(57)【要約】【課題】従来よりも比較的簡単な構成で、定着部材の異常昇温を高い精度で速やかに検知することができ、耐久性の高い定着装置およびこれを備えた画像形成装置を提供すること。【解決手段】定着ベルト１２１と、ヒータ１２３と、伝熱抑制部材１２８と、温度センサ１２９とを備え、伝熱抑制領域が、非伝熱抑制領域の近傍に位置するよう、伝熱抑制部材１２８がヒータ１２３と定着ベルト１２１との間に配置されている。そして、定着装置のアクチュエータにより記録紙の大きな紙幅や小さな紙幅のように紙幅に応じて伝熱抑制部材１２８の位置を切り替えることにより伝熱抑制領域の定着ベルトに対する位置を変更できるよう構成される。【選択図】図６
2014056077.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能に構成され記録媒体の未定着像を定着させる定着部材と、
前記定着部材の内部に設けられ前記定着部材を加熱する熱源と、
前記定着部材の所定領域の表面の温度を検知する温度センサと、
前記熱源から前記定着部材の特定領域への伝熱を抑制する伝熱抑制部材と、を備え、
前記特定領域が前記定着部材の軸線方向で前記所定領域の近傍に位置するよう、前記伝熱抑制部材が前記熱源と前記定着部材との間に配置されたことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記所定領域が、前記熱源からの伝熱が抑制されない非伝熱抑制領域であり、前記特定領域が、前記熱源からの伝熱が抑制される伝熱抑制領域であることを特徴とする請求項１に記載された定着装置。
【請求項３】
前記伝熱抑制領域が、前記録媒体の前記軸線方向の幅の大きさに応じて前記定着部材の前記軸線方向の位置を変更できるよう構成されことを特徴とする請求項１または請求項２に記載された定着装置。
【請求項４】
前記伝熱抑制領域が、前記伝熱抑制部材の形状に応じて形成されることを特徴とする請求項２または請求項３に記載された定着装置。
【請求項５】
前記伝熱抑制部材の位置の移動によって前記伝熱抑制領域が変更されるよう構成されたことを特徴とする請求項２ないし請求項４のいずれか１の請求項に記載された定着装置。
【請求項６】
前記温度センサにより検知される温度検知範囲が、前記伝熱抑制領域の変更に関わらず、常に前記熱源からの伝熱が抑制されない領域内にあることを特徴とする請求項２ないし請求項５のいずれか１の請求項に記載された定着装置。
【請求項７】
前記温度センサが、前記非伝熱抑制領域における前記定着部材の前記表面に接触していることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１の請求項に記載された定着装置。
【請求項８】
前記定着部材が、前記録媒体が通過する可能性のある通紙可能領域を前記軸線方向の中心部に有し、前記温度センサが前記定着部材の表面温度を検知する温度検知範囲が、前記軸線方向で前記通紙可能領域から離隔する位置にあることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１の請求項に記載された定着装置。
【請求項９】
前記熱源が、前記定着部材を輻射熱によって加熱する輻射熱ヒータ、または前記定着部材を電磁誘導によって加熱する電磁誘導ヒータのいずれかで構成されることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１の請求項に記載された定着装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項９までのいずれか１の請求項に記載された定着装置を備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録媒体の未定着像を定着させる定着装置およびこれを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、複写機、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は、内部の熱源で加熱される定着ローラとこの定着ローラを加圧する加圧ローラとを含んで構成されている。この定着ローラと加圧ローラとの間に形成されるニップ部を、未定着像が形成された記録媒体が通過するようになっている。記録媒体の未定着像は、ニップ部を通過する際に定着ローラで加熱されるとともに加圧ローラで加圧され、記録媒体に定着される。
【０００３】
このような定着装置が使用される複写機、ファクシミリ、プリンタなどの画像形成装置に対して、近年、省エネルギー化や画像形成の高速化についての市場要求が強くなってきている。このような省エネルギー化、高速化に対応する定着装置として、熱ローラ方式、フィルム加熱方式、電磁誘導加熱方式などの接触加熱方式により加熱する定着装置が広く採用されている。
【０００４】
また、この種の定着装置として、定着ベルトと加圧ローラとの間に形成されるニップ部を、未定着像が形成された記録媒体が通過することにより記録媒体の未定着像を定着させるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
この定着装置の定着ベルトは、加熱ローラとニップ形成部材とに巻き掛けられており、記録媒体上の未定着像を加熱するとともに、加圧ローラで加圧するようになっている。
この定着装置においては、定着ベルトを薄肉化して低熱容量にし、ウォーミングアップタイムの短縮や、消費電力の低減を図るようにしている。
【０００５】
しかしながら、このような定着ベルトで構成される定着装置においては、電源投入時など、常温状態から印刷可能な所定の温度、すなわちリロード温度までに要する時間であるウォームアップ時間の短縮化が課題となっている。また、印刷要求を受けた後、印刷準備を経て印刷動作を行い記録媒体がトレイに排出されて印刷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短縮化も課題となっている。また、画像形成装置の高速化に伴い、単位時間あたりに記録媒体を通過させるいわゆる通紙枚数が増え、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という、いわゆる温度落ち込みや高速回転時の熱量不足も課題となっている。
【０００６】
これらの課題を解決するために、定着ベルト全体を加熱することを可能にした定着装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
この定着装置は、無端状に形成された定着ベルトと、パイプ状の金属熱伝導体と、ヒータからなる熱源と、定着ベルトを介して金属熱伝導体に接してニップ部を形成する加圧ローラとを有している。この定着装置においては、金属熱伝導体が定着ベルトの内部に、定着ベルトの移動をガイドすることが可能に設けられるとともに、金属熱伝導体の内部に熱源が設けられており、定着ベルトは熱源により加熱されるようになっている。この定着ベルトは加圧ローラの回転により連れ回るようにして周方向に移動するようになっている。
この構成により、定着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時間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を可能としている。
【０００７】
しかしながら、更なる省エネルギー化やファーストプリント時間を向上させるためには定着ベルトの熱容量を更に低下させる必要がある。定着ベルトの熱容量を更に低下させるものとして、定着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、定着ベルトを金属熱伝導体を介さずに、直接加熱する構造で構成することが考えられる。
この構成では、熱容量が大幅に低下することにより消費電力を低減するとともに、加熱時の定着ベルトの昇温を急速にすることでファーストプリント時間を更に短縮することが可能となる。また、金属熱伝導体が不要となり、コストダウンも可能となる。
【０００８】
しかしながら、このような直接加熱する構造の定着ベルトで構成された定着装置においては、記録媒体が通過しない、いわゆる非通紙領域において定着ベルトの昇温が大きくなってしまい、定着ベルトの耐久性が低下してしまうという課題がある。
すなわち、記録媒体がニップ部を通過する際には、記録媒体が通過する通紙領域全域で、未定着像を定着させる定着温度になるよう定着ベルト全体が加熱される。他方、定着ベルト全体が加熱されると、通紙領域では通過中の記録媒体により定着ベルトの温度が降下するが、非通紙領域では、記録媒体が通過しないので、定着ベルトの温度が高温になってしまい、定着ベルトが損傷することがある。このため非通紙領域においては熱源による定着ベルトの加熱を抑制することが要請されるという課題がある。
