(57)【要約】【課題】ウォームアップ時間が短く、省エネルギー性が高く、加熱待機時からのファーストプリントタイムを短縮することが可能で、更に部品の熱溶融などが発生せずに目標寿命まで安定して使用することができる定着装置を提供する。【解決手段】回転可能な定着部材２０１と、定着部材を内部から加熱する熱源２０２と、定着部材とニップ部を形成する加圧部材２０３と、定着部材内部で加圧部材と対向してニップ部を形成するニップ形成部材２０６と、定着部材の軸方向両端部を保持する一対の保持部材２０８と、保持部材が取り付けられた一対の側板２１２と、を備え、未定着画像を担持した記録媒体をニップ部に搬送して、記録媒体に未定着画像を定着する定着装置２００において、熱源からの光を受ける金属筒部材２１４が保持部材の内側に設けられ、金属筒部材は側板に接続している。【選択図】図１３
2014174536.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能な定着部材と、前記定着部材を内部から加熱する熱源と、前記定着部材とニップ部を形成する加圧部材と、前記定着部材内部で前記加圧部材と対向してニップ部を形成するニップ形成部材と、前記定着部材の軸方向両端部を保持する一対の保持部材と、前記保持部材が取り付けられた一対の側板と、を備え、未定着画像を担持した記録媒体を前記ニップ部に搬送して、前記記録媒体に未定着画像を定着する定着装置において、
前記熱源からの光を受ける金属筒部材が前記保持部材の内側に設けられ、前記金属筒部材は前記側板に接続していることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記側板の部分が、前記保持部材の内部に入り込んでおり、前記金属筒部材として機能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】
前記熱源からの光を遮光して、前記定着部材への熱供給量を調整する遮光部材が前記定着部材の内部に更に備えられることを特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記金属筒部材は前記遮光部材よりも内側に設けられ、前記遮光部材は前記金属筒部材の外周面を摺擦することを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
【請求項５】
前記保持部材が耐熱性樹脂で形成されることを特徴とする請求項１〜４いずれか１項に記載の定着装置。
【請求項６】
前記記録媒体に画像を形成する画像形成部と、該画像形成部にて画像が形成された前記記録媒体に対して定着処理を行う定着部とを備えた画像形成装置において、該定着部として請求項１〜５のいずれか１項に記載の定着装置を搭載し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】
本発明は複写機やファクシミリ、プリンタなどの画像形成装置に使用される定着装置に関し、より具体的には無端状の定着部材と加圧部材間にニップを形成し、該ニップを通る記録媒体に対し定着処理を行う定着装置、及びその定着装置を搭載した画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ・複写機・ファクシミリなどの画像形成装置に対し、近年、省エネルギー化・高速化についての市場要求が強くなってきている。
画像形成装置では、電子写真記録・静電記録・磁気記録等の画像形成プロセスにより、未定着トナー画像が、画像転写方式もしくは直接方式により記録材シート・印刷紙・感光紙・静電記録紙などの記録材に形成される。未定着トナー画像を定着させるための定着装置としては、熱ローラ方式、フィルム加熱方式、電磁誘導加熱方式等の接触加熱方式の定着装置が広く採用されている。
【０００３】
このような定着装置の一例として、ベルト方式の定着装置（例えば特許文献１）やセラミックヒータを用いたサーフ定着（フィルム定着）の定着装置（例えば特許文献２）が知られている。
【０００４】
近年、ベルト方式の定着装置では、電源投入時などに常温状態から印刷可能な所定の温度（リロード温度）に達するまでに要する時間であるウォームアップ時間や、印刷要求を受けた後に印刷準備を経て印字動作を行い排紙が完了するまでの時間であるファーストプリント時間の更なる短縮化が望まれている（課題１）。また、画像形成装置の高速化に伴い、単位時間当たりの通紙枚数が増え、必要熱量が増大しているため、特に連続印刷のはじめに熱量が不足する、所謂温度落ち込みも問題となっている（課題２）。
