(57)【要約】【課題】簡易な構成で小型化が可能であって、生産性を低下させずに、小サイズ通紙時の非通紙部昇温を抑えることができる定着装置を提供する。【解決手段】定着部材と、発熱体と、ニップ部材と、対向部材と、を有し、画像を記録材に定着する定着装置において、発熱体とニップ部材との間に、回転軸と、回転軸の記録材の搬送方向に交差する長手方向における最小通紙幅より外側の位置に回転軸に対し所定角度傾けて取り付けられた遮蔽部材または反射部材を有し、発熱体からニップ部材への輻射熱を遮蔽または反射することでニップ部材の吸熱度合いを変化させる吸熱調整手段が設けられており、通紙する記録材の幅に応じて吸熱調整手段を回転し、発熱体からニップ部材を見た場合の吸熱調整手段の正射影面積の長手方向における分布を変化させることでニップ部材の長手方向における吸熱度合いを変化させる。【選択図】図１
2016156909.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
定着部材と、
該定着部材の内部に配置される発熱体と、
前記定着部材の内周面に摺接するように配置され、前記発熱体からの輻射熱を受ける板状のニップ部材と、
前記定着部材を介して前記ニップ部材と対向し、前記ニップ部材と定着ニップ部を形成する対向部材と、
を有し、前記ニップ部で前記定着部材と前記対向部材の間に記録材を挟持搬送しつつ記録材上の画像を加熱する定着装置において、
前記記録材の搬送方向に交差する長手方向における前記記録材の幅が第１の幅のとき、前記発熱体からの輻射熱を遮光もしくは反射させず、もしくは第１の度合いで遮光もしくは反射させて制限し、
前記長手方向における前記記録材の幅が前記第１の幅より小さい第２の幅のとき、前記発熱体からの輻射熱を前記第１の度合いより大きい第２の度合いで遮光もしくは反射させて制限する輻射熱制限手段を有することを特徴とすることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記輻射熱制限手段は、
前記第１の幅のとき、第１の正射影面積とし、
前記第２の幅のとき、前記第１の正射影面積より大きい第２の正射影面積とすることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記輻射熱制限手段は、回転軸に対し回転可能に設けら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】
前記輻射熱制限手段は、前記回転軸に対し傾けて取り付けられ、
前記第１の幅のとき、前記正射影面積が最も小さい状態からの回転角を第１の回転角とし、
前記第２の幅のとき、前記正射影面積が最も小さい状態からの回転角を前記第１の回転角より大きい第２の回転角とすることを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
【請求項５】
バイメタルバネの温度変化による変形力で、前記輻射熱制限手段を回動させることを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
【請求項６】
前記輻射熱制限手段と同軸で前記輻射熱制限手段を前記回転軸の周りに回転させるハンドル部を有し、
前記バイメタルバネは温度によって変位角が異なる自由端を備え、
前記自由端が温度に応じて前記ハンドル部と離間もしくは接触することを特徴とする請求項５に記載の定着装置。
【請求項７】
前記第１の幅のとき、前記自由端が前記ハンドル部と離間し、
前記第２の幅のとき、前記自由端が前記ハンドル部と接触することを特徴とする請求項６に記載の定着装置。
【請求項８】
前記輻射熱制限手段は、前記記録材の前記長手方向における最小幅の外側に設けられることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項９】
前記輻射熱制限手段を前記発熱体と前記ニップ部材との間に設けたことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項１０】
前記発熱体は、ハロゲンランプであることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項１１】
前記定着部材は、定着ベルトまたは定着ローラであることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項１２】
前記対向部材は、加圧ベルトまたは加圧ローラであることを特徴とする請求項１１に記載の定着装置。
【請求項１３】
前記ニップ部材の温度を検出する温度検出手段を有することを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項１４】
前記ニップ部材を前記定着ニップ部と反対側から押圧する押圧部材を有し、
前記長手方向に交差する断面で、前記輻射熱制限手段を前記押圧部材の内側に設けたことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着装置に関し、電子写真方式を用いた複写機、レーザビームプリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球環境への影響から省エネが強く求められており、省エネでウォームアップタイムの短い定着装置として、定着部材に熱容量の小さい定着フィルムを用いたフィルム定着装置が知られている。このようなフィルム定着装置として、ハロゲンランプからの輻射熱でニップ部に配置された熱容量の小さい薄肉板としてのニップ板を加熱することで、ニップ板と摺動する定着フィルムを加熱するものが知られている（特許文献１）。更に、特許文献１では、ニップ板の温度が上昇した場合、除熱部材の下面に接触するようにニップ板の突出部にバイメタルを設ける構成が示されている。
【０００３】
また、長手配光分布の異なる２本のハロゲンランプを用いて、この２本の点灯比率を変えることで、紙サイズ幅に応じて配光分布を変える定着装置が知られている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３ー０７３１７１号公報
【特許文献２】特開平７−１８１８３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示されるフィルム定着装置では、発熱体としてハロゲンランプを１本のみ定着フィルム内に配置しているため、紙サイズ幅によらず加熱長手分布が一定である。このため、幅狭のいわゆる小サイズ紙を通紙した場合の非通紙部昇温が高くなってしまうという課題が有った。
【０００６】
そのため、最小通紙幅より外側に設けられ或る程度の大きさを備える除熱部材の下面に、昇温した場合に変形して接触するようにニップ板の突出部にバイメタルを設けるが、この構成では、除熱部材を内包する定着フィルム径が大きくなる。また、除熱部材を定着フィルムユニットの外側に飛び出させれば、定着装置の長手方向のサイズも大きくなる。更に、定着フィルム径が大きくなれば、定着フィルムの熱容量が大きくなって、同じ電力では定着器の立上時間が遅くなってしまう。
【０００７】
以下、特許文献１に開示されている定着装置の概略構成図を図３に示し、具体的に説明する。なお、図３（ａ)は定着装置の断面構成概略図、図３（ｂ）は定着装置の記録材の搬送方向に交差する長手方向の端部近傍の構成概略図を示す。
【０００８】
図３（ａ)で、この定着装置は、定着部材としての定着フィルム３１と、発熱体としてのハロゲンランプ３５、反射部材３３及び押圧部材としてのステイ３２と、ニップ部材としてのニップ板３４と、加圧部材の一例としての加圧ローラ３７を備える。また、最小用紙幅より長手方向の外側に配置されたヒートシンク５０と、バイメタル５１を備え、これらは所定の温度以下では互いに離間する一方、所定の温度以上では互いに接触する。なお、図３（ｂ）で、定着フィルム３１は端部をガイド部材４３で支持されている。
【０００９】
ここで、定着装置に使用されるハロゲンランプ３５の一般的な概略構成図、長手方向の配光特性、Ａ４サイズ紙を通紙した場合のニップ板３４の長手方向の温度分布を、それぞれ図１０、図１１、図１２に示す。
【００１０】
図１０で、ハロゲンランプ３５は、ガラス管バルブ４０内にフィラメントコイルが部分的に密に巻かれたセグメント４１を配置しており、両端の端子部（不図示）から電源及び制御部へ接続されている。ハロゲンランプ３５のフィラメントコイルのセグメントは、最大通紙幅サイズ紙が通紙された場合に、定着ニップ部の長手温度が通紙域で均一になるようにセグメントの幅と位置が設定されている。なお、ガラス管バルブ４０には、ガラス管内空気を排気した際の名残の突起（チップ４２）が残っている。両端のセグメントが他のセグメントよりも幅が長くなっているのは、長手両端部からの熱の逃げを補うためである。
