(57)【要約】【課題】定着部材として低熱容量のベルトを用いる場合に、ジャム等の要因で定着部材が突然停止しても、定着部材が過昇温状態となってキンクの発生する事態を回避する。【解決手段】可撓性を有する無端状のベルトと、該ベルトを加熱する熱源と、前記ベルトの外側に設けられ、前記ベルトに対向する加圧回転体と、前記ベルトの内側に設けられ、前記ベルトと前記加圧回転体との間に定着ニップを形成するニップ形成部材とを有する定着装置において、前記ベルトが回転しながら前記熱源により加熱される状態と、前記ベルトの回転と前記熱源への電力供給を停止する状態とで、前記ベルトと前記熱源の相対的な位置関係が異なり得る。【選択図】図６
2019159087.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性を有する無端状のベルトと、該ベルトを加熱する熱源と、前記ベルトの外側に設けられ、前記ベルトに対向する加圧回転体と、前記ベルトの内側に設けられ、前記ベルトと前記加圧回転体との間に定着ニップを形成するニップ形成部材とを有する定着装置において、
前記ベルトが回転しながら前記熱源により加熱される状態と、前記ベルトの回転と前記熱源への電力供給を停止する状態とで、前記ベルトと前記熱源の相対的な位置関係が異なり得ることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
可撓性を有する無端状のベルトと、該ベルトを加熱する熱源と、前記ベルトの外側に設けられ、前記ベルトに対向する加圧回転体と、前記ベルトの内側に設けられ、前記ベルトと前記加圧回転体との間に定着ニップを形成するニップ形成部材と、前記熱源を挟んで前記ベルトに対向する反射部材とを有する定着装置において、
前記ベルトが回転しながら前記熱源により加熱される状態と、前記ベルトの回転と前記熱源への電力供給を停止する状態とで、前記熱源と前記反射部材の相対的な位置関係が異なり得ることを特徴とする定着装置。
【請求項３】
前記ベルトの回転と前記熱源への電力供給を停止する状態では、前記熱源が前記ベルトから離れることを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記熱源は、長手方向端部に対して中央部が発熱量の多い熱源と、長手方向端部に対して中央部が発熱量の少ない熱源とから成り、長手方向端部に対して中央部が発熱量の多い熱源が前記ベルトの回転方向下流側に、長手方向端部に対して中央部が発熱量の少ない熱源が前記ベルトの回転方向上流側に配置さ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５】
可撓性を有する無端状のベルトと、該ベルトを加熱する熱源と、前記ベルトの外側に設けられ、前記ベルトに対向する加圧回転体と、前記ベルトの内側に設けられ、前記ベルトと前記加圧回転体との間に定着ニップを形成するニップ形成部材とを有する定着装置において、
前記熱源は、長手方向端部に対して中央部が発熱量の多い熱源と、長手方向端部に対して中央部が発熱量の少ない熱源とから成り、長手方向端部に対して中央部が発熱量の多い熱源が前記ベルトの回転方向下流側に、長手方向端部に対して中央部が発熱量の少ない熱源が前記ベルトの回転方向上流側に配置されることを特徴とする定着装置。
【請求項６】
前記ニップ形成部材の、前記ベルトに対向する面を覆う熱移動補助部材を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の定着装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の定着装置を備える画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリ、又はそれらのうちの少なくとも２つの機能を有する複合機等の画像形成装置に対しては、省エネ化、高速化についての市場要求が強い。画像形成装置のなかでも定着装置は消費電力量が多く、省エネルギー化の余地が大きいため、様々な提案がなされており、例えば、低熱容量でフィルム状に薄い無端ベルトを、支持体を兼ねる金属熱伝導体を介することなく、直接加熱する構成とし、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定着装置が知られている。このような定着装置では、無端状の定着ベルトの外周側に配置された加圧ローラと定着ベルトの内部（ループ内）に固定配置されたニップ形成部材とが定着ベルトを介して圧接することによって定着ニップを形成している。
