(57)【要約】【課題】加熱手段たる熱源からの熱を確実且つ有効に利用する定着装置、これを実現するための伝熱部材及びかかる定着装置を有する画像形成装置の提供。【解決手段】定着ベルト８の内側に設けられ、加熱ローラ２に対向した部分３１と、定着ベルト８の内面に対向した部分３２とを有し、加熱ローラ２からの熱を部分３１及び部分３２を経て定着ベルト８に伝えるための伝熱部材を有する。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーを定着される記録媒体を搬送するための無端の定着ベルトと、
上記定着ベルトを巻き掛けられた加熱ローラ及び定着ローラと、
上記定着ベルトを介して上記定着ローラに対向して配置され上記定着ローラと対向する領域で同定着ベルトに当接する加圧ローラとを有する定着装置において、
上記定着ベルトの内側に設けられ、上記加熱ローラ周面の上記定着ベルトを巻き掛けた部分以外の部分に対向した第１の部分と、上記定着ベルトの内面の上記加熱ローラまたは上記定着ローラに巻き掛けられた部分以外の部分であって上記定着ベルトの回転方向における上記加熱ローラの下流側かつ上記定着ローラの上流側の部分に対向した第２の部分とを有し、上記加熱ローラからの熱を第１の部分及び第２の部分を経て上記定着ベルトに伝えるための伝熱部材を有することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
請求項１記載の定着装置において、上記伝熱部材は、上記定着ベルトの内面の上記加熱ローラまたは上記定着ローラに巻き掛けられた部分以外の部分であって上記定着ベルトの回転方向における上記加熱ローラの上流側かつ上記定着ローラの下流側の部分に対向した第３の部分を有し、上記加熱ローラからの熱を、第１の部分及び第３の部分を経て上記定着ベルトに伝えることを特徴とする定着装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の定着装置において、上記伝熱部材は、上記定着ローラ周面の上記定着ベルトを巻き掛けた部分以外の部分に対向した第４の部分を有し、上記加熱ローラからの熱を、少なくとも第１の部分と第４の部分とを経て上記定着ローラに伝えることを特徴とする定着装置。
【請求項４】
請求項１ないし３の何れか１つに記載の定着装置において、第１の部分が、上記加熱ローラ周面に接触していることを特徴とする定着装置。
【請求項５】
請求項１ないし３の何れか１つに記載の定着装置において、第１の部分が、上記加熱ローラ周面に非接触であることを特徴とする定着装置。
【請求項６】
請求項１ないし３の何れか１つに記載の定着装置において、第１の部分が、上記加熱ローラの温度が所定温度より低いときには上記加熱ローラ周面及び／または上記定着ベルト内面に接触し、上記加熱ローラの温度が所定温度以上のときには非接触であることを特徴とする定着装置。
【請求項７】
請求項６記載の定着装置において、上記伝熱部材の少なくとも一部がバイメタルであって、同伝熱部材の温度に応じた変形により、第１の部分が、上記加熱ローラの温度が所定温度より低いときには上記加熱ローラ周面及び／または上記定着ベルト内面に接触し、上記加熱ローラの温度が所定温度より高いときには非接触であることを特徴とする定着装置。
【請求項８】
請求項６記載の定着装置において、上記伝熱部材を駆動する駆動手段を有し、この駆動手段が、第１の部分を、上記加熱ローラの温度が所定温度より低いときには上記加熱ローラ周面及び／または上記定着ベルト内面に接触させ、上記加熱ローラの温度が所定温度より高いときには非接触とするように駆動することを特徴とする定着装置。
【請求項９】
請求項１ないし８の何れか１つに記載の定着装置において、第２の部分が上記定着ベルトの内面に当接していることを特徴とする定着装置。
【請求項１０】
請求項２ないし９の何れか１つに記載の定着装置であって、上記伝熱部材が第３の部分を有する定着装置において、第３の部分が上記定着ベルトの内面に当接していることを特徴とする定着装置。
【請求項１１】
請求項３ないし１０の何れか１つに記載の定着装置であって、上記伝熱部材が第４の部分を有する定着装置において、第４の部分が上記定着ローラ周面ベルトの内面に当接していることを特徴とする定着装置。
【請求項１２】
請求項３ないし１１の何れか１つに記載の定着装置であって、上記伝熱部材が第１の部分と第２の部分と第３の部分と第４の部分とを有する定着装置において、上記伝熱部材が、ローラ状をなしていることを特徴とする定着装置。
【請求項１３】
請求項１２記載の定着装置であって、第１の部分、第２の部分、第３の部分、第４の部分のうちの少なくとも１つの部分が、当該部分が対向する部材に接触する定着装置において、上記伝熱部材は、当該部分が接触した当該部材に従動回転することを特徴とする定着装置。
【請求項１４】
請求項１ないし１３の何れか１つに記載の定着装置において、上記伝熱部材は、熱伝導性の高い材料により構成され及び／または熱伝導性の高い面処理を施され及び／または熱伝導性の高い部材を有することを特徴とする定着装置。
【請求項１５】
請求項１ないし１３の何れか１つに記載の定着装置であって、上記伝熱部材が、対向する部材に非接触の部分を有する定着装置において、上記伝熱部材は、当該非接触の部分が当該部分の対向する非接触の部材に熱伝達を行うように、熱伝導性の高い材料により構成され及び／または熱伝導性の高い面処理を施され及び／または熱伝導性の高い部材を有することを特徴とする定着装置。
【請求項１６】
請求項１ないし１５の何れか１つに記載の定着装置において、上記伝熱部材は、他の部材に対向する面側に、上記加熱ローラ周面の上記定着ベルトを巻き掛けた部分以外の部分からの熱の流出を防止するための断熱部材を有することを特徴とする定着装置。
【請求項１７】
請求項１ないし１６の何れか１つに記載の定着装置において、上記伝熱部材は、上記加熱ローラの軸方向における中央部の材料及び／または面処理及び／または一体化された部材と両端部のそれとが異なり、上記中央部の熱伝導率が、上記両端部の熱伝導率よりも高いことを特徴とする定着装置。
【請求項１８】
請求項１ないし１７の何れか１つに記載の定着装置において、上記定着ベルトの内側に設けられ、上記加圧ローラが上記定着ベルトに当接する領域を、上記定着ローラと上記加圧ローラとが対向した領域よりも上記定着ベルトの回転方向の上流側に広げるように上記定着ベルトに当接しているとともに、上記伝熱部材と係合して同伝熱部材の熱を上記定着ベルトに伝える当接部材を有することを特徴とする定着装置。
【請求項１９】
請求項１ないし１８の何れか１つに記載の定着装置において、上記加熱ローラは、その表面温度の昇温を促進するため及び／または上記伝熱部材への熱伝達性を向上するため表面処理が施されていることを特徴とする定着装置。
【請求項２０】
請求項１ないし１９の何れか１つに記載の定着装置に備えられた伝熱部材。
【請求項２１】
請求項１ないし１９の何れか１つに記載の定着装置を有する画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に備えられ無端ベルトを有するベルト定着装置、このベルト定着装置に備えられ加熱ローラによる加熱の効率を向上するための伝熱部材及びかかる定着装置を備えたかかる画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置は一般に、被定着画像としてのトナー像を形成されたシート状の記録媒体に、トナー像を定着するための定着装置を有している。定着装置としては、図１２に示すように、内部に加熱手段である熱源としてのヒータ２１１を有し図示しない駆動手段により回転駆動される加熱ロールとしての加熱ローラ２０２と、加熱ローラ２０２に圧接され加熱ローラ２０２に従動回転する加圧ロールとしての加圧ローラ２０３とを有し、加熱ローラ２０２と加圧ローラ２０３とによって形成されるニップ部２０４に、記録媒体たる記録紙２０５を加熱ローラ２０２と加圧ローラ２０３との回転により通過させ、加熱すると同時に加圧して搬送することで未定着トナーからなるトナー像２０６を定着するロール対向式、ローラ対向式、熱ローラ対タイプなどといわれる定着装置２０７が知られている。