【００１１】
ハロゲンランプ３５の長手配光特性は、フィラメントコイルのセグメント幅と長手配置により決まるため、ハロゲンランプ３５を１本のみ使用する従来の定着装置では、通紙サイズ（幅）によらずハロゲンランプ３５の長手配光分布は固定である。したがって、通紙サイズ（幅）の異なる用紙を通紙する（一例としてＡ４サイズ（幅２１０ｍｍ）より幅の狭いＡ５サイズ（１４８．５ｍｍ）をＡ４サイズ紙と同じ生産性で通紙した）と非通紙部が図１３のように昇温してしまう。
【００１２】
このようにして非通紙部昇温が高くなると、部材の耐熱性を超えてしまい部品が壊れてしまうため、従来の定着装置では小サイズ紙を通紙する場合、生産性を落して通紙することで非通紙部昇温を抑えることも行われていた。しかし、この場合は、小サイズ紙を通紙するときに生産性が低くなってしまう。
【００１３】
一方、特許文献２に開示されるフィルム定着装置では、長手発熱分布の異なる複数本のハロゲンランプを定着フィルム内に配置するため、サイズ的に大きくなり、且つコストも高くなってしまい、簡易な構成とならない。
【００１４】
本発明の目的は、簡易な構成で小型化が可能であって、生産性を低下させずに、小サイズ通紙時の非通紙部昇温を抑えることができる定着装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するため、本発明に係る定着装置は、定着部材と、該定着部材の内部に配置される発熱体と、前記定着部材の内周面に摺接するように配置され、前記発熱体からの輻射熱を受ける板状のニップ部材と、前記定着部材を介して前記ニップ部材と対向し、前記ニップ部材と定着ニップ部を形成する対向部材と、を有し、前記ニップ部で前記定着部材と前記対向部材の間に記録材を挟持搬送しつつ記録材上の画像を加熱する定着装置において、前記記録材の搬送方向に交差する長手方向における前記記録材の幅が第１の幅のとき、前記発熱体からの輻射熱を遮光もしくは反射させず、もしくは第１の度合いで遮光もしくは反射させて制限し、前記長手方向における前記記録材の幅が前記第１の幅より小さい第２の幅のとき、前記発熱体からの輻射熱を前記第１の度合いより大きい第２の度合いで遮光もしくは反射させて制限する輻射熱制限手段を有することを特徴とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、簡易な構成で小型化が可能であって、生産性を低下させずに、小サイズ通紙時の非通紙部昇温を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る定着装置の構成概略を説明する図である。
【図２】本発明の実施形態に係る定着装置を搭載した画像形成装置の一例を説明する構成概略図である。
【図３】従来例の定着装置を説明する構成概略図で有る。
【図４】第１の実施形態における輻射熱制限手段の構成概略図である。
【図５】第１の実施形態に係る定着装置の長手方向構成概略と通紙紙サイズとの関係を説明する図である。
【図６】第１の実施形態における輻射熱制限手段の回転角を変えた場合の正射影面積の変化を説明する図である。
【図７】第１の実施形態における輻射熱制限手段の回転角を変えた場合の正射影面積比を説明する図である。
【図８】第１の実施形態における輻射熱制限手段によるハロゲンランプからの輻射の反射を説明する図である。
【図９】第１の実施形態における輻射熱制限手段の回転角を変化させた場合における、ニップ板の長手方向の吸熱度合いを説明する図である。
【図１０】第１の実施形態におけるハロゲンランプの構成概略を説明する図である。
【図１１】第１の実施形態におけるハロゲンランプの長手方向の配光分布を説明する図で有る。
【図１２】第１の実施形態で幅広紙であるＡ４サイズ紙を通紙した場合のニップ板の長手方向の温度分布を説明する図である。
【図１３】従来例の定着装置を用いて小サイズ紙（Ａ５サイズ紙）を通紙した場合の非通紙部昇温を説明する図で有る。
【図１４】第１の実施形態に係る定着装置を用いて小サイズ紙（Ａ５サイズ紙）を通紙した場合の非通紙部昇温を説明する図で有る。
【図１５】本発明の第２の実施形態に係る定着装置の構成概略を説明する図である。
【図１６】第２の実施形態における輻射熱制限手段の回転制御に用いるバイメタルバネの動作を説明する図である。
【図１７】第２の実施形態におけるバイメタルバネの自由端と輻射熱制限手段の回転軸に設けた回転用ハンドル部との関係の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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。
【００１９】
《第１の実施形態》
（画像形成装置）
図２は、本実施形態に係る画像形成装置を長手方向から見た断面の模式図である。ここで、長手方向とは、記録材搬送路面において記録材搬送方向に交差（直交）する方向である。本実施形態に示す画像形成装置は、電子写真画像形成プロセス利用のレーザープリンタである。
【００２０】
この画像形成装置は、イエロー色の画像を形成する画像形成部１ａと、マゼンタ色の画像を形成する画像形成部１ｂと、シアン色の画像を形成する画像形成部１ｃと、ブラック色の画像を形成する画像形成部１ｄの４つの画像形成部（画像形成ユニット）を備える。そして、これらの４つの画像形成部１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄは、一定の間隔をおいて一列に配置されている。
【００２１】
各画像形成部１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄには、それぞれ像担持体としてのドラム型の電子写真感光体（以下、感光体ドラムという）２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄが設置されている。各感光体ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの周囲には、帯電器３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、ドラムクリーニング装置５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄがそれぞれ設置されている。そして、帯電器３と現像装置４間の上方には露光装置６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄがそれぞれ設置されている。各現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄには、それぞれイエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー、ブラックトナーが収納されている。
【００２２】
露光装置６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄは、画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調されたレーザ光をレーザ出力部（不図示）から出力する。そして、高速回転するポリゴンミラー（不図示）等を介して各感光体ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ表面を露光することにより、各帯電器３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄで帯電された各感光体ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ表面に画像情報に応じた各色の静電潜像を形成する。そして、各静電潜像は、各現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄにより、各色のトナーが付着したトナー像として現像（可視像化）される。
【００２３】
転写手段としての転写ローラ７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄは弾性部材で構成されており、各転写ニップ部にて無端ベルト状の記録材搬送ベルトとしての転写ベルト８を介して各感光体ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄに当接している。なお、転写ベルト８は、駆動ローラ９、テンションローラ１０間に張架されている。
【００２４】