【０００３】
一方、画像形成装置では、様々なサイズの記録材が用いられるが、生産性を確保しながら省エネを実現しつつ様々なサイズの記録材に対応するため、定着装置において、定着ベルト／ローラの内部に、使用頻度の高い、例えばＡ４縦通紙幅（２１０ｍｍ）に対応するように中央部の配光分布が密なハロゲンヒータと、Ａ３縦通紙幅のうちＡ４縦通紙幅に相当する部分を除く（即ち、２９７ｍｍ幅のうち中央の２１０ｍｍ部分を除く）端部付近の配光分布が密なハロゲンヒータとを備える構成が採用されている。この定着装置は、小サイズの記録材の場合、中央部の配光分布が密なハロゲンヒータのみを点灯し、小サイズよりも大きい記録材の場合、両方のハロゲンヒータを点灯して定着を行う。
【０００４】
このよう定着装置では、２本のハロゲンヒータが並列配置されており、一方のハロゲンヒータの輻射熱が他方のハロゲンヒータを加熱する不具合が生じる。そこで、例えば特許文献１や特許文献２には、２本のハロゲンヒータをリフレクタや反射部を備えたステー部材で挟んだ両側に配置することで、複数のハロゲンヒータが互いに加熱し合う熱干渉を防止する構成が開示されている。
また更に多くのサイズの記録材に対応するため、定着ベルトの加熱幅を多段階化するための可動遮蔽部材を熱源と定着ベルトの間に配した構成が特許文献３に開示されている。
【０００５】
しかしながら、これらの定着装置では、定着部材としてフィルム状に薄く低熱容量のベルトを用いるので、ジャム等の要因で定着部材が突然停止する（定着部材の回転が停止）と、熱源への電力供給を停止しても、熱源の余熱（残熱）によって定着部材が過昇温状態となることがある。そのため、定着ベルトの軸方向中央部に内側に凹むような塑性変形（キンク）の発生することがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、定着部材として低熱容量のベルトを用いる場合に、ジャム等の要因で定着部材が突然停止しても、定着部材が過昇温状態となってキンクの発生する事態を回避することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明では、可撓性を有する無端状のベルトと、該ベルトを加熱する熱源と、前記ベルトの外側に設けられ、前記ベルトに対向する加圧回転体と、前記ベルトの内側に設けられ、前記ベルトと前記加圧回転体との間に定着ニップを形成するニップ形成部材とを有する定着装置において、前記ベルトが回転しながら前記熱源により加熱される状態と、前記ベルトの回転と前記熱源への電力供給を停止する状態とで、前記ベルトと前記熱源の相対的な位置関係が異なり得る。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ベルトが回転しながら熱源により加熱される状態と、前記ベルトの回転と前記熱源への電力供給を停止する状態とで、前記ベルトと前記熱源の相対的な位置関係が異なり得るので、定着部材として低熱容量のベルトを用いる場合に、ジャム等の要因で定着部材が突然停止しても、定着部材が過昇温状態となってキンクの発生する事態を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置を示す模式図である。
【図２】定着装置の基本的な一実施形態を示す概略的な断面構成図である。
【図３】ニップ形成ユニットの基本構成を示す斜視図である。
【図４】ニップ形成ユニット及びハロゲンヒータの構成を示す斜視図である。
【図５】２本のハロゲンヒータの発熱部の配置を示す模式図である。
【図６】ハロゲンヒータ、反射部材、ステー部材の相対的な位置関係を示す図で、図６ａは通紙中のもの、図６ｂ、図６ｃ、図６ｄ、図６ｅ、図６ｆはそれぞれベルト回転と加熱がオフ状態になったものを示している。
【図７】ニップ形成ユニット及びハロゲンヒータの構成を示す斜視図で、図４の構成に比べて２本のハロゲンヒータの配置箇所が相違するものである。
【図８】ハロゲンヒータ、反射部材、ステー部材の相対的な位置関係を示す図で、図６の構成に比べて２本のハロゲンヒータの配置箇所が相違しており、図８ａは通紙中のもの、図８ｂ、図８ｃ、図８ｄ、図８ｅ、図８ｆはそれぞれベルト回転と加熱がオフ状態になったものを示している。