【０００９】
この課題を解決するために、非通紙領域における熱源からの定着ベルトへの伝熱を抑制する伝熱抑制部材を設置する手法が提案されている。
この点、定着装置において熱源の外側に回転可能に配置された伝熱抑制部材としての回転遮光部材を備え、加熱ロールの軸線方向の長さを調節できるようにしたものがある（例えば、特許文献３参照）。また、定着装置において加熱側の一対のローラに巻き掛けられた加熱ベルトと、加圧側の一対のローラに巻き掛けられた加圧ベルトとを有し、加熱ベルトにヒータランプの光を照射する反射板と、光を遮る伝熱抑制部材としての遮光板とを有するものがある（例えば、特許文献４参照）。
また、定着装置において円筒状の定着ローラと、この定着ローラの内側に設けられた棒状のヒータと、定着ローラの軸線方向の両端部で、定着ローラとヒータとの間に設けられ軸線方向に自在に移動する伝熱抑制部材としての一対の遮蔽部材とを有したものがある（例えば、特許文献５参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら特許文献３から特許文献５に記載の定着装置においては、定着ローラにおける記録媒体の通過しない非通紙領域での高温の発生を防ぐことはできるものの、定着装置の異常動作によって異常な加熱が発生した場合、定着装置の破損を防止することができない可能性があるという問題がある。また、特に特許文献４に記載の定着装置の場合、構成が複雑になってしまうという問題がある。
特許文献３から特許文献５に記載の伝熱抑制部材を備えた定着装置において、記録媒体がニップ部を通過中に異常な加熱が発生した場合でも、通紙領域においては通過する記録媒体への伝熱により定着ベルトの温度が低下する。また、非通紙領域では、伝熱抑制部材により定着ベルトへの熱源からの伝熱が抑制されるので、定着ベルト温度は上昇しない。その結果、定着ベルトの通紙領域および非通紙領域における表面の温度は正常な範囲の値が維持されるものの、定着ベルト以外の周辺の構成部品に熱源からの熱が蓄積して高温となり、結果として定着装置の破損が生じてしまうという問題がある。
【００１１】
この問題を解消するため、熱源からの熱の伝熱によって温度が変動する定着ベルト以外の周辺の構成部品に温度センサを装着して、これらの周辺の構成部品の温度を検知し、定着装置の異常動作を判別する方法が考えられる。しかしながら、このような異常動作の判別方法の場合、記録媒体を加熱する定着ベルトを所定の定着温度に維持する熱源の動作制御は、定着ベルトの表面の温度を検知することにより行われ、異常動作の有無の判別は、周辺の構成部品の異常昇温を検知することにより行われることになる。
【００１２】
したがって、温度センサなどの温度検知手段が別々に設けられ、構成が複雑化されてしまうという問題がある。また、定着ベルトの表面の定着温度の制御と、定着装置の異常動作の有無の判別制御とが別々に行われ、制御が複雑化されるとともに、別々の温度検知手段による検知温度に基づいて制御がなされ、制御の精度を確保し難いという問題がある。
【００１３】
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、従来よりも比較的簡単な構成で、定着部材の異常昇温を高い精度で速やかに検知することができ、耐久性の高い定着装置およびこれを備えた画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明に係る定着装置は、上記課題を解決するため、回転可能に構成され記録媒体の未定着像を定着させる定着部材と、前記定着部材の内部に設けられ前記定着部材を加熱する熱源と、前記定着部材の所定領域の表面の温度を検知する温度センサと、前記熱源から前記定着部材の特定領域への伝熱を抑制する伝熱抑制部材と、を備え、前記特定領域が前記定着部材の軸線方向で前記所定領域の近傍に位置するよう、前記伝熱抑制部材が前記熱源と前記定着部材との間に配置されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、従来よりも比較的簡単な構成で、定着部材の異常昇温を高い精度で速やかに検知することができ、耐久性の高い定着装置およびこれを備えた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】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る定着装置を備えたカラー画像形成装置の断面を示す模式図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る定着装置の定着ベルトおよび加圧ローラを示す断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る定着装置の定着ベルトに対する伝熱抑制部材の伝熱抑制領域および伝熱対象領域を示す説明図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る定着装置で伝熱抑制部材を取り外した構造および伝熱抑制部材を取り付けた構造における定着ベルトの位置と表面温度との関係を示し、伝熱抑制部材による通紙範囲外でのベルト表面温度の抑制を示すグラフである。
【図５】本発明の第１実施形態に係る定着装置で伝熱抑制部材を装着した構造における定着ベルトの位置と正常加熱時および異常加熱時の温度分布を示すグラフである。
【図６】本発明の第２実施形態に係る定着装置の定着ベルトおよび加圧ローラを示す断面図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る定着装置の斜視図および部分拡大断面図であり、（ａ）は、紙幅の大きな記録紙に対応する伝熱抑制部材の位置を示し、（ｂ）は、紙幅の小さな記録紙に対応する伝熱抑制部材の位置を示す。
【図８】本発明の第１実施形態に係る定着装置の定着ベルトに対する伝熱抑制部材の伝熱抑制領域および伝熱対象領域を示す説明図である。
【図９】本発明の第１実施形態に係る定着装置の定着ベルトに対する伝熱抑制部材の伝熱抑制領域および伝熱対象領域を示す説明図である。
【図１０】本発明の第１実施形態に係る定着装置の定着ベルトに対する伝熱抑制部材の伝熱抑制領域および伝熱対象領域を示す展開図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明に係る定着装置を備えた画像形成装置をカラー画像形成装置１に適用した第１実施形態および第２実施形態について説明する。
【００１８】
（第１実施形態）
図１に示すように、第１実施形態に係るカラー画像形成装置１は、装置本体２と、光書込装置３と、プロセスユニット４と、転写装置５と、ベルトクリーニング装置６と、シート給送装置７と、排紙トレイ８と、レジストローラ９と、定着装置１０とを含んで構成されている。
このカラー画像形成装置１は、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）およびブラック（Ｂｋ）の各色に色分解された色にそれぞれ対応する画像を形成する像担持体からなる感光体ドラムが並設されたタンデム構造で構成されている。
なお、本発明に係る画像形成装置は、タンデム構造に限定されることはなく、他の構造であってもよい。また、本発明に係る画像形成装置は、カラー画像形成装置１に限定されることはなく、他の画像形成装置であってもよい。例えば、複写機やファクシミリ装置であってもよい。
【００１９】
装置本体２は、各構成要素を収容する筐体で構成されており、シート給送装置７に収容された記録媒体としての記録紙Ｓを搬送する搬送経路Ｒが筐体内部に形成されている。
装置本体２の排紙トレイ８の下部には、イエロー、シアン、マゼンダおよびブラックの各色のトナーが充填されたトナーボトル２ａＹ、２ａＣ、２ａＭ、２ａＢｋが着脱可能に装着されている。また、装置本体２の内部には、図示しない廃トナー収容器が設けられており、その入り口部には、トナー移送ホースが接続され、トナー移送ホースから入った廃トナーが収容されるようになっている。
【００２０】
光書込装置３は、光源としての図示しない半導体レーザ、カップリングレンズ、ｆθレンズ、トロイダルレンズ、折り返しミラーおよび回転多面鏡を含んで構成されている。
この光書込装置３は、プロセスユニット４に対して色毎に対応した書き込み光Ｌｂを照射してプロセスユニット４に静電潜像を形成するよう構成されている。照射されるレーザー光に含まれる画像情報は、所望のフルカラー画像をイエロー、シアン、マゼンダおよびブラックの各色情報に分解した単色の画像情報で構成されている。