感光ドラム２ａ上のトナー像先端が感光ドラム２ａと転写ローラ７ａ間の転写部に移動されるタイミングに合わせて、給紙カセット１４から記録材搬送ガイド１５を通して給紙される記録材Ｐが、レジストローラ１６により転写ニップ部に搬送される。そして、イエローのトナー像が記録材Ｐに転写され、以下同様に各転写ニップ部にて順次重ね合わせてフルカラーのトナー像が記録材上に形成される。
【００２５】
その後、記録材Ｐは、定着器１３に搬送されて、定着フィルム１１と加圧ローラ１２間の定着ニップ部でフルカラーのトナー像を加熱、加圧して記録材Ｐ表面に熱定着した後に、排紙ローラ１７によって排紙トレイ１８上に排出して、一連の画像形成動作を終了する。なお、モノクロ画像出力時は、上記の画像形成プロセスをブラック色の画像を形成する画像形成部１ｄにおいてのみ行う。
【００２６】
（定着装置）
次に、図１を用いて、本実施形態における定着装置について説明する。本実施形態における定着装置は、定着部材の一例として定着フィルム３１と、発熱体の一例としての針源ランプ３５と、ニップ部材の一例としてのニップ板３４と、対向部材（加圧部材）の一例としての加圧ローラ３７を備える。また、反射部材３３及び押圧部材としてのステイ３２と、温度検知手段としてのサーミスタ３６と、ニップ板３４の輻射熱制限手段（吸熱調整手段）３９を備える。
【００２７】
定着フィルム３１は、耐熱性と可撓性を有するエンドレス状のフィルムで有り、不図示のガイド部材により回転が案内されている。定着フィルム３１は、基層としてステンレス鋼やニッケル電鋳等を用いた金属基層やポリイミドを用いた樹脂基層が使用されるものの、本実施形態では一例として厚み３０ｕｍのステンレス鋼を用いた金属基層を使用している。そして、金属基層の上に弾性層としてゴム層が約２５０ｕｍ設けられ、その上に表面離型層としてフッ素樹脂層が設けられている。
【００２８】
ハロゲンランプ３５は、輻射熱を発してニップ板３４及び定着フィルム３１を加熱することで記録材（記録紙、用紙）上のトナーを加熱する部材で有り、定着フィルム３１の内部に配置される。そして、ハロゲンランプ３５は、定着フィルム３１及びニップ板３４、ステイ３２、反射板３３から所定の間隔を空けて配置されている。
【００２９】
ハロゲンランプ３５は、細長い円筒状のガラス管内に螺旋状に巻かれたコイル部が形成されたフィラメントを配置し、ガラス管の長手方向両端を封止し、ガラス管内部にハロゲン元素を含む不活性ガスを封入することにより形成されている。このハロゲンランプ３５の長手配光分布は、フィラメントコイルの長手配置により決まるため、ハロゲンランプを１本のみ使用している本実施形態では、通紙サイズ（通紙幅）によらずハロゲンランプの長手配光分布は常に同じである。
【００３０】
ニップ板３４は、ハロゲンランプ３５からの輻射熱を受ける板状の部材で、その下面が定着フィルム３１の内周面に摺接するように配置されている。また、本実施形態のニップ板は金属製であって、スチール製のステイ３２より熱伝導率の大きいアルミニウムを用い、厚み０．６ｔの板を折り曲げて形成している。ニップ板は、厚みを０．６ｔと薄くすることで熱容量を小さくしている。ニップ板３４のハロゲンランプ３５と対向する上面側は、輻射熱の吸収を高めるため、黒色塗装を施している。
【００３１】
ニップ板３４は、記録材の搬送方向に交差する長手方向の一部が搬送方向下流側に突出している部分を有し、その突出部に温度検出手段であるサーミスタ３６を不図示のバネにより当接させ、サーミスタ３６でニップ板３４の温度を検出するようにしている。
【００３２】
反射板３３は、ハロゲンランプ３５からの輻射熱（主に前後方向や上方向に向けて放射された輻射熱）をニップ板３４に向けて反射する部材である。そして、反射板３３は、定着フィルム３１の内側でハロゲンランプ３５を取り囲む（覆う）ようにハロゲンランプ３５から所定の間隔を空けて配置されている。
【００３３】
この反射板３３により、ハロゲンランプ３５からの輻射熱をニップ板３４に集めることで効率良く利用することができ、ニップ板３４及び定着フィルム３１を速やかに加熱することができる。反射板３３は、赤外線及び遠赤外線の反射率が大きい板（例えば、表面平滑なアルミニウム板）を、断面視略Ｕ形状に湾曲させて形成している。
【００３４】
ステイ３２は、ニップ板３４の搬送方向上下流の端部を支持することで加圧手段である加圧ローラ３７からの荷重を受ける部材であり、定着フィルム３１の内側でハロゲンランプ３５及び反射板３３を覆うように配置される。ここでいう荷重は、ニップ板３４が加圧ローラ３７を付勢する力の反力のことである。ステイ３２は、剛性の高い鋼板（本実施形態では厚み１．２ｔ）を反射板３３の外面形状に沿った形状（断面視略Ｕ形状）に折り曲げて形成している。
【００３５】
温度検知手段であるサーミスタ３６は、定着フィルム３１の内側でニップ板３４の突出部の上面に対面して配置されている。さらに、サーミスタ３６は定着フィルム３１の回転軸方向（長手方向）から見て、反射部材３３、ステイ３２を挟んでハロゲンランプ３５とは反対側（反射部材３３、ステイ３２の外側）で、記録材搬送方向に対し定着ニップ部の下流側に配置されている。また、長手方向において、通紙中央基準付近に配置される。
【００３６】
そして、サーミスタ３６で検知したニップ板３４の温度が所定温度になるようにハロゲンランプ３５の点灯を制御することで、ニップ板３４を介して加熱している定着部材である定着フィルム３１が所定温度になるように温調制御している。
【００３７】
ここで、サーミスタ３６はステイ３２の外側に配置されるが、或る程度の大きさが必要なヒートシンク５０（サイズを小さくすると除熱能力が低下する）と異なり、サイズは小さい（サイズが大きくなると応答性能が劣化）ため、定着フィルム径を小さくできる。
【００３８】
加圧ローラ３７は、芯金３８上に弾性層及び表面離型層を形成したものであり、ニップ板３４との間で定着フィルム３１を挟むことで定着ニップ部を形成する部材である。定着ニップ部を形成するため、ニップ板３４及び加圧ローラ３７の一方を他方に向けて不図示の加圧手段により付勢している。
【００３９】
そして、加圧ローラ３７は、本体筺体内に設けられた不図示のモータから駆動力が伝達されて回転駆動するように構成されており、回転駆動することで定着フィルム３１または記録材（用紙）との摩擦力により定着フィルム３１を従動回転させている。トナー像が転写された記録材（用紙）は、加圧ローラ３７と加熱された定着フィルム３１の間の定着ニップ部を挟持搬送されることでトナー（現像剤）像が熱定着されることになる。
【００４０】
なお、本実施形態では、記録材として記録紙を説明するが、本発明における記録材は紙に限定されるものではない。一般に、記録材とは、画像形成装置によってトナー像が形成されるシート状の部材であり、例えば、定型或いは不定型の普通紙、厚紙、薄紙、封筒、葉書、シール、樹脂シート、ＯＨＰシート、光沢紙等が含まれる。なお、本実施形態では、便宜上、記録材（シート）Ｐの扱いを通紙、排紙、給紙、通紙部、非通紙部などの用語を用いて説明したが、これによって本発明における記録材が紙に限定されるものではない。
【００４１】
（輻射熱制限手段）
図４に、本実施形態に係る輻射熱制限手段（吸熱調整手段）の概略構成を示す。本実施形態に係る輻射熱制限手段（吸熱調整手段）は、ハロゲンランプ３５からの輻射熱を遮光もしくは反射させる面積である正射影面積が回転（回動）により変化する輻射熱制限板（遮蔽板または反射板）３９を備える。
【００４２】
即ち、回転軸３９ｃに対し所定角度α（０＜α≦９０°）を傾けて配置され、回転軸３９ｃの周りに回転角β（０≦β）回転可能な輻射熱制限板３９ａ１、３９ａ２、３９ｂ１、３９ｂ２を、記録材の長手方向における最小幅の外側（両端側）に設ける。なお、図４では便宜上、輻射熱制限板を４枚示しているが、枚数はこれに限られない。
【００４３】
ここで、図６に、回転角βが変化したときのハロゲンランプ３５からニップ板３４へ向けた輻射熱制限板３９の正射影面積の変化を示す。また、図７に回転角βと正射影面積比（正射影面積が最大となる回転角βが９０°の場合の正射影面積と１とした場合の面積比率）の関係を示す。
【００４４】
正射影面積が最も小さい状態は、回転角βが０°のときである（図４の下側に示す正射影面積がほぼゼロの状態）。回転角βが３０°、６０°と大きくなると、正射影面積も大きくなる。そして、回転角βが９０°のときに正射影面積は最も大きくなる。輻射熱制限板３９ａ１、３９ａ２、３９ｂ１、３９ｂ２が半径ｒの円板であるとすると、回転角βが９０°のとき正射影面積は回転軸に直交する方向ではｒの長さである一方、回転軸の軸方向ではｒ×ｃｏｓαの長さである楕円面積となる。
【００４５】
図５に、本実施形態における定着装置の長手方向の主要部品と通紙位置との関係を示す。本実施形態の定着装置は、中央通紙基準で用紙が搬送される。本実施形態で使用される定着装置は、Ａ４サイズ機として、最大通紙サイズは、ＬＴＲ（幅２１５．９ｍｍ）やＡ４（幅２１０ｍｍ）としている。また、小サイズ紙の一例として、Ａ５（幅１４８．５ｍｍ）サイズ紙を用いている場合について述べる。