【０００３】
また、定着装置としては、図１３に示すように、上述のロール対向式の定着装置２０７に、記録紙２０５を搬送するための無端の定着ベルト２０８と、この定着ベルト２０８を巻き掛けられ定着ベルト２０８にテンションを与える定着ロールとしての定着ローラ２０９と、加圧ローラ２０３の内部に備えられた熱源としてのヒータ２１２とを加えたごとき構成であって、定着ベルト２０８を定着ローラ２０９とともに加熱ローラ２０２に巻き掛け、図示しない駆動手段により回転駆動される定着ローラ２０９を駆動ローラとし、定着ベルト２０８及び加熱ローラ２０２を定着ローラ２０９に従動回転させ、また定着ベルト２０８を介して定着ローラ２０９に対向して配置された加圧ローラ２０３を従動回転させることで、定着ベルト２０８と加圧ローラ２０３とによって形成されるニップ部２０４に、記録紙２０５を通過させ、上述した定着装置２０７と同様に加熱すると同時に加圧して搬送することでトナー像２０６を定着するベルト式、ベルト定着装置などといわれる定着装置２１０が知られている。
【０００４】
定着装置にあってはこの２つのタイプが主流であって、大半の定着装置では、前者のロール対向式の定着装置２０７が採用されているが、最近の環境、特にデジタル化に伴う画質の鮮明、カラー化での配色再現への対応から、後者のベルト式の定着装置２１０が普及しつつある。両者の定着装置２０７、２１０にはそれぞれ次のような長所と問題がある。
【０００５】
ロール対向式の定着装置２０７は、図１２に示したように加熱ローラ２０２が金属製のパイプ形状をなしており、一般に棒状ハロゲンヒータ２１１である加熱手段たる熱源の熱を加熱ローラ２０２の本体である金属部分に伝えた後、即座に記録紙２０５と記録紙２０５上の未定着トナー２０６を加熱でき、昇温時間が比較的短いことと構成がシンプルであることを長所とし、記録紙２０５に圧力を加える幅であるニップ２０４の幅すなわちニップ幅がローラ径によって左右され、図１４（ａ）に示すように加熱ローラ２０２等の径すなわちローラ径が大きい場合、そのニップ幅ｄ１は、図１４（ｂ）に示すローラ径が小さい場合のニップ幅ｄ２よりも大きく、定着に要する加熱や加圧を十分に行うことができるものの、昇温時間とコンパクト化を考慮した場合は、ローラ径を小さくせざるを得ず、大きなニップ幅が取れないため、ローラ径を小さくすることは、ニップ幅が大きく加圧時間が長いほうが画像形成に有利であることに反するという問題がある。
【０００６】
他方、ベルト式の定着装置２１０は、図１５に示すように定着ベルト２０８の加圧ローラ２０３への巻き掛け量ｘを変化させることが、加圧ローラ２０３の配置を変えることで定着ベルト２０８の加圧ローラ２０３への巻き付け角θを変化させること等によって可能であり、大きなニップ幅を設定できるから、４色のトナーを溶融し混色するカラー画像形成装置に適しているという長所を有し、図１３、１５に示すように定着ベルト２０８及び定着ローラ２０９を有する分、熱容量が大きく、昇温時間が比較的長くなるという問題や、構成が複雑でコストが大幅に上昇するという問題がある。
【０００７】
これら両タイプの問題に鑑み、ニップ幅が大きく、且つ昇温時間が短い定着装置の提供を目指し様々な改良が行われている。例えば、ローラ対向式の定着装置２０７においては、図１６に示すように、ニップ幅の拡大を狙って、図１６（ａ）に示すように加圧ローラ２０３の表面に加工を施さないのではなく、図１６（ｂ）に示すように加圧ローラ２０３の表面にシリコンゴムの層２１３を設けた弾性ローラとすることが行われ、これにより図１６に示すようにニップ幅ｄ３をニップ幅ｄ４に拡大している。
【０００８】
また、ベルト式の定着装置２１０においては、昇温時間の短縮を狙って、図１７に示すように、定着ベルト２０８を表面から加熱する外部熱源としてヒータ２１４を内蔵したローラ２１５の追加を行うことが行われている。さらに、ローラ対向式の定着装置２０７においては図１８および図１９に示すように、また、ベルト式の定着装置２１０においては図２０に示すように、電磁誘導等を用いる熱源を改良することが行われている。
【０００９】
図１８、図１９において符号２１６は定着スリーブたる加熱ローラ２０２の内部に備えられたコイルを示しており、図示しない電源によりコイル２１６に交流電流が印加されることで生じた磁力線２１７により加熱ローラ２０２が発熱するＩＨ方式による加熱を示している。図２０において、符号２１８はＩＨコイルを示しており、図示しない電源によりＩＨコイル２１８に交流電流が印加されることでＩＨコイル２１８に対向配設された補助ローラ２１９と加圧ローラ２０３に対向配設された断熱ローラ２２０とに巻き掛けられた定着ベルト２０８が発熱し定着を行うＢＥＬＴ−ＩＨ定着技術を示している。しかし、ヒータの追加、電磁誘導の利用等何れの改良を行う場合においても、コストアップが避けられず、装置が次第に高額になってきている。
【００１０】
また、モノクロの画像形成装置に備える場合及び昇温速度を優先する場合にはローラ対向式の定着装置２０７が適し、カラー画像形成装置に備える場合及び画像を優先する場合にはベルト式の定着装置２１０が適しているという考えが一般であるが、特に上級のカラー画像形成に備える定着装置にあってはベルト式であることが不可欠となっており、コストの低減が進めばベルト式の定着装置２１０が主流となると考えられる。
【００１１】
何れのタイプの定着装置においても、通常、加熱ローラ２０２を有し、既に周知であるように、金属部分の薄肉化によって単体での昇温速度の向上を図っているが、加熱ローラ２０２の側面はハロゲンヒータ２１１を挿入するために大きく開放され、図２１において矢印で熱の放出を示すように両端の熱損失が大きく、したがって両端部２０２ａが中央部２０２ｂよりも低めの温度分布を示す。また、ハロゲンヒータ２１１の加熱ローラ２０２への熱伝達の効率を１００％とすることは困難であるという現状は加熱ローラ２０２の昇温の阻害要因の一つとなっている。
【００１２】
加熱ローラ２０２の両端部２０２ａでの温度低下は、定着の品質にも影響し、両端部２０２ａの温度が極端に低い場合には、異常画像であるコールドオフセットが生じること、及び、その一方で両端部２０２ａの温度を上げるべく規定温度よりも高い温度で定着を行うと中央部２０２ｂでホットオフセットが生じることが知られている。
【００１３】
このコールドオフセット、ホットオフセットの問題を解決するためにハロゲンヒータ２１１の発光分布を、その両端部において発熱量が多くなるように調整することが提案されているが、これでは分布の平準化とともに昇温を犠牲にする問題が生じる。また出力すなわちワット数の上昇またはハロゲンヒータ２１１の本数の追加等の更なる対応が必要であり、環境に対する負荷を低減しようとする現今の潮流に逆行することにもなる。加熱ローラ２０２の両端部２０２ａでの温度低下を防止するために、上述した電磁誘導、その他セラミックヒータ等の熱源を採用すればかかる問題は抑制されるといわれるが、これらの熱源はハロゲンヒータ２１１に比べて高額であること、小サイズの転写紙２０５を通紙すると加熱ローラ２０２の両端の非通紙部の温度が上がり過ぎることなどの問題が生じる。このように、熱源の改良に関しては一長一短がある。
【００１４】
このような状況のもと、高画質の画像形成への意識が高まる中、安価で昇温時間の短いベルト式の定着装置が待ち望まれている。また熱源としては安価なハロゲンヒータ２１１等の採用が望ましい。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、上述した従来の技術におけるベルト式の定着装置２１０に関する現状の課題を整理すると次の通りである。
