ  第１温度センサ（第１温度検知手段）、
４０Ｂ  第２温度センサ（第２温度検知手段）、  Ｐ  記録媒体。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５４】
【特許文献１】特開２００８−１２９０９２号公報
【特許文献２】特開２００１−２０１９７８号公報
【図１】
2010217257.tif 000003
【図２】
2010217257.tif 000004
【図３】
2010217257.tif 000005
【図４】
2010217257.tif 000006
【図５】
2010217257.tif 000007
【図６】
2010217257.tif 000008
【図７】
2010217257.tif 000009
【図８】
2010217257.tif 000010
【図９】
2010217257.tif 000011
【図１０】
2010217257.tif 000012
【図１１】
2010217257.tif 000013
【図１２】
2010217257.tif 000014
【図１３】
2010217257.tif 000015