(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性を有する回転可能な筒状部材と、該筒状部材の内部空間に配置された輻射発熱体と、前記筒状部材の内周面と摺接自在に配置され、前記輻射発熱体からの輻射熱を受けて加熱される被加熱板と、前記筒状部材の内部空間に配置されており前記輻射発熱体の輻射熱を前記被加熱板に向けて反射させる反射部材であって、前記被加熱板側が開口する断面形状を有する反射部材と、を備えた加熱ユニットと、
前記被加熱板との間で前記筒状部材を挟むことで前記筒状部材との間に記録材を加圧加熱する定着ニップを形成する加圧部材と、
を備え、記録材上に形成されたトナー像を加熱する像加熱装置において、
前記筒状部材の内部空間に、前記輻射発熱体の周りを回転可能な遮光部材が設けられており、該遮光部材は、回転軌跡が円筒状となる形態で、複数サイズの記録材の幅に対応する複数の開口部が回転方向に形成され、遮光部材を回転することで記録材の幅に応じた開口部を前記被加熱板に対向させる構成となっており、
前記遮光部材の回転中心位置に対して輻射発熱体が前記被加熱板の方向に偏心しており、
前記反射部材は、前記遮光部材の内部空間に位置する本体反射部と、前記遮光部材の外部空間に位置しており、前記開口を形成する部分であって、前記本体反射部から記録材搬送方向における前記定着ニップの上流側と下流側に向かって夫々延びている上流側反射部及び下流側反射部と、を有し、
前記反射部材の前記本体反射部と前記上流側反射部の間の位置及び前記本体反射部と前記下流側反射部の間の位置であって、前記遮光部材の回転軌道に掛かる通過領域には、前記遮光部材が通過可能となるスリット部が設けられており、
前記遮光部材は、前記スリット部を通って回転する構成となっていることを特徴とする像加熱装置。
【請求項２】
前記遮光部材に設けられる開口部の記録材搬送方向の幅は、前記定着ニップの記録材搬送方向の幅とほぼ一致していることを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
【請求項３】
前記反射部材の開口部の記録材搬送方向の幅も、前記定着ニップの記録材搬送方向の幅とほぼ一致していることを特徴とする請求項２に記載の像加熱装置。
【請求項４】
前記遮光部材は、最大通紙幅に対応して長手方向全長にわたって切り欠かれた円筒形状の不完全円筒体と、該不完全円筒体の長手方向端に長手方向に沿って前記反射部材の長手方向端部の外側まで延びる接続部を有し、該接続部の外側に回転駆動を受けるための円環状の駆動接続部を有することを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
【請求項５】
前記輻射発熱体の前記被加熱板と反対側の面に、反射コート層が設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の像加熱装置。
【請求項６】
記録材にトナー像を形成する画像形成部と、
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の像加熱装置と、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】
本発明は記録材上の現像剤像を加熱するフィルム加熱型の像加熱装置及びこれを備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種のフィルム加熱型の像加熱装置は、一般的に、耐熱性フィルムの内面にセラミックヒータを当接しながら加圧ローラとの間で、定着ニップを形成する接触加熱型の構成となっている。これに対して、近年、特許文献１に記載のように、ヒータ部をハロゲンヒータ等の輻射発熱体で構成したフィルム加熱型の定着装置（像加熱装置）が製品化され始めている。
特許文献１に記載の定着装置は、可撓性を有するフィルム状の筒状部材と、筒状部材の内側に配置されたハロゲンヒータと、筒状部材の内周面に摺接するように配置される金属製の被加熱板と、を備えている。被加熱板はハロゲンヒータからの輻射熱を受けて加熱される構成で、さらに、ハロゲンヒータの輻射熱を被加熱部材に向けて反射させる反射部材を備えている。そして、ハロゲンヒータで加熱された被加熱板と加圧部材との間で筒状部材を挟むことで、筒状部材との間に定着ニップを形成するようになっている。
このように、従来のセラミックヒータの機能を置き換えるように、定着ニップに被加熱板を配置し、これをハロゲンヒータで非接触に集中加熱することで、同等の立ち上がり性能の高い定着装置を得ている。