第１の課題は、定着ベルト２０８への熱伝達の効率に改良の余地があるという点である。昇温の際、定着ベルト２０８は回転せず停止した状態が好ましいとされるが、この状態においては、図２２において矢印で示すように加熱ローラ２０２の定着ベルト２０８への非接触部分からの放熱により、この非接触部分が熱伝達すなわち定着ベルト２０８の昇温に寄与しておらず、加熱ローラ２０２の熱が定着ベルト２０８に完全には伝達されていない。
【００１６】
これは定着ベルト２０８を加熱ローラ２０２に巻き掛けているという構造上、妥協せざるを得ない部分である。加圧ローラ２０３においても、加熱ローラ２０２にハロゲンヒータ２１１を挿入して加熱すると同様、ハロゲンヒータ２１２を挿入して加熱しても、図２３に示すように、定着ベルト２０８との接触部分が加圧ローラ２０３外周全体に占める割合は極めて小さく、定着ベルト２０８の昇温に寄与しているとはいい難い。
【００１７】
第２の課題は、加熱ローラ２０２、加圧ローラ２０３の両者共に、両端部における熱損失が大きい構造、すなわちハロゲンヒータ２１１、２１２を挿入するために図２１に示したように両端部２１１ａ、２１２ａが大きく開放され、熱損失が大きい構造となっているため、中央部２１１ｂ、２１２ｂに対して両端部２１１ａ、２１２ａが低めの温度分布を示すことである。
【００１８】
このように両端部２１１ａ、２１２ａが中央部２１１ｂ、２１２ｂに対して低い温度であると、図２４に示すように記録紙２０５の両端部分２０５ａがコールドオフセットにより異常画像となり、一方、ハロゲンヒータ２１１、２１２の加熱によって図２４において図示を省略した定着ベルト２０８の両端部の温度が十分上昇するのを待つと、昇温時間が長くかかってしまい、またこれに加えて定着ベルト２０８の中央部の温度が規定温度を超え、記録紙２０５の中央部分２０５ｂにおいてホットオフセットによる異常画像となる。
【００１９】
このような不具合を避けるためにハロゲンヒータ２１１、２１２の発光分布の調整を行うこと、加熱ローラ２０２、加圧ローラ２０３の肉厚を、両端部が薄くなるように、長さ方向において変化させること、図２０に示したように電磁誘導加熱に切り替えること等が考えられるが、何れもコストアップを生じてしまう。
【００２０】
第３の課題は、図１３に示すように、加熱ローラ２０２と加圧ローラ２０３とに設けられた棒状ハロゲンヒータ２１１、２１２の熱が、それぞれのローラ２０２、２０３の表面を介して定着ベルト２０８を加熱させる構成においては、加熱ローラ２０２から定着ベルト２０８に伝わった熱が、定着ベルト２０８の回転時に、図２５において矢印で示すようにテンションローラでもある定着ローラ２０９に奪われ、昇温を阻害する要因となっていることである。定着ローラ２０９への熱の流出及び定着ローラ２０９自体の断熱効果を狙って、定着ローラ２０９に熱容量の大きな耐熱発泡体を採用することで、かかる昇温の阻害は軽減されるが、熱損失を完全に防止することは困難である。
【００２１】
第４の課題は、上述したように熱源たるハロゲンヒータ２１１、２１２を挿入する加熱ローラ２０２、加圧ローラ２０３それぞれの表面熱伝達性が、加熱ローラ２０２、加圧ローラ２０３に使用した材料の熱伝達率と比熱とで決定されるため、加熱ローラ２０２、加圧ローラ２０３の材料に、熱伝達率が高く、比較的量産性、加工性に優れるアルミ系のものが用いられることが大半を占める現状において、定着ベルト２０８に対する耐磨耗性を考慮し、加熱ローラ２０２、加圧ローラ２０３の表面にフッ素系樹脂よりなるＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等のコーティング皮膜を行うことが行われているが、これら材料、表面処理が熱伝達性の改良には至っていないことである。よってアルミ系の材料よりも熱伝達率が高く、比熱が小さい材料を用い表面処理が施された加熱ローラ、加圧ローラが望まれているところである。
【００２２】
本発明は、加熱手段たる熱源からの熱を確実且つ有効に利用する定着装置、これを実現するための伝熱部材及びかかる定着装置を有する画像形成装置を提供することを目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、トナーを定着される記録媒体を搬送するための無端の定着ベルトと、上記定着ベルトを巻き掛けられた加熱ローラ及び定着ローラと、上記定着ベルトを介して上記定着ローラに対向して配置され上記定着ローラと対向する領域で同定着ベルトに当接する加圧ローラとを有する定着装置において、上記定着ベルトの内側に設けられ、上記加熱ローラ周面の上記定着ベルトを巻き掛けた部分以外の部分に対向した第１の部分と、上記定着ベルトの内面の上記加熱ローラまたは上記定着ローラに巻き掛けられた部分以外の部分であって上記定着ベルトの回転方向における上記加熱ローラの下流側かつ上記定着ローラの上流側の部分に対向した第２の部分とを有し、上記加熱ローラからの熱を第１の部分及び第２の部分を経て上記定着ベルトに伝えるための伝熱部材を有することを特徴とする。
【００２４】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の定着装置において、上記伝熱部材は、上記定着ベルトの内面の上記加熱ローラまたは上記定着ローラに巻き掛けられた部分以外の部分であって上記定着ベルトの回転方向における上記加熱ローラの上流側かつ上記定着ローラの下流側の部分に対向した第３の部分を有し、上記加熱ローラからの熱を、第１の部分及び第３の部分を経て上記定着ベルトに伝えることを特徴とする。
【００２５】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の定着装置において、上記伝熱部材は、上記定着ローラ周面の上記定着ベルトを巻き掛けた部分以外の部分に対向した第４の部分を有し、上記加熱ローラからの熱を、少なくとも第１の部分と第４の部分とを経て上記定着ローラに伝えることを特徴とする。
【００２６】
請求項４記載の発明は、請求項１ないし３の何れか１つに記載の定着装置において、第１の部分が、上記加熱ローラ周面に接触していることを特徴とする。
【００２７】
請求項５記載の発明は、請求項１ないし３の何れか１つに記載の定着装置において、第１の部分が、上記加熱ローラ周面に非接触であることを特徴とする。
【００２８】
請求項６記載の発明は、請求項１ないし３の何れか１つに記載の定着装置において、第１の部分が、上記加熱ローラの温度が所定温度より低いときには上記加熱ローラ周面及び／または上記定着ベルト内面に接触し、上記加熱ローラの温度が所定温度以上のときには非接触であることを特徴とする。
【００２９】
請求項７記載の発明は、請求項６記載の定着装置において、上記伝熱部材の少なくとも一部がバイメタルであって、同伝熱部材の温度に応じた変形により、第１の部分が、上記加熱ローラの温度が所定温度より低いときには上記加熱ローラ周面及び／または上記定着ベルト内面に接触し、上記加熱ローラの温度が所定温度より高いときには非接触であることを特徴とする。
【００３０】
請求項８記載の発明は、請求項６記載の定着装置において、上記伝熱部材を駆動する駆動手段を有し、この駆動手段が、第１の部分を、上記加熱ローラの温度が所定温度より低いときには上記加熱ローラ周面及び／または上記定着ベルト内面に接触させ、上記加熱ローラの温度が所定温度より高いときには非接触とするように駆動することを特徴とする。
【００３１】
請求項９記載の発明は、請求項１ないし８の何れか１つに記載の定着装置において、第２の部分が上記定着ベルトの内面に当接していることを特徴とする。
【００３２】
請求項１０記載の発明は、請求項２ないし９の何れか１つに記載の定着装置であって、上記伝熱部材が第３の部分を有する定着装置において、第３の部分が上記定着ベルトの内面に当接していることを特徴とする。
【００３３】
請求項１１記載の発明は、請求項３ないし１０の何れか１つに記載の定着装置であって、上記伝熱部材が第４の部分を有する定着装置において、第４の部分が上記定着ローラ周面に当接していることを特徴とする。
【００３４】
