(57)【要約】【課題】安定した定着性を確保でき、ウォーミングアップ時間も短縮され、使用者の利便性向上、省電力も達成できる定着装置を提供することを目的とする。【解決手段】エンドレスベルト状で薄肉の加熱部材７２と、加熱部材７２内に配される輻射発熱源７７と、シートを通過させ加熱・加圧するためのニップ部Ｎを形成するように加熱部材７２と圧接され、回転駆動する加圧部材７３と、ニップ部Ｎにおいて加圧部材７３からの圧力を受けるため加熱部材７２の内側に加熱部材７２と接して設けられる受圧部材７４と、受圧部材７４に突き立てられる補強部材７６とを備えた定着装置１において、輻射発熱源７７から加熱部材７２に輻射光が直接当たらないように輻射発熱源７７の一部に反射膜８１又は反射部材８３が設けられ、補強部材７６には、輻射発熱源７７からの輻射光を反射させるため反射膜８０又は反射部材８２が設けられる。【選択図】図３
2008139382.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンドレスベルト状の加熱部材と、前記加熱部材内に配される輻射発熱源と、シートを通過させ加熱・加圧するためのニップを形成するように前記加熱部材と圧接されるとともに回転駆動する加圧部材と、前記ニップにおいて前記加圧部材からの圧力を受けるため前記加熱部材の内側に前記加熱部材と接して設けられる受圧部材と、前記受圧部材に突き立てられる補強部材とを備えた定着装置において、
前記輻射発熱源から前記加熱部材に輻射光が直接当たらないように前記輻射発熱源の一部に反射膜又は反射部材が設けられ、
前記補強部材には、前記輻射発熱源からの輻射光を反射させるための反射膜又は反射部材が設けられていることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記補強部材は、前記受圧部材に突き立てられる方向に対し、輻射光を拡散するため傾斜面を有するように形成されていることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項３】
前記反射膜及び前記反射部材には、アルミニウムが用いられていることを特徴とする請求項１又は２記載の定着装置。
【請求項４】
請求項１乃至３にいずれか１項に記載の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、複写機、プリンタ、ファクシミリ機等の画像形成装置に用いられる定着装置及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、複写機等の電子写真方式による画像形成装置では、画像形成装置によりシート上に形成されたトナー像を加熱・加圧し、トナーを溶融させてシートに固着する手段として定着装置が用いられる。又、一般に、定着装置は、トナー像が転写されたシートを加熱・加圧してトナー像をシートに定着させるため、トナーを溶融できる温度にまで加熱される加熱ローラと、加熱ローラに圧接される加圧ローラとを備えており、加熱ローラと加圧ローラでニップを形成する。このニップに、トナー像が転写されたシートを進入させ、ニップに挟まれつつシートが搬送されることで、トナー像がシートに定着される。
【０００３】
そして、定着装置は、加熱ローラを加熱するため、通常発熱源を有している。ここで、加熱ローラ、即ち、定着装置をトナー溶融可能温度にまで急速に暖めることができれば、画像形成装置の電源投入後や、スリープモードからの復帰後の使用者の待ち時間を減らすことができ、使用者の利便性が向上する。又、画像形成装置の使用時にのみ発熱源に電力を供給することや、不使用時の定着装置の温度を従来に比べ低くしておくことも可能になり画像形成装置の消費電力を抑えることもできる。
【０００４】
そこで、急速に定着装置を暖めるための構成が、特許文献１に記載されている。特許文献１には、ヒータを内蔵した加熱ローラと、加圧ローラを備えたヒートローラ式トナー定着装置において、加熱ローラ内に熱線反射板を装備し、熱線反射板は、ヒータからの赤外線を未定着トナーが接する側の加熱ローラ内面の定着加熱加圧部領域に向けて照射するように装備されているヒートローラ式定着装置が提案されている。このように構成することで、加熱ローラの素早い昇温と、省電力を達成することが試みられている。（特許文献１：請求項１、図１、段落００３１参照）。
【特許文献１】特開平０８−１６０７９４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、定着装置をより急速に暖めることができるように、定着装置は、加熱ローラではなく、加熱ローラよりもずっと薄く形成されるエンドレスベルト状の加熱部材と、加熱部材の内側に設けた輻射発熱源と、加熱部材に圧接してニップを形成する加圧部材と、加熱部材が薄いため加圧部材の圧力を受けるニップ部分の加熱部材の内側に無端状ベルトと接して設けられる受圧部材等により構成されることがある。尚、このような定着装置では、加圧部材が回転駆動し、加熱部材は、これに従動する。
【０００６】
そして、エンドレスベルト状の加熱部材は、例えば金属のフィルムや金属箔等で構成され、薄肉であり、具体的にはスリーブ形状、円筒形状とされる。加熱部材を薄肉とするから、従来よりも出力の低い輻射発熱源を用いても、加熱部材は急速に発熱源により暖められ、トナーを溶融・定着できるまでのウォームアップ時間を極めて短くすることができ、省電力を達成できる。そして、この定着装置では、加熱部材と加圧部材、そして受圧部材により形成されるニップにトナー像が転写されたシートが進入し、ニップに挟まれつつ搬送されることで、トナーは、加熱・加圧されて溶融し、シートに固着される。
【０００７】