【０００５】
前記課題１の問題を解決する方法として、セラミックヒータを用いたサーフ定着が提案されており、この方式により、ベルト方式の定着装置に比べ、低熱容量化、小型化が可能となった。しかし、ニップ部のみを局所加熱しているため、その他の部分では加熱されておらず、ニップの用紙などの入口においてベルトは最も冷えた状態にあり、定着不良が発生しやすくなる。特に、高速機においては、ベルトの回転が速く、ニップ部以外でのベルトの放熱が多くなるため、より定着不良が発生しやすくなるという問題がある（課題３）。
【０００６】
以上のような課題１〜３を解決するために、無端ベルトを用いる構成において、そのベルト全体を温めることを可能にし、加熱待機時からのファーストプリントタイムを短縮することができ、かつ高速回転時の熱量不足を解消して、高生産の画像形成装置に搭載されても良好な定着性を得ることができるようにした定着装置が提案されている（例えば特許文献３）。
【０００７】
図１５は、特許文献３に記載の定着装置の概略図である。
無端ベルト８１の移動をガイドすることができるように、パイプ状の金属熱伝導体８２を無端ベルト８１の内部に固定し、金属熱伝導体８２内の熱源８３により金属熱伝導体８２を介して無端ベルト８１を加熱する。さらに、無端ベルト８１を介して金属熱伝導体８２に接してニップ部Ｎを形成する加圧ローラ８４を備え、該加圧ローラ８４の回転に連れ回りするようにして無端ベルト８１を周方向に移動させる。加圧ローラは芯金８５と弾性ゴム層８６からなる。この構成により、定着装置を構成する無端ベルト全体を温めることを可能にし、加熱待機時からのファーストプリントタイムを短縮することができ、かつ高速回転時の熱量不足を解消することが可能となっている。
【０００８】
しかしながら、更なる省エネルギー化及びファーストプリントタイム向上のためには熱効率を更に向上させる必要があり、無端ベルトを金属熱伝導体を介して間接的に加熱する構成から、無端ベルトを金属熱伝導体を介さずに直接加熱する構成が発展的に考案された。この構成では、伝熱効率が大幅に向上して消費電力が低減すると共に、加熱待機時からのファーストプリントタイムを更に短縮することが実現できる。また、金属熱伝導体を要しないためコストダウンが可能となる。
【０００９】
無端ベルトを直接加熱する構成とすることで、省エネルギー性が高く、加熱待機時からのファーストプリントタイムを更に短縮することが可能となった。だが、無端ベルト内部の加熱パイプなどの部品を取り除いたため、熱源からの直射光による、無端ベルトの両端を支持している樹脂性のフランジへの熱負荷が、樹脂の耐熱温度を超えてしまうという問題が発生した。
【００１０】
また、後述する図４のような遮光部材２１０を定着ベルト２０１内部に介在させた場合、レイアウトスペースの制約上、フランジ２０８と遮光部材２１０のギャップが十分に確保できないので、遮光部材２１０からの伝熱によってフランジ２０８が溶けてしまうという問題も発生した。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
そこで本発明は、ウォームアップ時間が短く、省エネルギー性が高く、加熱待機時からのファーストプリントタイムを短縮することが可能で、更に部品の熱溶融などが発生せずに目標寿命まで安定して使用することができる定着装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この課題は、回転可能な定着部材と、前記定着部材を内部から加熱する熱源と、前記定着部材とニップ部を形成する加圧部材と、前記定着部材内部で前記加圧部材と対向してニップ部を形成するニップ形成部材と、前記定着部材の軸方向両端部を保持する一対の保持部材と、前記保持部材が取り付けられた一対の側板と、を備え、未定着画像を担持した記録媒体を前記ニップ部に搬送して、前記記録媒体に未定着画像を定着する定着装置において、前記熱源からの光を受ける金属筒部材が前記保持部材の内側に設けられ、前記金属筒部材は前記側板に接続していることにより解決される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、保持部材の内部に金属筒部材が設けられ、熱源の直射光が当っても金属筒部材の熱は熱容量の大きい側板等の固定部材から排出されるため、保持部材が溶けることがない。また、遮光部材が保持部材に摺接する場合でも保持部材が溶けることがない。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態に係る定着装置を用いる画像形成装置の構成を説明するための模式図である。
