(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状のベルトと、前記ベルトを加熱する熱源と、前記ベルトの内周面に摺接する摺動部材と、前記ベルトを介して前記摺動部材とニップ部を形成する加圧部材と、を有し、前記ニップ部でトナー画像を担持する記録材を挟持搬送しつつ記録材上の画像を加熱する像加熱装置において、
前記摺動部材は、記録材の搬送方向で前記ニップ部から外れ且つ記録材の搬送方向と直交する方向の両端部に第１の穴を有し、前記両端部の間の中央部に、前記ニップ部に対向する方向で、前記第１の穴よりも前記ニップ部から離れる位置に第２の穴を有することを特徴とする像加熱装置。
【請求項２】
筒状のベルトと、前記ベルトを加熱する熱源と、前記ベルトの内周面に摺接する摺動部材と、前記ベルトを介して前記摺動部材とニップ部を形成する加圧部材と、を有し、前記ニップ部でトナー画像を担持する記録材を挟持搬送しつつ記録材上の画像を加熱する像加熱装置において、
前記摺動部材は、記録材の搬送方向で前記ニップ部から外れ且つ記録材の搬送方向と直交する方向の両端部に穴を有し、前記両端部の間の中央部に、前記ニップ部に対向する方向で、前記穴よりも前記ニップ部から離れる位置に切り欠きを有することを特徴とする像加熱装置。
【請求項３】
前記摺動部材が、記録材の搬送方向に沿って形成されたベース部と、記録材の搬送方向で前記ベース部の端部に形成された屈曲部とで構成されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の像加熱装置。
【請求項４】
前記屈曲部が、記録材の搬送方向で前記ニップ部の外側に位置することを特徴とする請求項３に記載の像加熱装置。
【請求項５】
前記第２の穴が、記録材の搬送方向と直交する方向において少なくとも小サイズ記録材の通過領域に形成されることを特徴とする請求項１、請求項３、請求項４の何れか一項に記載の像加熱装置。
【請求項６】
前記切り欠きが、記録材の搬送方向と直交する方向において少なくとも小サイズ記録材の通過領域に形成されることを特徴とする請求項２、請求項３、請求項４の何れか一項に記載の像加熱装置。
【請求項７】
前記第１の穴が、記録材の搬送方向と直交する方向において少なくとも小サイズ記録材の非通過領域に形成されることを特徴とする請求項１、請求項３、請求項４、請求項５の何れか一項に記載の像加熱装置。
【請求項８】
前記穴が、記録材の搬送方向と直交する方向において少なくとも小サイズ記録材の非通過領域に形成されることを特徴とする請求項２、請求項３、請求項４、請求項６の何れか一項に記載の像加熱装置。
【請求項９】
前記第１の穴と前記第２の穴が、記録材の搬送方向と直交する方向において大サイズ記録材の通過領域に形成されることを特徴とする請求項１、請求項３、請求項４、請求項５、請求項７の何れか一項に記載の像加熱装置。
【請求項１０】
前記穴と前記切り欠きが、記録材の搬送方向と直交する方向において大サイズ記録材の通過領域に形成されることを特徴とする請求項２、請求項３、請求項４、請求項６、請求項８の何れか一項に記載の像加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真複写機、電子写真プリンタなどの画像形成装置に搭載する定着装置（定着器）として用いて好適な像加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真式の複写機やプリンタに搭載する定着器として、筒状のベルトで記録材上の未定着トナー画像を加熱定着するものが知られている。筒状のベルトを用いた定着器を搭載するプリンタで小サイズの記録材を大サイズの記録材と同じプリント間隔で連続プリントすると、記録材が通過しない領域（非通過領域）が過度に昇温する現象が生じる。
【０００３】