しかし、シートを加熱するための加熱部材に薄肉のものを用いると、素早く暖めることができるものの、加熱部材の表面上に温度ムラが発生する場合があるという問題がある。これは、輻射光が輻射発熱源の表面から均一に放たれないことが原因の１つである。例えば、ハロゲンランプのような輻射発熱源では、フィラメントは通常、巻線となっており、放射される輻射光にムラがある。特に、輻射発熱源と加熱部材が近いほど加熱部材の外側表面に現れる温度ムラは顕著となる。
【０００８】
又、加熱部材は薄肉であるから、加熱部材の内面で吸収された輻射光による輻射熱が、加熱部材の内面から外表面に伝わる間に均一化されないことも原因である。言い換えると、特許文献１記載の加熱ローラのように一定の厚みを有し（特許文献１：段落００１８参照）、発熱源に対し、熱容量をある程度有するものならば、加熱部材の内面から表面に伝わる間に温度ムラは緩和され均一化されるが、薄肉であるとそのまま加熱部材表面の温度ムラとなって現れてしまう。
【０００９】
このような、加熱部材の外表面上の温度ムラは、具体的には、輻射発熱源は、薄肉のエンドレスベルトの長手方向に沿って内部に設けられるから、シート搬送方向に対して垂直な方向における温度ムラとして現れる。
【００１０】
温度の低い部分も定着可能温度まで温度が上昇するまで、定着を確実に行うことができないから、結果として、温度ムラは、定着装置全体としての温度上昇の妨げとなり、ウォーミングアップ時間が長くなる原因となる。又、加熱部材の表面上に温度ムラがあるまま定着を行うと、温度の低い部分が原因となって定着不良を引き起こす場合があるから、温度ムラは、定着不良の原因となる。
【００１１】
そこで、特許文献１記載の発明を見てみると、その構成上、積極的に、加熱ローラに輻射発熱源を近接させ、加熱ローラに輻射光を当てている（特許文献１：図１、段落００１９参照）。そして、加熱ローラの代わりに、薄肉の加熱部材を適用すれば、上記の理由により、加熱部材の外表面上に温度ムラが生ずる場合がある。従って、特許文献１記載の発明を薄肉の加熱部材を利用した定着装置に適用することはできない。尚、特許文献１記載の発明では熱線反射板を設けているが、温度ムラを考慮して設けられたものではなく、輻射発熱源と加熱ローラは近接して配置されているから、温度ムラを解消するまでには至らない。
【００１２】
そうすると、特許文献１の発明は、薄肉、例えばフィルム状の加熱部材を用いた定着装置に適用できないものであり、ウォームアップ時間が長くなったり、定着不良が生じたりしてしまう。現に、特許文献１には、加熱ローラ表面における温度ムラについての記載はない。尚、特許文献１の加熱ローラには０．５〜１ｍｍである筒状部材が用いられていて（特許文献１：段落００１８）、一定の厚み、熱容量を有するものであり、温度ムラについての記載はない。
【００１３】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、安定した定着性を確保でき、ウォーミングアップ時間も短縮され、使用者の利便性向上、省電力も達成できる定着装置を提供することを目的とする。又、この定着装置を用いることにより、使用者の利便性が高く、定着不良がなく画像品質が良好な省電力の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】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、エンドレスベルト状の加熱部材と、前記加熱部材内に配される輻射発熱源と、シートを通過させ加熱・加圧するためのニップを形成するように前記加熱部材と圧接されるとともに回転駆動する加圧部材と、前記ニップにおいて前記加圧部材からの圧力を受けるため前記加熱部材の内側に前記加熱部材と接して設けられる受圧部材と、前記受圧部材に突き立てられる補強部材とを備えた定着装置において、前記輻射発熱源から前記加熱部材に輻射光が直接当たらないように前記輻射発熱源の一部に反射膜又は反射部材が設けられ、前記補強部材には、前記輻射発熱源からの輻射光を反射させるための反射膜又は反射部材が設けられることとした。
【００１５】
又、請求項２に係る発明は、請求項１記載の発明において、前記補強部材は、前記受圧部材に突き立てられる方向に対し、輻射光を拡散するため傾斜面を有するように形成されることとした。
【００１６】
又、請求項３に係る発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記反射膜及び前記反射部材には、アルミニウムが用いられることとした。
【００１７】
又、請求項４に係る発明は、画像形成装置であって、請求項１乃至３にいずれか１項に記載の定着装置を備えることとした。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１記載の発明によれば、輻射発熱源からの輻射光を直接加熱部材にあてず、輻射発熱源や補強部材に反射膜又は反射部材を設けることにより、輻射光が反射し、ある程度拡散された状態となったうえで加熱部材の内面に輻射光があてられるから、例えば、フィルム状のエンドレスベルトの加熱部材を用いても、加熱部材の外表面上における温度ムラの発生を防ぐことができる。従って、加熱部材を均一に急速に暖めることができるから、連続して定着を行っても加熱部材を定着に要する温度に保つことが容易に達成されるとともに、加熱部材の外表面上に温度の低い部分と高い部分ができてしまうことを防ぐことができ、安定した定着性を確保することができる。又、定着不良を回避するために温度の低い部分の昇温を待つ必要が無くなり、加熱部材を暖めるためのウォーミングアップ時間を短縮することができる。
【００１９】
更に、加熱部材は、従来のような加熱ローラに比べ薄肉に形成され、急速に加熱部材を暖めることができるから、この点においてもウォーミングアップ時間を極めて短縮することができ、使用者の利便性が高まる。又、加熱部材を予熱しておく必要もないから、省電力も達成できる。