【図２】実施形態に係る定着装置を示す模式図である。
【図３】別の実施形態に係る定着装置を示す模式図である。
【図４】別の実施形態に係る定着装置を示す模式図である。
【図５】遮光部材の一実施形態を示す模式図である。
【図６】遮光部材の動作の一実施形態を示す模式図である。
【図７】遮光部材の駆動機構を示す斜視図である。
【図８】定着装置の斜視図である。
【図９】定着ベルトの支持構造を示す斜視図である。
【図１０】フランジ及びスライド部材の斜視図である。
【図１１】フランジにスライド部材を重ねた状態を示す正面図である。
【図１２】フランジの支持構造を示す斜視図である。
【図１３】金属筒部材を備えた定着装置を示す模式図である。
【図１４】金属筒部材の変形例を示す概略図である。
【図１５】従来構成の定着装置の例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
先ず、図１を用いて実施形態に係る定着装置を適用する画像形成装置の構成を説明する。
図１に示した画像形成装置は、複数の色画像を形成する画像形成部がベルトの展張方向に沿って並置されたタンデム方式を用いるカラープリンタあるが、本発明はこの方式に限られず、プリンタだけではなく複写機やファクシミリ装置などを対象とすることも可能である。
画像形成装置１００では、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色に色分解された色にそれぞれ対応する像としての画像を形成可能な像担持体としての感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋを並設したタンデム構造が採用されている。
【００１６】
図示の構成の画像形成装置１００では、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋに形成された可視像が、１次転写行程の実行により、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋに対峙しながら矢印Ａ１方向に移動可能な無端ベルトが用いられる中間転写体（以下、転写ベルトという）１１に対して重畳転写され、その後、中間転写体上の画像は記録シートなどが用いられる記録媒体Ｓに対して２次転写行程の実行により一括転写されるようになっている。
【００１７】
各感光体ドラムの周囲には、感光体ドラムの回転に従い画像形成処理するための装置が配置されている。ブラック画像形成を行う感光体ドラム２０Ｂｋを例として説明すると、感光体ドラム２０Ｂｋの回転方向に沿って、画像形成処理を行う帯電装置３０Ｂｋ、現像装置４０Ｂｋ、１次転写ローラ１２Ｂｋ及びクリーニング装置５０Ｂｋが配置されている。感光体ドラムの帯電後に行われる書き込みには、光書込装置８が用いられる。
【００１８】
転写ベルト１１に対する重畳転写は、転写ベルト１１がＡ１方向に移動する過程において、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋに形成された可視像が、転写ベルト１１の同じ位置に重ねて転写されるように、転写ベルト１１を挟んで各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋに対向して配設された１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｂｋによる電圧印加によって、Ａ１方向上流側から下流側に向けてタイミングをずらして行われる。
【００１９】
各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋは、Ａ１方向の上流側からこの順で並んでいる。各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋは、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの画像をそれぞれ形成するための画像ステーションに備えられている。