請求項１２記載の発明は、請求項３ないし１１の何れか１つに記載の定着装置であって、上記伝熱部材が第１の部分と第２の部分と第３の部分と第４の部分とを有する定着装置において、上記伝熱部材が、ローラ状をなしていることを特徴とする。
【００３５】
請求項１３記載の発明は、請求項１２記載の定着装置であって、第１の部分、第２の部分、第３の部分、第４の部分のうちの少なくとも１つの部分が、当該部分が対向する部材に接触する定着装置において、上記伝熱部材は、当該部分が接触した当該部材に従動回転することを特徴とする。
【００３６】
請求項１４記載の発明は、請求項１ないし１３の何れか１つに記載の定着装置において、上記伝熱部材は、熱伝導性の高い材料により構成され及び／または熱伝導性の高い面処理を施され及び／または熱伝導性の高い部材を有することを特徴とする。
【００３７】
請求項１５記載の発明は、請求項１ないし１３の何れか１つに記載の定着装置であって、上記伝熱部材が、対向する部材に非接触の部分を有する定着装置において、上記伝熱部材は、当該非接触の部分が当該部分の対向する非接触の部材に熱伝達を行うように、熱伝導性の高い材料により構成され及び／または熱伝導性の高い面処理を施され及び／または熱伝導性の高い部材を有することを特徴とする。
【００３８】
請求項１６記載の発明は、請求項１ないし１５の何れか１つに記載の定着装置において、上記伝熱部材は、他の部材に対向する面側に、上記加熱ローラ周面の上記定着ベルトを巻き掛けた部分以外の部分からの熱の流出を防止するための断熱部材を有することを特徴とする。
【００３９】
請求項１７記載の発明は、請求項１ないし１６の何れか１つに記載の定着装置において、上記伝熱部材は、上記加熱ローラの軸方向における中央部の材料及び／または面処理及び／または一体化された部材と両端部のそれとが異なり、上記中央部の熱伝導率が、上記両端部の熱伝導率よりも高いことを特徴とする。
【００４０】
請求項１８記載の発明は、請求項１ないし１７の何れか１つに記載の定着装置において、上記定着ベルトの内側に設けられ、上記加圧ローラが上記定着ベルトに当接する領域を、上記定着ローラと上記加圧ローラとが対向した領域よりも上記定着ベルトの回転方向の上流側に広げるように上記定着ベルトに当接しているとともに、上記伝熱部材と係合して同伝熱部材の熱を上記定着ベルトに伝える当接部材を有することを特徴とする。
【００４１】
請求項１９記載の発明は、請求項１ないし１８の何れか１つに記載の定着装置において、上記加熱ローラは、その表面温度の昇温を促進するため及び／または上記伝熱部材への熱伝達性を向上するため表面処理が施されていることを特徴とする。
【００４２】
請求項２０記載の発明は、請求項１ないし１９の何れか１つに記載の定着装置に備えられた伝熱部材にある。
【００４３】
請求項２１記載の発明は、請求項１ないし１９の何れか１つに記載の定着装置を有する画像形成装置にある。
【００４４】
【実施例】
図１に本発明を適用した画像形成装置の概略を示す。画像形成装置は複写機、ファクシミリ、プリンタ等周知のものであれば何れでもよいが、本実施例における画像形成装置はプリンタである。本実施例の画像形成装置はカラーの画像を形成するものである。
【００４５】
画像形成装置１００は、一般にコピー等に用いられる普通紙と、ＯＨＰシートや、カード、ハガキといった９０Ｋ紙、坪量約１００ｇ／ｍ２相当以上の厚紙や、封筒等の、普通紙よりも熱容量が大きないわゆる特殊シートとの何れをもシート状の記録媒体として画像形成するものに用いることが可能である。記録媒体の大きさは、Ａ４サイズやＡ３サイズ等の一般的な規格をなす大きさが一般的であるが、規格外の大きさであっても良い。
【００４６】
画像形成装置１００は、タンデム型のカラー画像形成装置であって、矢印Ａ方向に回転駆動される円筒状に形成された回転体であり像担持体としての有機半導体（ＯＰＣ）を用いた感光体ドラム（以下、「感光体」という。）１０１と、感光体１０１を帯電する図示しない帯電装置と、帯電後の感光体１０１に潜像を形成するレーザー光を発して光走査を行う図示しない露光装置と、露光後の感光体１０１上の潜像を現像する図示しない現像装置とを有している。
【００４７】
画像形成装置１００はまた、感光体１０１に対向して配置され現像装置による現像によって得られた感光体１０１上のトナー像を記録媒体としての記録紙に転写する転写手段としての転写ローラ１１１を有する転写装置１０５と、転写後の感光体１０１上をクリーニングする図示しないクリーニング装置と、帯電装置で帯電を行う前に感光体１０１の除電を行う除電装置と、記録紙を積載している給紙トレイ１０２とを有している。
【００４８】
画像形成装置１００はまた、給紙トレイ１０２に積載した記録紙を感光体１０１と転写装置１０５との対向領域であり感光体１０１と転写ローラ１１１とが当接する部位である転写領域１０７に向けて所定のタイミングで搬送するレジストローラ１０９と、転写装置１０５により感光体１０１上のトナー像を転写された記録紙に、かかるトナー像の定着を行う定着手段としての定着装置１０８と、画像形成装置１００本体外に位置し定着後の記録紙を積載する排紙トレイ１０３とを有している。
【００４９】
画像形成装置１００はタンデム型の画像形成装置であるから、感光体１０１、帯電装置、露光装置、現像装置、転写装置１０５、クリーニング装置及び除電装置によって構成される作像系はそれぞれ、例えばシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各色毎に、図１中破線で示す記録紙の搬送経路１１０に沿って設けられているが、図１においてはその１つのみを代表して図示している。
【００５０】
感光体１０１、転写ローラ１１１はそれぞれ、モータ１１２、モータ１１３によりＡ方向、Ｂ方向に回転駆動される。Ｂ方向は感光体１０１との対向位置においてＡ方向と同じ方向に移動する方向である。記録紙はこのように回転する感光体１０１、転写ローラ１１１によって形成される転写領域１０７にて感光体１０１上のトナー像を転写され、担持するようになっている。
【００５１】
図２または図３に示すように、定着装置１０８は、トナー像を構成するトナーを定着される記録紙を搬送するための無端ベルトである無端の定着ベルト８と、この定着ベルト８を巻き掛けられた加熱ローラ２及び定着ローラ９と、定着ベルト８を介して定着ローラ９に対向して配置され定着ローラ９と対向する領域で定着ベルト８に当接する加圧ローラ３と、加熱ローラ２、加圧ローラ３及び定着ローラ９の両端を支持した基準側板５０と、各規準側板５０を連結したステー５１と、定着ベルト８の内側に設けられた伝熱部材としての伝熱板１とを有している。なお、図示の都合上、図２において定着ベルト８はその輪郭のみを一点鎖線で示している（図１０、図１１において同じ）。
【００５２】
加熱ローラ２、加圧ローラ３はそれぞれ、熱源としての加熱手段であって棒状ハロゲンヒータであるヒータ１１、１２を挿通されている。定着ローラ９は図示しない駆動手段により回転駆動され定着ベルト８を回転駆動する駆動ローラであるとともに、図示しない付勢手段により付勢され定着ベルト８に定着に適した所定のテンションを与えるテンションローラでもある。
【００５３】
加圧ローラ３は図示しない付勢手段により定着ローラ９に向けて付勢されており、これにより定着ベルト８に圧接し、定着ベルト８との間にニップ部４を形成している。定着ベルト８は図３において矢印Ｃで示す時計回り方向に回転し、加圧ローラ３は定着ベルト８に従動回転することで、ニップ部４において矢印Ｄで示す定着ベルト８と同方向に回転する。定着装置１０８は、ニップ部４に、定着ベルト８とこれに従動回転する加圧ローラ３との回転により記録紙を通過させ、加熱すると同時に加圧して搬送することでトナーを記録紙に定着する、いわゆるベルト式の定着装置である。
【００５４】
図３または図４に示すように、伝熱板１は、加熱ローラ２周面の定着ベルト８を巻き掛けた部分以外の部分に対向した第１の部分３１と、第１の部分３１に対して屈曲しており、定着ベルト８の内面の加熱ローラ２または定着ローラ９に巻き掛けられた部分以外の部分であってＣ方向における加熱ローラ２の下流側かつ定着ローラ９の上流側の部分に対向した第２の部分３２とを有し、加熱ローラ２からの熱を第１の部分３１及び第２の部分３２を経て定着ベルト８に伝えるものである。