【００２０】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明の効果に加え、前記補強部材に傾斜面を有するように形成するから、反射面が角度を有することにより輻射発熱源に輻射光が戻らないように仕向けることができ、効率よく加熱部材を暖めることができる。即ち、よりウォーミングアップ時間を短縮することができ、安定した定着性を確保できる。
【００２１】
請求項３記載の発明によれば、請求項１又は２記載発明の効果に加え、コスト的に有利な定着装置を提供することができる。
【００２２】
請求項４記載の発明によれば、請求項１乃至３にいずれか１項に記載の定着装置を用いるから、ウォーミングアップ時間が極めて短く、安定した定着性を有し、使用者の利便性が高く、省電力という高品質の画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の第１の実施形態について図１〜３を参照しつつ説明する。但し、本実施の形態に記載されている構成、配置等の各要素は、発明の範囲を限定するものではなく単なる説明例にすぎない。
【００２４】
まず、図１を用いて、本発明の第１の実施形態における定着装置１を備えた電子写真方式でフルカラー対応の画像形成装置２の概略を説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置２の概略構成を示す正面から見た模型的断面図である。
【００２５】
図１に示すように、画像形成装置２は、箱形を呈したケース２ａを有する。このケース２ａ内に、画像形成部１０、中間転写部２０、２次転写部３０、シート供給部４０、シート搬送路５０、定着装置１、排出部６０等を備えている。
【００２６】
前記画像形成部１０は、画像形成装置２に入力された画像データに基づき、トナー像を形成するためのものである。画像形成部１０は、画像形成装置２の内部の上方に位置するように設けられる。図１に示すように、画像形成部１０は、ブラックの画像を形成する画像形成ユニット１０Ｂと、イエローの画像を形成する画像形成ユニット１０Ｙと、シアンの画像を形成する画像形成ユニット１０Ｃと、マゼンタの画像を形成する画像形成ユニット１０Ｍの４つの画像形成ユニット１０Ｂ、１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍを備えている。これにより、画像形成装置２は、フルカラーの画像形成を行えるようになっている。
【００２７】
４つの画像形成ユニット１０Ｂ、１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍは、図１の紙面の左側から右側へ向けて、順次、１０Ｂ（ブラック）、１０Ｙ（イエロー）、１０Ｃ（シアン）、１０Ｍ（マゼンダ）の順に配される。尚、各画像形成ユニット１０Ｂ、１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍの構成は同様であるから、以下では、画像形成ユニット１０としてＢ、Ｙ、Ｃ、Ｍの符号を省略し画像形成ユニット１０として、以下、特に説明がない限り統一して説明する。従って、画像形成ユニット１０Ｂ、１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍは同様に説明できる。
【００２８】
図１に示すように、画像形成ユニット１０は、像担持体としての感光体ドラム１１、帯電ローラ１２、露光装置１３、現像装置１４、１次転写ローラ１５、ドラムクリーニングローラ１６等がそれぞれ設けられている。
【００２９】
前記感光体ドラム１１は、その周面上に静電潜像が形成された後、トナーＴが供給されることで、トナー像を形成するためのものである。感光体ドラム１１は、画像形成ユニット１０の中央位置に配されている。例えば、感光体ドラム１１は、アルミニウム製のドラムの外周面上に正帯電のＯＰＣやアモルファスシリコンの感光層を有するように構成されていて、駆動装置（不図示）によって所定のプロセススピードで図１の正面視反時計方向に回転駆動される。
【００３０】
前記帯電ローラ１２は、所定の電位で感光体ドラム１１の周面を帯電させるためのものである。そのため帯電ローラ１２には、所定の電圧が印加されるようになっている。そして、帯電ローラ１２は、図１において感光体ドラム１１の上方に配されていて、所定のプロセススピードで図１の正面視時計方向に回転するようになっている。
【００３１】
前記露光装置１３は、帯電ローラ１２によって一様に帯電された感光体ドラム１１の周面に、画像形成装置２に入力された形成すべき画像データに基づき、レーザ光を感光体ドラム１１に対し照射し、感光体ドラム１１の周面を走査・露光するためのものである。これにより、感光体ドラム１１の周面上に静電潜像が形成される。又、図１において、露光装置１３は感光体ドラム１１の上方であって、帯電ローラ１２の左側方に配されている。
【００３２】
前記現像装置１４は、感光体ドラム１１の周面上に形成された静電潜像に向けて、トナーＴを供給するものである。感光体ドラム１１上の静電潜像に現像装置１４からトナーＴが供給されることで、感光体ドラム１１の周面上にトナー像が形成されることになる。そして、現像装置１４は、図１において感光体ドラム１１の左側方に設けられていて、感光体ドラム１１と所定の隙間が設けられつつ対向する位置に現像ローラ１４ａが設けられている。又、現像ローラ１４ａは、所定のプロセススピードで図１の正面視時計又は反時計方向に回転するようになっている。
【００３３】