【００４６】
本実施形態に係る輻射熱制限板３９は、発熱体であるハロゲンランプ３５とニップ板３４との間に配置され、反射部材３３と同様のアルミニウム合金を用いた円形の反射板として回転軸に対して約３０度傾けて、Ａ５サイズ幅より長手方向で外側に設けられる。この反射板である輻射熱制限板３９には、ハロゲンヒータからの輻射熱の反射率を高めるためコーティングを施しても良い。なお、本実施形態では輻射熱制限板３９を反射板としたが、円形板に黒色塗装を施した遮蔽板を用いても良い。
【００４７】
ここで、図８にて、輻射熱制限板３９のハロゲンランプ３５からの輻射の反射を説明する。本実施形態の反射板としての輻射熱制限板３９では、図４に示す角度αとして回転軸に対して４５°よりも小さい３０°の角度を傾けて配置されているため、ハロゲンランプ３５からの輻射が長手方向は中央側で、上下方向はハロゲンランプ３５側に反射される。そして、反射される度合いは、反射板としての輻射熱制限板３９の正射影面積に比例するため、輻射熱制限板３９の回転角βによりニップ板３４の長手方向の吸熱度合いを変化させることができる。
【００４８】
図９に、輻射熱制限板３９の回転軸周りの回転角βを変化させた場合の、ニップ板３４の長手方向の吸熱度合いを示す。用紙中央部の吸熱度合いを１とした場合の各長手方向の位置の吸熱度合いを示している。長手方向で中央付近のＡ５サイズ幅部分には、輻射熱制限板３９が存在しないため、輻射熱制限板３９の回転角βに依らず、ハロゲンランプ３５からニップ板３４への輻射熱が、ほぼ遮られることが無い。これに対して、長手方向位置がＡ５サイズ通紙幅を超えたＡ４サイズ通紙幅の領域では、輻射熱制限板３９の回転角β（回転角度）によって吸熱度合いを変化させている。
【００４９】
ここで、本実施形態では、コントローラからのプリントジョブ（Ｊｏｂ）の紙サイズ情報や紙カセットのサイズ検知情報等を基に通紙サイズ（幅）を検知する。そして、検知後、プリント時の前回転中であって、記録材（紙）が定着装置に入る前に、輻射熱制限板３９の回転軸３９ｃ（図４）周りの回転角βを、通紙サイズ（幅）に応じた所定の角度になるように自動的に回転制御している。
【００５０】
すなわち、通常サイズのＬＴＲサイズ紙やＡ４サイズ紙を通紙する場合は、輻射熱制限板３９の回転角βを０°に設定する。この場合は、ニップ板３４の長手方向の吸熱度合いがハロゲンランプ３５の長手方向の配光分布と同等となる。すなわち、記録材の幅が第１の幅のとき、ハロゲンランプ３５からの輻射熱を輻射熱制限板３９で遮光もしくは反射させない。但し、記録材の幅が第１の幅のとき、ハロゲンランプ３５からの輻射熱を輻射熱制限板３９により第１の度合いで遮光もしくは反射させて制限させても良い。
【００５１】
そして、幅の狭いＡ５サイズ紙を通紙する場合は、すなわち、記録材の幅が第１の幅より小さい第２の幅のとき、ハロゲンランプ３５からの輻射熱を第１の度合いより大きい第２の度合いで遮光もしくは反射させて制限する。具体的には、不図示のモータ等の回転制御手段によって、輻射熱制限板３９の回転角βが９０°になるように設定される。このとき、ニップ板３４の非通紙部の吸熱度合いが最も低減される。このように、本実施形態では、通紙幅が２１０ｍｍ（Ａ４サイズ）乃至１４８．５ｍｍ（Ａ５サイズ）の用紙を通紙する場合、通紙幅に応じて輻射熱制限板３９の回転角βを調整して設定する。
【００５２】
ここで、本実施形態における小サイズ紙（Ａ５サイズ紙）をＡ４サイズ紙と同じ生産性（本実施形態の一例では毎分４０枚）で通紙した場合の非通紙部昇温を図１４に示す。
従来例の場合、図１３に示すように２３０℃程度まで非通紙部昇温していたのに対し、本実施形態では約２１０℃程度に非通紙部昇温を抑制することができた。このため、小サイズ紙を通紙する際の生産性を低下させることなく通紙することが可能となった。
【００５３】
本実施形態によれば、通紙する用紙の幅に応じて、輻射熱制限板３９の回転角βを変化させることで、ニップ板３４の長手吸熱度合いを変化でき、非通紙部昇温を低減することができる。すなわち、幅の狭い小サイズ紙を通紙する場合には、輻射熱制限板を回転させ、通紙部にくらべ非通紙部の正射影面積が大きくなるようにすることで、非通紙部のニップ板の吸熱度合いを低下させ非通紙部昇温を低減させることができる。
【００５４】
このように、本実施形態では、簡易な構成でかつ低コストで、小サイズ通紙時の非通紙部昇温を抑制でき、従来例のように除熱部材を配置する必要がないため、定着フィルム径を小さくすることができ、定着装置サイズを小さくできる。
【００５５】
《第２の実施形態》
図１５に、本発明の第２の実施形態に係る定着装置の構成概略図を示す。第１の実施形態と同じ部分については説明を省略する。第１の実施形態では、回転軸３９ｃを回転させる回転駆動力で、最小通紙幅より長手方向で外側に配置される輻射熱制限板を回転させて、輻射熱を制限する輻射熱制限板の正射影面積を変更した。これに対し、本実施形態では、バイメタルバネの温度変化による変形力で、最小通紙幅より長手方向で外側に配置される輻射熱制限板を回転させて、輻射熱を制限する輻射熱制限板の正射影面積を変更する。
【００５６】
本実施形態の回転制御手段の構成概略を図１６に示す。図１６に示すように、バイメタルを渦巻コイル状にしたバイメタルバネ５２を回転制御手段に用いている。バイメタルバネの厚みをｔ（ｍｍ）、有効長をＬ（ｍｍ）、巻き型の偏位係数をＣ（°／℃）、室温時（加熱前）のバイメタルバネ５２の温度をＴ１（℃）、温度上昇時の温度をＴ２（℃）としたとき、バイメタルバネの変角度Ａ（°）は次式で表わされる。
【００５７】
Ａ≒Ｃ×（Ｔ２−Ｔ１）×Ｌ／ｔ・・・  （式１）
図１６で、このバイメタルバネ５２の一端（固定端）５２Ｅをニップ板３４上で小サイズ紙に対する長手方向の非通紙部位置に固定し、他端（自由端）を５２Ｇ０とする。バイメタルバネ５２の温度が高くなると、自由端は５２Ｇ０から５２Ｇの位置（変位角Ａ）に変位する。そして、図１７（ａ）に示すように、輻射熱制限板３９と同軸で回転（回動）するハンドル部１００が、バイメタルバネ５２の温度が低いときの自由端５２Ｇ０とは離間ｓｉ、バイメタルバネ５２の温度が高いときの自由端５２Ｇと接触する位置に設けられている。
【００５８】
ハンドル部１００と同軸で回転する輻射熱制限板３９の回転角βは、バイメタルバネ５２の自由端がハンドル部１００に接触するまでは略０°に設定されている。したがって、室温時から通常サイズ紙を通紙してバイメタルバネ５２が所定温度になるまでは、輻射熱制限板３９の回転角βは略０°のままとなる（図１７（ｂ）の下側に示す状態）。そして、通常サイズ紙を通紙する場合に、バイメタルバネ５２が加熱され、自由端５２Ｇ０が所定角度回転し自由端５２Ｇとなったとき、ハンドル部１００と接触し、それ以降輻射熱制限板３９を回転させる（（図１７（ｂ）の上側に示す状態）。
【００５９】
本実施形態で、幅の狭い小サイズ紙を通紙する場合には、初期はバイメタルバネ５２の温度は低いため、輻射熱制限板３９の回転角βは略０°のままであり、二ップ板３４の非通紙部の吸熱度合いは通常サイズ紙の場合と同じになる。しかし、次第にニップ板３４の非通紙部昇温が高くなっていき、ニップ板３４からバイメタルバネ５２に伝熱されてバイメタルバネ５２の温度が通常サイズ紙通紙時よりも高くなると、バイメタルバネ５２の自由端の変角度Ａ（図１６）も大きくなる。
【００６０】
その結果、バイメタルバネ５２の自由端５２Ｇがハンドル部１００を押し上げ、ハンドル部１００と同軸の輻射熱制限板３９を回転させる。ニップ板３４の非通紙部昇温が高い程、バイメタルバネ５２の温度も高くなるため、自由端５２Ｇの変角度Ａも大きくなり、ハンドル部１００と同軸の輻射熱制限板３９の回転角βも大きくなる。そして、輻射熱制限板３９の回転角βが０°から大きくなると、ニップ板３４の非通紙部の吸熱度合いが低下するため、非通紙部昇温を抑えることになる。
【００６１】
本実施形態では、第１の実施形態と同様に、記録材の幅が第１の幅のとき、ハロゲンランプ３５からの輻射熱を輻射熱制限板３９で遮光もしくは反射させないようにしている。但し、記録材の幅が第１の幅のとき、ハロゲンランプ３５からの輻射熱を輻射熱制限板３９により第１の度合いで遮光もしくは反射させて制限させても良い。
【００６２】
以上、本実施形態によれば、第１実施形態と異なり、輻射熱制限板３９の回転制御をモータ等を用いずに、簡易な構成のバイメタルバネ５２で回転制御を行うことができ、低コスト化が図れる。
【００６３】
（変形例）
上述した実施形態では、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明の範囲内で種々の変形が可能である。