【００２１】
プロセスユニット４は、プロセスユニット４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｂｋの４つのプロセスユニットで構成されている。プロセスユニット４Ｙは、感光体ドラム４ｄと、帯電ローラ４ｒと、現像装置４ｇと、クリーニングブレード４ｂとを有している。このプロセスユニット４Ｙは、帯電、光書込、現像、転写、クリーニングおよび除電が順に行われるよう構成されている。
【００２２】
このプロセスユニット４Ｙにおいては、まず、帯電ローラ４ｒにより感光体ドラム４ｄに静電気を蓄える帯電がなされ、帯電した感光体ドラム４ｄの表面へ光書込装置３による光書込がなされ、感光体ドラム４ｄに静電気のパターンからなる静電潜像が形成される。そして、現像装置４ｇにより感光体ドラム４ｄ上の静電潜像にイエロートナーの付着、すなわち現像がなされトナー像が形成され、転写装置５へトナー像が形成される転写が行われる。そして、次の転写に備えて、クリーニングブレード４ｂにより感光体ドラム４ｄ上に残ったトナーが取り除かれ、さらに、感光体ドラム４ｄ上に残った静電気が取り除かれる除電が行われる。
【００２３】
感光体ドラム４ｄは、円筒形の表面に、無機や有機の感光体からなる感光層を有しており、帯電ローラ４ｒは、感光体ドラム４ｄに近接して配置され感光体ドラム４ｄとの間の放電により感光体ドラム４ｄを帯電させるようになっている。
現像装置４ｇは、イエロートナーを供給する供給部分と、感光体ドラム４ｄにイエロートナーを付着させる現像部分により構成されている。クリーニングブレード４ｂは、ゴムなどの弾力性のある帯状部材とブラシなどのトナー除去部材とを有している。現像装置４ｇは、装置本体２に着脱可能に収容されている。
プロセスユニット４Ｃ、４Ｍ、４Ｂｋも、それぞれプロセスユニット４Ｙと同様に構成されており、プロセスユニット４Ｃは、シアンのトナー像を、プロセスユニット４Ｍは、マゼンダのトナー像を、プロセスユニット４Ｂｋは、ブラックのトナー像をそれぞれ転写装置５に転写するようになっている。
【００２４】
転写装置５は、転写ベルト５ａと、駆動ローラ５ｂと、従動ローラ５ｃと、一次転写ローラ５ｄと、二次転写ローラ５ｅとを有している。
転写ベルト５ａは、端末の無いいわゆる無端状のベルトから構成されており、駆動ローラ５ｂと従動ローラ５ｃと間に張力がかかった状態で掛け渡されている。また、転写ベルト５ａは、駆動ローラ５ｂおよび従動ローラ５ｃにより、図の矢印Ａ１の方向に回転可能、すなわち周回走行可能に構成されている。
【００２５】
一次転写ローラ５ｄは、プロセスユニット４Ｙの感光体ドラム４ｄを転写ベルト５ａを介して押し付ける一次転写ローラ５ｄＹと、プロセスユニット４Ｃ、４Ｍ、４Ｂｋの感光体ドラム４ｄを同様に押し付ける一次転写ローラ５ｄＣ、５ｄＭ、５ｄＢｋを有している。プロセスユニット４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｂｋと押し付けられた転写ベルト５ａとの接触部分に、それぞれ一次転写ニップが形成されている。
二次転写ローラ５ｅは、転写ベルト５ａの外周面を介して押し付けることにより駆動ローラ５ｂを押し付けており、二次転写ローラ５ｅと転写ベルト５ａとの接触部分に、二次転写ニップが形成されている。
【００２６】
ベルトクリーニング装置６は、二次転写ニップとプロセスユニット４Ｙとの間に配置されている。このベルトクリーニング装置６は、二次転写ニップにおける転写の際に、転写ベルト５ａの外周表面に残ったトナーを取り除く図示しないトナー除去部材と、除去された廃トナーを廃トナー収容器に移送するトナー移送ホースとを有している。
【００２７】
シート給送装置７は、装置本体２の下部に配置されており、記録紙Ｓを収容する給紙カセット７ａと、給紙ローラ７ｂとを有している。シート給送装置７においては、給紙ローラ７ｂにより給紙カセット７ａから記録紙Ｓが１枚ずつ取り出され搬送経路Ｒに送り出すようになっている。
【００２８】
排紙トレイ８は、光書込装置３の上方で装置本体２の上部に配置されており、記録された記録紙Ｓを収容するトレイ８ａと、一対の排紙ローラ８ｂとを有している。
排紙トレイ８においては、一対の排紙ローラ８ｂにより搬送経路Ｒから排出された記録紙Ｓをトレイ８ａに１枚ずつ順次載せて重ね合わせるようになっている。
【００２９】
レジストローラ９は、一対のローラを有しており、シート給送装置７の給紙ローラ７ｂにより送り出され搬送経路Ｒにある記録紙Ｓの搬送を調節するよう構成されている。
搬送経路Ｒ上のレジストローラ９と給紙ローラ７ｂとの間で、図示しないレジストセンサが装置本体２に配置されており、記録紙Ｓの先端部分の通過が検知されるようになっている。このレジストセンサが記録紙Ｓの先端部分の通過を検知した後、所定時間が経過すると、記録紙Ｓはレジストローラ９に突き当てられて一端停止する。このレジストローラ９は、突き当てられた記録紙Ｓを所定のタイミングで挟み込んで回転し、二次転写ニップまで搬送するようになっている。所定のタイミングとしては、例えば、転写ベルト５ａの回転によりフルカラーで重ね合わさったトナー画像が二次転写ニップの位置まで搬送された時機が挙げられる。 
【００３０】
定着装置１０は、図２に示すように、定着ベルト２１と、加圧ローラ２２と、ヒータ２３と、ニップ形成部材２４と、支持部材２５と、保持部材２６と、反射部材２７と、伝熱抑制部材２８と、温度センサ２９とを含んで構成されている。定着装置１０は、定着ベルト２１などの構成要素における定着温度などの温度制御を実行させる図示しない制御部を有している。
【００３１】
この定着装置１０においては、トナー画像が転写された記録紙Ｓが、定着ベルト２１と加圧ローラ２２との間に形成されるニップ部Ｎを通過中に加熱および加圧されてトナー画像が記録紙Ｓに定着されるようになっている。そして、記録紙Ｓが、ニップ部Ｎから排出される際に定着ベルト２１から分離し、搬送経路Ｒを通って排紙ローラ８ｂに向かって搬送されるようになっている。
【００３２】
定着ベルト２１は、ベルト基材２１ａと、ベルト基材２１ａの外周面に形成された弾性層２１ｂと、弾性層２１ｂの外周面に形成された離型層２１ｃとを有している。
定着ベルト２１は、厚みが１ｍｍ程度で形成され可撓性を有している。定着ベルト２１は、外周面を通過する記録紙Ｓの幅方向に細長く形成され、幅方向に直交する断面が直径２５ｍｍ程度になるよう環状に形成されている。
【００３３】
なお、定着ベルト２１においては、弾性層２１ｂのない構造であってもよい。弾性層２１ｂがない場合は定着ベルト２１の熱容量が小さくなり、熱応答および省エネ性を向上させることができる。定着ベルト２１における前述の直径は、定着装置１０の設定諸元に応じて適宜１５〜１２０ｍｍ程度の範囲内の寸法で選択される。
定着ベルト２１は、加圧ローラ２２の矢印Ｂ１方向の回転に連れ回り矢印Ｂ２方向に回転するようになっている。すなわち、定着ベルト２１は、加圧ローラ２２を駆動源としている。定着ベルト２１および加圧ローラ２２の回転により、記録紙Ｓは、ニップ部Ｎに対して矢印Ｂ３方向に進入しニップ部Ｎから排出されるようになっている。
【００３４】
ベルト基材２１ａは、所要の機械的強度を有する材料、例えば、ニッケル（Ｎｉ）、ステンレス鋼（ＳＵＳ）などの金属材料や、ポリイミド（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）などの樹脂材料で形成されており、２０〜１００μｍ程度の厚みを有している。すなわち、厚みの小さな金属フィルムや樹脂フィルムで形成されている。
【００３５】
弾性層２１ｂは、シリコーンゴム（Ｑ）やフッ素ゴム（ＦＫＭ）などのゴム材料で形成されており、２０〜９００μｍ程度の厚みを有している。この弾性層２１ｂが設けられていると、ニップ部Ｎを通過中の記録紙Ｓに熱および圧力を加える際に、記録紙Ｓおよび定着ベルト２１の表面に凹凸があることによる加圧力および熱伝導の不均一化が改善される。
すなわち、記録紙Ｓ上の未定着像を押し潰して記録紙Ｓに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とがある。弾性層２１ｂが、例えば、１００μｍ以上設けられていると、弾性層２１ｂの変形により、微小な凹凸が吸収されこのようなユズ肌画像の課題を解消させることができる。
【００３６】