そして、現像装置１４は、トナーＴを含む現像剤を収容し、トナーを所定の電位に帯電させる（尚、画像形成ユニット１０Ｂの現像装置１４はブラックのトナーＴを含む現像剤を、画像形成ユニット１０Ｙの現像装置１４はイエローのトナーＴを含む現像剤を、画像形成ユニット１０Ｃの現像装置１４はシアンのトナーＴを含む現像剤を、画像形成ユニット１０Ｍの現像装置１４はマゼンタのトナーＴを含む現像剤を収容している）。そして、現像剤は、現像ローラ１４ａの上方において現像装置１４内に収容されている。又、現像ローラ１４ａの斜め上方に配されたトナー供給ローラ１４ｂは、現像ローラ１４ａの周面にトナーＴの薄層が形成されるように、適切な量のトナーＴ（現像剤）を現像ローラ１４ａに供給するためのものである。
【００３４】
前記１次転写ローラ１５は、後述する中間転写部２０において張架されている中間転写ベルト２４に、感光体ドラム１１上に形成されたトナー像を転写するためのものである。そして、１次転写ローラ１５は、感光体ドラム１１の下方に配され、感光体ドラム１１と無端状の中間転写ベルト２４を介して当接し、１次転写のためのニップを形成する。１次転写ローラ１５には、トナー像の転写のため所定の電圧が印加される。又、１次転写ローラ１５は、図１において感光体ドラム１１及び中間転写ベルト２４に従動し、図１の正面視反時計方向に回転するようになっている。
【００３５】
前記ドラムクリーニングローラ１６は、感光体ドラム１１の表面に残った１次転写残トナーＴを除去して回収するためのものであり、次に形成されるトナー像が適切に形成されるようにするためのものである。例えば、前記ドラムクリーニングローラ１６は、周面がＥＰＤＭのような素材で、円筒状に形成されていて、所定のプロセススピードで図１の正面視反時計方向に回転駆動されている。
【００３６】
次に、中間転写部２０について説明する。前記中間転写部２０は、感光体ドラム１１上に形成されたトナー像が転写され、転写されたトナー像をシートＳに転写するためのものである。そして、中間転写部２０は、本実施形態における画像形成装置２内のほぼ中心に配され、駆動ローラ２１、２本のテンションローラ２２、２３、中間転写ベルト２４、ベルトクリーニング装置２５等を備えている。
【００３７】
駆動ローラ２１は、画像形成ユニット１０Ｂの下方に位置するように配されていて、中間転写ベルト２４を回転させるためのものであり、モータ（不図示）から回転駆動力が伝達される。テンションローラ２２、２３は各画像形成ユニット１０Ｂ、１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍにおける各感光体ドラム１１と各１次転写ローラ１５の間のニップにおいて、中間転写ベルト２４が一直線となるように、図１において、画像形成ユニット１０Ｂの感光体ドラム１１の左方に１つ、画像形成ユニット１０Ｍの右方に１つ設けられ、回転可能に支持されている。
【００３８】
そして、中間転写ベルト２４は、これらの駆動ローラ２１、テンションローラ２２、２３、各１次転写ローラ１５に張架されていて、駆動ローラ２１が回転することで、図１の正面視反時計方向に回転駆動される。又、中間転写ベルト２４は上述したように、感光体ドラム１１と１次転写ローラ１５が形成するニップを通るように張架されていて、感光体ドラム１１上のトナー像は、所定のタイミングで１次転写ローラ１５に転写電圧を印加することで、中間転写ベルト２４上に１次転写される。
【００３９】
尚、ベルトクリーニング装置２５は、中間転写ベルト２４の表面に残った２次転写残トナーＴを清掃し、除去して回収するためのものであり、中間転写ベルト２４に接離機構（不図示）により接離自在となっていて、図１において、駆動ローラ２１及びテンションローラ２２の左方に設けられている。
【００４０】
前記２次転写部３０は、主として２次転写ローラ３１及び駆動ローラ２１から構成される。前記２次転写ローラ３１は、中間転写ベルト２４上に１次転写されたトナー像を、用紙等のシートＳに転写する２次転写を行うためのものである。そして、２次転写ローラ３１は、中間転写ベルト２４を介し、所定のタイミングで、接離機構（不図示）により、駆動ローラ２１に圧接される。この際、２次転写ローラ３１には、転写電圧が印加され、トナー像がシートＳに転写される。
【００４１】
前記シート供給部４０は、２次転写部３０に向けて、例えば、コピー用紙、ＯＨＰシート、ラベル用紙等のシートＳを供給するためのものである。シート供給部４０は、カセット４１、ピックアップローラ４２、重送防止ローラ対４３等から構成されている。カセット４１は、複数のシートＳを収容するためのものであって、函型かつ上面が開放されている。又、カセット４１内には複数のシートＳが載置される載置板４４が設けられている。又、図１におけるカセット４１の右上方位置にピックアップローラ４２が設けられる。具体的なシート供給動作をみると、載置板４４に設けられたリフト機構（不図示）により、載置された最上位のシートＳがピックアップローラ４２に当接し、ピックアップローラ４２の駆動により、シートＳが１枚ずつシート搬送路５０に送り出される。尚、ピックアップローラ４２の近傍かつシート搬送方向下流側には、重送防止ローラ対４３が設けられている。重送防止ローラ対４３は、それぞれのローラが同方向に回転するようになっていて、シートＳが重なったまま搬送されること防ぐ。
【００４２】
前記シート搬送路５０は、シート供給部４０から、２次転写部３０及び定着装置１を経て排出部６０までシートＳを搬送するためのものであり、複数のガイド５１や搬送ローラ対５２で構成されている。尚、２次転写部３０のシート搬送方向上流側には、レジストローラ対５３が設けられていて、レジストローラ対５３は、一旦、搬送されてきたシートＳを止め、２次転写部３０でシートＳの適切な位置でトナー像が転写されるように、所定のタイミングと速度でシートＳを２次転写部３０に送り出す。尚、図１において、シートの搬送方向を破線で示している。