【００２０】
画像形成装置１００は、色毎の画像形成処理を行う４つの画像ステーションと、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋの上方に対向して配設され、転写ベルト１１及び１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｂｋを備えた転写ベルトユニット１０と、転写ベルト１１に対向して配設され転写ベルト１１に従動し、連れ回りする転写部材としての転写ローラである２次転写ローラ５と、転写ベルト１１に対向して配設され転写ベルト１１上をクリーニングする中間転写ベルトクリーニング装置１３と、これら４つの画像ステーションの下方に対向して配設された光書き込み装置としての光書込装置８とを有している。
【００２１】
光書込装置８は、光源としての半導体レーザ、カップリングレンズ、ｆθレンズ、トロイダルレンズ、折り返しミラー及び偏向手段としての回転多面鏡などを装備しており、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋに対して色毎に対応した書き込み光Ｌｂ（図１では便宜上、ブラック画像の画像ステーションのみを対象として符号が付けてあるが、その他の画像ステーションも同様である）を出射して感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋに静電潜像を形成するように構成されている。
【００２２】
画像形成装置１００には、感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋと転写ベルト１１との間に向けて搬送される記録媒体Ｓを積載した給紙カセットとしてのシート給送装置６１と、シート給送装置６１から搬送されてきた記録媒体Ｓを、画像ステーションによるトナー像の形成タイミングに合わせた所定のタイミングで、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋと転写ベルト１１との間の転写部に向けて繰り出すレジストローラ対４と、記録媒体Ｓの先端がレジストローラ対４に到達したことを検知する図示しないセンサとが設けられている。
【００２３】
また、画像形成装置１００には、トナー像が転写された記録媒体Ｓにトナー像を定着させるためのローラ定着方式の定着装置２００と、トナー像の定着済みの記録媒体Ｓを画像形成装置１００の本体外部に排出する排紙ローラ７と、画像形成装置１００の本体上部に配設されて排紙ローラ７により画像形成装置１００の本体外部に排出された記録媒体Ｓを積載する排紙トレイ１７と、排紙トレイ１７の下側に位置し、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色のトナーを充填されたトナーボトル９Ｙ、９Ｃ、９Ｍ、９Ｂｋとが備えられている。
【００２４】
転写ベルトユニット１０は、転写ベルト１１、１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｂｋの他に、転写ベルト１１が掛け回されている駆動ローラ７２及び従動ローラ７３を有している。
【００２５】
従動ローラ７３は、転写ベルト１１に対する張力付勢手段としての機能も備えており、このために、従動ローラ７３にはスプリングなどを用いた付勢手段が設けられている。このような転写ベルトユニット１０と、１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｂｋと、２次転写ローラ５と、クリーニング装置１３とで、転写装置７１が構成されている。
【００２６】
シート給送装置６１は、画像形成装置１００の本体下部に配設されており、最上位の記録媒体Ｓの上面に当接する給紙ローラとしての給送ローラ３を有しており、給送ローラ３が反時計回りに回転駆動されることにより、最上位の記録媒体Ｓをレジストローラ対４に向けて給送するようになっている。
【００２７】
転写装置７１に装備されているクリーニング装置１３は、詳細な図示を省略するが、転写ベルト１１に対向、当接するように配設されたクリーニングブラシとクリーニングブレードとを有しており、転写ベルト１１上の残留トナー等の異物をクリーニングブラシとクリーニングブレードとにより掻き取り、除去して、転写ベルト１１をクリーニングするようになっている。