【図９】ヒータ配置に対するキンク発生に関して説明する図であり、図９ａは中央配光ヒータがベルト回転方向上流側にある配置、図９ｂは端部配光ヒータがベルト回転方向上流側にある配置を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付の図面に基づき、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置を示す模式図である。この画像形成装置１は、カラーレーザープリンタであり、そのプリンタ本体の中央には、中間転写ベルト３０の展張方向に沿って４つの作像部４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋが並置して設けられている。各作像部４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋは、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の異なる色の現像剤を収容する以外は、同じ構成である。
【００１１】
具体的に、それぞれ画像ステーションを構成する各作像部４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋは、潜像担持体としてのドラム状の感光体５と、感光体５の表面を帯電させる帯電装置６と、感光体５の表面にトナーを供給する現像装置７と、感光体５の表面をクリーニングするクリーニング装置８等を備えている。なお、図１では、ブラックの作像部４Ｋが備える感光体５、帯電装置６、現像装置７、クリーニング装置８のみに色用符号を付し、その他の作像部４Ｙ、４Ｃ、４Ｍにおいては符号を省略している。
【００１２】
作像部４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋの下方には、感光体５の表面を露光する露光装置９が配設されている。露光装置９は、光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラー等を有し、画像データに基づいて各感光体５の表面へレーザー光を照射するようになっている。
【００１３】
作像部４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋの上方には、転写装置３が配設されている。転写装置３は、転写体としての中間転写ベルト３０と、一次転写手段としての４つの一次転写ローラ３１と、二次転写手段としての二次転写ローラ３６とを備える。更に、転写装置３は二次転写バックアップローラ３２、クリーニングバックアップローラ３３、テンションローラ３４、及びベルトクリーニング装置３５を備えている。
【００１４】
中間転写ベルト３０は、無端状のベルトであり、二次転写バックアップローラ３２、クリーニングバックアップローラ３３及びテンションローラ３４によって張架されている。ここでは、二次転写バックアップローラ３２が回転駆動することによって、中間転写ベルト３０は図の矢印で示す方向に周回走行（回転）するようになっている。
【００１５】
４つの一次転写ローラ３１は、それぞれ、各感光体５との間で中間転写ベルト３０を挟み込んで一次転写ニップを形成している。また、各一次転写ローラ３１には、プリンタ本体の電源が接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）及び／又は交流電圧（ＡＣ）が各一次転写ローラ３１に印加されるようになっている。
【００１６】
二次転写ローラ３６は、二次転写バックアップローラ３２との間で中間転写ベルト３０を挟み込んで二次転写ニップを形成している。また、一次転写ローラ３１と同様に、二次転写ローラ３６にもプリンタ本体の電源が接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）及び／又は交流電圧（ＡＣ）が二次転写ローラ３６に印加されるようになっている。
【００１７】
ベルトクリーニング装置３５は、中間転写ベルト３０に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を有する。