【００４３】
定着装置１は、シートＳに２次転写されたトナー像を加圧・加熱し、トナーＴを溶融しシートＳに固着させるためのものであるが、詳細は後述する。
【００４４】
排出部６０は、画像が形成されたシートＳを画像形成装置２内から排出するためのものであり、排出口には、シートＳを排出するための排出ローラ対６１が設けられている。更に、画像形成装置２の上面には、排出されたシートＳを受け止めるための排出トレイ６１が設けられ、一定部数の画像形成済みのシートＳが載置可能となっている。
【００４５】
次に、上記した画像形成装置２による画像形成動作について説明する。
【００４６】
画像形成開始信号が発せられると、所定のプロセススピードで回転駆動される感光体ドラム１１は、帯電ローラ１２によって一様に正極性に帯電される。そして、露光装置１３は、入力される画像信号を光信号にそれぞれ変換し、レーザを帯電された感光体ドラム１１上を走査露光する。これにより、静電潜像が形成される。
【００４７】
そして、感光体ドラム１１上に形成された静電潜像は、感光体ドラム１１の帯電極性（正極性）と同極性の現像バイアスが印加された現像装置１４によりトナーＴの供給を受け、トナー像として可視像化される。その後、トナー像は、感光体ドラム１１と転写ローラ間の１次転写部にて１次転写バイアス（トナーＴと逆極性（負極性））が印加された転写ローラにより、回転（移動）している中間転写ベルト２４上に１次転写される。
【００４８】
ここで、カラーの画像を形成する場合、上記と同様のプロセスで、まず画像形成ユニット１０Ｂにてブラックのトナー像を中間転写ベルト２４に一時転写する。次に、画像形成ユニット１０Ｙに中間転写ベルト２４の当該部分は回転移動される。そして、画像形成部１０Ｙにおいてイエローのトナー像が、重ね合わされる。これを繰り返し、画像形成ユニット１０Ｃにおいてシアンのトナー像が、画像形成部１０Ｍにおいてマゼンダのトナー像上に重ね合わされる。このようにして、中間転写ベルト２４に１次転写され、中間転写ベルト２４を１回転させるだけで、フルカラーのトナー像が形成される。
【００４９】
そして、中間転写ベルト２４上で重ね合わせられたトナー像は２次転写部５０で搬送されてきたシートＳに二次転写され、シートＳは定着装置１に搬送されてトナー像が溶融、固着された後、排出部６０より排出される。
【００５０】
次に、図２に基づき、本発明の第１の実施形態における定着装置１の各部材の配置、構造について述べる。図２は、本発明の第１の実施形態に係る定着装置１の斜視図である。
【００５１】
図２に示すように、本実施形態における定着装置１は、筐体７１、加熱部材７２、加圧部材７３、受圧部材７４、固定部材７５、補強部材７６等から構成されている。
【００５２】
前記筐体７１は、図２における左右方向に長く形成されている。即ち、加熱部材７２や加圧部材７３の軸線方向と平行な方向に長く形成されている。そして、筐体７１は基本的に３つの部材から構成されている。具体的には、矩形状の上面板７１ａと上面板７１ａの長手方向の端部で取り付けられた断面が略Ｌ字上の２枚の側面板７１ｂ、７１ｃから構成されている。又、２枚の側面板７１ｂ、７１ｃには小判形状の貫通孔７１ｄが設けられている。このように構成される筐体７１は、上面板７１ａの長手方向と垂直な方向から見て断面が略コの字状となっている。
【００５３】
図２に示すように、前記加熱部材７２は、エンドレスベルトであり、具体的には、円筒状、スリーブ状とすることができ、本実施形態における加熱部材７２は、円筒形状となっている。そして、加熱部材７２の下方には、加熱部材７２と接するようにして、加熱部材７２の軸線と平行になるようにローラ状の加圧部材７３が設けられている。又、加圧部材７３の両端部からは、ローラ軸７３ａが突出していて、別途、画像形成装置１のケースその他の部材により回転可能に支持され、このローラ軸７３ａに駆動機構（不図示）やモータ（不図示）を接続することにより、加圧部材７３は所定の速さで回転駆動する。従って、加熱部材７２に加圧部材７３は圧接されているから、加圧部材７３の回転に従動して加熱部材７２も回転するようになっている。尚、加圧部材７３は、加熱部材７２よりも軸線方向において長く形成されており、又、加熱部材７２の軸線の中点と、加圧部材７３の軸線の中点がほぼ一致するように配されている。
【００５４】
筐体７１の長手方向において、側面板７１ｂ、７１ｃの内側と外側に跨るようにして、貫通孔７１ｄの下部に固定部材７５が配されている。固定部材７５は、加熱部材７２の軸線方向から見て凸型の形状となっている。又、固定部材７５は、最終的に筐体７１と結合され、固定される。
【００５５】
そして、図２に示すように、固定部材７５と固定部材７５に挟まれるようにして、受圧部材７４及び補強部材７６が、加熱部材７２の内側で固定部材７５により固定されている。図２及び３で示すように、受圧部材７４の上面に受圧部材７４と接して補強部材７６が設けられている。尚、加熱部材７２と受圧部材７４と補強部材７６との位置関係の詳細は後述する。
【００５６】
次に、図３に基づき、第１の実施形態に係る定着装置１の詳細な構造について述べる。図３は、本発明の第１の実施形態に係る定着装置１の模型的断面図である。尚、以下に示す図面では、説明の便宜上、筐体７１及び固定部材７５を省略して示す。
【００５７】
図３に示すように、第１の実施形態に係る定着装置１は、少なくとも、加熱部材７２と、輻射発熱源７７と、加圧部材７３と、受圧部材７４と、補強部材７６を備えていて、加熱部材７２と加圧部材７３の間で形成されるニップにトナーＴが載置されたシートＳが進入、通過して定着が行われるようになっている。
【００５８】