【０００３】
しかし、特許文献１に記載の定着装置では、小サイズの記録材を連続的に通紙した際に生じる、いわゆる端部昇温について十分な対策がとられていない。
すなわち、従来は、ハロゲンヒータによって最大サイズの記録材に合わせた被加熱板の長手方向の全長を加熱していたため、小サイズの記録材を通紙した場合、記録材の通過部分は、熱が記録材に奪われるので温度が低下する。
一方、記録材が通過しない端部の非通紙領域では、温度が低下しにくく、昇温していく。被加熱板は金属板なので、熱伝導率の高い金属材を使用すれば、被加熱板の非通紙領域から通紙領域への熱が移動しやすく、端部昇温が緩和されるが、熱伝導だけでは限界がある。実際には、被加熱板の材料は、コストや耐久性などを考慮して、セラミックヒータの基板材料として代表的なアルミナ（熱伝導率＝約３０Ｗ／ｍｋ）よりも熱伝導率が低いステンレス板（熱伝導率＝約２０Ｗ／ｍｋ）を採用されている。
そこで、ハロゲンヒータとして、中央部と端部で配光比率が異なるよう設計した２本のヒータを用い、各ヒータの点灯比率を制御することで、端部昇温抑制効果を得ることが考えられる。
しかし、２本のヒータを用いると、サイズが大型化することになり、また、コストも嵩むという問題がある。
【０００４】
一方、特許文献２には、熱ローラ定着装置において、小サイズ定着時の端部昇温対策として、一本のハロゲンヒータの周囲に回転遮光部材を設ける技術が記載されている。
すなわち、加熱ロールの内部にヒータを覆う回転遮光部材を設け、ヒータの長手方向（通紙方向とは直交方向）の露光幅を紙サイズに応じて切り替えるようになっている。
加熱ロール内部には、ハロゲンヒータを取り囲むように記録材の搬送方向の露光幅を規制するスリットが形成された固定スリーブが配置され、固定スリーブの内側に、回転遮光部材が配置されている。回転遮光部材は、回転によって、ハロゲンヒータから固定スリーブのスリットに照射される光の軸方向の長さを調節するようになっている。回転遮光部材は円筒状で、上記スリットに向けて光を照射するための切欠き部が設けられ、切欠き部が、回転と共にスリットに照射される光の軸方向の長さが徐々に変化するように切り欠かれ
ている。そして、紙幅サイズに応じて照射領域を調整し、非通紙領域となる端部領域を遮光するようになっている。
しかし、この特許文献２では、回転遮光部材の回転中心にハロゲンヒータが位置しており、さらに、加熱ロール内面との間には、固定スリーブが介在するため、輻射光が照射する加熱ロール内面までの隙間が大きくなる。そのため、本来、紙幅に応じて規制すべき長手方向端部からの輻射光漏れが著しく、端部昇温抑制効果が十分に発揮できないという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−２１２０６６号公報
【特許文献２】特開２００６−２６７４２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、輻射発熱体で構成されるフィルム加熱型の像加熱装置において、幅が狭い記録材が連続通紙された際の端部昇温を効果的に防止し得る像加熱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】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成するための本発明は、
可撓性を有する回転可能な筒状部材と、該筒状部材の内部空間に配置された輻射発熱体と、前記筒状部材の内周面と摺接自在に配置され、前記輻射発熱体からの輻射熱を受けて加熱される被加熱板と、前記筒状部材の内部空間に配置されており前記輻射発熱体の輻射熱を前記被加熱板に向けて反射させる反射部材であって、前記被加熱板側が開口する断面形状を有する反射部材と、を備えた加熱ユニットと、
前記被加熱板との間で前記筒状部材を挟むことで前記筒状部材との間に記録材を加圧加熱する定着ニップを形成する加圧部材と、
を備え、記録材上に形成されたトナー像を加熱する像加熱装置において、
前記筒状部材の内部空間に、前記輻射発熱体の周りを回転可能な遮光部材が設けられており、該遮光部材は、回転軌跡が円筒状となる形態で、複数サイズの記録材の幅に対応する複数の開口部が回転方向に形成され、遮光部材を回転することで記録材の幅に応じた開口部を前記被加熱板に対向させる構成となっており、
前記遮光部材の回転中心位置に対して輻射発熱体が前記被加熱板の方向に偏心しており、
前記反射部材は、前記遮光部材の内部空間に位置する本体反射部と、前記遮光部材の外部空間に位置しており、前記開口を形成する部分であって、前記本体反射部から記録材搬送方向における前記定着ニップの上流側と下流側に向かって夫々延びている上流側反射部及び下流側反射部と、を有し、