特許文献１には、小サイズ記録材の非通過領域に設けた変形部材を除熱部材に接続させて除熱することにより、小サイズ記録材の非通過領域の過昇温を抑制する定着装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−７３１７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、記録材の搬送方向と直交する方向に関して、小サイズ記録材の非通過領域の過昇温の抑制と、大サイズ記録材の通過領域の温度分布の均一化に優れている像加熱装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明は、筒状のベルトと、前記ベルトを加熱する熱源と、前記ベルトの内周面に摺接する摺動部材と、前記ベルトを介して前記摺動部材とニップ部を形成する加圧部材と、を有し、前記ニップ部でトナー画像を担持する記録材を挟持搬送しつつ記録材上の画像を加熱する像加熱装置において、前記摺動部材は、記録材の搬送方向で前記ニップ部から外れ且つ記録材の搬送方向と直交する方向の両端部に第１の穴を有し、前記両端部の間の中央部に、前記ニップ部に対向する方向で、前記第１の穴よりも前記ニップ部から離れる位置に第２の穴を有することを特徴とする。
【０００７】
また、本発明は、筒状のベルトと、前記ベルトを加熱する熱源と、前記ベルトの内周面に摺接する摺動部材と、前記ベルトを介して前記摺動部材とニップ部を形成する加圧部材と、を有し、前記ニップ部でトナー画像を担持する記録材を挟持搬送しつつ記録材上の画像を加熱する像加熱装置において、前記摺動部材は、記録材の搬送方向で前記ニップ部から外れ且つ記録材の搬送方向と直交する方向の両端部に穴を有し、前記両端部の間の中央部に、前記ニップ部に対向する方向で、前記穴よりも前記ニップ部から離れる位置に切り欠きを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、記録材の搬送方向と直交する方向に関して、小サイズ記録材の非通過領域の過昇温の抑制と、大サイズ記録材の通過領域の温度分布の均一化に優れている像加熱装の提供を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１に係る定着装置の断面図
【図２】定着装置をニップ部上流側から見たときの図
【図３】摺動板をニップ部下流側から見たときの図
【図４】摺動板の他の例を説明するための図
【図５】本実施例と比較例の定着装置に大サイズ記録材を通過させた場合の加熱初期のニップ部長手方向の温度分布を説明するための図
【図６】本実施例と比較例の定着装置に小サイズ記録材を連続して通過させた場合の加熱初期のニップ部長手方向の温度分布を説明するための図
【図７】画像形成装置の断面図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。本発明の好適な実施形態は、本発明における最良の実施形態の一例ではあるものの、本発明は以下の実施例により限定されるものではなく、本発明の思想の範囲内において他の構成に置き換えることは可能である。
【００１１】
［実施例１］
図７を参照して、本発明に係る像加熱装置を定着装置として搭載する画像形成装置を説明する。図７は電子写真記録技術を用いた画像形成装置（本実施例ではモノクロプリンタ）１００の一例の概略構成を表わす断面図である。
【００１２】
＜画像形成装置＞
画像形成装置１００において、記録材Ｐにトナー画像を形成する画像形成部Ａは、像担持体としての感光体ドラム１０と、帯電部材１１と、レーザースキャナ１２と、を有する。更に、画像形成部Ａは、現像器１３と、感光体ドラム１０の外周面（表面）をクリーニングするクリーナ１４と、転写部材１５と、を有する。以上の画像形成部Ａの動作は周知であるので詳細な説明は割愛する。
【００１３】
画像形成装置本体１００Ａ内のカセット１６に収納された記録材Ｐはローラ１７の回転によって１枚ずつ繰り出される。その記録材Ｐはローラ１８の回転によって感光体ドラム１０と転写部材１５とで形成された転写部に搬送される。転写部でトナー画像が転写された記録材Ｐは定着装置（定着部）Ｂに送られ、トナー画像は定着装置で記録材上に加熱定着される。定着装置Ｂを出た記録材Ｐはローラ１９の回転によってトレイ２０に排出される。