図３に示すように、前記加熱部材７２は、薄肉に形成された例えば金属製のフィルムで形成されており、エンドレスベルト状となっている。具体的には、本実施形態における加熱部材７２は、スリーブ状、円筒状に形成されている。ここで、本実施形態における加熱部材７２は、例えば、厚さを３０μｍ程度とすることが可能である。尚、厚さは、３０μｍに限られるものではなく、加熱部材７２の素材や定着するシートＳの厚さによって適宜変更することができ、例えば、２０〜１００μｍというように、幅を持たせることが可能である。
【００５９】
又、加熱部材７２は、熱容量、強度、耐熱性、耐摩耗性等を鑑みて、例えば、ＳＵＳ（ステンレス鋼）を用いることができる。ここで、本実施形態においては、厚さは、例えば３０μｍとするから、ステンレス箔を用いることになる。尚、加熱部材７２には、金属だけでなく、例えばポリイミドのような樹脂を用いることも可能である。又、加熱部材７２の表面（周面）をフッ素樹脂等により離型性を高められた離型層を有するようにしてもよい。これにより、ニップを通過したシートＳで溶融・固着されたトナーＴの粘着性により加熱部材７２にシートＳが貼り付いてしまうことを防ぐことができ、定着装置１でシートＳが詰まることを防ぐことができる。
【００６０】
又、本実施形態における加熱部材７２は直径３０ｍｍ程度であるが、直径もこれに限られるものではなく、更に小型化をするならば例えば直径を２０ｍｍとすることも可能であるし、大型化するならば、例えば直径を４０ｍｍとすることも可能であり、定着装置１全体の大きさを考慮して、適宜設定可能である。又、本実施形態における加熱部材７２は、シート搬送方向に対し垂直な方向（図３の紙面垂直方向）における加熱部材７２の幅、即ち長手方向における長さは、３１０ｍｍ程度であり、Ａ４用紙の縦方向の大きさに対応しているが、この長さも、定着装置１、画像形成装置２において使用されるシートＳのサイズに合わせて適宜設定可能である。
【００６１】
本実施形態では、前記輻射発熱源７７は、加熱部材７２内に、加熱部材７２の軸線方向に沿って、補強部材７６を挟むようにして２本設けられている。この輻射発熱源７７は、加熱部材７２を暖めるためのものである。そして、輻射発熱源７７には、例えば、ハロゲンランプを用いることが可能である。尚、輻射発熱源７７としては、ハロゲンランプに限られるものではなく、公知のものを用いることが可能であり、加熱部材７２を暖めることができるものであればよい。
【００６２】
本実施形態における輻射発熱源７７のハロゲンランプのうち、一方を例えば５００Ｗとし、他方を６００Ｗとし、合計１１００Ｗ程度の出力を有するようにすることができる。ここで、２本の輻射発熱源７７の出力は、同一のものを使用してもよいし、又、本実施形態にように異ならせてもよい。又、輻射発熱源７７の出力は、５００Ｗ又は６００Ｗに限られるものではなく、定着装置１によって適宜変更可能である。又、２本の輻射発熱源７７（ハロゲンランプ）を常に同時に動作させる必要はなく、画像形成装置２の起動時のように急速に加熱部材７２を暖めるときには２本とも使用し、加熱部材７２が十分に暖まっている状態で連続して定着を行うようなときには、一方だけを加熱部材７２の温度を維持するために補助的に使用するような制御も可能である。即ち、加熱部材７２の温度制御を的確に行うことができ、省電力も達成できる。このような構成により、薄肉に形成された加熱部材７２はトナーＴを溶融させるのに必要な２００°Ｃ程度まで急速に暖められる。
【００６３】
前記加圧部材７３は、加熱部材７２と圧接するようにして設けられる。例えば、加圧部材７３は円柱状であって、即ちローラであり、例えばシリコンゴムのような、ゴムにより形成される。そして、加圧部材７３が加熱部材７２に圧接されることで、加圧部材７３と加熱部材７２との間でニップ部Ｎが形成される。このニップ部Ｎにトナー像が転写されたシートＳを通過させることで、シートＳを加熱部材７２により加熱し、加圧部材７３により加圧する。これにより、シートＳ上のトナーＴが溶融し、シートＳに定着される。
【００６４】
本実施形態における加圧部材７３は、直径が２５ｍｍ、その内、ローラ軸７３ａの直径が１２ｍｍとなっている。又、シート搬送方向に対し垂直な方向（図３の紙面垂直方向）における加圧部材７３の幅、即ち長手方向における長さは、３１６ｍｍ程度であり、Ａ４用紙の縦方向の大きさに対応していて、加熱部材７２よりも若干長くなっている。これにより、加熱部材７２とのニップ部Ｎの全範囲にわたって確実に圧力をかけることができ、定着圧が安定する。尚、加圧部材７３における各部位の長さは、定着装置１、画像形成装置２において使用されるシートのサイズに合わせて適宜設定可能である。
【００６５】
図３に示すように、前記受圧部材７４は、加熱部材７２の内側で、加熱部材７２の軸線方向に伸びて形成されていて、加熱部材７２と加圧部材７３のニップにおいて加圧部材７３の圧力を受けるためのものであり、加熱部材７２と接して設けられる。即ち、受圧部材７４は、加熱部材７２を介し、加圧部材７３とニップ部Ｎを形成しているといえる。
【００６６】
受圧部材７４は、圧力を受け止めるため一定の強度が必要であり、例えば、ＳＵＳ（ステンレス鋼）を用いることができ、本実施形態では、厚さ０．１ｍｍ程度のものを使用することができる。尚、厚さは、０．１ｍｍに限定されるものではなく、ニップ部Ｎにおける圧力の強弱に対応して、適宜変更可能である。又、受圧部材７４は、摺動する加熱部材７２と接しているから熱容量、強度、耐熱性だけでなく、耐摩耗性にも優れたものである必要がある。尚、上記条件を備えるならば、樹脂を用いることも可能である。尚、受圧部材７４は、例えば０．１ｍｍ程度のＳＵＳを使用するものであるから、熱容量を小さくすることができ、加熱部材７２の昇温を妨げない。
【００６７】