プリンタ本体の上部には、ボトル収容部２が設けられており、ボトル収容部２には補給用のトナーを収容した４つのトナーボトル２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋが着脱可能に装着されている。各トナーボトル２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋと各現像装置７との間には、周知のように補給路が設けられ、この補給路を介して各トナーボトル２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋから各現像装置７へトナーが補給されるようになっている。
【００１８】
一方、プリンタ本体の下部には、記録材としての用紙Ｐを収容した給紙トレイ１０や、給紙トレイ１０から用紙Ｐを搬出する給紙ローラ１１等が設けられている。ここで、記録材には、普通紙以外に、厚紙、はがき、封筒、薄紙、塗工紙（コート紙やアート紙等）、トレーシングペーパ、ＯＨＰシート等が含まれる。また、周知のように、手差し給紙機構が設けられていてもよい。
【００１９】
プリンタ本体内には、用紙Ｐを給紙トレイ１０から二次転写ニップを通過させて装置外へ排出するための搬送路Ｒが配設されている。搬送路Ｒにおいて、二次転写ローラ３６の位置よりも用紙搬送方向上流側には、二次転写ニップへ用紙Ｐを搬送する搬送手段としての一対のレジストローラ１２が配設されている。
【００２０】
また、二次転写ローラ３６の位置よりも用紙搬送方向下流側には、用紙Ｐに転写された未定着画像を定着するための定着装置２０が配設されている。更に、定着装置２０よりも搬送路Ｒの用紙搬送方向下流側には、用紙を装置外へ排出するための一対の排紙ローラ１３が設けられている。また、プリンタ本体の上面部には、装置外に排出された用紙をストックするための排紙トレイ１４が設けられている。
【００２１】
以上のような構成のプリンタの基本的動作は既に周知であり、簡略化のため、その説明を省略する。
図２は、定着装置２０の基本的な一実施形態を示す概略的な断面構成図である。定着装置２０は、薄肉で可撓性を有する筒状の定着部材である無端状の定着ベルト２１と、この定着ベルト２１の外周側から当接する加圧回転体である加圧ローラ２２とを有している。定着ベルト２１は、その内部（ループ内）に配された複数の定着熱源としてのハロゲンヒータ２３Ａ、２３Ｂ（以下、第１のハロゲンヒータ２３Ａ、第２のハロゲンヒータ２３Ｂともいう）の輻射熱によって加熱される。なお、熱源としては、輻射型熱源を代表するハロゲンヒータが一般的であるが、誘導加熱装置であってもよいし、抵抗発熱体、カーボンヒータ等であってもよい。
【００２２】
更に定着ベルト２１の内部には、定着ベルト２１を介して加圧ローラ２２とで定着ニップＮを形成するニップ形成部材２４と、ニップ形成部材２４を支持するステー部材２５（支持部材）とが配されている。定着ベルト２１の幅方向に渡って配されたニップ形成部材２４が、ステー部材２５によって固定支持されることで、加圧ローラ２２からの圧力によってニップ形成部材２４に撓みが生じることを防止し、加圧ローラ２２の軸方向（長手方向）に渡って均一なニップ幅が得られるようになっている。なお、ニップ形成部材２４は、機械的強度が高く耐熱温度２００℃以上の耐熱性部材、特に耐熱性樹脂、例えばポリイミド（ＰＩ）樹脂、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂、それらをガラス繊維で強化したもので構成されている。これにより、定着温度域で、熱によるニップ形成部材２４の変形を防止し、安定した定着ニップの状態を確保し、出力画質の安定化を図っている。また、ステー部材２５は、その長手方向両端を、定着装置２０の側板あるいは別途設けられたホルダに固定保持されている。
【００２３】
定着ベルトの長手方向における温度勾配を緩和する均熱部材とも称される熱移動補助部材２７が、ニップ形成部材２４のベルト内周面に対向する面を覆うように配されており、小サイズ紙通紙時に定着ベルト２１の端部領域に熱が留まることを防止して、積極的に定着ベルト２１の幅方向、即ち、熱移動補助部材２７の長手方向に熱を移動させて、長手方向の温度不均一を解消させる。そのため、熱移動補助部材２７は短時間で熱移動が可能となる熱伝導率の高い材料、例えば銅やアルミニウム等で形成されている。図２の描写では、熱移動補助部材２７の定着ベルト２１の内周面に対向する面が定着ベルト２１に直接接触する面であり、ニップ形成面となっており、平坦状に形成されているが、凹形状やその他の形状であってもよい。凹形状のニップ形成面であると、用紙先端の排出方向が加圧ローラ寄りになり、分離性が向上してジャムの発生が抑制される。