【００５５】
伝熱板１は、第２の部分３２に一体のステー４１を有している。ステー４１は、図３における紙面に垂直な方向である加熱ローラ２の軸方向における、第２の部分３２の両端部に設けられており、それぞれその先端部４２が垂直に屈曲され、先端部４２には孔４３が形成されている。それぞれの孔４３は、各規準側板５０に形成された孔５３と連通した状態で、それぞれ図示しないねじによりねじ止めされ、伝熱板１が定着装置１０８における所定の位置で位置決めされ固定されるようになっている。
【００５６】
第１の部分３１は加熱ローラ２周面に非接触であり、第２の部分３２は定着ベルト８内面に非接触である。すなわち、第１の部分３１および第２の部分３２の何れも、それぞれが対向する部材に非接触であるが、第１の部分３１も、第２の部分３２も、その部分が対向している非接触の部材、すなわち第１の部分３１にあっては加熱ローラ２、第２の部分３２にあっては定着ベルト８に熱伝達を行うように、熱伝導性、吸熱性・放熱性の高い材料により構成されているとともに、熱伝導性、吸熱性・放熱性の高い面処理を施されている。
【００５７】
具体的には、第１の部分３１および第２の部分３２は基体が銅であり基体の表面にニッケルのメッキが施されている。これにより第１の部分３１はこれが対向している加熱ローラ２の周面部分から放熱される熱を受ける吸熱による熱伝達を良好に行い、受けた熱が第２の部分３２に良好に伝えられ、第２の部分３２はこれが対向している定着ベルト８の内面に熱を伝える放熱による熱伝達を良好に行うようになっている。
【００５８】
第１の部分３１、第２の部分３２の材料、面処理は上述のものに限らず熱伝導性、吸熱性・放熱性の良いものであればよく、熱伝導性、吸熱性・放熱性の高い部材と一体化して第１の部分３１、第２の部分３２を構成しても良い。例えば、第１の部分３１にあっては吸熱性が高い銅合金を面処理して形成しても良い。また、これら材料、面処理、部材の具備は、熱伝導性、吸熱性・放熱性が高い条件を満たせば、少なくとも１つ選択されれば良く、その組み合わせも自由である。
【００５９】
一方、ステー４１は、熱を基準側板５０への熱の流出を防止すべく、熱伝導性の低い材料であるステンレスを基材とし、この基材の表面に熱伝導性、吸熱性・放熱性の低い面処理が行われ例えばポリイミド等の耐熱樹脂等がかかる基材の表面に形成されている。ステー４１と伝熱板１本体すなわち第２の部分３２とは溶接により一体化されている。
【００６０】
ステー４１の材料、面処理は上述のものに限らず熱伝導性、吸熱性・放熱性の低いものであればよく、熱伝導性、吸熱性・放熱性の低い部材と一体化してステー４１を構成しても良い。また、これら材料、面処理、部材の具備は、熱伝導性、吸熱性・放熱性が低い条件を満たせば、少なくとも１つ選択されれば良く、その組み合わせも自由である。
【００６１】
第１の部分３１、第２の部分３２の何れか一方、または双方を対向する部材すなわち第１の部分３１にあっては加熱ローラ２、第２の部分３２にあっては定着ベルト８に接触させても良く、接触させた場合には非接触の場合に比して熱伝達が良好に行われる。よって接触させた当該部分については材料、面処理、部材の具備について熱伝達性、吸熱性・放熱性の高いものを選択する条件は非接触の場合に比して緩やかにすることもできるが、上述のように熱伝達性、吸熱性・放熱性の高いものとすることが望ましい。
【００６２】
図５に示すように、伝熱板１は、第１の部分３１に対して屈曲しており、定着ベルト８の内面の加熱ローラ２または定着ローラ９に巻き掛けられた部分以外の部分であってＣ方向における加熱ローラ２の上流側かつ定着ローラ９の下流側の部分に対向した第３の部分３３を有していても良い。この場合、加熱ローラ２からの熱を、第１の部分３１及び第２の部分３２を経て定着ベルト８に伝えるのみならず第１の部分３１及び第３の部分３３を経て定着ベルト８に伝える。第３の部分３３は第２の部分３２に代えて設けても良いが、ニップ部４にて定着を行うことを考慮すれば、ニップ部４の昇温を良好にすることが好ましいため、図５に示すように第２の部分３２とともに設けることが望ましい。
【００６３】
図６に示すように、伝熱板１は、第２の部分３２に対して屈曲しており、定着ローラ９周面の定着ベルト８を巻き掛けた部分以外の部分に対向した第４の部分３４を有していてもよい。この場合、加熱ローラ２からの熱を、少なくとも第１の部分３１と第４の部分３４を経て定着ベルト８に伝える。
【００６４】
第４の部分は第２の部分３２に代えて設け、第１の部分３１と第４の部分３４とを連結する連結部材により連結し、この連結部材にて第１の部分３１の熱を第４の部分に伝達するようにしても良いし、また、第４の部分は第３の部分３３を有する伝熱板１に加えるようにして第２の部分３２に代えて設け、第３の部分３３にて第１の部分３１の熱を第４の部分に伝達するようにしても良いが、ニップ部４にて定着を行うことを考慮すれば、ニップ部４の昇温を良好にすることが好ましいため、図６に示すように第２の部分３２とともに設けるか、または第２の部分３２及び第３の部分３３とともに設けることが望ましい。
【００６５】
第４の部分３４を第２の部分３２及び第３の部分３３とともに設ける場合には、第４の部分３４は両部分３２、３３と連結している形状でも良いし、何れか一方と連結している形状でも良い。このように第４の部分３４を有している形態においては、定着ローラ９の余熱を行い、定着ローラ９の回転開始時における、定着ローラ９の吸熱による定着ベルト８の急激な温度低下が防止される。
【００６６】
第３の部分３３、第４の部分３４の材料、面処理、熱伝導性の高い部材の具備は第１の部分３１、第２の部分３２の部分の場合と同様に、第３の部分３３が対向する部材である定着ベルト８への接触、非接触、第４の部分３４が対向する部材である定着ローラ９への接触、非接触等に応じて適宜選択できる。なおかかる接触、非接触は第１の部分３１ないし第４の部分３４のそれぞれの部分ごとに選択できるものである。
【００６７】
図５、図６において伝熱板１は破線で示しており、実線で示す部材４４は、加熱ローラ２周面の定着ベルト８を巻き掛けた部分以外の部分からの熱の流出を防止するための断熱部材を示している。断熱部材４４は、伝熱板１の、他の部材に対向する面側、すなわち第１の部分３１にあっては加熱ローラ２に対向する面側、第２の部分３２及び第３の部分３３にあっては定着ベルト８に対向する面側、第４の部分３４にあっては定着ローラ９に対向する面側に一体化されている。
【００６８】
断熱部材４４はロックウールであるが他の断熱性を有する部材であっても良い。このように、他の部材に対向する面の表面に断熱層を設けることで、伝熱作用以外に、当該対向する部材の保温性を向上する作用を持たせることができる。断熱部材４４は、伝熱板１が、第３の部分３３や第４の部分を有する場合のみならず、図３に示すように第１の部分と第２の部分とからなる場合にも設けることができる。
【００６９】
伝熱板１は、第１の部分３１が、加熱ローラ２の温度が定着に適した所定温度より低いときには加熱ローラ２周面及び定着ベルト８内面に接触し、かかる所定温度以上であるときには非接触となるように構成することができる。その構成としては図７に示すように、伝熱板１をバイメタルで構成するものがあり、これにより、伝熱板１の温度に応じた変形により、第１の部分３１が、加熱ローラ２の温度が定着に適した所定温度より低いときには図７（ａ）に示すように加熱ローラ２周面及び定着ベルト８に接触し、かかる所定温度以上であるときには図７（ｂ）に示すように非接触となるように構成することができる。
【００７０】
またこれにより、定着装置１０８における定着に適した設定温度に昇温後、加熱ローラ２及び定着ベルト８の回転駆動時等においては伝熱板１が変形することで加熱ローラ２及び定着ベルト８から離間し、加熱ローラ２及び定着ベルト８の回転を妨げることがなく、加熱ローラ２及び定着ベルト８の磨耗が防止される。伝熱板１の接離は、加熱ローラ２、定着ベルト８の何れか一方のみに対して行うものであっても良い。