離型層２１ｃは、記録紙Ｓおよびトナー画像に対する剥離性が高い材料、すなわち、トナーや金型などの製品の表面で、相手材料の粘着や焼付きを起こさないようにする性質、いわゆる離型性を良好とする材料で形成されている。離型性を良好とする材料として、具体的には、ＰＦＡ（Tetra Fluoro ethylene-perfluoro Alkylvinyl ether copolymer）、ＰＴＦＥ（Poly Tetra Fluoro Ethylene）、ＰＥＩ（Poly Ether Imide）、ＰＥＳ（Poly Ether Sulphone）などの樹脂材料が挙げられる。この離型層２１ｃは、１〜２００μｍの厚みで形成されている。
【００３７】
加圧ローラ２２は、心金からなるローラ２２ａと、ローラ２２ａの外周面に形成された弾性層２２ｂと、弾性層２２ｂの外周面に形成された離型層２２ｃを有している。
この加圧ローラ２２は、装置本体２内に設けられた図示しない駆動機構から出力された駆動力により回転するよう構成されている。この駆動機構は、例えば、モータなどの駆動部と減速ギヤなどの減速部とにより構成されている。また、この加圧ローラ２２は、図示しない加圧部材により定着ベルト２１側に加圧され、弾性層２２ｂが押し潰されて弾性変形することによりニップ部Ｎの一部を構成している。
【００３８】
ローラ２２ａは、所要の機械的強度を有し、熱伝導性の良好な炭素鋼材（例えば、ＳＣ、ＳＴＫＭ）やアルミニウム材（Ａｌ）などの金属材料からなり、中実の円柱形に形成されている。なお、ローラ２２ａは、中空の円筒形で形成し、内部にハロゲンヒータなどの熱源を設け、この熱源によりローラ２２ａ、弾性層２２ｂ、離型層２２ｃを介してニップ部Ｎを通過中の記録紙Ｓを加熱するよう構成してもよい。
【００３９】
弾性層２２ｂは、定着ベルト２１の弾性層２１ｂと同様、シリコーンゴム（Ｑ）やフッ素ゴム（ＦＫＭ）などの合成ゴムで形成されている。この合成ゴムは、比較的硬質で発泡がされていない、いわゆるソリッドゴムで構成されている。ローラ２２ａの内部に、熱源が設けられていない構造で構成された場合には、この合成ゴムを発泡がなされ、発泡弾性層からなる、いわゆるスポンジゴムで構成するようにしてもよい。このスポンジゴムは、内部に気泡を有しているので、断熱性が高められ、加熱された定着ベルト２１の熱が加圧ローラ２２に伝熱され難くなり、すなわち熱が奪われ難くなるので省エネルギー化がより図られる。
【００４０】
離型層２２ｃは、定着ベルト２１の弾性層２１ｂと同様、いわゆる離型性を良好とするとともに、弾性層２２ｂの耐久性を高める機能を有し、熱伝導率が高く耐久性に富む材料で形成される。例えば、ＰＦＡやＰＦＡまたはＰＴＦＥからなるフッ素樹脂塗料を塗布したもの、あるいはシリコーンゴム層やフッ素ゴム層を形成したものが用いられる。
【００４１】
ヒータ２３は、定着ベルト２１の内周側で、かつ定着ベルト２１から離隔した位置で装置本体２に固定されている。このヒータ２３は、定着ベルト２１を輻射熱で直接加熱するよう単一の発光領域を有する公知の熱源で構成されている。この熱源としてはいわゆる輻射熱ヒータで構成され、例えば、ハロゲンランプの放射熱を直接利用したハロゲンヒータ、不活性ガス中に炭素繊維を封入した石英管で構成されるカーボンヒータ、セラミック内部に埋め込まれた抵抗配線で構成されるセラミックヒータが挙げられる。ヒータ２３への通電および非通電の制御は、前述の制御部によって行われる。
【００４２】
なお、ヒータ２３は、単一の発光領域を有する公知の熱源以外の熱源で構成するようにしてもよい。例えば、ヒータ２３を、電磁誘導の原理を利用して発熱させる公知の電磁誘導加熱ヒータで構成するようにしてもよい。この電磁誘導加熱ヒータは、例えば、国際公開第２００５／３８５３３号に記載された加熱装置や特開２００７−３３４２０５号公報に記載された加熱装置が挙げられる。これらの加熱装置は、具体的には、定着ベルトの外周側に配置され、励磁コイルおよびフェライトで形成されたコアからなる励磁装置と、定着ベルトの内周側に配置され、定着ベルトを挟んでコアと対向する対向コアと、励磁装置を制御する制御ユニットとを備えている。
【００４３】
この電磁誘導加熱ヒータにおいては、制御ユニットにより、励磁コイルに高周波の交番電流を流されると、励磁コイルの周囲に磁界が形成されて、定着ベルト２１の金属からなるベルト基材２１ａに渦電流が生じる。渦電流が生じると、ベルト基材２１ａ自身の電気抵抗によってジュール熱が発生する、いわゆる相互誘導加熱により発熱する。したがって、この場合、ベルト基材２１ａは、いわゆる発熱層となる。この発熱層は、例えば、１０μｍ程度の厚みで形成され、比較的効率の良い銅（Ｃｕ）で形成されることが好ましい。このジュール熱によって、ベルト基材２１ａ全体が加熱される。この電磁誘導加熱ヒータで構成される定着装置１０は、少ないエネルギー消費と短い立ち上げ時間とで、定着ベルト２１の表面温度、すなわち定着温度を所望の温度まで昇温させることができる。
【００４４】
ニップ形成部材２４は、ニップ部Ｎを通過する記録紙Ｓの幅方向に細長く形成され、幅方向に直交する断面が略長方形に形成されており、定着ベルト２１が摺動する摺動面部２４ａと、支持部材２５と連結される連結部２４ｂとを有している。このニップ形成部材２４は、定着ベルト２１の内周側に配置され、装置本体２に固定されている。
【００４５】
摺動面部２４ａは、定着ベルト２１を挟んで加圧ローラ２２と対向する側に形成された平坦面を有している。この平坦面に加圧ローラ２２の加圧力により定着ベルト２１が接触するようになっている。また、加圧ローラ２２が定着ベルト２１を加圧する際に、主に弾性層２２ｂが押し潰されて、摺動面部２４ａの平坦面に習って平坦に変形することになる。
この加圧ローラ２２が平坦に変形した部分、すなわち所定のニップ幅を有するニップ部Ｎが構成されている。
【００４６】
なお、摺動面部２４ａは、平坦面を有する構造で構成しているが、平坦面以外の構造で構成するようにしてもよい。例えば、摺動面部２４ａを、加圧ローラ２２から見て定着ベルト２１側に凹んで形成された湾曲面を有する構造で構成するようにしてもよい。
このような湾曲面を有する構造の場合、ニップ部Ｎを通過する記録紙Ｓの先端の排出方向が加圧ローラ２２側に傾くことになるので、定着ベルト２１から分離され易くなり、記録紙Ｓが搬送途中で詰まってしまうという、いわゆるジャムの発生が抑制される。
【００４７】
支持部材２５は、ニップ形成部材２４と同様に、記録紙Ｓの幅方向に細長く形成され、幅方向に直交する断面がヒータ２３側に開口する溝で形成されており、ニップ形成部材２４を支持する支持部２５ａと、ヒータ２３および反射部材２７を収容する収容部２５ｂとを有している。支持部２５ａは、ニップ形成部材２４の連結部２４ｂに連結され、ニップ形成部材２４が加圧ローラ２２の加圧力によって紙幅方向に撓まないよう支持している。すなわち、記録紙Ｓの幅方向で均一なニップ幅を得られるようにしている。
支持部材２５は、ニップ形成部材２４と同様に、定着ベルト２１の内周側に配置され、装置本体２に固定されている。
【００４８】
保持部材２６は、定着ベルト２１の外周側に配置され、装置本体２に固定されている。
この保持部材２６は、支持部材２５の紙幅方向の両端部を保持する保持機能と、支持部材２５の装置本体２に対する位置を決める位置決め機能とを有している。また、保持部材２６は、回転走行する定着ベルト２１の紙幅方向のズレが発生しないよう、定着ベルト２１の紙幅方向の両端側を案内する走行ガイドとしての機能も有している。
【００４９】
反射部材２７は、装置本体２に固定される固定部２７ａとヒータ２３から出射される光を定着ベルト２１の内周側に向けて反射する反射面部２７ｂと、支持部材２５を覆うカバー部２７ｃとを有している。固定部２７ａは、紙幅方向の両端部に形成されており、両端部で装置本体２に固定されている。反射面部２７ｂは、支持部材２５とヒータ２３との間に位置し、ヒータ２３に対向する側でヒータ２３を囲むよう湾曲した湾曲面を有している。
【００５０】
カバー部２７ｃは、支持部材２５の支持部２５ａの反対側で開口する開口部分の紙幅方向のほぼ全体を覆うよう構成されている。この反射部材２７により、ヒータ２３からの輻射熱などにより支持部材２５が加熱されてしまうことによる無駄なエネルギーの消費が抑制される。なお、反射部材２７を備える代わりに、支持部材２５の収容部２５ｂの内周面に鏡面処理を行っても同様の反射効果を得ることが可能となる。また、支持部材２５の収容部２５ｂの内周面側を、ヒータ２３から伝わる熱を断熱する断熱材で形成してもヒータ２３の断熱効果が得ることが可能となる。
【００５１】
伝熱抑制部材２８は、反射部材２７と同様に、記録紙Ｓの幅方向、すなわち軸線方向に細長く形成され、軸線方向に直交する断面がヒータ２３側に開口する湾曲した溝で形成されている。また、伝熱抑制部材２８は、幅方向の一端部および他端部が、図示しないガイドにより装置本体２に支持されている。この伝熱抑制部材２８の材質と形状については、ハロゲンランプからの光を遮断する光学特性や定着温度に耐え得る熱特性などの設計諸元に応じて金属材料や樹脂材料の中から適宜選択される。