【００６４】
（変形例１）
上述した実施形態では、定着部材の基層は金属製であったが、本発明はこれに限られず、ポリイミド樹脂等の耐熱樹脂から形成されていても良い。また、定着部材は、定着フィルム（定着ベルト）の他、定着ローラであっても良い。
【００６５】
また、反射部材３３とステイ３２の両方を備える構成を示したが、本発明はこれに限られず、反射部材３３を設けずステイ３２のみを備える構成としても良い。そして、反射部材３３を設けない場合は、ステイ３２の発熱体側の面に反射面を設けても良い。また、上述した実施形態では、発熱体としてハロゲンランプ３５を例示したが、本発明はこれに限られず、例えば赤外線ヒータ等を用いても良い。
【００６６】
（変形例２）
上述した実施形態では、回転体および加圧体としての加圧用回転体（加圧ローラ）が定着回転体（定着部材、定着フィルム）を加圧する場合を示した。しかしながら、本発明はこれに限定されず、加圧体としてでなく対向体としての回転体が定着回転体としての定着フィルムから加圧される場合にも同様に適用できる。また、加圧体として加圧ローラや加圧ベルトの他、固定された平板状の加圧パッドにも適用可能である。
【００６７】
（変形例３）
上述した実施形態では、電子写真方式の画像形成装置を示したが、本発明はこれに限られない。すなわち、静電記録、磁気記録等の適静電記録、磁気記録等の適時の画像形成プロセス手段により加熱溶融性の樹脂等よりなるトナーを用いて、記録面に直接転写方式もしくは間接転写方式のものにも適用できる。
【００６８】
また、上述した実施形態では、未定着トナー像をシートに定着する定着装置を例に説明したが、本発明は、これに限らず、画像の光沢を向上させるべく、シートに仮定着されたトナー像を加熱加圧する装置（この場合も定着装置と呼ぶ）にも同様に適用可能である。また、本発明に係る定着装置は、画像形成装置の内部に固設されているものに限らず、ユニット化されて画像形成装置の外部へ取り外し交換できるものであっても良い。また、本発明に係る定着装置は、画像形成装置とは独立して、定着装置単独で用いられるものであっても良い。
【符号の説明】
【００６９】
３１・・定着フィルム、３４・・ニップ板、３５・・ハロゲンランプ、３７・・加圧ローラ、３９・・輻射熱制限手段（吸熱調整手段）
【図１】
2016156909.tif 000003
【図２】
2016156909.tif 000004
【図３】
2016156909.tif 000005
【図４】
2016156909.tif 000006
【図５】
2016156909.tif 000007
【図６】
2016156909.tif 000008
【図７】
2016156909.tif 000009
【図８】
2016156909.tif 000010
【図９】
2016156909.tif 000011
【図１０】
2016156909.tif 000012
【図１１】
2016156909.tif 000013
【図１２】
2016156909.tif 000014
【図１３】
2016156909.tif 000015
【図１４】
2016156909.tif 000016
【図１５】
2016156909.tif 000017
【図１６】
2016156909.tif 000018
【図１７】
2016156909.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】平成27年2月25日(2015.2.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
定着部材と、
該定着部材の内部に配置される発熱体と、
前記定着部材の内周面に摺接するように配置され、前記発熱体からの輻射熱を受ける板状のニップ部材と、
前記定着部材を介して前記ニップ部材と対向し、前記ニップ部材と定着ニップ部を形成する対向部材と、
を有し、前記定着部材と前記対向部材の間で記録材を挟持搬送しつつ記録材上の画像を加熱し画像を記録材に定着する定着装置において、
前記発熱体と前記ニップ部材との間に、回転軸と、前記回転軸の前記記録材の搬送方向に交差する長手方向における最小通紙幅より外側の位置に前記回転軸に対し所定角度傾けて取り付けられた遮蔽部材または反射部材を有し、前記発熱体から前記ニップ部材への輻射熱を遮蔽または反射することで前記ニップ部材の吸熱度合いを変化させる吸熱調整手段が設けられており、
通紙する記録材の幅に応じて前記吸熱調整手段を回転し、前記発熱体から前記ニップ部材を見た場合の前記吸熱調整手段の正射影面積の前記長手方向における分布を変化させることで前記ニップ部材の前記長手方向における吸熱度合いを変化させることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
バイメタルバネの温度変化による変形力で、前記吸熱調整手段を回動させることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記吸熱調整手段と同軸で前記吸熱調整手段を前記回転軸の周りに回転させるハンドル部を有し、
前記バイメタルバネは温度によって変位角が異なる自由端を備え、
前記自由端が温度に応じて前記ハンドル部と離間もしくは接触す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】
前記遮蔽部材または反射部材は、最小の前記記録材の前記長手方向における通過領域外に設けられることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項５】
前記定着部材は、定着フィルムまたは定着ローラであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の定着装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着装置に関し、電子写真方式を用いた複写機、レーザビームプリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球環境への影響から省エネが強く求められており、省エネでウォームアップタイムの短い定着装置として、定着部材に熱容量の小さい定着フィルムを用いたフィルム定着装置が知られている。このようなフィルム定着装置として、ハロゲンランプからの輻射熱でニップ部に配置された熱容量の小さい薄肉板としてのニップ板を加熱することで、ニップ板と摺動する定着フィルムを加熱するものが知られている（特許文献１）。更に、特許文献１では、小サイズ紙が通過しない領域に除熱部材（ヒートシンク）を設け、ニップ板の温度が上昇した場合、除熱部材の下面にバイメタルが接触し、ニップ板の非通紙部の熱を除熱部材に逃がす構成が示されている。
【０００３】
また、長手配光分布の異なる２本のハロゲンランプを用いて、この２本の点灯比率を変えることで、紙サイズ幅に応じて配光分布を変える定着装置が知られている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３ー０７３１７１号公報
【特許文献２】特開平７−１８１８３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
【０００６】
【０００７】
以下、特許文献１に開示されている定着装置の概略構成図を図３に示し、具体的に説明する。なお、図３（ａ)は定着装置の断面構成概略図、図３（ｂ）は定着装置の記録材の搬送方向に交差する長手方向の端部近傍の構成概略図を示す。
【０００８】
図３（ａ)で、この定着装置は、定着部材としての定着フィルム３１と、発熱体としてのハロゲンランプ３５、反射部材３３及び押圧部材としてのステイ３２と、ニップ部材としてのニップ板３４と、加圧部材の一例としての加圧ローラ３７を備える。また、最小用紙幅より長手方向の外側に配置されたヒートシンク５０と、バイメタル５１を備え、これらは所定の温度以下では互いに離間する一方、所定の温度以上では互いに接触する。なお、図３（ｂ）で、定着フィルム３１は端部をガイド部材４３で支持されている。
【０００９】
ここで、定着装置に使用されるハロゲンランプ３５の一般的な概略構成図、長手方向の配光特性、Ａ４サイズ紙を通紙した場合のニップ板３４の長手方向の温度分布を、それぞれ図１０、図１１、図１２に示す。
【００１０】
図１０で、ハロゲンランプ３５は、ガラス管バルブ４０内にフィラメントコイルが部分的に密に巻かれたセグメント４１を配置しており、両端の端子部（不図示）から電源及び制御部へ接続されている。ハロゲンランプ３５のフィラメントコイルのセグメントは、最大通紙幅サイズ紙が通紙された場合に、定着ニップ部の長手温度が通紙域で均一になるようにセグメントの幅と位置が設定されている。なお、ガラス管バルブ４０には、ガラス管内空気を排気した際の名残の突起（チップ４２）が残っている。両端のセグメントが他のセグメントよりも幅が長くなっているのは、長手両端部からの熱の逃げを補うためである。