【００１４】
＜定着装置Ｂの概略構成＞
図１は本実施例の定着装置Ｂの概略構成を表わす断面図である。本実施例に示す定着装置Ｂは、筒状のベルト１と、加圧部材としての加圧ローラ２と、を有する。
【００１５】
ベルト１の内側には、摺動部材としての摺動板３と、支持部材４と、熱源としてのハロゲンランプ５と、反射板６が配置されている。摺動板３はベルト１の内周面（内面）に摺接するように配置してある。反射板６は摺動板３のベルト１内面に摺接する面とは反対側の面上に配置してある。ハロゲンランプ５は摺動板３と反射板６との間に配置してある。
支持部材４は反射板６を覆うように配置してある。
【００１６】
ベルト１は、ポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ等の耐熱性樹脂製の基材（不図示）、又はニッケルやＳＵＳといった金属製の基材（不図示）の外周面に、表層として離型層を設けることにより構成されている。基材に耐熱性樹脂を用いる場合、耐熱性樹脂の厚みは３０〜２００μｍであり、離型層としてフッ素系樹脂をコーティングする。基材に金属を用いる場合、基材の厚みは３０μｍ〜１００μｍとし、基材の外周面には弾性層として１００〜１０００μｍの厚みのシリコーンゴム層を設けることがある。さらに離型層として、フッ素樹脂チューブを被覆する。
【００１７】
上記のベルト１は、記録材Ｐの搬送方向Ｘ（以下、短手方向Ｘと記す）と直交する方向Ｙ（以下、長手方向Ｙと記す）に関して、ベルトの両端部が不図示のガイド部材によって回転可能に保持されている。
【００１８】
摺動板３は短手方向Ｘに沿って形成されたベース部３ａを有する。短手方向Ｘに関して、ベース部３ａのニップ部Ｎ上流側とニップ部Ｎ下流側の端部３ａ１は、ニップ部Ｎの外側に位置している。各端部３ａ１は、当該端部に反射板６を挟んで不図示の加圧部材により加圧される支持部材４の受圧部として機能する。各端部３ａ１の先端には、ニップ部Ｎに対向するベース部に対し直角に折り曲げた屈曲部３ｂが形成してある。屈曲部３ｂの折り曲げ角度は直角に限られない。屈曲部３ｂがベルト１内面と支持部材４に接触しない範囲で所定の角度に設定することができる。
【００１９】
上記の摺動板３は、熱伝導率の優れたアルミニウム、銅などの金属、又はそれら金属の合金から形成される。これにより摺動板３はハロゲンランプ５から直接輻射熱が伝達される。また、摺動板３は、後述するニップ部Ｎ内での圧力分布を変化させるために、凹凸の形態に形成しても構わない。また、摺動板３のベルト１内面に摺接する面には、ベルト内面との摺擦を軽減するために、フッ素樹脂等の樹脂コーティング、又はガラスコーティング等を設けても構わない。
【００２０】
ベース部３ａのベルト１内面に摺接する面とは反対側の面には、ハロゲンランプ５からの輻射熱を効率良く吸収するために、黒色の塗装を施したり、熱吸収部材を設けたりしてもよい。摺動板３の屈曲部２ｂは、ベース部３ａのニップ部Ｎ上流側とニップ部Ｎ下流側の何れか一方の端部３ａ１に形成しても構わない。
【００２１】
反射板６は、赤外線および遠赤外線の反射率が大きい、例えば、アルミニウムなどをＵ形状に湾曲させて形成してある。ハロゲンランプ５は、反射板６の内部の中央部に位置するように設けられる。すなわち、ハロゲンランプ５は、反射板６から所定の間隔をあけて配置されており、反射板６の内面の少なくとも一部と、摺動板３の少なくともベース部３ａのベルト１内面に摺接する面とは反対側の面に輻射熱を発するような位置に設けられる。
【００２２】
上記の反射板６によってハロゲンランプ５からの輻射熱を効率的に利用することができ、摺動板３を速やかに加熱することができる。熱源はハロゲンランプ５に限られない。熱線や、セラミックヒータなどを熱源として用いても構わない。
【００２３】