前記反射部材の前記本体反射部と前記上流側反射部の間の位置及び前記本体反射部と前記下流側反射部の間の位置であって、前記遮光部材の回転軌道に掛かる通過領域には、前記遮光部材が通過可能となるスリット部が設けられており、
前記遮光部材は、前記スリット部を通って回転する構成となっていることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、記録材にトナー像を形成する画像形成部と、上記した像加熱装置とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
以上説明したように、本発明によれば、ハロゲンヒータ等の輻射発熱体で構成されるフィルム加熱型の像加熱装置において、幅が狭い記録材が連続通紙された際の端部昇温を効果的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】（Ａ）は本発明の実施形態１に係る定着装置（像加熱装置）の断面図、（Ｂ）は（Ａ）の回転シャッターの斜視図、（Ｃ）は（Ａ）の反射板の斜視図、（Ｄ）は要部分解斜視図。
【図２】回転シャッターの効果を確認した実験結果を示すグラフ。
【図３】本発明の定着装置が適用される画像形成装置の構成例を示す図。
【図４】（Ａ）は、本発明の実施形態２に係る定着装置のフィルムユニットの断面図、（Ｂ）は一体型の反射部材の斜視図、（Ｃ）は回転シャッターの斜視図、（Ｄ）は反射部材と回転シャッターを組み合わせた状態の斜視図。
【図５】（Ａ）は、本発明の実施形態３に係る定着装置のフィルムユニットの断面図、（Ｂ）は反射コート層付きのハロゲンヒータの拡大断面図、（Ｃ）は（Ｂ）のハロゲンヒータの斜視図。
【図６】（Ａ）は、本発明の実施形態４に係る定着装置のフィルムユニットの断面図、（Ｂ）は反射コート層付きのハロゲンヒータの拡大断面図、（Ｃ）は（Ｂ）のハロゲンヒータの斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明に係る像加熱装置及びこれを備えた画像形成装置の実施形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。
［実施形態１］
本発明が適用される画像形成装置は、記録材上に現像剤像としてのトナー像を形成する画像形成部を有する装置であり、電子写真方式を用いたプリンタ、複写機、ファクシミリ等が含まれる。本実施形態では、画像形成部では、トナーを現像剤とし、静電的な画像形成手段により記録材上にトナー像を形成し、記録材に形成されたトナー像が像加熱装置である定着装置によって溶融固着される。
図３は、画像形成装置の基本例として、電子写真方式のモノクロプリンタの基本構成を示している。
すなわち、画像形成部では、帯電ローラ１で感光ドラム２の表面を一様に所定の極性に帯電させた後、レーザー等の露光部３によって感光ドラム２を露光した領域のみを除電して感光ドラム２上に潜像を形成する。
この潜像は、現像器４によってトナー像として顕像化される。すなわち、トナー５は現像ブレード４ａと現像スリーブ４ｂの間で感光ドラム２表面と同極性に摩擦帯電されている。この摩擦帯電されたトナー５が、感光ドラム２と現像スリーブ４ｂの対向部に搬送され、ＤＣとＡＣバイアスの重畳印加による電界作用によって浮遊振動して感光ドラム２上の潜像に付着して現像される。
感光ドラム２上に選択付着させて形成されたトナー像は感光ドラム２の回転によって転写ローラ６と感光ドラム２で形成される転写ニップまで搬送される。
尚、ここまでの現像方法としては、上記の非接触方式の他に弾性現像ローラを感光ドラムに接触させながらＤＣバイアスを印加してトナーを感光ドラムの潜像形成部に選択的に付着させる接触現像方式などもある。
【００１１】
一方、画像が記録される紙等の記録材７は、記録材収納箱７ａから給紙ローラ対７ｃによって垂直搬送ローラ対７ｄまで先端部が給紙された後、この垂直搬送ローラ対によって転写前搬送ローラ７ｅまで搬送される。更に、記録材はこの転写前搬送ローラ７ｅによって、転写ガイド板９に沿って予め規定された進入角度で転写ニップまで搬送される。搬送中、除電ブラシ８が記録材の背面側に接し、記録材表面の不要な帯電を除電してから転写ニップへと運ばれる。
転写ニップでは、感光ドラム２上のトナーを静電的に引き付けて記録材側に移動させるために、トナーと逆極性の高電圧を記録材背面の転写ローラ６に印加する。同時に、記録材にトナーを保持し続けるために、記録材裏面にトナーと逆極性の転写電荷を付与する。