【００２４】
周知のように、定着ベルト２１の外周側の適切な位置、例えば定着ニップのベルト回転方向上流側には、ベルト温度を検知する温度センサ２９が設けられており、定着装置２０の用紙搬送方向下流側には、定着ベルト２１から用紙Ｐを分離する分離部材４０が配されている。更に、加圧ローラ２２を定着ベルト２１へ加圧する解除可能な加圧手段も設けられている。
【００２５】
低熱容量化を図るため、フィルムのように薄肉で小径化した無端状の定着ベルト２１は、ニッケルやＳＵＳ等の金属材料やポリイミド等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）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。基材と離型層の間に、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム、あるい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よい。この弾性層の厚さを１００μｍ程度にすれば、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。低熱容量化の観点から、定着ベルト２１は、全体として厚さ１ｍｍ以下に設定されている。そして、定着ベルト２１を構成する基材、弾性層、離型層のそれぞれの厚さは、２０〜５０μｍ、１００〜３００μｍ、１０〜５０μｍの範囲に設定されている。更に低熱容量化を図るためには、望ましくは、定着ベルト２１全体の厚さを０．２ｍｍ以下にするのがよく、更に望ましくは、０．１６ｍｍ以下０．０２ｍｍ以上の厚さとするのがよい。
【００２６】
断面が略Ｌ型の、第１部材２５Ａと第２部材２５Ｂとから構成され全体として断面Ｔ字状のステー部材２５は、定着ニップＮ側と反対側が起立した起立部２５ａを有しており、定着熱源としてのハロゲンヒータ２３Ａ、２３Ｂが起立部２５ａによって隔てられるように配置されていて、仕切り部材としても機能している。また、ステー部材２５とハロゲンヒータ２３Ａ、２３Ｂの間には反射部材２８Ａ、２８Ｂが配されている。これにより、ハロゲンヒータ２３Ａ、２３Ｂの定着ベルト２１に対する加熱効率を上げると共に、ハロゲンヒータ２３Ａ、２３Ｂからの輻射熱によりステー部材２５が加熱されることによる無駄なエネルギー消費を抑制できる。なお、ハロゲンヒータ２３Ａ、２３Ｂは反射部材２８Ａ、２８Ｂやステー部材２５に対して相対的な位置関係を変え得るように、それぞれの長手方向両端を、定着装置２０の側板あるいは別途設けられたホルダに保持されている（その変位については後述する）。
【００２７】
加圧ローラ２２は、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等から成る弾性層と、弾性層の表面に設けられたＰＦＡやＰＴＦＥ等から成る離型層によって構成されている。周知のように、加圧手段のバネにより加圧ローラ２２が定着ベルト２１に押し付けられ定着ベルト２１と圧接する箇所では、加圧ローラ２２の弾性層が押し潰されることで、所定幅の定着ニップＮが形成される。加圧ローラ２２は、プリンタ本体に設けられたモータ等の駆動源によって回転駆動する。加圧ローラ２２が回転駆動すると、その駆動力が定着ニップＮで定着ベルト２１に伝達され、定着ベルト２１が連れ回り回転する。定着ベルト２１は定着ニップＮで挟み込まれて回転し、定着ニップＮ以外では両端部に配された側板フランジにガイドされ、走行する。
【００２８】
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。その場合、加圧ローラ２２の内部にハロゲンヒータ等の熱源を配設してもよい。弾性層はソリッドゴムでもよいが、加圧ローラの内部に熱源が無い場合は、スポンジゴムを用いてもよい。スポンジゴムの方が、断熱性が高まり定着ベルト２１の熱が奪われにくくなるのでより望ましい。
【００２９】
図３は、ニップ形成ユニットの基本構成を示す斜視図である。図３に示すように、ニップ形成ユニットは、ニップ形成部材２４、ステー部材２５、熱移動補助部材２７によって構成される。ニップ形成ユニットでは、ニップ形成部材２４の、定着ニップＮ側と反対側の面が、ステー部材２５の定着ニップＮ側の平面と一体化される。この際、それぞれの面にボスとピンのような凹凸形状を形成させて、これらを形状拘束的に嵌め合わせるようにしてもよい。熱移動補助部材２７は略直方体状のニップ形成部材２４の、定着ベルト２１の内周面に対向する面を覆うように嵌め合わされて一体化される。熱移動補助部材２７とニップ形成部材２４の一体構成は爪等を設けて噛み合わせればよいが、接着剤等を用いてもよい。