【００５２】
伝熱抑制部材２８は、定着ベルト２１とヒータ２３との間に設けられており、ヒータ２３から定着ベルト２１への熱の伝熱を抑制する伝熱抑制領域２８ａと、ヒータ２３から定着ベルト２１への熱の伝熱を抑制しない非伝熱抑制領域としての伝熱対象領域２８ｂとを有している。なお、第１実施形態に係る伝熱抑制領域２８ａは、本発明の定着装置に係る特定領域に対応し、伝熱対象領域２８ｂは、本発明の定着装置に係る所定領域に対応している。
【００５３】
図３に示すように、ニップ部Ｎを通過する記録紙Ｓの紙幅が含まれるいわゆる通紙可能領域をＷ０とすると、通紙可能領域Ｗ０の領域と、通紙可能領域Ｗ０から破線ａで示す領域と通紙可能領域Ｗ０から破線ｂで示す領域が、記録紙Ｓ上の未定着像を定着させるよう定着ベルト２１を加熱する領域で、伝熱対象領域２８ｂとなっている。通紙可能領域Ｗ０から破線ａで示す領域には、温度センサ２９による温度検知範囲Ｔが設定されている。
また、破線ａから通紙可能領域Ｗ０と離隔する側の領域および破線ｂから通紙可能領域Ｗ０と離隔する側の領域が伝熱抑制領域２８ａとなっている。
【００５４】
なお、ヒータ２３により定着ベルト２１を加熱する際、ヒータ２３からの熱放射特性や定着ベルト２１の非加熱部分への伝熱によって、加熱部分の両端における定着ベルト２１の温度が加熱部分の中心よりも低下してしまうという、いわゆる端部温度ダレが生じる。
定着ベルト２１の温度は通紙する未定着像の定着性に大きく影響するため、定着ベルト２１の全通紙範囲における温度は正常に未定着像を定着させることができる定着温度の範囲内に確実に保つことが必要となる。このため、破線ａから破線ｂで示す加熱範囲は定着ベルト２１の通紙可能領域Ｗ０よりも広くなっている。
【００５５】
温度センサ２９は、定着ベルト２１の表面の温度を検知するセンサからなり、例えば、
接触式のサーミスタなどのセンサ素子で構成される。なお、サーミスタやサーモパイルを備えた非接触式のセンサで構成されたものであってもよい。
この温度センサ２９は、図３に示す温度検知範囲Ｔにおける定着ベルト２１の表面温度を検知するよう定着装置１０に装着される。
【００５６】
この温度検知範囲Ｔは、伝熱抑制部材２８における伝熱対象領域２８ｂに位置しており、ヒータ２３の熱が直接定着ベルト２１に伝熱される範囲となっている。すなわち、この温度検知範囲Ｔは、伝熱抑制部材２８によりヒータ２３からの伝熱が抑制されないので記録紙Ｓに接触する定着ベルト２１の表面の温度を正確に検知することができる。
また、この温度検知範囲Ｔはなるべく小さい方が、伝熱対象領域２８ｂを小さくできるため、定着装置１０が正常動作する際の定着ベルト２１の全体の平均温度を低下できる。定着ベルト２１の温度は耐熱温度以下の範囲においてもなるべく低温に維持される方が定着ベルト２１の劣化が少ないため望ましい。一般に接触式の温度センサの方が非接触式の温度センサに比較して温度検知範囲Ｔの小さい構成を安価で実現できる。このため、第１実施形態において使用する温度センサ２９は接触式センサが望ましい。接触式センサの使用においては定着ベルト２１の回転摺動による接触点での定着ベルト２１の摩耗により通紙画像の定着性に影響をおよぼすことに注意する必要があり、第１実施形態においては、接触式センサの温度検知範囲Ｔは定着ベルト２１の通紙可能範囲の外に設定されている。
【００５７】
以下、図１を参照して上記カラー画像形成装置１の基本動作について説明する。
カラー画像形成装置１は、その作像動作が開始されると、各プロセスユニット４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｂｋの感光体ドラム４ｄが図示しない駆動装置によって図の時計回りに回転駆動され、各感光体ドラム４ｄの表面が帯電ローラ４ｒによって所定の極性に一様に帯電される。帯電された感光体ドラム４ｄの表面には光書込装置３からレーザー光がそれぞれ照射されて、それぞれの感光体ドラム４ｄの表面には静電潜像が形成される。このとき、各感光体ドラム４ｄに光書込する画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、シアン、マゼンダおよびブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。このように感光体ドラム４ｄ上に形成された静電潜像に、各現像装置４ｇによってトナーが供給されることにより、静電潜像はトナー画像（現像剤像）として可視像化される。
【００５８】
駆動ローラ５ｂが図の反時計回りに回転駆動されることにより、転写ベルト５ａが図の矢印で示す方向に走行駆動される。また、各一次転写ローラ５ｄに、トナーの帯電極性と逆特性の定電圧または定電流制御された電圧が印加される。これにより、各一次転写ローラ５ｄと各感光体ドラム４ｄとの間の一次転写ニップにおいて転写電界が形成される。そして各プロセスユニット４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｂｋの感光体ドラム４ｄに形成された各色のトナー画像が、上記一次転写ニップにおいて形成された転写電界によって、転写ベルト５ａ上に順次重ね合わせて転写される。このようにして転写ベルト５ａはその表面にフルカラーのトナー画像を担持する。
【００５９】
また、上記トナー画像が転写された後の各感光体ドラム４ｄの表面に付着する残留トナーは、クリーニングブレード４ｂによって除去され、次いで、各感光体ドラム４ｄの表面上の電荷が図示していない徐電装置によって除かれるいわゆる徐電作用を受け、その表面電位が初期化されて次の画像形成に備えられる。
【００６０】
また、形成された各感光体ドラム４ｄ上の静電潜像に対して現像手段によりトナーを付着させてトナー画像を形成する作像動作が開始されると、カラー画像形成装置の下部では、給紙ローラ７ｂが回転駆動することによって、記録紙Ｓのシート給送装置７に収容された記録紙Ｓが搬送経路Ｒに送り出される。搬送経路Ｒに送り出された記録紙Ｓは、レジストローラ９によってタイミングを計られて、二次転写ローラ５ｅとそれに対向する駆動ローラ５ｂとの間の二次転写ニップに送られる。このとき二次転写ローラ５ｅに、転写ベルト５ａ上のトナー画像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加されており、これにより二次転写ニップに転写電界が形成されている。
【００６１】
そして、二次転写ニップに形成された転写電界によって転写ベルト５ａ上のトナー画像が記録紙Ｓ上に一括して転写される。トナー画像が転写された記録紙Ｓは定着装置１０へと搬送され、定着ベルト２１と加圧ローラ２２によって記録紙Ｓが加熱および加圧されてトナー画像が定着される。記録紙Ｓが定着装置１０へ搬送されるとき、伝熱抑制部材２８の伝熱抑制領域２８ａにおいては、ヒータ２３からの伝熱が抑制され、伝熱対象領域２８ｂの領域においては、ヒータ２３からの熱が直接定着ベルト２１に伝熱される。
【００６２】
トナー画像が定着された記録紙Ｓは、図示しない分離機構により定着ベルト２１から分離され、排紙ローラ８ｂによって排紙トレイ８のトレイ８ａへと排出される。また、転写後の転写ベルト５ａ上に残留するトナーは、ベルトクリーニング装置６によって除去され、除去されたトナーは廃トナー収容器へ搬送され回収される。
【００６３】
以上の説明は、記録紙Ｓ上にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作であるが、４つの各プロセスユニット４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｂｋのいずれか１つを使用して単色画像を形成したり、２つまたは３つのプロセスユニットを使用して、２色または３色の画像を形成したりすることも可能である。
【００６４】
第１実施形態に係る定着装置１０は、上述のように構成されているので、次のような効果が得られる。
すなわち、第１実施形態に係る定着装置１０は、定着ベルト２１と、ヒータ２３と、伝熱抑制部材２８と、温度センサ２９とを備え、伝熱抑制領域２８ａが、伝熱対象領域２８ｂの近傍に位置するよう、伝熱抑制部材２８がヒータ２３と定着ベルト２１との間に配置されている。そして、伝熱抑制領域２８ａおよび伝熱対象領域２８ｂは、伝熱抑制部材２８の形状を適宜選択することにより設定できる構成となっている。
この伝熱抑制領域２８ａは、記録紙Ｓの通紙可能領域から離隔する位置に設定されている。また、温度センサ２９により検知される温度検知範囲Ｔは、通紙可能領域から離隔する位置に設定されるとともに、伝熱抑制領域２８ａの変更に関わらず、常に伝熱対象領域２８ｂ内に設定されている。温度センサ２９は、伝熱対象領域２８ｂにおける定着ベルト２１表面に接触して設けられている。ヒータ２３は、輻射熱ヒータまたは電磁誘導ヒータのいずれかで構成されている。