最後に、トナー像が転写された記録材７は、加熱回転体としてのフィルムユニット１３と加圧ローラ１４で構成される定着装置１２の定着ニップまで搬送される。
定着ニップでは、予め設定されている定着温度を保持するように、加熱回転体としてのフィルムユニット１３側に設けられた不図示の定温制御手段によって定温制御されながら加熱及び加圧することでトナー像が定着される。
トナー像転写後の感光ドラム２の表面には極性の異なるトナー等の付着物が僅かに残るため、転写ニップを通過した後の感光ドラム２の表面はクリーニングブレード１０ａに付着物が除去される。クリーニングブレード１０ａは、感光ドラム２表面に回転方向に対して対抗するようにカウンター当接され、掻き落とされたトナー等の付着物は容器１０に回
収され、次の画像形成に備えて待機する。
【００１２】
以上の工程は単色のトナーを用いる場合であるが、複数のカラートナーを用いるカラープリンターの場合には、一つの感光ドラム上に複数のカラートナー像を現像したり、カラートナーの色数分の複数の感光ドラムが用いられる。
カラープリンターの場合、記録材上にトナー像を形成するまでの過程には多様な転写方式がある。転写方式としては、中間転写ベルト上に多重転写した後に一括して記録材上に２次転写する方式、記録材を転写ベルト上に吸着搬送しながら記録材上に多重転写する方式等が適用される。
いずれの転写方式においても、転写された記録材上のトナー像を永久固定するためにはトナーを加圧加熱して記録材上に永久固着する定着装置１２を介して最終的に印刷を終える点は共通である。
【００１３】
＜定着装置＞
次に、図１を参照して、定着装置について詳細に説明する。
図１（Ａ）は定着装置の断面図、（Ｂ）は回転シャッターの斜視図、（Ｃ）は反射板の斜視図である。
定着装置１２は、加熱回転体としてのフィルムユニット１３と、フィルムユニット１３に接触して定着ニップＮを形成する加圧部材としての加圧ローラ１４とを備えている。
フィルムユニット１３は、可撓性を有する回転可能な筒状部材として定着フィルム１６と、定着フィルム１６の内側に配置された輻射発熱体としての１本の棒状に延びるハロゲンヒータ１３ａと、を備えている。また、定着フィルム１６の内周面と摺動自在に配置されハロゲンヒータ１３ａからの輻射熱を受けて加熱される被加熱板２１と、ハロゲンヒータ１３ａの輻射熱を被加熱板２１に向けて反射させる反射手段としての反射部材２５と、を備えている。加圧ローラ１４は、前記被加熱板２１との間で定着フィルム１６を挟むことで定着フィルム１６との間に定着ニップＮを形成する。
定着フィルム１６としては、特に図示しないが、基層と離型層の２層構造、あるいは基層と離型層の間に弾性層を設けた３層構造等の積層フィルム構成となっている。基層には、ポリイミド等の耐熱性樹脂フィルム、あるいは高熱伝導性を有するフィルム状の薄肉金属層で構成される。離型層はフィルムの表層部分で、離型性の良いＰＦＡやＰＴＦＥにより形成されている。弾性層としてはシリコーンゴム等が用いられる。
【００１４】
定着フィルム１６の内側には、定着フィルム１６を案内するフィルムガイド１８が設けられ、フィルムガイド１８の内側には、被加熱板２１と加圧ローラとの間の定着ニップＮを均一加圧するための金属製の加圧ステー１９が配置されている。また、内部電装部品の配線部材等と定着フィルム１６との接触を防止するための上カバーステー１７が設けられている。
加圧ステー１９は、被加熱板２１側が開放された断面逆Ｕ字形状の長尺部材で、内部空間にハロゲンヒータ１３ａ、回転シャッター２６及び反射部材２５が配設され、その下端開放部を塞ぐように被加熱板２１が組み付けられている。
反射部材２５は、ハロゲンヒータ１３ａの輻射光を定着ニップＮに集中させるために配置されている。
被加熱板２１は、通紙方向に対して直交方向に延びる板状部材で、ハロゲンヒータ１３ａと平行に延びている。この被加熱板２１は、反射部材２５で反射された輻射光を受けて昇温加熱する機能と、加圧ローラ１４との間で回転移動する定着フィルム１６と摺動しながら定着ニップＮを形成する固定加圧部材としての機能を併せ持っている。被加熱板２１のヒータ側表面には、輻射光の吸収を高めるための黒色塗装層２１ａが形成されている。
【００１５】
図示例では、記録材Ｐは、紙面に向かって右側から搬送されて定着ニップＮを通過し、紙面左側に排紙される構成となっているが、フィルムユニット１３は、記録材の通紙方向
下流側に向かってニップ幅より大幅に張り出す形状となっている。これによって定着フィルム１６が定着ニップＮの前後で従来例よりも水平搬送される領域が長くなっている。