【００３０】
熱移動補助部材２７の定着ベルト２１の内周面に対向する面はベルト摺接面２７ａとして構成されるが、機械的強度上、実質的にニップ形成面となるのはニップ形成部材２４の加圧ローラ２２に対向する面２４ａである。
【００３１】
図４は、ニップ形成ユニット及びハロゲンヒータの構成を示す斜視図である。図４に示し、また図２に関して既述したように、ステー部材２５は、断面が略Ｌ型の、第１部材２５Ａと第２部材２５Ｂとからなり、断面が略Ｔ型に構成されている。そのため、剛性が高く、ニップ形成部材２４が加圧ローラ２２からの応力によって撓むことを防止できる。また、ステー部材２５（第１部材２５Ａ及び第２部材２５Ｂ）は、ニップ形成部材２４の長手方向に直線的に延在し、ニップ形成部材２４に固定されている。したがって、定着ニップＮの長手方向全域に亘り、良好なニップ形成面を保つことができる。
【００３２】
起立部２５ａの短手方向両側では、第１のハロゲンヒータ２３Ａがベルト回転方向上流側に、第２のハロゲンヒータ２３Ｂがベルト回転方向下流側に配置されている。即ち、第１のハロゲンヒータ２３Ａ、第２のハロゲンヒータ２３Ｂは、起立部２５ａにより相互に遮られている。なお、ステー部材２５の断面形状は、略Ｔ型に限定されない。ハロゲンヒータ２３Ａ、２３Ｂを、起立部２５ａを挟み相互に仕切るような配置であればよく、第１部材２５Ａ及び第２部材２５Ｂをハロゲンヒータの長手方向に曲線的に延在してもよい。また、第１部材２５Ａ及び第２部材２５Ｂをニップ形成部材２４のニップ形成面に対し、斜め方向に起立させてもよい。
【００３３】
また、図４、図５から分かるように、第１のハロゲンヒータ２３Ａは、長手方向中央部に発熱部（フィラメントを螺旋状に巻いた部分であって配光分布が密で発熱量が大）を有し、定着ベルト２１の中央範囲を加熱し、例えばＡ４縦サイズ等の小サイズ紙に対応するものである（中央配光ヒータ）。一方、第２のハロゲンヒータ２３Ｂは、長手方向両端部に発熱部を有し、定着ベルト２１の側部範囲を加熱する（端部配光ヒータ）。そして、例えばＡ３縦サイズ等の大サイズ紙を通紙する場合には、第１のハロゲンヒータ２３Ａだけでなく、第２のハロゲンヒータ２３Ｂも点灯して、大サイズ紙に対応させる。ハロゲンヒータ２３Ａ、２３Ｂは、プリンタ本体に設けられた電源部により出力制御されて発熱するように構成されており、その出力制御は、定着ベルト２１の外周に設けられた温度センサ２９によるベルト表面の温度検知結果に基づいて行われる。このようなヒータの出力制御によって、定着ベルト２１の温度（定着温度）を所望の温度に設定できるようになっている。
【００３４】
このように２本のハロゲンヒータ２３Ａ、２３Ｂによって異なるサイズの用紙に対応させているが、更に異なるサイズの用紙が用いられる場合には、通紙領域では用紙により奪熱される一方、非通紙領域では奪熱されずに無駄に加熱されて、過昇温の問題も発生し得るところ、本実施形態では、熱伝導性の高い材料で形成された熱移動補助部材２７によって、積極的に定着ベルト２１の幅方向、即ち、熱移動補助部材２７の長手方向に熱を移動させて、長手方向の温度不均一を解消させている。
【００３５】
しかしながら、熱移動補助部材２７は定着ベルト２１の内周面と摺接しているため、銅やアルミニウム等の熱伝導性の高い材料をそのまま定着ベルト２１の内周面と摺接させると摩擦係数が大きく、ユニットトルクが大きくなって、装置の寿命が短くなる等の不具合がある。そのため、熱移動補助部材２７の定着ベルト２１との対向する（接する）ベルト摺接面２７ａ（図３参照）は平滑であり、低摩擦処理が施されていることも望ましい。具体的には、ＰＦＡやＰＴＦＥのようなフッ素系の塗装やコーティングを施す。更に、熱移動補助部材２７と定着ベルト２１内周面の間にフッ素グリスやシリコーンオイル等の潤滑剤を介在させて、摺動抵抗を低減させている。
【００３６】
以上のような基本構成を備えた定着装置における特徴的な構成を以下に説明する。この特徴的な構成は、熱源であるハロゲンヒータ２３Ａ、２３Ｂや反射部材２８Ａ、２８Ｂが定着ベルト２１の内部において変位し得るという点にある。