【００２８】
クリーニング装置１３はまた、転写ベルト１１から除去した残留トナーを搬出し廃棄するための図示しない排出手段を有している。
【００２９】
図２は実施形態に係る定着装置を示す断面図である。
定着装置２００は、定着部材としての定着ベルト２０１と加圧部材としての加圧ローラ２０３を有している。定着ベルト２０１内には熱源であるハロゲンヒータ２０２が設けられ、これにより定着ベルト２０１が内周側から輻射熱で直接加熱される。また、定着ベルト２０１内の加圧ローラ２０３に対向する側に、定着ベルト２０１を介して加圧ローラ２０３とニップを形成するニップ形成部材２０６が配設され、定着ベルト内面と直接若しくは図示しない摺動シートを介して間接的に摺動するようになっている。
【００３０】
図２の構成ではニップ部の形状は平坦であるが、凹形状やその他の形状であっても良い。凹形状のニップを形成することで、記録媒体先端の排出方向がより加圧ローラ寄りになり、記録媒体の定着ベルトに対する分離性が向上するのでジャムの発生が抑制される。
【００３１】
定着ベルト２０１は、ニッケルやＳＵＳなどの金属ベルトやポリイミドなどの樹脂材料を用いた無端ベルト（若しくはフィルム）とする。ベルトの表層は、四フッ化エチレン・パーフロロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂（ＰＦＡ）又は四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）からなる離型層を有し、トナーが付着しないように離型性を持たせている。ベルトの基材とＰＦＡ又はＰＴＦＥ層の間にはシリコーンゴムの層などで形成する弾性層があっても良い。シリコーンゴム層がない場合は熱容量が小さくなり、定着性が向上するが、ニップ部にて未定着画像を押し潰して定着させるときにベルト表面の微小な凹凸が画像に転写されて画像のベタ部にユズ肌状の光沢ムラ（ユズ肌画像）が残るという不具合が生じる。これを改善するにはシリコーンゴム層を１００μｍ以上設ける必要がある。シリコーンゴム層の変形により、微小な凹凸が吸収され、ユズ肌画像が改善する。
【００３２】
また、定着ベルト２０１の内部には、ニップ部を支持するための支持部材であるステー２０７を設け、加圧ローラ２０３により圧力を受けるニップ形成部材２０６の撓みを防止し、軸方向（紙面垂直方向）で均一なニップ幅を得られるようにしている。ステー２０７は剛性を確保するために金属材料でできている。このステー２０７は軸方向両端部で側板に保持固定され、位置決めされている。ニップ形成部材２０６は、形状が複雑なため、耐熱樹脂の射出成形品が望ましく、耐熱樹脂の種類としてはＬＣＰ（耐熱温度３３０℃程度）、ＰＥＫ（耐熱温度３５０℃程度）などが望ましい。また、ハロゲンヒータ２０２とステー２０７の間に反射部材２０９を備え、これがハロゲンヒータ２０２からの輻射熱などを反射することで、輻射熱などによりステー２０７が加熱されてしまうことによるエネルギー浪費を抑制している。
【００３３】
ここで、反射部材２０９を備える代わりに、ステー２０７の表面に断熱処理若しくは鏡面処理を行っても同様の効果を得ることができる。熱源としては図示したハロゲンヒータでも良いが、抵抗発熱体、カーボンヒータ等であっても良い。
【００３４】
加圧ローラ２０３は、芯金２０５、芯金に設けられた弾性ゴム層２０４、離型性を得るために表面に設けられた離型層（ＰＦＡ又はＰＴＦＥ層）からなる。加圧ローラ２０３は、画像形成装置１００に設けられたモータなどの駆動源からギヤを介して駆動力が伝達されて回転する。また、加圧ローラ２０３は、図示しないスプリングなどにより定着ベルト２０１側に押し付けられており、弾性ゴム層２０４が押し潰されて変形することにより、所定のニップ幅を有している。
【００３５】
加圧ローラ２０３は中空ローラであっても良く、加圧ローラ２０３内部にハロゲンヒータなどの熱源を有していても良い。弾性ゴム層２０４はソリッドゴムでも良いが、加圧ローラ２０３内部にヒータが無い場合は、スポンジゴムを用いても良い。スポンジゴムを使用すると、断熱性が高まり定着ベルト２０１の熱が奪われにくくなるのでより望ましい。
【００３６】