被加熱板２１の通紙方向（記録材搬送方向）下流側の端縁には、部分的に通紙方向下流側に向かって延びる延長片２１ｃが設けられ、延長片２１ｃに当接するようにサーミスタ２２が配置されている。サーミスタ２２はフィルムガイド１８に設けられた穴に挿入され、上部の加圧バネ２２ａとフィルムガイド１８にネジ止めされる上カバーステー１７によって延長片２１ｃに圧接される構成となっている。
すなわち、被加熱板２１の定着ニップＮの通紙方向下流部にサーミスタ２２による温度検知部を設け、金属製の被加熱板２１の熱伝導性を活用して、定着ニップＮの温度に近い温度を検出する構成としている。この温度検知部のスペース確保のために、フィルムユニット１３は、定着ニップＮに対して通紙方向上流側よりも下流側が長く延長されている。
図１（Ｄ）は、これらの各部品の形状と配置をわかりやすく説明するための定着主要部品の分解斜視図である。
定着中央部に配したサーミスタ２２の長手方向両側にサーモスイッチ２２ｂが設けられている。このサーモスイッチ２２ｂの当接場所を確保するために、被加熱板２１の通紙方向（記録材搬送方向）下流側の端縁には、サーミスタ２２が当接する延長片２１ｃと同様に、サーモスイッチ２２ｂの座面となる延長片２１ｂが部分的に突設されている。これらサーミスタ２２及びサーモスイッチ２２ｂ等の温度センサは、フィルムガイド１８に開けられた３つの角形状の保持穴１８aに保持されている。
一方、加圧回転体としての加圧ローラ１４は、回転軸１４ｄを有する加圧用金属芯金１４ｃ上に耐熱性ゴムなどで構成される弾性層１４ｂ、その表面に加圧側離型性層１４ａを有する構成となっている。
【００１６】
・回転シャッター２６の構成
回転シャッター２６は、図１（Ｂ）に示すように、金属製の薄肉円筒体で、回転軌跡が、円周に沿った円筒状となる形態で、円筒状の周壁に、使用される複数サイズの記録材の幅に対応する複数の開口部２６ａ〜２６ｄが設けられている。記録材の幅は、記録材の搬送方向に対して直交する方向の幅である。開口部２６ａ〜２６ｄは回転シャッター２６の回転方向に順番に設けられ、回転シャッター２６を回転することで、記録材Ｐの幅に応じた開口部を、定着ニップＮを構成する被加熱板２１に対向させる構成となっている。
具体的には、厚さ０．５ｍｍのアルミ製の円筒体によって構成されている。開口部２６ａ〜２６ｄは、ＬＴＲサイズ用、Ｂ５サイズ用、Ａ５サイズ用、ＣＯＭ１０封筒サイズ用の各４通りの紙幅に合わせて設けられている。
開口部２６ａ〜２６ｄによって、輻射光の露光幅が、記録材の幅に応じて可変となっており、開口部２６ａ〜２６ｄの長手方向両端部から回転シャッター２６の長手方向両端までの領域が遮光領域となる。
また、各開口部２６ａ〜２６ｄの通紙方向の幅は、ほぼ定着ニップＮの通紙方向幅に等しい幅Ａ（曲率を有するため若干の相違はある）で開口する。
この回転シャッター２６の回転中心位置は、ハロゲンヒータ１３ａに対して、被加熱板２１と反対方向に偏心させており、尚且つハロゲンヒータ１３ａと回転シャッター２６の定着ニップ対向面の最下面部を被加熱板２１の裏面に、可能な限り近接配置させている。
すなわち、ハロゲンヒータ１３ａ、回転シャッター２６及び被加熱板２１の各部材間の隙間が最小限となるように配置されるものである。最小限の意味は、たとえば、各部材間に他の部材が配置できないほど、近接している状態を意味する。
このことから回転シャッター２６の直径は、各開口部２６ａ〜２６ｄ間の仕切り部２６ｅの幅を規定することで、おのずと最小値が決まる。特に、別の障害がない限り、回転シャッター２６は、この最小値に近い値の直径で構成される。具体的には、たとえば、直径１６．５ｍｍ程度の回転シャッター２６が用いられる。
【００１７】
・反射部材２５の構成
反射部材２５は、ハロゲンヒータ１３ａを取り囲むと共に被加熱板側が開口する開ボックス断面形状で、その開口部２５ｅの通紙方向の幅Ｂも、定着ニップＮの通紙方向の幅とほぼ一致している。また、反射部材２５の開口部２５ｅと被加熱板２１と対向する回転シャッター２６の開口部の位置は、被加熱板２１に対してほぼ同一位置に位置している。
反射部材２５は、回転シャッター２６の内側に配置される本体反射部２５ｃと、回転シャッター２６の外側に配置される上流側反射部２５ａと下流側の下流側反射部２５ｂの３箇所に分割された分割構成となっている。
本体反射部２５ｃは、回転シャッター２６の内側に配置され、上流側反射部２５ａと下流側の下流側反射部２５ｂは、回転シャッター２６の外側であって、定着ニップＮに対して通紙方向上流側と下流側に配置される。