【００６５】
このような構成により、第１実施形態に係る定着装置１０は、従来よりも比較的簡単な構成で、定着ベルト２１の異常昇温を高い精度で速やかに検知することができ、耐久性が高められるという効果が得られる。
具体的には、次のような問題が解消され定着装置１０の耐久性が高められることになる。
すなわち、伝熱抑制部材２８が装着されていない構造で定着装置が構成された場合、図４の破線で示す定着ベルト２１の表面温度分布のように、定着ベルト２１の記録紙Ｓが通過する通紙範囲以外の定着ベルト２１の紙幅方向の両端部分の領域でその表面温度が定着ベルト２１の耐熱温度よりも高くなってしまう。
【００６６】
第１実施形態に係る定着装置１０のように、伝熱抑制部材２８が装着された構造で定着装置が構成された場合、図４中の実線の曲線で示す定着ベルト２１の表面温度は、通紙範囲以外の領域では定着ベルト２１の耐熱温度を超えることがなく、通紙範囲内の領域では、所定の定着温度になるよう設定されている。
【００６７】
図５中の実線で示すように、定着装置１０が正常に動作しており正常加熱がなされている時、定着ベルト２１の表面温度は、通紙範囲内の領域で所定の定着温度になるよう設定されている。
定着ベルト２１の通紙範囲内の領域では、ニップ部Ｎを通過する記録紙Ｓと定着ベルト２１が密着しているので、定着ベルト２１の熱は記録紙Ｓに伝達され定着ベルト２１の表面温度は低下することになる。図５中の破線の曲線で示すように、定着装置１０が何らかの原因で、正常に動作せず、異常加熱が起きている時でも定着ベルト２１の耐熱温度を超えてしまうことはない。
【００６８】
したがって、第１実施形態に係る定着装置１０の場合、伝熱抑制部材２８が装着されているので、次のような効果が得られる。すなわち、定着装置１０が正常加熱時だけでなく、異常加熱時であっても、図４、図５に示すように、通紙範囲以外の領域で定着ベルト２１の表面温度は伝熱抑制部材２８によって、伝熱抑制領域２８ａでは、ヒータ２３からの伝熱が抑制されているので、定着温度は超えるものの、定着ベルト２１の耐熱温度を超えることはない。
この伝熱抑制部材２８は、その形状に応じて伝熱抑制領域２８ａと伝熱対象領域２８ｂとを簡単かつ高い精度で設定できるという効果が得られる。
第１実施形態に係る定着装置１０においては、連続通紙などの使い方によって左右されることはなく、定着装置１０の損傷の問題が解消され、定着装置１０の耐久性が高められる。
【００６９】
また、図３に示す温度検知範囲Ｔは、定着ベルト２１の伝熱対象領域２８ｂ内に設定されているので、ニップ部Ｎを通過する記録紙Ｓによってその表面温度が降下することはない。その結果、通紙範囲内における正常動作時の定着ベルト２１の表面温度および異常動作時の定着ベルト２１の表面温度との温度差よりも、通紙範囲以外に設けられた温度検知範囲Ｔにおける正常動作時の定着ベルト２１の表面温度および異常動作時の定着ベルト２１の表面温度との温度差の方が大きくなる。したがって、通紙範囲内での温度検知よりも、通紙範囲以外の伝熱対象領域２８ｂでの温度検知の方が、検知精度が高められるという効果が得られる。すなわち、定着ベルト２１の表面温度は、定着装置１０の蓄熱状態や記録紙Ｓの伝熱特性などによって変化するため、温度センサ２９により定着ベルト２１の表面温度を検知する場合、微小な温度差によって定着装置１０が正常動作か異常動作かのいずれであるかの判別をすることは困難である。これに対し、第１実施形態の定着装置１０の場合、前述のように検知温度の正常動作時と異常動作時の温度差の方が大きくなっているので、容易に定着装置１０が正常動作か異常動作かのいずれであるかの判別をすることができるという効果が得られる。その結果、定着装置１０の異常動作が速やかに判別され、異常動作による定着装置１０の損傷を未然に防止することができる。
【００７０】
第１実施形態の定着装置１０においては、ヒータ２３と定着ベルト２１との間に単一構造の伝熱抑制部材２８を装着するだけでヒータ２３からの定着ベルト２１への伝熱領域を簡単に設定することができる。すなわち、従来よりも比較的簡単な構成で、ニップ部Ｎを通過する記録紙Ｓのサイズに応じて伝熱抑制部材２８の形状を変更することにより定着ベルト２１への伝熱領域を変更することができる。また、温度センサ２９は定着ベルト２１の表面に設けるだけでよく、定着ベルト２１の周辺の構成部品に設ける必要はない。すなわち、単一の温度センサ２９で温度検知が的確になされるので温度制御を簡単かつ速やかに実行することができる。
【００７１】
また、温度センサ２９が定着ベルト２１の表面温度を検知する温度検知範囲Ｔが、通紙範囲の外側で伝熱対象領域２８ｂに、定着ベルト２１の表面に接触して設けられている。その結果、接触する温度センサ２９により定着ベルト２１の表面に傷などの損傷が生じたとしても、ニップ部Ｎを通過する記録紙Ｓ上の像への影響が全く生ずることはない。
また、ヒータ２３は、輻射熱ヒータまたは電磁誘導ヒータのいずれかで構成されているので、定着ベルト２１を直接加熱することができる。その結果、定着装置１０の熱容量を大幅に低下させることができ、消費電力が低減されるとともに、加熱時の定着ベルト２１の昇温を急速にすることができ、いわゆるファーストプリント時間を更に短縮することが可能となる。
【００７２】
（第２実施形態）
次いで、第２実施形態に係る定着装置５０について図面を参照して説明する。
【００７３】
第２実施形態に係る定着装置５０においては、第１実施形態における定着装置１０の伝熱抑制部材２８およびこの伝熱抑制部材２８の周辺の構成要素が異なっているが、他の構成要素は同様に構成されている。したがって、同一の構成要素については、図１ないし図５に示した第１実施形態と同一の符号を用いて説明し、特に相違点についてのみ詳述する。
【００７４】
第２実施形態に係るカラー画像形成装置１は、定着装置５０以外の構成要素は、第１実施形態と同様に構成されている。
【００７５】
定着装置５０は、図６に示すように、定着ベルト１２１と、加圧ローラ１２２と、ヒータ１２３と、ニップ形成部材１２４と、支持部材１２５と、保持部材１２６と、反射部材１２７と、伝熱抑制部材１２８と、温度センサ１２９と図示しないアクチュエータとを含んで構成されている。定着装置５０は、第１実施形態と同様に、定着ベルト１２１などの構成要素における定着温度などの温度制御を実行させる図示しない制御部を有している。
【００７６】
定着ベルト１２１は、第１実施形態と同様にベルト基材１２１ａと、ベルト基材１２１ａの外周面に形成された弾性層１２１ｂと、弾性層１２１ｂの外周面に形成された離型層１２１ｃとを有している。定着ベルト１２１は、第１実施形態と同様に厚みが１ｍｍ程度で形成され可撓性を有している。定着ベルト１２１は、外周面を通過する記録紙Ｓの幅方向に細長く形成され、幅方向に直交する断面が直径２５ｍｍ程度になるよう環状に形成されている。
【００７７】
なお、定着ベルト１２１においても、弾性層１２１ｂのない構造であってもよい。弾性層１２１ｂがない場合は定着ベルト１２１の熱容量が小さくなり、定着性を向上させることができる。定着ベルト１２１における前述の直径は、定着装置５０の設定諸元に応じて適宜１５〜１２０ｍｍ程度の範囲内の寸法で選択される。
定着ベルト１２１は、加圧ローラ１２２の矢印Ｂ１方向の回転に連れ回り矢印Ｂ２方向に回転するようになっている。すなわち、定着ベルト１２１は、加圧ローラ１２２を駆動源としている。定着ベルト１２１および加圧ローラ１２２の回転により、記録紙Ｓは、ニップ部Ｎに対して矢印Ｂ３方向に進入しニップ部Ｎから排出されるようになっている。
ベルト基材１２１ａ、弾性層１２１ｂおよび離型層１２１ｃは、第１実施形態と同様に形成されている。
【００７８】
加圧ローラ１２２は、第１実施形態と同様に心金からなるローラ１２２ａと、ローラ１２２ａの外周面に形成された弾性層１２２ｂと、弾性層１２２ｂの外周面に形成された離型層２２ｃを有している。この加圧ローラ１２２は、装置本体２内に設けられた図示しない第１実施形態と同様に駆動機構から出力された駆動力により回転するよう構成されている。また、この加圧ローラ１２２は、図示しない加圧部材により定着ベルト１２１側に加圧され、弾性層１２２ｂが押し潰されて弾性変形することによりニップ部Ｎの一部を構成している。ローラ２２ａ、弾性層２２ｂおよび離型層２２ｃは、第１実施形態と同様に形成されている。
【００７９】