定着ベルト２０１は、加圧ローラ２０３により連れ回り回転する。図２の定着装置２００の場合、加圧ローラ２０３は図示しない駆動源により回転し、ニップ部Ｎで定着ベルト２０１に駆動力が伝達されることにより定着ベルト２０１が回転する。定着ベルト２０１は、ニップ部Ｎで挟み込まれて回転し、ニップ部以外では両端部で保持部材（フランジ）２０８にガイドされ、走行する。記録媒体Ｓはニップ部Ｎを通る際に加熱・加圧され、定着処理が行われる。
上記のような構成により安価で、ウォームアップが速い定着装置を実現することが可能となる。
【００３７】
図３は、別の実施形態に係る定着装置を示す構成図である。
図２の定着装置では熱源が１本のハロゲンヒータ２０２で構成されているのに対し、本実施形態では熱源が３本のハロゲンヒータ２０２で構成されている。これにより、生産性を落とすことなく各種紙幅に対応することができる。
【００３８】
図４は、別の実施形態に係る定着装置を示す構成図である。
この定着装置２００では、ハロゲンヒータ２０２と定着ベルト２０１の間で回動可能な遮光部材２１０が更に設けられている。遮光部材２１０は、ハロゲンヒータ２０２からの光を遮光して、定着ベルト２０１への熱供給量を調整する。図５に示すように、遮光部材２１０は各紙幅に合わせた遮光部を有する段付き形状となっている。すなわち、上段の透過光部はハガキサイズに対応し、中段の透過光部はＢ４サイズに対応し、下段の透過光部はＡ３サイズに対応する。ただし、段の数と各段に対応する用紙サイズなどはこの例に限られない。
【００３９】
図６は遮光部材２１０の回動位置を示す図である。図示のように、遮光部材２１０は、定着ベルト２０１の内側に沿って他の部材と非接触で回動することができ、各紙幅に対応した位置に回動して加熱に不必要な定着ベルト２０１の領域を遮光する。図６（ａ）の上図はＡ３サイズの用紙の通紙時における遮光部材２１０の回動位置であり、下図は上図における平面Ｘでの断面図である。この位置では、定着ベルト２０１に向かって発せられるハロゲンヒータ２０２からの光は、Ａ３サイズの幅以外では遮光部材２１０により遮光される。図６（ｂ）の上図はハガキサイズの用紙の通紙時における遮光部材２１０の回動位置であり、下図は上図における平面Ｘでの断面図である。この位置では、定着ベルト２０１に向かって発せられるハロゲンヒータ２０２からの光は、中央部のハガキサイズの幅以外では遮光部材２１０により遮光される。遮光部材によって、幅の狭い記録媒体を連続通紙した場合でも、非通紙領域が過昇温状態になることがなく、過昇温した非通紙領域を冷却するために生産性を落とすような制御を行う必要もない。またこれに伴い、ハロゲンヒータの本数は図３の３本から２本に低減することが可能となっている。
【００４０】
図７は、遮光部材２１０を正逆方向に回転駆動する駆動機構２５０を示す斜視図である。
図８に示すように、この駆動機構２５０は、遮光部材２１０の軸方向一端側（図８の左側）に配置されており、駆動源であるモータ２６１と、複数の伝達ギヤ２６２，２６３，２６４からなるギヤ列とを備える。ギヤ列のうち、一端側のギヤ２６２はモータ２６１の出力軸に連結される。また、他端側のギヤ２６４は、スライド部材２４１（後で詳細に述べる）の外周面に形成されたギヤ部４１５と噛み合っている。これにより、モータ２６１を正逆方向に駆動すると、その駆動力がギヤ列を介してスライド部材２４１に伝達され、遮光部材２１０が正逆方向に回転する。
【００４１】
図８は、定着ベルト２０１の支持構造を示す斜視図であり、図９は、遮光部材２１０の被駆動側の端部（図８の右側）での上記支持構造を上下反転させてニップ部Ｎ側から見た斜視図である。なお、以下の説明において、「軸方向」、「周方向」、「半径方向」の用語は、遮光部材２１０の回転軸を基準とした場合の各方向を意味する。例えば軸方向は遮光部材２１０の長手方向に一致する。
【００４２】
図８に示すように、定着ベルト２０１は、その軸方向両端に配置した一対のフランジ２０８の外周面で回転自在に支持される。図９に示すように、このフランジ２０８は、定着装置２００の側板２１２にネジなどを用いて着脱可能に取り付けられている。
【００４３】
図７に示すように、遮光部材２１０は、フランジ２０８とスライド部材２４１とを有する支持構造で回転自在に支持される。
【００４４】