【００７１】
また第３の部分３３を有する場合にはこれを定着ベルト８に対して接離させることが可能であり、第４の部分３４を有する場合には定着ローラ９に対して接離させることが可能である。第４の部分３４を定着ローラ９に対して接離させれば、定着ローラ９の昇温を速やかに行なうことができるとともに、定着ローラ９の磨耗を防止することができる。
【００７２】
バイメタルは、熱膨張すなわち線膨張係数の違いを利用しかかる変形を行うことができれば伝熱板１の少なくとも一部に用いられていれば良く、また、その材質はバイメタルとして周知のもので良い。バイメタルを一部に用いる場合は第１の部分３１と第２の部分３２との接合部に設けることができる。また全体にわたってバイメタルを用いる場合でも、バイメタル以外の部分に上述した材料等を用いた層状の構成とすることもできる。上述の断熱部材４４を一体化することも可能である。
【００７３】
伝熱板１を加熱ローラ２、定着ベルト８に接離させる構成としては、図示を省略するが、伝熱板１を駆動する駆動手段としてのソレノイドを用いた構成など機械的構成を用いても良い。ソレノイドを用いる場合には、たとえば、定着装置１０８に備えられた図示しないサーミスタにより検知した温度が定着に適した設定温度以上であるときに、ソレノイドに通電して伝熱板１を変位させ、それまで加熱ローラ２及び定着ベルト８伝熱板１を加熱ローラ２及び定着ベルト８から離間し非接触とするよう制御することができる。
【００７４】
このように、駆動手段を用いても、加熱ローラ２、定着ベルト８の回転を妨げることがなく、加熱ローラ２、定着ベルト８の磨耗が防止される。伝熱板１の接離は、加熱ローラ２、定着ベルト８の何れか一方のみに対して行うものであっても良い。また第４の部分３４を有する場合には定着ローラ９に対しても接離させることが可能である。第４の部分３４を定着ローラ９に対して接離させれば、定着ローラ９の昇温を速やかに行なうことができるとともに、定着ローラ９の磨耗を防止することができる。また、各部分ごとに駆動手段を設け、変位させることも可能である。
【００７５】
図８に示すように、伝熱板１は、加熱ローラ２の両端部２ａの温度の落ち込みすなわち加熱ローラ２の両端部２ａの温度が中央部２ｂの温度に比して低くなる温度分布を抑制するために、その両端部１ａの材料及び面処理と、中央部１ｂの材料及び面処理とを異ならせ、中央部１ｂの熱伝導率を、両端部１ａの熱伝導率よりも高くした、コンポジット構造とし、加熱ローラ２の中央部２ｂ、定着ベルト８の中央部の熱が加熱ローラ２の両端部２ａ、定着ベルト８の両端部に均等に伝達されるようにすることができる。図８において定着ベルト８の図示は省略している。
【００７６】
具体的には、たとえば中央部１ｂの材料をステンレスとし、耐熱樹脂による面処理を行うことができる。このような熱伝達率の調整は、材質のみを異ならせること、面処理のみを異ならせること、面処理を両端部１ａ、中央部１ｂの何れか一方のみに行うこと等により行うことができる。またかかる調整は他の部材を両端部１ａ、中央部１ｂの何れか一方のみに一体化すること、熱伝導率の低い部材を両端部１ａに一体化し、熱伝導率の高い部材を中央部１ｂに一体化すること等によって行うこともできる。
【００７７】
図８は伝熱板１が第１の部分３１、第２の部分３２のみを有する場合について示したが、上述の第３の部分３３、第４の部分３４等を有している場合にも適用できるし、各部分の、対向する部材への接触・非接触または接離、断熱部材の有無等の組み合わせは適宜行うことができる。
【００７８】
図９に示すように、定着装置１０８は、ニップ幅拡大のために、定着ベルト８の内側に設けられ、定着ベルト８の走行方向Ｃにおける加熱ローラ２の下流側且つ定着ローラ９の上流側の部分に、定着ベルト８の内側から加圧ローラ３に向けて当接した当接手段としてのバックアップロールたるバックアップローラ５４を有している場合がある。バックアップローラ５４は基準側板５０により両端を回転自在に支持され、定着ベルト８に従動回転する。
【００７９】
バックアップローラ５４は、加圧ローラ３が定着ベルト８に当接する領域であるニップ部４を、定着ローラ９と加圧ローラ３とが対向した領域よりも方向Ｃの上流側に広げるように定着ベルト８に当接しているものである。このような定着装置１０８においては、図９に示すように、伝熱板１をバックアップローラ５４に係合させ伝熱板１の熱をバックアップローラ５４を経て定着ベルト８に伝えるようにすることができる。これにより、伝熱板１をバックアップローラ５４に連結することでバックアップローラ５４の余熱を行い、定着ベルト８の回転時においてバックアップローラ５４が定着ベルト８の熱を奪うことによる温度低下を防止することができる。
【００８０】
図９は伝熱板１が第１の部分３１、第２の部分３２のみを有する場合について示したが、上述の第３の部分３３、第４の部分３４等を有している場合にも適用できるし、各部分の、材料、面処理、部材の一体化、対向する部材への接触・非接触または接離、断熱部材の有無等の組み合わせは適宜行うことができる。
【００８１】
図１０に示すように、伝熱板１が、第１の部分３１、第２の部分３２、第３の部分３３、第４の部分３４のすべてを有する場合の形状として、伝熱板１をローラ状をなした形状とすることができる。この場合、伝熱板１を第１の部分３１、第２の部分３２、第３の部分３３、第４の部分３４に明確に分けることができないので図１０において伝熱板は単に符号１で示している。
【００８２】
伝熱板１は、基準側板５０により両端を回転自在に支持されている。伝熱板１は、定着ベルト８の回転方向Ｃ（図３等を参照）における、加熱ローラ２の上流側且つ定着ローラ９の下流側と、加熱ローラ２の下流側且つ定着ローラ９の上流側との２箇所において、定着ベルト８に接触しており、方向Ｃにおける加熱ローラ２の下流側且つ定着ローラ９の上流側の位置での定着ベルト８への当接圧の方が大きいことから、この位置で定着ベルト８に従動回転する。伝熱板１は、従動回転により、加熱ローラ２の熱を定着ベルト８、定着ローラ９に伝達するようになっている。
【００８３】
この回転の際の、回転方向に対して垂直な方向への伝熱板１のずれは、定着ベルト８のベルト寄りを防止するために定着ベルト８の端部に当接するように基準側板５０に設けられたガイド部材５５によって防止される。定着ベルト８にベルト寄りのゴムリングが設けられることがあるが、これにより伝熱板１のずれを防止するように構成しても良い。このように、伝熱板１のかかるずれは定着ベルトまたは基準側板５０に設けられた部材により防止される。
【００８４】
図１１に示すように、伝熱板１は、芯金５６を備えていても良く、この場合は芯金５６が基準側板５０に回転可能に支持されるとともに、基準側板５０によりかかるずれが防止されるように構成することができる。芯金５６を基準側板５０に回転可能に支持する構成としては、玉軸受等の軸受を基準側板５０に設けて軸受により芯金５６の両端を支持することが挙げられる。このような支持態様によれば、伝熱板１による定着ベルト８、定着ローラ９等への伝熱作用の他にも、伝熱板１、定着ベルト８、定着ローラ９等の保温作用を持続させることができる。
【００８５】
伝熱板１は、対向する部材、すなわち、定着ベルト８の加熱ローラ２の上流側且つ定着ローラ９の下流側の位置、定着ベルト８の加熱ローラ２の下流側且つ定着ローラ９の上流側の位置、加熱ローラ２、定着ローラ９の少なくとも１つに接触して、接触した部分が、当該部材に従動回転することにより、加熱ローラ２の熱を、かかる対向する部材に伝達するようになっていればよい。２箇所以上で接触するときは、摩擦が強い方向に従動回転する。
【００８６】