そして、回転シャッター２６は、本体反射部２５ｃと上流側反射部２５ａとの間、及び本体反射部２５ｃと下流側反射部２５ｂとの間の隙間ｇを通って、回転する構成となっている。
【００１８】
反射部材２５の本体反射部２５ｃは、ハロゲンヒータ１３ａの曲率に合わせた円弧部を有する断面Ｕ字形状で、円弧部を可能な限りハロゲンヒータ１３ａに接近させ、ハロゲンヒータ１３ａとともに、長手方向端部で保持される。また、両脚部は回転シャッターの回転軌道を避けつつ、回転シャッター２６の回転面に近接するように配置される。
上流側反射部２５ａと下流側反射部２５ｂは、本体反射部２５ｃの下面開口部の定着ニップＮ前後方向からの輻射光漏れを防いで定着ニップＮ側に導くものである。
上流側反射部２５ａは、本体反射部２５ｃの上流側の脚部の下端から、隙間ｇを隔てた端部を下流端として、通紙方向上流側にフランジ状に延びる板状の反射片によって構成される。
また、下流側反射部２５ｂは、本体反射部２５ｃの下流側の脚部の下端と、隙間を隔てて下流側にオフセットされた状態で、被加熱板２１に向かって延びる反射片２５ｂ１と、反射片２５ｂ１の下端から通紙方向下流方向に屈曲して張り出すフランジ２５ｂ２と、を備えている。
そして、上流側反射部２５ａと下流側反射部２５ｂのフランジ２５ｂ２が、それぞれ、被加熱板２１の端部と加圧ステー１９の下端で挟むように保持されている。上流側反射部２５ａについては、被加熱板２１の通紙方向の端部を延長することによって構成してもよい。この場合にも、反射部材２５としては、３つの部分に分離していることになる。
【００１９】
以上の構成により、この定着装置では、使用する紙サイズの幅に合わせて、少なくとも４通りの長手方向の露光幅を、不図示の回転駆動手段を用いて所定量の回転／停止をすることで切り替え可能となる。特に、定着ニップＮ裏面の極く近傍で、長手方向を規制可能となるので、周囲への輻射光漏れを最小限に抑えつつ、端部昇温をほぼ解消できるほど効果的に抑制可能となる。
また、上記構成により、反射部材２５の反射面を、必要最小限に削減することができ、余分な加熱や伝熱による加熱ロスも最小限化できるため加熱効率も改善される。
図２は、このような端部昇温対策効果を検証すべく、定着フィルム温度が２５０℃近くまで昇温するように小サイズ紙を連続通紙させて端部昇温を生じさせる実験を行った際に、回転シャッター２６を長手方向中央部で切断して使用し、端部昇温対策効果を右半分側だけに作用させた昇温実験のグラフである。すなわち、本発明の対策効果を同一条件下でより正確に比較可能とすべく、長手方向左半面に回転シャッター２６を作用させず、右半面のみに回転シャッター２６を作用させる構成としたうえで、回転シャッター２６をＣＯＭ１０封筒規制位置に設定した後、フルスピードでＣＯＭ１０封筒を１０枚連続通紙した後の定着フィルムユニットの定着ニップ部と定着フィルム頂点部の中間となる中央高さにおける長手方向温度分布を測定した。
このグラフからわかる通り、１７０℃で温調したにもかかわらず、回転シャッター２６を作用させなかった左半面の端部昇温は、ＣＯＭ１０封筒を１０枚通紙した後には従来構
成で同一実験を行った際の結果を再現して約８０℃高い２５０℃まで昇温している。一方、回転シャッター２６を作用させた右半面には、ほとんど端部昇温が認められず、ほぼ温調温度のままを維持する従来よりも約８０℃低く抑制可能な画期的な効果が得られることがわかる。
【００２０】
次に、本発明の実施形態２乃至４について説明する。
以下の説明では、主として上記実施形態１と異なる点について説明し、同一の構成部分については、同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
［実施形態２］
図４は、本発明の実施形態２に係る定着装置のフィルムユニットと、その反射部材及び回転シャッターを示している。
実施形態１では、反射部材２５を回転シャッター２６内部と、その外部に配置される部材とに分割する構成としていたが、本実施形態２では、一体構成としたものである。すなわち、一体化された新たな反射部材２７と、この反射部材２７の一部の領域を回転往復通過可能とする左右端部袖付きの新たな回転シャッター２８を用い、反射部材２７では、回転シャッター２８の回転軌道に掛かる通過領域に回転シャッター２８が通過可能となるスリット部２７ｄを有する構成としている。
すなわち、反射部材２７は、回転シャッター２８の内側に配置される本体反射部２７ｃと、回転シャッター２８の外側に配置される上流側反射部２７ａと下流側の下流側反射部２７ｂとを備えている。上流側反射部２７ａと下流側反射部２７ｂは、回転シャッター２８の外側であって、定着ニップＮに対して通紙方向上流側と下流側に配置される。