フランジ２０８は、図１０に示すように、軸方向両側を開口させた中空形状をなし、軸方向に延びる受け部４０１と受け部４０１から半径方向に突出する顎部４０２とを一体に有する。受け部４０１は、周方向の一部領域に切欠４０３を有する部分円筒状に形成されている。この切欠４０３で形成された空間に、図９に示すようにニップ形成部材２０６が挿入されている。ニップ形成部材２０６の端部は、顎部４０２の内周を経て側板２１２に固定されている。図９には現れていないが、定着ベルトの内部に配置されたハロゲンヒータ２０２及びステー２０７の各端部も、受け部４０１の内周及び顎部４０２の内周を経てそれぞれ側板２１２に固定されている。
【００４５】
図１０に示すように、スライド部材２４１は、定着ベルト２０１の装着側と軸方向反対側の領域で、フランジ２０８と軸方向で対向させて配置される。以下の説明では、フランジ２０８のうち、スライド部材２４１と軸方向で対向する対向面４０４をフランジ２０８の外側面と称し、スライド部材２４１のうち、フランジ２０８と軸方向で対向する対向面４１１をスライド部材２４１の内側面と称する。
【００４６】
スライド部材２４１は、フランジ２０８側から見て円弧状の形態を備えており、その内側面４１１には、雄部として周方向に延びる突条４１２が形成されている。また、スライド部材２４１の内周面には、盛り上がり部４１３が形成されている。この盛り上がり部４１３の内周面には、遮光部材２１０の周方向に延びる円弧状の孔部４１４が形成されている。この孔部４１４には、遮光部材２１０の端部に設けられた突起２１０ａが挿入され（図１２参照）、これにより遮光部材２１０とスライド部材２４１が結合されて両者が一体に回転可能となっている。
【００４７】
フランジ２０８とスライド部材２４１は軸方向で互いに密着した状態で定着装置２００に組み付けられる。図１１は、この組み付け状態のフランジ２０８及びスライド部材２４１を示す正面図である。
同図に示すように、フランジ２０８の外側面４０４には、雌部として周方向に延びるガイド溝４０５が形成されている。このガイド溝４０５には、スライド部材２４１の突条４１２が嵌合される。ガイド溝４０５の周方向長さは、突条４１２の周方向長さよりも長い。なお、フランジ２０８において、ガイド溝４０５が形成された領域と受け部４０１が形成された領域とは軸方向で略一致している。
【００４８】
以上に述べたフランジ２０８及びスライド部材２４１は、いずれも樹脂の射出成形で形成することができる。この際、フランジ２０８及びスライド部材２４１は、耐熱性と摺動性に富む樹脂材料、例えば液晶ポリマーやポリイミド等で形成することができる。また、両者を同種の樹脂で形成するほか、異種の樹脂で形成しても構わない。加工コストを考慮すると、フランジ２０８及びスライド部材２４１の双方で樹脂の射出成形品とするのが望ましいが、この点が問題にならなければ、フランジ２０８及びスライド部材２４１のうち、どちらか一方又は双方を金属で形成することもできる。
【００４９】
図９〜１１では、遮光部材２１０の軸方向両端の支持構造のうち、駆動機構２５０が配置されていない被駆動側端部の支持構造、及び当該支持構造を構成するフランジ２０８、スライド部材２４１を図示している。これに対し、図７及び図１２に示すように、駆動機構２５０が配置された駆動側端部の支持構造も基本的に被駆動側の支持構造と共通の構成を有する。なお、駆動側端部の支持構造では、スライド部材２４１の外周面に駆動機構２５０のギヤ２６４と噛み合うギヤ部４１５が設けられており、この点でそのようなギヤ部を有しない被駆動側端部の支持構造のスライド部材２４１と異なる構成になっている。
【００５０】
次に、図１３を用いて金属筒部材を備えた定着装置について説明する。
図１３は、記録媒体Ｓの搬送方向から見た定着装置２００の各部材の配置を示す断面図である。図示のように、保持部材であるフランジ２０８の内面に、ハロゲンヒータ２０２からの光を受ける金属筒部材２１４が配置されていて、この金属筒部材２１４は、各部材を位置決め固定する金属製の側板２１２に接続されている。金属筒部材２１４はフランジ２０８と同程度の長さを有するか、それよりも長い。不図示の他方の端部も同様に構成されている。この構成によれば、ハロゲンヒータ２０２からの光がフランジ内面に到達しても、光は先ず金属筒部材２１４に当たるため、金属筒部材２１４の外側にある樹脂製のフランジ表面がすぐに昇温することがない。また、金属筒部材２１４が側板２１２に接続されているので、金属筒部材２１４に溜まった熱は側板２１２へと順次伝導していく。側板２１２は定着装置全体を繋ぐ部品であって、大きい熱容量を有するので、側板２１２に接続された金属筒部材２１４は低温を維持することができる。結局、金属筒部材２１４が過度に蓄熱して昇温し、フランジ２０８が溶けるといった不具合は発生しない。