【００３７】
定着装置が作動するに際して、定着ベルト２１が連れ回り回転して、ハロゲンヒータ２３Ａ（小サイズ紙の場合）、あるいはハロゲンヒータ２３Ａ、２３Ｂ（大サイズ紙の場合）が点灯して定着ベルト２１を加熱することで通紙可能となる（図６ａ）。この時点でハロゲンヒータ２３Ａ、２３Ｂと反射部材２８Ａ、２８Ｂとは反射効率の最も良い相対的な位置関係をとっている。
【００３８】
そして定着動作が終わり、即ち、定着装置において通紙が終了すると、ハロゲンヒータが消灯して定着ベルト２１への加熱を停止し、しかる後に定着ベルト２１の連れ回り回転も停止する。このように加熱と連れ回り回転を段階的に停止することで、定着ベルトが局所的に過昇温状態となってキンクを発生する事態を防止する。しかしながら、ジャム等の異常が発生して画像形成装置が緊急停止すると、定着ベルト２１の回転も直ちに停止する。この場合、ハロゲンヒータへの電力供給を停止してもハロゲンヒータの残熱によってハロゲンヒータに対向するベルト部分が加熱され、フィルム状に薄く低熱容量の定着ベルト２１ではキンクが発生する可能性がある。これを避けるために、定着ベルト２１が緊急停止する場合、ハロゲンヒータ２３Ａ、２３Ｂや反射部材２８Ａ、２８Ｂが定着ベルト２１の内部において移動する。
【００３９】
図６ｂは、図６ａの位置関係に対して、ハロゲンヒータ２３Ａ、２３Ｂのみが移動する構成を示すものである。定着ベルト２１の内面とヒータの距離を遠ざけるように両者の相対的な位置関係を変えることで、定着ベルト２１への熱の伝達効率を低下させている。小サイズ紙の通紙中に緊急停止する場合、２本のハロゲンヒータ２３Ａ、２３Ｂを共に移動させるようにしてもよいが、点灯していた中央域加熱用のハロゲンヒータ２３Ａのみを移動させてもよい。ハロゲンヒータ２３Ａ、２３Ｂの移動は、定着装置２０の側板あるいは別途設けられたホルダに設けられたカム機構や歯車機構によって実行されるが、それらの機構は周知であり、ここでは説明を省略する。
【００４０】
図６ｃは、図６ａの位置関係に対して、ハロゲンヒータ２３Ａ、２３Ｂと反射部材２８Ａ、２８Ｂが一体的に移動する構成を示すものである。定着ベルト２１の内面とヒータの距離を遠ざけることで、定着ベルト２１への熱の伝達効率を低下させている。ヒータと反射部材の相対的な位置関係は変更しないので反射効率は変化しない。ハロゲンヒータ２３Ａ、２３Ｂや反射部材２８Ａ、２８Ｂの移動は、カム機構や歯車機構によって一体的に実行される。なお図６ｃでは、反射部材２８Ａ、２８Ｂが通紙中にはステー部材２５から離間しており、緊急停止時にはステー部材２５に接するように移動する構成となっているが、このような反射部材とステー部材が接離する構成もあり得るということである。
【００４１】
図６ｄも、図６ａの位置関係に対して、ハロゲンヒータ２３Ａ、２３Ｂと反射部材２８Ａ、２８Ｂが一体的に移動する構成を示すものである。定着ベルト内面とヒータの距離を遠ざけることで、定着ベルト２１への熱の伝達効率を低下させている。ヒータと反射部材の相対的な位置関係は変更しないので反射効率は変化しない。図６ｂの場合よりもヒータの定着ベルト内面からの遠ざかりが小さいので、熱伝達効率の低下も小さいが、ヒータと反射部材を一体的に移動させるので、そのための機構を簡単化できる。
【００４２】
図６ｅは、図６ａの位置関係に対して、ハロゲンヒータ２３Ａ、２３Ｂと反射部材２８Ａ、２８Ｂが別々に移動する構成を示すものである。ハロゲンヒータ２３Ａ、２３Ｂや反射部材２８Ａ、２８Ｂの移動は、それぞれのカム機構や歯車機構によって実行される。定着ベルト２１の内面とヒータの距離を遠ざけることで、定着ベルト２１への熱の伝達効率を低下させている。更に、ヒータと反射部材の相対的な位置関係を変更することで反射効率も低下させている。
【００４３】
図６ｆは、図６ａの位置関係に対して、ハロゲンヒータ２３Ａ、２３Ｂと反射部材２８Ａ、２８Ｂが別々に移動する構成を示すものである。ヒータと反射部材の相対的な位置関係を変更することで反射効率を低下させている。より大きく反射効率を低下させるために反射部材２８Ａ、２８Ｂとの位置関係を変更するようにハロゲンヒータ２３Ａ、２３Ｂを移動させるが、定着ベルト２１の内面とヒータの距離は一定である。
【００４４】