そして、回転シャッター２８は、本体反射部２７ｃと上流側反射部２７ａとの間、及び本体反射部２７ｃと下流側反射部２７ｂとの間に形成されたスリット部２７ｄを通って、回転する構成となっている。
すなわち、本体反射部２７ｃと、上流側反射部２７ａ及び下流側反射部２７ｂとを両端部で一体としたまま、回転シャッター２８の回転軌道にかかる領域のみにスリット部２７ｄを設けた一体型部材である反射部材２７を採用している。スリット部２７ｄの長さＬ０は、反射部材２７自体の長手方向の長さよりも短く、最大通紙幅以下の長さで、且つ、最大通紙幅の次に規制すべき長さの紙幅より長い範囲の開口長を有している。
【００２１】
一方、これに伴って、回転シャッター２８は、最大通紙幅に対応して長手方向全長にわたって切り欠かれた円筒形状の不完全円筒体２８ｃを備えている。また、この不完全円筒体２８ｃの長手方向左右両端部に長手方向に沿って反射部材２７の長手方向端部の外側まで延びる接続部としての橋梁部２８ａを各々有している。さらに、橋梁部２８ａの外側に回転駆動を受けるための円環状の駆動接続部２８ｂを各々有する構成となっている。
不完全円筒体２８ｃは、記録材の最大幅に対応して全長にわたって切欠かれた切欠き部２８ｄを有している。すなわち、実施形態１の回転シャッター２６と比較すると、不完全円筒体２８ｃの長手方向の端面間の長さＬ１は、４箇所中の最大紙幅用の開口部Ｏ１（ここではＬＴＲサイズ用開口部）の長手方向規制位置より短くなっている。さらに、次に規制すべき長さ（ここではＢ５サイズ用の開口部Ｏ２）の紙の長手方向規制位置より長い位置まで短くする。これにより、不完全円筒体の長手方向の端面は、Ｄカット状になる。この不完全円筒体２８ｃに、実施形態１と同様に、Ｂ５サイズ用、Ａ５サイズ用、ＣＯＭ１０封筒サイズ用の３通りの紙幅に合わせて、３つの開口部Ｏ２，Ｏ３，Ｏ４が設けられている。
このＤカットによってできる長手方向に沿った２つの側縁の内、一方の側縁が、そのまま一体型部材の反射部材２７のスリット部２７ｄ、２７ｄに挿入されて、反射部材２７に組み付けられる（図４（Ｄ）参照）。また、切欠き部２８ｄの他方の側縁を、強度維持可能な範囲で可能な限り細くした橋梁部２８ａとし、反射部材２７の長手方向端部の外側まで延長形成している。そして、橋梁部２８ａの端部に、不図示の回転駆動部と駆動連結されるリング状の駆動接続部２８ｂが設けられている。
これにより、最大通紙幅の紙を定着する際には、この状態のまま回転シャッター２８を回転せず、ＬＴＲサイズに合わせた長手方向長さを有する被加熱板２１及びハロゲンヒータ１３ａを用いてそのまま定着する。Ｂ５サイズ以下の紙が使用された際には、回転させて、紙幅に応じた開口幅の開口部Ｏ２，Ｏ３，Ｏ４を定着ニップ対向位置に可能な限り接近させる。
このように、本実施形態２によれば、反射部材２７を一体化して部品点数を削減し、組み立て性を向上しながら、実施形態１と同様の効果を得ることが可能となる。
【００２２】
［実施形態３］
図５には、本発明の実施形態３に係る定着装置のフィルムユニット及びハロゲンヒータを示している。
本実施の形態では、より印刷速度の遅い製品などで求められる装置の更なる小型化及び部品点数削減や組み立て性改善などによるコスト削減を目的としたものである。
ハロゲンヒータ２９の輻射光を反射する反射手段の少なくとも一部が、ハロゲンヒータ２９の被加熱板２１と反対側の面に被覆された反射コート層２９ａによって構成されている。
この実施形態３では、反射手段は、反射コート層２９ａと、実施形態２のスリット付きの反射部材のハロゲンヒータ上半分を覆う反射部分を削除し、スリット付きの上流側反射部２７ａ´と、スリット付きの下流側反射部２７ｂ´とによって構成したものである。実施形態２に対して、ハロゲンヒータ自体を改良し、反定着ニップ側のガラス管上半面に厚さ約０．２ｍｍのセラミック製の反射コート層２９ａを形成した反射コート付きのハロゲンヒータ２９を用いたことを特徴としている。上流側反射部２７ａ´及び下流側反射部２７ｂ´には、それぞれ、回転シャッター２６が通過するスリット部２７ｄ´が設けられている。
【００２３】
この変更に伴って、定着装置全体を小型化しているため、実施形態１及び２と同じサイズのヒータであっても、相対的にフィルムユニット１３全体に対してハロゲンヒータが大きく見える構成となっている。