【００５１】
また図示しないが、図４などに示す遮光部材を備えた定着装置の場合、金属筒部材２１４は遮光部材よりも内側に設けられる。このとき、遮光部材は金属筒部材２１４の外周面を摺擦してもよい。これにより、遮光によって蓄えられた遮光部材の熱量の一部は、金属筒部材２１４から側板２１２に伝熱していくため、フランジ２０８が溶けることはない。金属筒部材２１４は側板２１２などの固定部材により排熱されるため、遮光部材がフランジ２０８の内周面に摺接しても、遮光部材からの伝熱によってフランジが溶けることはない。また、遮光部材を設けることにより、幅の狭い記録媒体を連続通紙した場合でも、非通紙領域が過昇温状態になることがなく、過昇温領域を冷却するために生産性を落とすなどの制御を行う必要もない。
【００５２】
図１４は、金属筒部材の変形例を示す概略図である。
図示のように、フランジ２０８に係合する側板２１２の部分が絞り加工により円筒状に形成され、フランジ内部まで入り込んでいる。この構成では、側板自体が金属筒部材としての機能を有している。よって、ハロゲンヒータ２０２の光が側板２１２に当っても、側板自体の熱容量が大きく、排熱され易いため、取り付けられた樹脂性のフランジ２０８が溶けることがない。また、金属筒部材を別個に設ける必要がないため、部品点数が減少して低コストとなり、かつ伝熱ロスも低減されるためより効率的となる。
【００５３】
この構成は、図４などのように定着ベルト内部に遮光部材を備える定着装置にも適用することができる。この場合、側板２１２の絞り部分は遮光部材よりも内側に設けられる。このとき、遮光部材は側板２１２の絞り部分の外周面を摺擦してもよい。レイアウトスペースの制約上、フランジ２０８と遮光部材の十分なギャップを確保し難いが、この構成によれば遮光によって蓄えられた遮光部材の熱量の一部は側板２１２に伝熱していくため、フランジ２０８が過昇温によって溶けることはない。
【００５４】
フランジ２０８は、定着ベルト２０１を両端で保持しつつ、記録媒体の分離性向上のために定着ベルトの周方向の形状を定めている。このためにフランジ２０８は、複数の曲線を繋いだ形状をしており、耐熱性樹脂により形成される。また、樹脂で形成されたフランジ２０８は、定着ベルト２０１を側板２１２などから断熱して、定着ベルト内部に熱を留める機能も有している。一方、金属筒部材によりフランジ２０８の溶融が防止されるため、フランジ２０８の耐熱温度を下げることができる。よって、フランジ２０８のために摺動性に長けた耐熱樹脂の選定も可能となる。例えば、固体潤滑剤を配合した、摺動性のポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）（耐熱温度２４０℃程度）、摺動性のポリアミドイミド樹脂（ＰＡＩ）（耐熱温度２８０℃程度）、摺動性のポリエーテルケトン（ＰＥＫ）（耐熱温度３５０℃程度）が挙げられる。
【００５５】
また、画像形成装置１００に上記定着装置２００を搭載することで、ウォームアップ時間が短く、省エネルギー性が高く、加熱待機時からのファーストプリントタイムを短縮することが可能で、更に部材の熱溶融などが発生せずに目標寿命まで安定して使用することができる画像形成装置が得られる。
【符号の説明】
【００５６】
２００  定着装置
２０１  定着ベルト（定着部材）
２０２  ハロゲンヒータ（熱源）
２０３  加圧ローラ（加圧部材）
２０６  ニップ形成部材
２０８  フランジ（保持部材）
２１０  遮光部材
２１２  側板
２１４  金属筒部材
Ｎ      ニップ部
Ｓ      記録媒体
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５７】
【特許文献１】特開２００４−２８６９２２号公報
【特許文献２】特許第２８６１２８０号公報
【特許文献３】特開２００７−３３４２０５号公報
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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