ここで、受圧部材７４の具体的な形状をみると、受圧部材７４は、図３において、断面が略Ｃ字状となっており、加熱部材７２と接触する接触面部７４ａとこれに対し略垂直な２つの側壁部７４ｂを有している。そして、接触面部７４ａと側壁部７４ｂをつなぐ接続面７４ｃが形成されていてＣ面を形成している。このＣ面を有することで、加熱部材７２の摺動が滑らかになる。
【００６８】
前記補強部材７６は、図３における断面が略Ｔ字状であって、受圧部材７４が加圧部材７３から受ける圧力を受け止めるため、即ち、受圧部材７４を補助、補強するために設けられている。そのため、補強部材７６は加熱部材７２の軸線方向に伸びるようにして構成されており、受圧部材７４に突き当てられるとともに、固定部材７５の溝部７５ａに挟み込まれ、支持固定される（図２参照）。この補強部材７６の存在により、ニップ部Ｎにおける圧力（定着圧）が安定し、かつ、従来よりも圧力を高めることも可能となり、ニップ部Ｎを通過するシートＳに確実に圧力を加えることができ、定着不良をなくすことができる。
【００６９】
そして、補強部材７６を設けることにより、受圧部材７４が単独で加圧部材７３からの圧力を受ける場合に比べ、受圧部材７４を薄くすることができ、従来に比べ受圧部材７４の熱容量を下げることができる。従って、画像形成装置２のウォームアップ時の加熱部材７２の温度上昇や、連続して定着を行った場合の加熱部材７２の温度維持を妨げることがなくなる。即ち、受圧部材７４が加熱部材７２から熱を奪わない。又、補強部材７６を受圧部材７４に突き当てるから、補強部材７６自体も薄くしても加圧部材７３からの圧力を十分に受け止めることができ、受圧部材７４のみ設け、かつ分厚く形成する場合よりも、同様の強度を有しつつ熱容量を下げることができる。
【００７０】
ここで、本実施形態における定着装置１の輻射光の反射について説明する。図３に示すように、定着装置１においては、補強部材７６及び輻射発熱源７７についてそれぞれ反射膜８０、８１が設けられる。
【００７１】
まず、補強部材７６における反射膜８０について説明する。本実施形態における定着装置１の補強部材７６は、輻射光を効率よく反射することができるように、その表面に反射膜８０が設けられる。反射膜８０としては、例えば、補強部材７６にアルミニウムのメッキを施すことが可能である。尚、メッキされる金属としては、アルミニウムに限られずその他、金や銀など、反射率の高い金属を用いることも可能であるが、アルミニウムがコスト的に有利である。又、反射膜８０は、輻射光を反射するために設けるものであるから、補強部材７６における反射膜８０は、輻射発熱源７７からの輻射光が当たる部分に設けるようにすればよい。
【００７２】
一方で、輻射発熱源７７に設ける反射膜８１は、耐熱性を考慮して、例えば、セラミック等のコーティング層とすることができる。輻射発熱源７７における反射膜８１は、加熱部材７２に直接輻射発熱源７７から輻射光が当たることが無いようにするためのものである。従って、図３における、輻射発熱源７７における反射膜８１は、半円状とされ、輻射発熱源７７の周面のうち、輻射発熱源７７と加熱部材７２と近接する周面部分が覆われるように、反射膜８１が設けられている。言い換えると、輻射発熱源７７の周面のうち補強部材７６と対向する周面部分には、反射膜８１が設けられていない。
【００７３】
そして、補強部材７６及び輻射発熱源７７にこのような反射膜８０、８１を設けることで、加熱部材７２に直接輻射光を当てることを防ぐことができ、加熱部材７２には、１度以上反射された輻射光が最終的に加熱部材７２に当たることになる。反射される過程において、輻射光は適度に拡散するから、輻射発熱源７７の周面から放出される輻射光の強さにばらつきがあっても、加熱部材７２の外側の表面上に温度ムラが生ずることを防ぐことができる。
【００７４】
次に、本発明における第２の実施形態について、図４に基づいて説明する。第２の実施形態は、第１の実施形態における反射膜８０、８１を反射部材８２、８３に置き換えた点で、差異を設けたものである。図４は、本発明の第２の実施形態に係る定着装置１の模型的断面図である。
【００７５】
尚、第２の実施形態の基本的な構成は、図１〜３を用いて説明した上記の第１の実施形態と同じであるから、上記の実施形態と共通する構成については、図面の記載及び説明、作用効果については説明を省略する。即ち、反射膜８０、８１を反射部材８２、８３に置き換えた差異以外は、図１〜３を用いて説明した実施形態１と同様にすればよく、実施形態１と基本的に同様の効果を有する。
【００７６】
本実施形態では、補強部材７６及び輻射発熱源７７に設けた反射膜８０、８１の代わりに、例えば、板状のアルミニウム製の金属板にアルミニウムメッキやセラミックコーティングを施した反射部材８２、８３を設ける。
【００７７】
補強部材７６に設けられる反射部材８２は、補強部材７６の表面形状に合わせて、折り曲げ加工されていて、図４に示すように、断面が略Ｌ字状とされる。この反射部材８２は、補強部材７６が輻射発熱源７７と対向する面に取り付けられる。一方、輻射発熱源７７に設けられる反射部材８３は、第１の実施形態と同様に、直接輻射光が加熱部材７２に当たらないように、輻射発熱源７７と加熱部材７２と近接する周面部分を覆う形で輻射発熱源７７に取り付けられる。そのため、反射部材８３は、断面が半円状となっている。
【００７８】
このように、反射部材８２、８３を設けることで、補強部材７６や輻射発熱源７７に対してメッキ処理やコーティング処理を施す必要が無くなる。即ち、定着装置１の製造において、補強部材７６と輻射発熱源７７に反射部材を設けるだけでよくなり、製造工程を簡素化することが可能になる場合がある。
【００７９】