このように、反射コート層２９ａをハロゲンヒータ２９のガラス管表面に形成する構成とすることにより、反射部材を近接させる場合の長期使用中の反射面の汚れや変色による反射効率の低下を懸念する必要がなくなる。さらに、実施形態２に対して、反射部材の上部構造をなくすことで、同じサイズのヒータを用いても、より狭いスペース内に反射構成を形成可能となり、装置の小型化を促進できる。同時に、部品点数を削減し、反射部材とヒータや回転シャッター２６との間の配置調整も不要となるので、組み立て性を更に簡略化できるようになる。
【００２４】
［実施形態４］
図６には、本発明の実施形態４に係る定着装置のフィルムユニット及びハロゲンヒータを示している。
本実施形態４では、実施形態３の構成を更に進展させ、図５（Ａ）に示すように、実施形態１の回転シャッター内部の本体反射部２５ｃを削除し、回転シャッター２６内部にはハロゲンヒータ３０だけを配置するよう簡略化している。
この構成を実現するために、ハロゲンヒータのガラス管面にセラミック製の反射コート層３０ａを形成する領域を上半面から更に側面部まで拡張してシャッター内部の反射板による側面方向への輻射光漏れ抑制機能まで兼用させる構成としている。すなわち、反射コート層３０ａは、ハロゲンヒータ３０の被加熱板２１と反対側の面から、記録材の搬送方向上下流側の側面まで拡張され、反射手段が反射コート層３０ａのみによって構成されている。したがって、遮光部材内の反射手段としては、回転シャッター２６内には、反射コート層３０ａのみとなる。
具体的に、本実施形態では、図６（Ｂ）及び（Ｃ）からわかるように、ハロゲンヒータ
３０の下面方向に対して、１２０°の範囲を、コート層なしにして露光可能領域を絞っている。このハロゲンヒータ３０を回転シャッター２６の下端部に近接配置することで、反射板なしに、ほぼ回転シャッター２６の開口部と同じ幅のみを選択的に露光することを可能としている。
【００２５】
上記の構成を用いることで、反射板を近接させる場合の長期使用中の反射板表面の汚れや変色による反射効率の低下を懸念する面積が更に少なくなるうえ、回転シャッター内部にヒータ以外の部材を配置しなくて良いようになる。そのため、回転シャッター２６の内面との部材の干渉や、実施形態２、３のように、輻射光漏れを抑制するために、回転シャッター通過用のスリットをできる限り薄い隙間に抑えつつ回転シャッターの通過をスムーズに実現するような構成の調整が不要となる。したがって、より簡便且つより狭いスペース内に、輻射光の反射構成を形成できるようになり、装置の小型化及び部品点数削減と組み立て性の大幅な簡略化を促進できるようになる。
【００２６】
以上の各構成において、各図に示した回転シャッターには各紙幅用に設けた開口部の間に仕切り用のフレームを設けているが、同じ強度が保てるよう材質や厚さを調整することで仕切り部を無くし、各開口部を階段状に形成しても良いことは言うまでもなく、更に開口部の長手方向幅を円周に沿って斜め直線状に切り欠くことで、各紙幅間の区別を無段階に変化させる構成にすれば、各紙幅の端部露光規制量が若干低下するものの、より広範で多様な紙幅サイズの紙に対して端部昇温を抑制可能となる。
なお、上記実施形態では、像加熱装置として、記録材上に形成された未定着のトナー像を加熱加圧して定着する定着装置に適用しているが、定着装置に限るものではない。たとえば、記録材上に定着されたトナー像に光沢を出すための装置として適用することも可能である。
【符号の説明】
【００２７】
５  トナー（現像剤）、７  記録材
１２  定着装置(像加熱装置)
１３  フィルムユニット（加熱回転体）
１４    加圧ローラ（加圧部材）、
１３ａ  ハロゲンヒータ（輻射発熱体）
１６    定着フィルム（筒状体）
２１    被加熱板、２１ａ  黒色塗装層
２５    反射部材  ：実施形態１
２５ａ  上流側反射部、２５ｂ  下流側反射部、２５ｃ  本体反射部
２５ｅ  開口部
２６  回転シャッター（遮光部材）：実施形態１
２６ａ〜２６ｄ  開口部、２６ｅ    仕切り部
２７  反射部材（実施形態２）
２７ａ  上流側反射部、２７ｂ  下流側反射部、２７ｃ  本体反射部
２７ｄ  スリット部
２８    回転シャッター（実施形態２）
２８ａ  橋梁部、２８ｂ  駆動接続部、２８ｃ  不完全円筒体、
２８ｄ  切欠き部
２９    ハロゲンヒータ（実施形態３）、２９ａ  反射コート層
２７ａ´  上流側反射部、２７ｂ´  下流側反射部：実施形態３
３０    ハロゲンヒータ、（実施形態４）、３０ａ  反射コート層
Ｎ    定着ニップ
Ｐ    記録材
ｇ    隙間
【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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