【００１１】
ハロゲンランプ３５の長手配光特性は、フィラメントコイルのセグメント幅と長手配置により決まるため、ハロゲンランプ３５を１本のみ使用する従来の定着装置では、通紙サイズ（幅）によらずハロゲンランプ３５の長手配光分布は固定である。したがって、通紙サイズ（幅）の異なる用紙を通紙する（一例としてＡ４サイズ（幅２１０ｍｍ）より幅の狭いＡ５サイズ（１４８．５ｍｍ）をＡ４サイズ紙と同じ生産性で通紙した）と非通紙部が図１３のように昇温してしまう。
【００１２】
そこで、特許文献１に開示されているフィルム定着装置では、小サイズ紙が通過しない領域に除熱部材（ヒートシンク）を設け、ニップ板の温度が上昇した場合、除熱部材の下面にバイメタルが接触し、ニップ板の非通紙部の熱を除熱部材に逃がす構成となっている。
しかしながら、除熱部材のサイズを小さくすると除熱能力が低下するため、除熱部材は必然的に有る程度の大きさが必要になる。また、除熱部材は、発熱体であるハロゲンランプからの輻射熱を反射する反射板の外側に配置する必要が有る。このため、必然的に定着フィルム径が大きくなってしまう。一方、反射板の内部に除熱部材を設けると、除熱部材がニップ板と同程度の温度になってしまうこともある。この場合、除熱能力が無くなってしまう。
これを改善するため、図３（ｂ）のように、除熱部材５０の一部を定着フィルムユニットの外側に飛び出させ、飛び出させた部分で除熱部材の熱を放熱させようとすると、定着装置の長手サイズが大きくなってしまう。
【００１３】
一方、特許文献２に開示されるフィルム定着装置では、長手発熱分布の異なる複数本のハロゲンランプを定着フィルム内に配置するため、サイズ的に大きくなり、且つコストも高くなってしまい、簡易な構成とならない。
【００１４】
本発明の目的は、簡易な構成で小型化が可能であって、生産性を低下させずに、小サイズ通紙時の非通紙部昇温を抑えることができる定着装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するため、本発明に係る定着装置は、定着部材と、該定着部材の内部に配置される発熱体と、前記定着部材の内周面に摺接するように配置され、前記発熱体からの輻射熱を受ける板状のニップ部材と、前記定着部材を介して前記ニップ部材と対向し、前記ニップ部材と定着ニップ部を形成する対向部材と、を有し、前記定着部材と前記対向部材の間で記録材を挟持搬送しつつ記録材上の画像を加熱し画像を記録材に定着する定着装置において、前記発熱体と前記ニップ部材との間に、回転軸と、前記回転軸の前記記録材の搬送方向に交差する長手方向における最小通紙幅より外側の位置に前記回転軸に対し所定角度傾けて取り付けられた遮蔽部材または反射部材を有し、前記発熱体から前記ニップ部材への輻射熱を遮蔽または反射することで前記ニップ部材の吸熱度合いを変化させる吸熱調整手段が設けられており、通紙する記録材の幅に応じて前記吸熱調整手段を回転し、前記発熱体から前記ニップ部材を見た場合の前記吸熱調整手段の正射影面積の前記長手方向における分布を変化させることで前記ニップ部材の前記長手方向における吸熱度合いを変化させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、簡易な構成で小型化が可能であって、生産性を低下させずに、小サイズ通紙時の非通紙部昇温を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る定着装置の構成概略を説明する図である。
【図２】本発明の実施形態に係る定着装置を搭載した画像形成装置の一例を説明する構成概略図である。
【図３】従来例の定着装置を説明する構成概略図で有る。
【図４】第１の実施形態における吸熱調整手段の構成概略図である。
【図５】第１の実施形態に係る定着装置の長手方向構成概略と通紙紙サイズとの関係を説明する図である。
【図６】第１の実施形態における吸熱調整手段の回転角を変えた場合の正射影面積の変化を説明する図である。
【図７】第１の実施形態における吸熱調整手段の回転角を変えた場合の正射影面積比を説明する図である。
【図８】第１の実施形態における吸熱調整手段によるハロゲンランプからの輻射の反射を説明する図である。
【図９】第１の実施形態における吸熱調整手段の回転角を変化させた場合における、ニップ板の長手方向の吸熱度合いを説明する図である。
【図１０】第１の実施形態におけるハロゲンランプの構成概略を説明する図である。
【図１１】第１の実施形態におけるハロゲンランプの長手方向の配光分布を説明する図で有る。
【図１２】第１の実施形態で幅広紙であるＡ４サイズ紙を通紙した場合のニップ板の長手方向の温度分布を説明する図である。
【図１３】従来例の定着装置を用いて小サイズ紙（Ａ５サイズ紙）を通紙した場合の非通紙部昇温を説明する図で有る。
【図１４】第１の実施形態に係る定着装置を用いて小サイズ紙（Ａ５サイズ紙）を通紙した場合の非通紙部昇温を説明する図で有る。
【図１５】本発明の第２の実施形態に係る定着装置の構成概略を説明する図である。
【図１６】第２の実施形態における吸熱調整手段の回転制御に用いるバイメタルバネの動作を説明する図である。
【図１７】第２の実施形態におけるバイメタルバネの自由端と吸熱調整手段の回転軸に設けた回転用ハンドル部との関係の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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。
【００１９】
《第１の実施形態》
（画像形成装置）
図２は、本実施形態に係る画像形成装置を長手方向から見た断面の模式図である。ここで、長手方向とは、記録材搬送路面において記録材搬送方向に交差（直交）する方向である。本実施形態に示す画像形成装置は、電子写真画像形成プロセス利用のレーザープリンタである。
【００２０】
この画像形成装置は、イエロー色の画像を形成する画像形成部１ａと、マゼンタ色の画像を形成する画像形成部１ｂと、シアン色の画像を形成する画像形成部１ｃと、ブラック色の画像を形成する画像形成部１ｄの４つの画像形成部（画像形成ユニット）を備える。そして、これらの４つの画像形成部１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄは、一定の間隔をおいて一列に配置されている。
【００２１】
各画像形成部１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄには、それぞれ像担持体としてのドラム型の電子写真感光体（以下、感光体ドラムという）２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄが設置されている。各感光体ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの周囲には、帯電器３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、ドラムクリーニング装置５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄがそれぞれ設置されている。そして、帯電器３と現像装置４間の上方には露光装置６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄがそれぞれ設置されている。各現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄには、それぞれイエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー、ブラックトナーが収納されている。
【００２２】
露光装置６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄは、画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調されたレーザ光をレーザ出力部（不図示）から出力する。そして、高速回転するポリゴンミラー（不図示）等を介して各感光体ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ表面を露光することにより、各帯電器３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄで帯電された各感光体ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ表面に画像情報に応じた各色の静電潜像を形成する。そして、各静電潜像は、各現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄにより、各色のトナーが付着したトナー像として現像（可視像化）される。