ヒータ１２３は、ヒータケース１２３ａと、一対のハロゲンランプで構成されており、定着ベルト１２１の内周側で、かつ定着ベルト１２１から離隔した位置で装置本体２に固定されている。このヒータ１２３は、定着ベルト１２１を輻射熱で直接加熱するよう第１実施形態と同様の熱源で構成されている。この熱源としてはいわゆる公知の輻射熱ヒータまたは電磁誘導加熱ヒータで構成されている。
【００８０】
ニップ形成部材１２４は、ニップ部Ｎを通過する記録紙Ｓの幅方向に細長く形成され、幅方向に直交する断面が略長方形に形成されており、定着ベルト１２１が摺動する摺動面部１２４ａと、支持部材１２５と連結される連結部１２４ｂとを有している。
ニップ形成部材１２４は、定着ベルト１２１の内周側に配置され、装置本体２に固定されている。
摺動面部１２４ａは、第１実施形態と同様、定着ベルト１２１を挟んで加圧ローラ１２２と対向する側に形成され、ニップ部Ｎが構成される平坦面を有している。
【００８１】
支持部材１２５は、ニップ形成部材１２４と同様に、記録紙Ｓの幅方向に細長く形成され、ニップ形成部材１２４を支持する支持部１２５ａを有している。
支持部１２５ａは、ニップ形成部材１２４の連結部１２４ｂに連結され、ニップ形成部材１２４が加圧ローラ１２２の加圧力によって紙幅方向に撓まないよう支持している。すなわち、記録紙Ｓの幅方向で均一なニップ幅を得られるようにしている。
支持部材１２５は、ニップ形成部材１２４と同様に、定着ベルト１２１の内周側に配置され、装置本体２に固定されている。
【００８２】
保持部材１２６は、定着ベルト１２１の外周側に配置され、装置本体２に固定されている。この保持部材１２６は、支持部材１２５の紙幅方向の両端部を保持する保持機能と、支持部材１２５の装置本体２に対する位置を決める位置決め機能とを有している。
また、保持部材１２６は、回転走行する定着ベルト１２１の紙幅方向のズレが発生しないよう、定着ベルト１２１の紙幅方向の両端側を案内する走行ガイドとしての機能も有している。
【００８３】
反射部材１２７は、装置本体２に固定される固定部１２７ａとヒータ１２３から出射される光を定着ベルト１２１の内周側に向けて反射する反射面部１２７ｂと、支持部材１２５を覆うカバー部１２７ｃとを有している。
固定部１２７ａは、紙幅方向の両端部に形成されており、両端部で装置本体２に固定されている。反射面部１２７ｂは、支持部材１２５とヒータ１２３との間に位置し、ヒータ１２３に対向する側でヒータ１２３を囲むよう凹んで形成された凹部を有している。
【００８４】
カバー部１２７ｃは、支持部材１２５の支持部１２５ａの反対側で紙幅方向のほぼ全体を覆うよう構成されている。この反射部材１２７により、ヒータ１２３からの輻射熱などにより支持部材１２５が加熱されてしまうことによる無駄なエネルギーの消費が抑制される。
【００８５】
伝熱抑制部材１２８は、反射部材１２７と同様に、記録紙Ｓの幅方向、すなわち軸線方向に細長く形成され、軸線方向に直交する断面がヒータ１２３側に開口する湾曲した溝で形成されている。また、伝熱抑制部材１２８は、幅方向の一端部が装置本体２に設けられた図示しないアクチュエータに連結されており、アクチュエータによって非接触で回動するようになっている。また、幅方向の他端部は、図示しないガイドにより装置本体２に回動可能に支持されている。
【００８６】
伝熱抑制部材１２８は、図７（ａ）に示すように、記録紙Ｓの幅が大きい場合、例えば、Ａ３サイズのとき、アクチュエータによって、ヒータ１２３からの熱の伝熱を抑制することがない非伝熱抑制領域としての伝熱対象領域１２８ｂの位置に非接触で回動した状態を取り得る。また、図７（ｂ）に示すように、記録紙Ｓの幅が小さい場合、例えば、ハガキサイズのとき、アクチュエータによって、ヒータ１２３からの熱の伝熱を抑制する伝熱抑制領域１２８ａの位置に非接触で回動した状態を取り得る。
【００８７】
この伝熱抑制部材１２８の材質と形状については、第１実施形態と同様、ハロゲンランプからの光を遮断する光学特性や定着温度に耐え得る熱特性などの設計諸元に応じて金属材料や樹脂材料の中から適宜選択される。
【００８８】
伝熱抑制部材１２８は、定着ベルト１２１とヒータ１２３との間に設けられており、ヒータ１２３からの熱の伝熱を抑制する伝熱抑制領域１２８ａと、ヒータ１２３からの熱の伝熱を抑制しない伝熱対象領域１２８ｂとを有している。
伝熱抑制部材１２８は、ニップ部Ｎを通過する記録紙Ｓの紙幅の大きさに応じて、アクチュエータが回動し、伝熱抑制領域１２８ａと、伝熱対象領域１２８ｂの各領域の大きさが切り替わるようになっている。なお、第２実施形態に係る伝熱抑制領域１２８ａは、本発明の定着装置に係る特定領域に対応し、伝熱対象領域１２８ｂは、本発明の定着装置に係る所定領域に対応している。
【００８９】
図８に示すように、記録紙Ｓの紙幅が比較的大きなＷ１の場合、破線ｃ、ｄで示す領域が、記録紙Ｓ上の未定着像を定着させるよう定着ベルト１２１を加熱する領域で、伝熱対象領域１２８ｂとなっている。記録紙Ｓの紙幅Ｗ１以外の領域では、温度センサ１２９による温度検知範囲Ｔが伝熱対象領域１２８ｂとなり、温度センサ１２９による温度検知範囲Ｔから破線ａと離隔する側の領域が伝熱抑制領域１２８ａとなっている。また、破線ｂと離隔する側の領域が伝熱抑制領域１２８ａとなっている。
【００９０】
なお、第１実施形態と同様、ヒータ１２３による定着ベルト１２１を加熱する際、ヒータ１２３からの熱放射特性や定着ベルト１２１の非加熱部分への伝熱によって、加熱部分の両端における定着ベルト１２１の温度が加熱部分の中心よりも低下してしまうという、いわゆる端部温度ダレが生じる。定着ベルト１２１の温度は通紙する未定着像の定着性に大きく影響するため、定着ベルト１２１の全通紙範囲における温度は正常に未定着像を定着させることができる定着温度の範囲内に確実に保つことが必要となる。このため、加熱範囲は定着ベルト１２１の通紙範囲よりも広くなっている。すなわち通過する記録紙Ｓの紙幅よりも広くなるよう設定されている。
【００９１】
図９に示すように、記録紙Ｓの紙幅が比較的小さなＷ２の場合、破線ｅ、ｆで示す領域が、記録紙Ｓ上の未定着像を定着させるよう加熱する領域で、伝熱対象領域１２８ｂとなっている。記録紙Ｓの紙幅Ｗ２以外の領域では、温度センサ１２９による温度検知範囲Ｔが伝熱対象領域１２８ｂとなり、温度センサ１２９による温度検知範囲Ｔと破線ｃとの間の領域が伝熱抑制領域１２８ａとなっている。また、破線ｄから温度センサ１２９による温度検知範囲Ｔと反対方向に離隔する側の領域が伝熱抑制領域１２８ａとなっている。
なお、紙幅Ｗ１、Ｗ２は、記録紙Ｓがニップ部Ｎを通過する可能性のある通過可能領域と、ほぼ等しいか、または紙幅Ｗ１、Ｗ２は、通過可能領域よりやや小さい幅となっている。
【００９２】
また、図９において、伝熱抑制領域１２８ａは、温度検知範囲Ｔ付近での定着ベルト１２１の温度が図８と同等となるように設定されている。これにより、温度センサ１２９は伝熱抑制部材１２８の回動状態に関わらず、定着装置５０の異常動作を的確に判別することが可能となる。
【００９３】
図１０は、伝熱抑制部材１２８の伝熱抑制領域１２８ａおよび伝熱対象領域１２８ｂの展開図を示している。この図１０により、記録紙Ｓの紙幅Ｗ１および紙幅Ｗ２における伝熱抑制領域１２８ａおよび伝熱対象領域１２８ｂとヒータ１２３の伝熱領域１２８ｃが示される。
図１０に示すように、展開図の上側部分が記録紙Ｓの紙幅Ｗ１の場合、下側部分が記録紙Ｓの紙幅Ｗ２の場合を示しており、伝熱抑制部材１２８の矢印ｇ方向への回動により紙幅Ｗ２から紙幅Ｗ１に切り替わるとともに、伝熱抑制部材１２８の矢印ｅと反対方向への回動により紙幅Ｗ１から紙幅Ｗ２に切り替わる構成となっている。
すなわち、記録紙Ｓの紙幅の大きさに応じて、定着ベルト１２１の軸線方向の伝熱抑制領域が１２８ａが変更できるよう構成されている。この伝熱抑制領域１２８ａは、伝熱抑制部材１２８の形状に応じて形成されるようになっている。
【００９４】
温度センサ１２９は、第１実施形態と同様、定着ベルト１２１の表面の温度を検知するセンサで構成されている。
この温度センサ１２９は、図８、図９に示す温度検知範囲Ｔにおける定着ベルト１２１の表面温度を検知するよう定着装置５０に装着される。
この温度検知範囲Ｔは、伝熱抑制部材１２８における伝熱対象領域１２８ｂに位置しており、ヒータ１２３の熱が直接定着ベルト１２１に伝熱される範囲となっている。すなわち、この温度検知範囲Ｔは、伝熱抑制部材１２８によりヒータ１２３からの伝熱が抑制されないので記録紙Ｓに接触する定着ベルト１２１の表面の温度を正確に検知することができる。
【００９５】
なお、第２実施形態に係るカラー画像形成装置１は、第１実施形態と同様に動作する。