加熱ローラ２からの熱の伝達は、定着ベルト８の加熱ローラ２の下流側且つ定着ローラ９の上流側の位置に行うことが定着に適していることから、回転方向は、Ｃ方向と同方向であることが望ましい。熱の伝達が良好に行われるのであれば、伝熱板１を回転しないように固定しても良い。伝熱板１を回転させない場合には他の部材との擦れを考慮すると、他の部材と非接触であることが望ましい。ロール状の伝熱板１の材料、面処理、部材の一体化、対向する部材への接離、断熱部材の有無等の組み合わせは適宜行うことができる。
【００８７】
また、加熱ローラ２表面温度の昇温を促進するため、及び伝熱板１への熱伝達性を向上するために、加熱ローラ２の表面を、伝熱性の高いニッケル等により表面処理することができる。表面処理としては、ニッケル−テフロン（登録商標）の、日本カニゼン社のカニフロン（登録商標）によるコート等の複合メッキ等、フッ素及びテフロン（登録商標）系とニッケル及び銅による複合メッキ等の処理が挙げられる。加熱ローラ２の表面処理は、加熱ローラ２表面温度の昇温の促進、伝熱板１への熱伝達性の向上のうちの何れか一方のために行うものであってもよい。
【００８８】
画像形成装置１００は以上のような構成であるので、操作者による所定の操作により、画像形成装置１００の電源が投入され、又は待機状態から動作状態に移行すると、定着装置１０８においては速やかに立ち上がりが終了し、操作者が画像形成を開始する周知の操作を行うと、各色の作像系において、帯電装置による帯電工程によって均一に帯電された感光体１０１は、矢印Ａ方向の回転により、外部から入力されるデータに応じて照射されるレーザ光による露光工程における潜像形成、現像装置による現像によって行われる現像工程、転写装置１０５による転写工程、クリーニング装置によるクリーニング工程、除電装置による除電工程を経て再び帯電工程に移る。
【００８９】
かかる転写工程は、搬送経路１１０を搬送される記録紙の搬送のタイミングに合わせて行われ、搬送経路１１０を搬送される過程において全ての転写工程によって記録紙上にトナー像が重ね合わせ転写により転写されると、定着装置１０８における定着工程によって記録紙上に定着される。トナー像を定着されカラー画像を形成された記録紙は、画像形成装置１０１の外に排出される。このような画像形成工程において、定着工程においては、定着装置１０８の各部材の温度低下が抑制され、常に定着に適した温度に保たれるため、定着が良好に行われる。
【００９０】
以上、本発明を適用した画像形成装置を説明したが、画像形成装置はカラーの画像形成を行なうものでなく、単色の画像形成を行うものであっても良い。また、本発明は、ベルト及びこれを巻き掛けた２以上の回転部材によりシート状の部材を搬送し、且つ熱を供給する装置に適用することができる。
【００９１】
【発明の効果】
本発明は、トナーを定着される記録媒体を搬送するための無端の定着ベルトと、上記定着ベルトを巻き掛けられた加熱ローラ及び定着ローラと、上記定着ベルトを介して上記定着ローラに対向して配置され上記定着ローラと対向する領域で同定着ベルトに当接する加圧ローラとを有する定着装置において、上記定着ベルトの内側に設けられ、上記加熱ローラ周面の上記定着ベルトを巻き掛けた部分以外の部分に対向した第１の部分と、上記定着ベルトの内面の上記加熱ローラまたは上記定着ローラに巻き掛けられた部分以外の部分であって上記定着ベルトの回転方向における上記加熱ローラの下流側かつ上記定着ローラの上流側の部分に対向した第２の部分とを有し、上記加熱ローラからの熱を第１の部分及び第２の部分を経て上記定着ベルトに伝えるための伝熱部材を有するので、加熱ローラの熱を定着ベルトの昇温に確実且つ有効に利用することができ、加熱ローラによる加熱の効率を向上し、昇温が速く、立ち上がりが早いとともに、温度の低下を抑制して定着に適した温度を保つことができる定着装置を提供することができる。
【００９２】
伝熱部材が、定着ベルトの内面の加熱ローラまたは定着ローラに巻き掛けられた部分以外の部分であって上記定着ベルトの回転方向における上記加熱ローラの上流側かつ上記定着ローラの下流側の部分に対向した第３の部分を有し、上記加熱ローラからの熱を、第１の部分及び第３の部分を経て上記定着ベルトに伝えることとすれば、定着ベルトのかかる部分を良好に加熱して加熱ローラの熱を有効に利用することができ、温度の低下を抑制して定着に適した温度を保つことができる定着装置を提供することができる。
【００９３】
伝熱部材が、定着ローラ周面の定着ベルトを巻き掛けた部分以外の部分に対向した第４の部分を有し、加熱ローラからの熱を、少なくとも第１の部分と第４の部分とを経て上記定着ローラに伝えることとすれば、定着ローラを予熱しておくこと及び定着ローラの温度を維持することができ、定着ベルト回転開始時に定着ローラの吸熱による定着ベルトの温度低下を抑制し、また定着ベルトの温度を均一且つ良好に維持して定着不良を防止し、良好な定着を行うことができる定着装置を提供することができる。
【００９４】
第１の部分が、加熱ローラ周面に接触していることとすれば、伝熱部材からの熱の伝達を良好に行うことができ、加熱ローラの熱を定着ベルトの昇温にさらに確実且つ有効に利用することができ、昇温が速く、立ち上がりがさらに早いとともに、温度の低下を抑制して定着に適した温度を良好に保つことができる定着装置を提供することができる。
【００９５】
第１の部分が、加熱ローラ周面に非接触であることとすれば、加熱ローラ周面の磨耗を防止しつつ、加熱ローラの熱を定着ベルトの昇温に有効に利用することができ、昇温が速く、立ち上がりが早いとともに、温度の低下を抑制して定着に適した温度を保つことができる定着装置を提供することができる。
【００９６】
第１の部分が、加熱ローラの温度が所定温度より低いときには上記加熱ローラ周面及び／または定着ベルト内面に接触し、上記加熱ローラの温度が所定温度以上のときには非接触であることとすれば、加熱ローラ周面の磨耗を防止しつつ、且つ、昇温時における加熱ローラの熱を伝熱部材によって良好に伝達して定着ベルトの昇温にさらに確実且つ有効に利用することができる定着装置を提供することができる。
【００９７】
伝熱部材の少なくとも一部がバイメタルであって、同伝熱部材の温度に応じた変形により、第１の部分が、加熱ローラの温度が所定温度より低いときには上記加熱ローラ周面及び／または定着ベルト内面に接触し、上記加熱ローラの温度が所定温度より高いときには非接触であることとすれば、比較的簡易な構成で確実に温度に応じて伝熱部材を加熱ローラに接離できるとともに、これにより、加熱ローラ周面の磨耗を防止しつつ、且つ、昇温時における加熱ローラの熱を伝熱部材によって良好に伝達して定着ベルトの昇温にさらに確実且つ有効に利用することができる定着装置を提供することができる。
【００９８】
伝熱部材を駆動する駆動手段を有し、この駆動手段が、第１の部分を、加熱ローラの温度が所定温度より低いときには上記加熱ローラ周面及び／または定着ベルト内面に接触させ、上記加熱ローラの温度が所定温度より高いときには非接触とするように駆動することとすれば、所定温度に厳密に伝熱部材を加熱ローラに接離できるとともに、これにより、加熱ローラ周面の磨耗を防止しつつ、且つ、昇温時における加熱ローラの熱を伝熱部材によって良好に伝達して定着ベルトの昇温にさらに確実且つ有効に利用することができ、良好な定着を行うことができる定着装置を提供することができる。
【００９９】
第２の部分が定着ベルトの内面に当接していることとすれば、伝熱部材からの熱の伝達を良好に行うことができ、加熱ローラの熱を定着ベルトの昇温にさらに確実且つ有効に利用することができ、昇温が速く、立ち上がりがさらに早いとともに、温度の低下を抑制して定着に適した温度を良好に保つことができる定着装置を提供することができる。
【０１００】
伝熱部材が第３の部分を有する定着装置において、第３の部分が定着ベルトの内面に当接していることとすれば、伝熱部材からの熱の伝達を良好に行うことができ、加熱ローラの熱を定着ベルトの昇温にさらに確実且つ有効に利用することができ、定着ベルトの温度の低下を抑制して定着に適した温度を良好に保つことができる定着装置を提供することができる。
【０１０１】