【００２３】
転写手段としての転写ローラ７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄは弾性部材で構成されており、各転写ニップ部にて無端ベルト状の記録材搬送ベルトとしての転写ベルト８を介して各感光体ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄに当接している。なお、転写ベルト８は、駆動ローラ９、テンションローラ１０間に張架されている。
【００２４】
感光ドラム２ａ上のトナー像先端が感光ドラム２ａと転写ローラ７ａ間の転写部に移動されるタイミングに合わせて、給紙カセット１４から記録材搬送ガイド１５を通して給紙される記録材Ｐが、レジストローラ１６により転写ニップ部に搬送される。そして、イエローのトナー像が記録材Ｐに転写され、以下同様に各転写ニップ部にて順次重ね合わせてフルカラーのトナー像が記録材上に形成される。
【００２５】
その後、記録材Ｐは、定着器１３に搬送されて、定着フィルム１１と加圧ローラ１２間の定着ニップ部でフルカラーのトナー像を加熱、加圧して記録材Ｐ表面に熱定着した後に、排紙ローラ１７によって排紙トレイ１８上に排出して、一連の画像形成動作を終了する。なお、モノクロ画像出力時は、上記の画像形成プロセスをブラック色の画像を形成する画像形成部１ｄにおいてのみ行う。
【００２６】
（定着装置）
次に、図１を用いて、本実施形態における定着装置について説明する。本実施形態における定着装置は、定着部材の一例として定着フィルム３１と、発熱体の一例としての針源ランプ３５と、ニップ部材の一例としてのニップ板３４と、対向部材（加圧部材）の一例としての加圧ローラ３７を備える。また、反射部材３３及び押圧部材としてのステイ３２と、温度検知手段としてのサーミスタ３６と、ニップ板３４の吸熱調整手段３９を備える。
【００２７】
定着フィルム３１は、耐熱性と可撓性を有するエンドレス状のフィルムで有り、不図示のガイド部材により回転が案内されている。定着フィルム３１は、基層としてステンレス鋼やニッケル電鋳等を用いた金属基層やポリイミドを用いた樹脂基層が使用されるものの、本実施形態では一例として厚み３０ｕｍのステンレス鋼を用いた金属基層を使用している。そして、金属基層の上に弾性層としてゴム層が約２５０ｕｍ設けられ、その上に表面離型層としてフッ素樹脂層が設けられている。
【００２８】
ハロゲンランプ３５は、輻射熱を発してニップ板３４及び定着フィルム３１を加熱することで記録材（記録紙、用紙）上のトナーを加熱する部材で有り、定着フィルム３１の内部に配置される。そして、ハロゲンランプ３５は、定着フィルム３１及びニップ板３４、ステイ３２、反射板３３から所定の間隔を空けて配置されている。
【００２９】
ハロゲンランプ３５は、細長い円筒状のガラス管内に螺旋状に巻かれたコイル部が形成されたフィラメントを配置し、ガラス管の長手方向両端を封止し、ガラス管内部にハロゲン元素を含む不活性ガスを封入することにより形成されている。このハロゲンランプ３５の長手配光分布は、フィラメントコイルの長手配置により決まるため、ハロゲンランプを１本のみ使用している本実施形態では、通紙サイズ（通紙幅）によらずハロゲンランプの長手配光分布は常に同じである。
【００３０】
ニップ板３４は、ハロゲンランプ３５からの輻射熱を受ける板状の部材で、その下面が定着フィルム３１の内周面に摺接するように配置されている。また、本実施形態のニップ板は金属製であって、スチール製のステイ３２より熱伝導率の大きいアルミニウムを用い、厚み０．６ｔの板を折り曲げて形成している。ニップ板は、厚みを０．６ｔと薄くすることで熱容量を小さくしている。ニップ板３４のハロゲンランプ３５と対向する上面側は、輻射熱の吸収を高めるため、黒色塗装を施している。
【００３１】
ニップ板３４は、記録材の搬送方向に交差する長手方向の一部が搬送方向下流側に突出している部分を有し、その突出部に温度検出手段であるサーミスタ３６を不図示のバネにより当接させ、サーミスタ３６でニップ板３４の温度を検出するようにしている。
【００３２】
反射板３３は、ハロゲンランプ３５からの輻射熱（主に前後方向や上方向に向けて放射された輻射熱）をニップ板３４に向けて反射する部材である。そして、反射板３３は、定着フィルム３１の内側でハロゲンランプ３５を取り囲む（覆う）ようにハロゲンランプ３５から所定の間隔を空けて配置されている。
【００３３】
この反射板３３により、ハロゲンランプ３５からの輻射熱をニップ板３４に集めることで効率良く利用することができ、ニップ板３４及び定着フィルム３１を速やかに加熱することができる。反射板３３は、赤外線及び遠赤外線の反射率が大きい板（例えば、表面平滑なアルミニウム板）を、断面視略Ｕ形状に湾曲させて形成している。
【００３４】
ステイ３２は、ニップ板３４の搬送方向上下流の端部を支持することで加圧手段である加圧ローラ３７からの荷重を受ける部材であり、定着フィルム３１の内側でハロゲンランプ３５及び反射板３３を覆うように配置される。ここでいう荷重は、ニップ板３４が加圧ローラ３７を付勢する力の反力のことである。ステイ３２は、剛性の高い鋼板（本実施形態では厚み１．２ｔ）を反射板３３の外面形状に沿った形状（断面視略Ｕ形状）に折り曲げて形成している。
【００３５】
温度検知手段であるサーミスタ３６は、定着フィルム３１の内側でニップ板３４の突出部の上面に対面して配置されている。さらに、サーミスタ３６は定着フィルム３１の回転軸方向（長手方向）から見て、反射部材３３、ステイ３２を挟んでハロゲンランプ３５とは反対側（反射部材３３、ステイ３２の外側）で、記録材搬送方向に対し定着ニップ部の下流側に配置されている。また、長手方向において、通紙中央基準付近に配置される。
【００３６】
そして、サーミスタ３６で検知したニップ板３４の温度が所定温度になるようにハロゲンランプ３５の点灯を制御することで、ニップ板３４を介して加熱している定着部材である定着フィルム３１が所定温度になるように温調制御している。
【００３７】
ここで、サーミスタ３６はステイ３２の外側に配置されるが、或る程度の大きさが必要なヒートシンク５０（サイズを小さくすると除熱能力が低下する）と異なり、サイズは小さい（サイズが大きくなると応答性能が劣化）ため、定着フィルム径を小さくできる。
【００３８】
加圧ローラ３７は、芯金３８上に弾性層及び表面離型層を形成したものであり、ニップ板３４との間で定着フィルム３１を挟むことで定着ニップ部を形成する部材である。定着ニップ部を形成するため、ニップ板３４及び加圧ローラ３７の一方を他方に向けて不図示の加圧手段により付勢している。
【００３９】
そして、加圧ローラ３７は、本体筺体内に設けられた不図示のモータから駆動力が伝達されて回転駆動するように構成されており、回転駆動することで定着フィルム３１または記録材（用紙）との摩擦力により定着フィルム３１を従動回転させている。トナー像が転写された記録材（用紙）は、加圧ローラ３７と加熱された定着フィルム３１の間の定着ニップ部を挟持搬送されることでトナー（現像剤）像が熱定着されることになる。
【００４０】
なお、本実施形態では、記録材として記録紙を説明するが、本発明における記録材は紙に限定されるものではない。一般に、記録材とは、画像形成装置によってトナー像が形成されるシート状の部材であり、例えば、定型或いは不定型の普通紙、厚紙、薄紙、封筒、葉書、シール、樹脂シート、ＯＨＰシート、光沢紙等が含まれる。なお、本実施形態では、便宜上、記録材（シート）Ｐの扱いを通紙、排紙、給紙、通紙部、非通紙部などの用語を用いて説明したが、これによって本発明における記録材が紙に限定されるものではない。
【００４１】
（吸熱調整手段）
図４に、本実施形態に係る吸熱調整手段の概略構成を示す。本実施形態に係る吸熱調整手段は、ハロゲンランプ３５からの輻射熱を遮光もしくは反射させる面積である正射影面積が回転（回動）により変化する輻射熱制限板（遮蔽板または反射板）３９を備える。
【００４２】
即ち、回転軸３９ｃに対し所定角度α（０＜α≦９０°）を傾けて配置され、回転軸３９ｃの周りに回転角β（０≦β）回転可能な輻射熱制限板３９ａ１、３９ａ２、３９ｂ１、３９ｂ２を、記録材の長手方向における最小幅の外側（両端側）に設ける。なお、図４では便宜上、輻射熱制限板を４枚示しているが、枚数はこれに限られない。回転軸はモータ等の動力で回動する。
【００４３】