第２実施形態に係る定着装置５０においては、第１実施形態に係る定着装置１０と異なり、記録紙Ｓの大きさに応じて、伝熱抑制部材１２８が回動し、伝熱抑制領域１２８ａおよび伝熱対象領域１２８ｂが切り替わる。すなわち、記録紙Ｓの紙幅を検知するセンサの検知情報により、図示しないアクチュエータが動作し、図７（ａ）に示すように、記録紙Ｓの幅が大きい場合、例えば、Ａ３サイズのとき、ヒータ１２３からの熱の伝熱を抑制することがない伝熱対象領域１２８ｂの位置に非接触で回動する。他方、図７（ｂ）に示すように、記録紙Ｓの幅が小さい場合、例えば、ハガキサイズのとき、アクチュエータによって、ヒータ１２３からの熱の伝熱を抑制する伝熱抑制領域１２８ａの位置に非接触で回動する。
【００９６】
第２実施形態に係る定着装置５０は、上述のように構成されているので、次のような効果が得られる。
すなわち、第２実施形態に係る定着装置５０は、定着ベルト１２１と、ヒータ１２３と、伝熱抑制部材１２８と、温度センサ１２９とを備え、伝熱抑制領域１２８ａが、伝熱対象領域１２８ｂの近傍に位置するよう、伝熱抑制部材１２８がヒータ１２３と定着ベルト１２１との間に配置されている。そして、定着装置５０のアクチュエータにより記録紙Ｓの大きな紙幅Ｗ１や小さな紙幅Ｗ２のように紙幅に応じて伝熱抑制部材１２８の位置を切り替えることにより伝熱抑制領域１２８ａの定着ベルト１２１に対する位置を変更できるように構成されている。そして、伝熱抑制領域１２８ａおよび伝熱対象領域１２８ｂは、伝熱抑制部材１２８の形状を適宜選択することにより設定できる構成となっている。
【００９７】
さらに、この伝熱抑制領域１２８ａは、記録紙Ｓの通紙可能領域から離隔する位置に設定されている。また、温度センサ１２９により検知される温度検知範囲Ｔは、通紙可能領域から離隔する位置に設定されるとともに、伝熱抑制領域１２８ａの変更に関わらず、常に伝熱対象領域１２８ｂ内に設定されている。温度センサ１２９は、伝熱対象領域１２８ｂにおける定着ベルト１２１の表面に接触して設けられている。ヒータ１２３は、輻射熱ヒータまたは電磁誘導ヒータのいずれかで構成されている。
【００９８】
このような構成により、第２実施形態に係る定着装置５０は、従来よりも比較的簡単な構成で、定着ベルト１２１の異常昇温を高い精度で速やかに検知することができ、耐久性が高められるという効果が得られる。
【００９９】
具体的には、次のような問題が解消され定着装置５０の耐久性が高められることになる。
すなわち、第１実施形態と同様に、伝熱抑制部材１２８が装着されていない構造で定着装置が構成された場合、図４の破線で示す定着ベルト１２１の表面温度分布のように、定着ベルト１２１の記録紙Ｓが通過する通紙範囲以外の定着ベルト１２１の紙幅方向の両端部分の領域でその表面温度が定着ベルト１２１の耐熱温度よりも高くなってしまう。
【０１００】
第２実施形態に係る定着装置５０のように、伝熱抑制部材１２８が装着された構造で定着装置が構成された場合、図４中の実線の曲線で示す定着ベルト１２１の表面温度は、通紙範囲以外の領域では定着ベルト１２１の耐熱温度を超えることがなく、通紙範囲内の領域では、所定の定着温度になるよう設定されている。
【０１０１】
図５中の実線で示すように、定着装置５０が正常に動作しており正常加熱がなされている時、定着ベルト１２１の表面温度は、通紙範囲内の領域で所定の定着温度になるよう設定されている。
定着ベルト１２１の通紙範囲内の領域では、ニップ部Ｎを通過する記録紙Ｓと定着ベルト１２１が密着しているので、定着ベルト１２１の熱は記録紙Ｓに伝達され定着ベルト１２１の表面温度は低下することになる。図５中の破線の曲線で示すように、定着装置５０が何らかの原因で、正常に動作せず、異常加熱が起きている時でも定着ベルト１２１の耐熱温度を超えてしまうことはない。
この伝熱抑制部材１２８は、その形状に応じて伝熱抑制領域１２８ａと伝熱対象領域１２８ｂとを簡単かつ高い精度で設定できるという効果が得られる。
第２実施形態に係る定着装置５０においては、連続通紙などの使い方によって左右されることはなく、異常加熱時においても、定着装置５０の損傷の問題が解消され、定着装置５０の耐久性が高められる。
【０１０２】
また、第１実施形態と同様、図８、図９に示す温度検知範囲Ｔは、定着ベルト１２１の伝熱対象領域１２８ｂ内に設定されているので、ニップ部Ｎを通過する記録紙Ｓによってその表面温度が降下することはない。その結果、通紙範囲内における正常動作時の定着ベルト１２１の表面温度および異常動作時の定着ベルト１２１の表面温度との温度差よりも、通紙範囲以外に設けられた温度検知範囲Ｔにおける正常動作時の定着ベルト１２１の表面温度および異常動作時の定着ベルト１２１の表面温度との温度差の方が大きくなる。したがって、通紙範囲内での温度検知よりも、通紙範囲以外の伝熱対象領域１２８ｂでの温度検知の方が、検知精度が高められるという効果が得られる。
【０１０３】
すなわち、定着ベルト１２１の表面温度は、定着装置５０の蓄熱状態や記録紙Ｓの伝熱特性などによって変化するため、温度センサ１２９により定着ベルト１２１の表面温度を検知する場合、微小な温度差によって定着装置５０が正常動作か異常動作かのいずれであるかの判別をすることは困難である。これに対し、第２実施形態の定着装置５０の場合、前述のように検知温度の正常動作時と異常動作時の温度差の方が大きくなっているので、容易に定着装置５０が正常動作か異常動作かのいずれであるかの判別をすることがてきるという効果が得られる。その結果、定着装置５０の異常動作が速やかに判別され、異常動作による定着装置５０の損傷を未然に防止することができる。
【０１０４】
第２実施形態の定着装置５０においては、ヒータ１２３と定着ベルト１２１との間に単一構造の伝熱抑制部材１２８を装着するだけでヒータ２３からの定着ベルト２１への伝熱領域を簡単に変更することができる。すなわち、従来よりも比較的簡単な構成で、ニップ部Ｎを通過する記録紙Ｓのサイズに応じて速やかに伝熱領域を変更することができる。
この構成により、通紙される紙幅に対応して伝熱抑制領域を複数パターン設けた場合に、定着装置５０の異常動作を判別するための温度センサ１２９の数は伝熱抑制領域のパターンの数よりも減らすことが可能となる。また、温度センサ１２９は定着ベルト１２１の表面に設けるだけでよく、定着ベルト１２１の周辺の構成部品に設ける必要はない。すなわち、単一の温度センサ１２９で温度検知が的確になされるので温度制御を簡単かつ速やかに実行することができる。
【０１０５】
また、温度センサ１２９が定着ベルト１２１の表面温度を検知する温度検知範囲Ｔが、通紙範囲の外側で伝熱対象領域１２８ｂに、定着ベルト１２１の表面に接触して設けられている。その結果、接触する温度センサ１２９により定着ベルト１２１の表面に傷などの損傷が生じたとしても、ニップ部Ｎを通過する記録紙Ｓ上の像への影響が全く生ずることはない。
【０１０６】
また、第１実施形態と同様に、ヒータ１２３は、輻射熱ヒータまたは電磁誘導ヒータのいずれかで構成されているので、定着ベルト１２１を直接加熱することができる。その結果、定着装置５０の熱容量を大幅に低下させることができ、消費電力が低減されるとともに、加熱時の定着ベルト２１の昇温を急速にすることができ、いわゆるファーストプリント時間を更に短縮することが可能となる。
【符号の説明】
【０１０７】
１  カラー画像形成装置（画像形成装置）
１０、５０  定着装置
２１、１２１  定着ベルト（定着部材）
２２、１２２  加圧ローラ（加圧部材）
２３、１２３  ヒータ（熱源）
２８、１２８  伝熱抑制部材
２８ａ、１２８ａ  伝熱抑制領域（特定領域）
２８ｂ、１２８ｂ  伝熱対象領域（非伝熱抑制領域、所定領域）
２９、１２９  温度センサ
Ｎ  ニップ部
Ｓ  記録紙（記録媒体）
Ｔ  温度検知範囲
Ｗ１、Ｗ２  紙幅（通紙可能領域）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１０８】
【特許文献１】特開２００４−２８６９２２号公報
【特許文献２】特開２００７−３３４２０５号公報
【特許文献３】特開２００６−２６７４２０号公報
【特許文献４】特開２００９−２５８２０３号公報
【特許文献５】特開平０６−１３８７８９号公報
【図１】
2014056077.tif 000003
【図２】
2014056077.tif 000004
【図３】
2014056077.tif 000005
【図４】
2014056077.tif 000006
【図５】
2014056077.tif 000007
【図６】
2014056077.tif 000008
【図７】
2014056077.tif 000009
【図８】
2014056077.tif 000010
【図９】
2014056077.tif 000011
【図１０】
2014056077.tif 000012