伝熱部材が第４の部分を有する定着装置において、第４の部分が定着ベルト周面に当接していることとすれば、伝熱部材からの熱の伝達を良好に行うことができ、加熱ローラの熱を定着ローラの予熱や昇温に確実且つ有効に利用することができ、定着ベルト回転時の温度低下をさらに抑制し、また定着ベルトの温度をさらに均一且つ良好に維持して定着不良を防止し、さらに良好な定着を行うことができる定着装置を提供することができる。
【０１０２】
伝熱部材が第１の部分と第２の部分と第３の部分と第４の部分とを有する定着装置において、上記伝熱部材が、ローラ状をなしていることとすれば、簡易な構成で加熱ローラの熱を定着ベルトの各部分及び定着ローラに伝えることができる定着装置を提供することができる。
【０１０３】
第１の部分、第２の部分、第３の部分、第４の部分のうちの少なくとも１つの部分が、当該部分が対向する部材に接触する定着装置において、ローラ状の伝熱部材が、当該部分が接触した当該部材に従動回転することとすれば、駆動手段を用いることなく簡易な構造で伝熱部材を回転させ、加熱ローラの熱をムラなく定着ベルトの各部分及び定着ローラに良好に伝えることができる定着装置を提供することができる。
【０１０４】
伝熱部材が、熱伝導性の高い材料により構成され及び／または熱伝導性の高い面処理を施され及び／または熱伝導性の高い部材を有することとすれば、またさらに、加熱ローラの熱を定着ベルトの昇温に確実且つ有効に利用することができ、昇温が速く、立ち上がりが早いとともに、温度の低下を抑制して定着に適した温度を保つことができる定着装置を提供することができる。
【０１０５】
伝熱部材が、対向する部材に非接触の部分を有する定着装置において、上記伝熱部材が、当該非接触の部分が当該部分の対向する非接触の部材に熱伝達を行うように、熱伝導性の高い材料により構成され及び／または熱伝導性の高い面処理を施され及び／または熱伝導性の高い部材を有することとすれば、伝熱部材が、対向する部材に非接触の部分を有する場合であっても、加熱ローラの熱を定着ベルトの昇温に確実且つ有効に利用することができ、昇温が速く、立ち上がりが早いとともに、温度の低下を抑制して定着に適した温度を保つことが担保できる定着装置を提供することができる。
【０１０６】
伝熱部材が、他の部材に対向する面側に、加熱ローラ周面の定着ベルトを巻き掛けた部分以外の部分からの熱の流出を防止するための断熱部材を有することとすれば、伝熱部材に断熱作用を持たせるとともに、加熱ローラ、定着ベルト等の保温作用を持たせることにより、また一段と、加熱ローラの熱を定着ベルトの昇温に確実且つ有効に利用することができ、昇温が速く、立ち上がりが早いとともに、温度の低下を抑制して定着に適した温度を保つことができる定着装置を提供することができる。
【０１０７】
伝熱部材が、加熱ローラの軸方向における中央部の材料及び／または面処理及び／または一体化された部材と両端部のそれとが異なり、上記中央部の熱伝導率が、上記両端部の熱伝導率よりも高いこととすれば、中央部の熱が両端部に均等に伝達され、かかる軸方向における各部材の温度分布を均一にして、軸方向全体におけるコールドオフセット及びホットオフセットを防止して良好な定着を行うことができる定着装置を提供することができる。
【０１０８】
定着ベルトの内側に設けられ、加圧ローラが定着ベルトに当接する領域を、定着ローラと加圧ローラとが対向した領域よりも上記定着ベルトの回転方向の上流側に広げるように上記定着ベルトに当接しているとともに、伝熱部材と係合して同伝熱部材の熱を上記定着ベルトに伝える当接部材を有することとすれば、当接部材により、ニップ幅を拡大してより良好な定着を行うことができるとともに、当接部材によっても定着ベルトへの熱の伝達を行い、特にニップにおける定着ベルトの温度を良好に保つことで良好な定着を行うことができる定着装置を提供することができる。
【０１０９】
加熱ローラが、その表面温度の昇温を促進するため及び／または上記伝熱部材への熱伝達性を向上するため表面処理が施されていることとすれば、加熱ローラ自身の構成により加熱ローラによる加熱の効率を向上し、立ち上がりが早いという利点や伝熱部材による熱伝達をより良好に行い加熱ローラの熱を定着ベルトの昇温に確実且つ有効に利用することができ、温度の低下を抑制して定着に適した温度を保つことができるという利点を有する定着装置を提供することができる。
【０１１０】
本発明は、請求項１ないし１９の何れか１つに記載の定着装置に備えられた伝熱部材にあるので、かかる定着装置において各効果を奏することを実現するに不可欠であるとともに、上述の各形態とすることができ設計上の自由度が高く定着装置の設計上の自由度も向上する伝熱部材を提供することができる。
【０１１１】
本発明は、請求項１ないし１９の何れか１つに記載の定着装置を有する画像形成装置にあるので、上述の各効果を奏し、定着性能が良好であることにより良好な画像形成を行うことができる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】
【図１】本発明を適用した画像形成装置の概略を示す側面図である。
【図２】図１に示した定着装置の要部を示す斜視図である。
【図３】図１に示した定着装置の要部を示す側面図である。
【図４】図２及び図３に示した伝熱部材の斜視図である。
【図５】伝熱部材の別の構成例を示す側面図である。
【図６】伝熱部材のまた別の構成例を示す側面図である。
【図７】伝熱部材のさらに別の構成例を示す側面図である。
【図８】伝熱部材のまたさらに別の構成例を説明するための斜視図である。
【図９】定着装置が当接部材を有する場合を示す側面図である。
【図１０】伝熱部材がローラ状をなす場合を示す斜視図である。
【図１１】伝熱部材がローラ状をなす場合の別の例を示す斜視図である。
【図１２】従来から用いられているローラ対向式の定着装置の例を示す斜視図である。
【図１３】従来から用いられているベルト式の定着装置の例を示す斜視図である。
【図１４】ローラ対向式の定着装置においてローラ径によりニップ幅が異なる場合の例を示す側面図である。
【図１５】ベルト式の定着装置において定着ベルトの加圧ローラへの巻き掛け量を説明するための側面図である。
【図１６】ローラ対向式の定着装置において加圧ローラ表面に設けた層によりニップ幅が異なる場合の例を示す側面図である。
【図１７】ベルト式の定着装置において定着ベルトの熱源を追加した例を示す斜視図である。
【図１８】ローラ対向式の定着装置において電磁誘導式の加熱を行う例を示す側面図である。
【図１９】図１８に示した定着装置におけるコイルの配設態様を示す斜視図である。
【図２０】ベルト式の定着装置において電磁誘導式の加熱を行う例を示す側面図である。
【図２１】加熱手段を備えた加熱ローラまたは加圧ローラの両端部から熱が逃げる様子を示す斜視図である。
【図２２】ベルト式の定着装置において加熱ローラの定着ベルトを巻き掛けられていない部分から熱が逃げる様子を示す側面図である。
【図２３】ベルト式の定着装置において加圧ローラの定着ベルトに当接していない部分から熱が逃げる様子を示す側面図である。
【図２４】両端部と中央部とで温度分布が異なることにより定着不良が起こることを説明するための斜視図である。
【図２５】ベルト式の定着装置において定着ベルトの熱が定着ローラに奪われる様子を示す側面図である。
【符号の説明】
１    伝熱部材
１ａ    伝熱部材の両端部
１ｂ    伝熱部材中央部
２    加熱ローラ
３    加圧ローラ
４    加圧ローラと定着ベルトとが対向する領域
８    定着ベルト
９    定着ローラ
３１    第１の部分
３２    第２の部分
３３    第３の部分
３４    第４の部分
４４    断熱部材
５４    当接部材
１００    画像形成装置
１０８    定着装置
Ｃ    定着ベルトの回転方向
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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