このようにして、エンドレスベルト状で薄肉の加熱部材７２と、加熱部材７２内に配される輻射発熱源７７と、シートを通過させ加熱・加圧するためのニップ部Ｎを形成するように加熱部材７２と圧接されるとともに回転駆動する加圧部材７３と、ニップ部Ｎにおいて加圧部材７３からの圧力を受けるため加熱部材７２の内側に加熱部材７２と接して設けられる受圧部材７４と、受圧部材７４に突き立てられる補強部材７６とを備えた定着装置１において、輻射発熱源７７から加熱部材７２に輻射光が直接当たらないように輻射発熱源７７の一部に反射膜８１又は反射部材８３が設けられ、補強部材７６には、輻射発熱源７７からの輻射光を反射させるための反射膜８０又は反射部材８２が設けられるようにすれば、輻射発熱源７７からの輻射光を直接加熱部材７２にあてず、輻射発熱源７７や補強部材７６に反射膜８０、８１又は反射部材８２、８３を設けることにより、輻射光が反射し、ある程度拡散された状態となったうえで加熱部材７２の内面に輻射光があてられるから、エンドレスベルト状で薄肉の加熱部材７２を用いても、加熱部材７２の外側表面上における温度ムラの発生を防ぐことができる。従って、加熱部材７２を均一に急速に暖めることができるから、連続して定着を行っても加熱部材７２を定着に要する温度に保つことが容易に達成されるとともに、加熱部材７２の外表面上に温度の低い部分と高い部分ができてしまうことを防ぐことができ、安定した定着性を確保することができる。又、定着不良を回避するために温度の低い部分の昇温を待つ必要が無くなり、加熱部材７２を暖めるためのウォーミングアップ時間を短縮することができる。
【００８０】
更に、加熱部材７２はエンドレスベルト状であり、従来のような加熱ローラに比べ薄肉に形成され、急速に加熱部材を暖めることができるから、この点においてもウォーミングアップ時間を極めて短縮することができ、使用者の利便性が高まる。又、加熱部材７２を予熱しておく必要もないから、省電力も達成できる。
【００８１】
又、反射膜８０及び反射部材８２には、アルミニウムが用いられるようにすれば、コスト的に有利な定着装置１を提供することができる。
【００８２】
又、画像形成装置２にこれらの定着装置１を備えるようにすれば、ウォーミングアップが短く、安定した定着性を有し、使用者の利便性が高く、省電力という高品質の画像形成装置２を提供することができる。
【００８３】
次に、本発明における第３の実施形態について、図５に基づいて説明する。第３の実施形態は、第１及び第２の実施形態における補強部材７６の形状に差異を設けた点で異なっている。図５は、本発明の第３の実施形態に係る定着装置１の模型的断面図である。
【００８４】
尚、第３の実施形態の基本的な構成は、図１〜４を用いて説明した上記の第１及び第２の実施形態と同じであるから、上記の実施形態と共通する構成については、図面の記載及び説明、作用効果については説明を省略する。即ち、補強部材７６の形状以外の点については、図１〜４を用いて説明した第１及び第２の実施形態と同様にすればよく、実施形態１及び２と基本的に同様の効果を有する。
【００８５】
本実施形態においては、補強部材７６０は、受圧部材７４に突き立てられる方向に対し、輻射光を拡散するため傾斜面７６０ａを有するように形成されている。この傾斜面７６０ａを有することで、輻射発熱源７７からの輻射光を輻射発熱源７７に極力戻らないようにすることができる、
【００８６】
更に、本実施形態における補強部材７６０は、周方向から見た断面において、略菱形状となっている。又、本実施形態においては、この菱形における対向し合う２つの頂点７６０ｂが、２つの輻射発熱源７７の中心をつないだ直線上におよそ位置するようになっていて、輻射発熱源７７からの輻射光を２つに分割する。このように補強部材７６０を構成することで、輻射発熱源７７からの輻射光が、輻射発熱源７７に戻ることを防ぐとともに、加熱部材７２に向かうようにすることができる。
【００８７】
このようにして、補強部材７６０は、受圧部材７４に突き立てられる方向に対し、輻射光を拡散するため傾斜面７６０ａを有するように形成すれば、反射面が角度を有することにより輻射発熱源７７に輻射光が戻らないように仕向けることができ、効率よく加熱部材７２を暖めることができる。即ち、よりウォーミングアップ時間を短縮することができ、安定した定着性を確保できる。
【００８８】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
本発明は、画像形成装置における定着装置及びこれを用いた画像形成装置において利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す正面から見た模型的断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る定着装置の斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る定着装置の模型的断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る定着装置の模型的断面図である。
【図５】本発明の第３の実施形態に係る定着装置の模型的断面図である。
【符号の説明】
【００９１】
１            定着装置
２            画像形成装置
７２          加熱部材
７３          加圧部材
７４          受圧部材
７６、７６０  補強部材
７７          輻射発熱源
８０、８１    反射膜
８２、８３    反射部材
Ｎ            ニップ部
【図１】
2008139382.tif 000003
【図２】
2008139382.tif 000004
【図３】
2008139382.tif 000005
【図４】
2008139382.tif 000006
【図５】
2008139382.tif 000007