図７は、ニップ形成ユニット及びハロゲンヒータの構成を示す斜視図で、図４の構成に比べて２本のハロゲンヒータの配置箇所が相違するものである。即ち、定着ベルト２１の端部範囲を加熱するために長手方向両端部に発熱部を有した第２のハロゲンヒータ２３Ｂがベルト回転方向上流側に、定着ベルト２１の中央範囲を加熱するために長手方向中央部に発熱部を有した第１のハロゲンヒータ２３Ａがベルト回転方向下流側に配置されている。
【００４５】
このような位置関係を有する定着装置においても、ハロゲンヒータ２３Ａ、２３Ｂや反射部材２８Ａ、２８Ｂが定着ベルト２１の内部において変位する。その状態を図８に示す。図８ａ、図８ｂ、図８ｃ、図８ｄ、図８ｅ、図８ｆはそれぞれ、図６ａ、図６ｂ、図６ｃ、図６ｄ、図６ｅ、図６ｆに対応するものであり、重複説明を避けるため、ハロゲンヒータ２３Ａ、２３Ｂや反射部材２８Ａ、２８Ｂの移動に関する説明は図６に譲る。
【００４６】
なお、停止状態の定着ベルトをヒータにより局所加熱すると、ヒータの発熱部と対向するベルト部分のみが加熱され、ベルト周方向の温度分布が不均一となる。そのため、定着ベルトのヒータとの対向部分（温度上昇部分）と、ヒータと対向していない部分（非温度上昇部分）との間に熱膨張差が生じる。その結果、温度上昇部分は長手方向（軸方向／ベルト幅方向）で膨張しようとするが、非温度上昇部分は維持しようとする。また、ヒータにより加熱される温度上昇部分においても、定着ベルトの長手方向端部付近は熱が逃げるため、中央部よりも温度が低い。このため、定着ベルトの温度上昇部分の長手方向中央部が最も熱膨張する。よって、ベルト長手方向の一部において加熱する場合、ベルトの温度上昇部分、特にその中央部は長手方向外側へ大きく膨張しようとするが、非温度上昇部分、特にその中央部は維持しようとするため、温度上昇部分中央部は外側へ膨張できずに、内側へ凹ますような応力が生じる。その結果、定着ベルトの温度上昇部分中央部が内側に凹むような塑性変形（キンク）が生じ得る。
【００４７】
以上から、２本のハロゲンヒータ２３Ａ、２３Ｂの間にステー部材２５が配置される構成では、ヒータ配置により、定着ベルト２１の温まり方、即ち、長手方向の熱膨張が異なることが分かる。図９に示すように、中央配光ヒータである第１のハロゲンヒータ２３Ａをベルト回転方向上流側に配置する構成（図９ａ；図４）の方が、長手方向への熱膨張が妨げられ、中央部にキンクが発生し易い。一方、端部配光ヒータである第２のハロゲンヒータ２３Ｂをベルト回転方向上流側に配置する構成（図９ｂ；図７）の方が、ベルト中央部が加熱される際に既にベルト端部が加熱されており、長手方向の熱膨張が妨げられにくく、中央部にキンクが発生しにくい。つまり、図７に示すような端部配光ヒータがベルト回転方向上流側に、中央配光ヒータがベルト回転方向下流側にある構成では、ヒータや反射部材が可動でなくとも、図４に示すような中央配光ヒータがベルト回転方向上流側に、端部配光ヒータがベルト回転方向下流側にある構成よりも、キンクが発生しにくい構成ということができる。
【００４８】
以上、本発明を実施形態に基づいて説明した。本発明は実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で適宜変更可能である。また、本発明の定着装置を備える画像形成装置としては複写機あるいはプリンタに限らず、ファクシミリや複数の機能を備える複合機であってもよい。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることも可能である。
【符号の説明】
【００４９】
２０  定着装置
２１  定着ベルト
２２  加圧ローラ
２３Ａ、２３Ｂ  ハロゲンヒータ
２４  ニップ形成部材
２５  ステー部材
２５Ａ  第１部材
２５Ｂ  第２部材
２５ａ  起立部
２７  熱移動補助部材
２７ａ  ニップ形成面
２８Ａ、２８Ｂ  反射部材
２９  温度センサ
Ｎ  定着ニップ
Ｐ  用紙
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５０】
【特許文献１】特開２０１７−１０００４号公報
【特許文献２】特開２０１７−１６７４６０号公報
【特許文献３】特開２０１４−２２２３１６号公報
【図１】
2019159087.tif 000003
【図２】
2019159087.tif 000004
【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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