支持部材４は、摺動板３を加圧するように所定の剛性を有する構造物であり、ステンレスや、バネ鋼などのような強度の優れた金属を用いて反射板６の外面形状に沿った形状に形成してある。この支持部材４は、加圧ローラ２に対し摺動板３を介してベルト１を加圧するように、不図示の加圧部材によってベルト１の母線方向と直交する方向に附勢される。
【００２４】
上記の支持部材４の役割は２つある。１つは、支持部材４によって加圧される摺動板３と反射板６を短手方向Ｘについて支持部材の側面両側で支持することである。他の１つは、摺動板３のベース部３ａをベルト１を介して加圧ローラ２の母線方向と直交する方向に加圧し長手方向Ｙに沿って均一なニップ部Ｎを形成することである。
【００２５】
加圧ローラ２は芯金２ａを有する。芯金２ａの外周には弾性層２ｂを設け、弾性層の外周には離型層２ｃを設けている。芯金２ａは、長手方向Ｙに関して、芯金の両端部が不図示の軸受部材によって回転可能に保持されている。そして、その芯金両端の軸受部材を不図示の加圧部材によって加圧ローラ２の母線方向と直交する方向に附勢し加圧ローラ２表面をベルト１を介して摺動板３のベース部３ａに加圧する。これによって、弾性層２ｂを弾性変形させ、短手方向Ｘについて、加圧ローラ２表面とベルト１表面とで所定幅のニップ部Ｎを形成している。
【００２６】
定着装置Ｂの加熱定着処理動作を説明する。加圧ローラ２は、芯金２ａに画像形成装置本体１００Ａに搭載された不図示のモータの駆動力が伝達されることによって図１に示す矢印方向へ所定の周速度で回転する。ベルト１は、ベルト１内面が摺動板３のベース部３ａに摺接しながら加圧ローラ２の回転に追従して図１に示す矢印方向へ回転する。摺動板３は、ハロゲンランプ５からの輻射熱、及び反射板６からのハロゲンランプ５の反射輻射熱によってベース部３ａが加熱される。そして、そのベース部３ａによってベルト２は内面側から加熱される。
【００２７】
不図示の制御部（ＣＰＵ）は、不図示の温度検知部材でモニタするニップ部Ｎの温度を所定の定着温度（目標温度）に維持するようにハロゲンランプ５への給電量を不図示の温度制御部によって制御する。
【００２８】
未定着トナー画像を担持する記録材Ｐはニップ部Ｎで挟持搬送される。その搬送過程でトナー画像にベルト１の熱とニップ部Ｎの圧が印加され、これによりトナー画像は記録材上に加熱定着される。
【００２９】
＜過昇温抑制、及び温度分布均一化のための構造＞
図２は定着装置Ｂをニップ部Ｎ上流側から見たときの図である。図３は摺動板３をニップ部Ｎ下流側から見たときの図である。長手方向Ｙに関して、図２に示す記録材通過領域Ｎｃは大サイズ記録材の通過領域である。Ｎａは記録材通過領域Ｎｃにおける小サイズ記録材の通過領域である。Ｎｂは記録材通過領域Ｎｃにおける小サイズ記録材の非通過領域である。
【００３０】
図３に示すように、摺動板３は、短手方向Ｘでニップ部Ｎから外れ且つ長手方向Ｙの両端部ｈ１に端部穴（第１の穴、又は穴）７ａを有する。更に、摺動板３は、その両端部ｈ１の間の中央部ｈ２に、ニップ部Ｎに対向する方向Ｚ（以下、垂直方向Ｚと記す）で、端部穴７ａよりもニップ部から離れる位置に中央穴（第２の穴）７ｂを有する。ここで、端部穴７ａと中央穴７ｂは、摺動板３のニップ部Ｎ下流側の屈曲部３ｂに設けられている。端部穴７ａ、及び中央穴７ｂについて、更に詳しく説明する。
【００３１】
端部穴７ａは屈曲部３ｂの端部ｈ１に、少なくとも１つ以上設けられる。短手方向Ｘに関して、端部ｈ１を非通過領域Ｎｂと対応する位置に配置することによって当該端部の熱の収支を調整するうえで効率的と考えられるが、これに限定されるものではない。
【００３２】
中央穴７ｂは屈曲部３ｂの中央部ｈ２に少なくとも１つ設けられる。短手方向Ｘに関して、中央部ｈ２を通過領域Ｎａと対応する位置に配置することによって当該中央部の熱の収支を調整するうえで効率的と考えられるが、これに限定されるものではない。また中央穴７ｂは垂直方向Ｚで端部穴７ａよりもニップ部Ｎから離れる位置に設けられる。
【００３３】
本実施例では、摺動板３のニップ部Ｎ下流側の屈曲部３ｂに端部穴７ａと中央穴７ｂを設けているが、ニップ部Ｎ上流側の屈曲部３ｂに設けても構わない。さらに、本実施例では、屈曲部３ｂの中央部ｈ２の内部に中央穴７ｂを設けているが、図４に示す摺動板３のように屈曲部３ｂの中央部ｈ２の先端に切り欠き７ｃを設けても構わない。
【００３４】
図５に本実施例と比較例の定着装置に大サイズ記録材を通過させた場合の加熱初期のニップ部長手方向の温度分布を示す。図６に本実施例と比較例の定着装置に小サイズ記録材を連続して通過させた場合の加熱初期のニップ部長手方向の温度分布を示す。図５、及び図６の温度分布はシミュレーションで検証した結果である。ここで、比較例の定着装置については図示していないが本実施例の定着装置Ｂとの構成上の相違点は摺動板に端部穴と中央穴（又は切り欠き）を設けていない点である。
【００３５】
ニップ部Ｎに大サイズ記録材を通過させた場合、本実施例の定着装置Ｂでは、加熱初期の摺動板３のベース部３ａの熱が屈曲部３ｂに伝わる。そして、屈曲部３ｂの各端部ｈ１の熱は端部穴７ａの間からゆっくりと当該端部の上側先端へと伝わっていき、中央部ｈ２の熱は端部穴７ａよりも上側に設けられた中央穴７ｂにより当該中央穴の上方側への熱移動が制限される。中央部ｈ２に切り欠き７ｃを設けた場合は、当該切り欠き側への熱移動が制限される。その結果、図５のように摺動板３のニップ部長手方向の温度分布の均一化が可能となる。
【００３６】
これに対して、比較例の定着装置では、屈曲部の各端部の熱は当該端部の上側先端へと伝わっていき、中央部の熱は当該中央穴の上側先端へと伝わっていく。摺動板は本実施例のような端部穴や、中央穴、切り欠きなどが設けられていないので、本実施例の摺動板３に比べてより多くの熱を蓄えることになる。よって、図５のように摺動板のニップ部長手方向の温度分布は本実施例よりも低い温度で均一化される。ニップ部長手方向の温度が低いと、トナー画像の定着不良を引き起こす可能性があり、好ましくない。
【００３７】
ニップ部Ｎに小サイズ記録材を連続して通過させた場合、本実施例の定着装置Ｂでは、屈曲部３ｂの各端部ｈ１の熱は中央部ｈ２よりも高くなる。各端部ｈ１の熱は端部穴７ａの間から当該端部の上側先端へと伝わっていき、中央穴７ｂの上方側へと伝わっていく。中央部ｈ２に切り欠き７ｃを設けた場合は、各端部ｈ１の熱が上側先端へと伝わっていく過程で中央穴７ｂの切り欠き７ｃ側へと伝わっていく。その結果、図６のように摺動板３の各端部の過昇温の抑制が可能となる。
【００３８】
これに対して、比較例の定着装置では、屈曲部の各端部の熱は当該端部の上側先端へと伝わっていき、中央部の熱は当該中央部の上側先端へと伝わっていく。その結果、図６のように摺動板の中央部のニップ部温度は本実施例よりも低くなり、本実施例に比べ摺動板の中央部と各端部との温度差が大きい。
【００３９】
本実施例の定着装置Ｂでは、新たに部品を追加することなく、上記の摺動板３を用いるだけで、小サイズ記録材の非通過領域の過昇温の抑制と、大サイズ記録材の通過領域の温度分布の均一化に優れている定着装置の提供を実現することが可能である。
【００４０】
＜他の実施例＞
本発明に係る像加熱装置は実施例のような定着装置としての使用に限られない。記録材に一旦定着された画像（定着済み画像）或いは仮定着された画像（半定着画像）の光沢度などを改質する像加熱装置としても有効に使用できる。
【符号の説明】
【００４１】
１  ベルト、２  加圧ローラ、３  摺動板、５  ハロゲンランプ、７ａ  端部穴、７ｂ  中央穴、７ｃ  切り欠き、ｈ１  摺動板の両端部、ｈ２  摺動板の中央部、Ｎ  ニップ部、Ｐ  記録材、Ｘ  記録材の搬送方向、Ｙ  記録材の搬送方向と直交する方向、Ｚ  摺動板のニップ部と対向する方向
【図１】
0006381427.tif 000002
【図２】
0006381427.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0006381427.tif 000007
【図７】
0006381427.tif 000008