ここで、図６に、回転角βが変化したときのハロゲンランプ３５からニップ板３４へ向けた輻射熱制限板３９の正射影面積の変化を示す。また、図７に回転角βと正射影面積比（正射影面積が最大となる回転角βが９０°の場合の正射影面積と１とした場合の面積比率）の関係を示す。
【００４４】
正射影面積が最も小さい状態は、回転角βが０°のときである（図４の下側に示す正射影面積がほぼゼロの状態）。回転角βが３０°、６０°と大きくなると、正射影面積も大きくなる。そして、回転角βが９０°のときに正射影面積は最も大きくなる。輻射熱制限板３９ａ１、３９ａ２、３９ｂ１、３９ｂ２が半径ｒの円板であるとすると、回転角βが９０°のとき正射影面積は回転軸に直交する方向ではｒの長さである一方、回転軸の軸方向ではｒ×ｃｏｓαの長さである楕円面積となる。
【００４５】
図５に、本実施形態における定着装置の長手方向の主要部品と通紙位置との関係を示す。本実施形態の定着装置は、中央通紙基準で用紙が搬送される。本実施形態で使用される定着装置は、Ａ４サイズ機として、最大通紙サイズは、ＬＴＲ（幅２１５．９ｍｍ）やＡ４（幅２１０ｍｍ）としている。また、小サイズ紙の一例として、Ａ５（幅１４８．５ｍｍ）サイズ紙を用いている場合について述べる。
【００４６】
本実施形態に係る輻射熱制限板３９は、発熱体であるハロゲンランプ３５とニップ板３４との間に配置され、反射部材３３と同様のアルミニウム合金を用いた円形の反射板として回転軸に対して約３０度傾けて、Ａ５サイズ幅より長手方向で外側に設けられる。この反射板である輻射熱制限板３９には、ハロゲンヒータからの輻射熱の反射率を高めるためコーティングを施しても良い。なお、本実施形態では輻射熱制限板３９を反射板としたが、円形板に黒色塗装を施した遮蔽板を用いても良い。
【００４７】
ここで、図８にて、輻射熱制限板３９のハロゲンランプ３５からの輻射の反射を説明する。本実施形態の反射板としての輻射熱制限板３９では、図４に示す角度αとして回転軸に対して４５°よりも小さい３０°の角度を傾けて配置されているため、ハロゲンランプ３５からの輻射が長手方向は中央側で、上下方向はハロゲンランプ３５側に反射される。そして、反射される度合いは、反射板としての輻射熱制限板３９の正射影面積に比例するため、輻射熱制限板３９の回転角βによりニップ板３４の長手方向の吸熱度合いを変化させることができる。
【００４８】
図９に、輻射熱制限板３９の回転軸周りの回転角βを変化させた場合の、ニップ板３４の長手方向の吸熱度合いを示す。用紙中央部の吸熱度合いを１とした場合の各長手方向の位置の吸熱度合いを示している。長手方向で中央付近のＡ５サイズ幅部分には、輻射熱制限板３９が存在しないため、輻射熱制限板３９の回転角βに依らず、ハロゲンランプ３５からニップ板３４への輻射熱が、ほぼ遮られることが無い。これに対して、長手方向位置がＡ５サイズ通紙幅を超えたＡ４サイズ通紙幅の領域では、輻射熱制限板３９の回転角β（回転角度）によって吸熱度合いを変化させている。
【００４９】
ここで、本実施形態では、コントローラからのプリントジョブ（Ｊｏｂ）の紙サイズ情報や紙カセットのサイズ検知情報等を基に通紙サイズ（幅）を検知する。そして、検知後、プリント時の前回転中であって、記録材（紙）が定着装置に入る前に、輻射熱制限板３９の回転軸３９ｃ（図４）周りの回転角βを、通紙サイズ（幅）に応じた所定の角度になるようにモータの動力で自動的に回転制御している。
【００５０】
すなわち、通常サイズのＬＴＲサイズ紙やＡ４サイズ紙を通紙する場合は、輻射熱制限板３９の回転角βを０°に設定する。この場合は、ニップ板３４の長手方向の吸熱度合いがハロゲンランプ３５の長手方向の配光分布と同等となる。すなわち、記録材の幅が第１の幅のとき、ハロゲンランプ３５からの輻射熱を輻射熱制限板３９で遮光もしくは反射させない。但し、記録材の幅が第１の幅のとき、ハロゲンランプ３５からの輻射熱を輻射熱制限板３９により第１の度合いで遮光もしくは反射させて制限させても良い。
【００５１】
そして、幅の狭いＡ５サイズ紙を通紙する場合は、すなわち、記録材の幅が第１の幅より小さい第２の幅のとき、ハロゲンランプ３５からの輻射熱を第１の度合いより大きい第２の度合いで遮光もしくは反射させて制限する。具体的には、不図示のモータ等の回転制御手段によって、輻射熱制限板３９の回転角βが９０°になるように設定される。このとき、ニップ板３４の非通紙部の吸熱度合いが最も低減される。このように、本実施形態では、通紙幅が２１０ｍｍ（Ａ４サイズ）乃至１４８．５ｍｍ（Ａ５サイズ）の用紙を通紙する場合、通紙幅に応じて輻射熱制限板３９の回転角βを調整して設定する。
【００５２】
ここで、本実施形態における小サイズ紙（Ａ５サイズ紙）をＡ４サイズ紙と同じ生産性（本実施形態の一例では毎分４０枚）で通紙した場合の非通紙部昇温を図１４に示す。
従来例の場合、図１３に示すように２３０℃程度まで非通紙部昇温していたのに対し、本実施形態では約２１０℃程度に非通紙部昇温を抑制することができた。このため、小サイズ紙を通紙する際の生産性を低下させることなく通紙することが可能となった。
【００５３】
本実施形態によれば、通紙する用紙の幅に応じて、輻射熱制限板３９の回転角βを変化させることで、ニップ板３４の長手吸熱度合いを変化でき、非通紙部昇温を低減することができる。すなわち、幅の狭い小サイズ紙を通紙する場合には、輻射熱制限板を回転させ、通紙部にくらべ非通紙部の正射影面積が大きくなるようにすることで、非通紙部のニップ板の吸熱度合いを低下させ非通紙部昇温を低減させることができる。
【００５４】
このように、本実施形態では、簡易な構成でかつ低コストで、小サイズ通紙時の非通紙部昇温を抑制でき、従来例のように除熱部材を配置する必要がないため、定着フィルム径を小さくすることができ、定着装置サイズを小さくできる。
【００５５】
《第２の実施形態》
図１５に、本発明の第２の実施形態に係る定着装置の構成概略図を示す。第１の実施形態と同じ部分については説明を省略する。第１の実施形態では、回転軸３９ｃを回転させる回転駆動力で、最小通紙幅より長手方向で外側に配置される輻射熱制限板をモータで回転させて、輻射熱を制限する輻射熱制限板の正射影面積を変更した。これに対し、本実施形態では、バイメタルバネの温度変化による変形力で、最小通紙幅より長手方向で外側に配置される輻射熱制限板を回転させて、輻射熱を制限する輻射熱制限板の正射影面積を変更する。
【００５６】
本実施形態の回転制御手段の構成概略を図１６に示す。図１６に示すように、バイメタルを渦巻コイル状にしたバイメタルバネ５２を回転制御手段に用いている。バイメタルバネの厚みをｔ（ｍｍ）、有効長をＬ（ｍｍ）、巻き型の偏位係数をＣ（°／℃）、室温時（加熱前）のバイメタルバネ５２の温度をＴ１（℃）、温度上昇時の温度をＴ２（℃）としたとき、バイメタルバネの変角度Ａ（°）は次式で表わされる。
【００５７】
Ａ≒Ｃ×（Ｔ２−Ｔ１）×Ｌ／ｔ・・・  （式１）
図１６で、このバイメタルバネ５２の一端（固定端）５２Ｅをニップ板３４上で小サイズ紙に対する長手方向の非通紙部位置に固定し、他端（自由端）を５２Ｇ０とする。バイメタルバネ５２の温度が高くなると、自由端は５２Ｇ０から５２Ｇの位置（変位角Ａ）に変位する。そして、図１７（ａ）に示すように、輻射熱制限板３９と同軸で回転（回動）するハンドル部１００が、バイメタルバネ５２の温度が低いときの自由端５２Ｇ０とは離間ｓｉ、バイメタルバネ５２の温度が高いときの自由端５２Ｇと接触する位置に設けられている。
【００５８】
ハンドル部１００と同軸で回転する輻射熱制限板３９の回転角βは、バイメタルバネ５２の自由端がハンドル部１００に接触するまでは略０°に設定されている。したがって、室温時から通常サイズ紙を通紙してバイメタルバネ５２が所定温度になるまでは、輻射熱制限板３９の回転角βは略０°のままとなる（図１７（ｂ）の下側に示す状態）。そして、通常サイズ紙を通紙する場合に、バイメタルバネ５２が加熱され、自由端５２Ｇ０が所定角度回転し自由端５２Ｇとなったとき、ハンドル部１００と接触し、それ以降輻射熱制限板３９を回転させる（（図１７（ｂ）の上側に示す状態）。
【００５９】
本実施形態で、幅の狭い小サイズ紙を通紙する場合には、初期はバイメタルバネ５２の温度は低いため、輻射熱制限板３９の回転角βは略０°のままであり、二ップ板３４の非通紙部の吸熱度合いは通常サイズ紙の場合と同じになる。しかし、次第にニップ板３４の非通紙部昇温が高くなっていき、ニップ板３４からバイメタルバネ５２に伝熱されてバイメタルバネ５２の温度が通常サイズ紙通紙時よりも高くなると、バイメタルバネ５２の自由端の変角度Ａ（図１６）も大きくなる。
【００６０】
その結果、バイメタルバネ５２の自由端５２Ｇがハンドル部１００を押し上げ、ハンドル部１００と同軸の輻射熱制限板３９を回転させる。ニップ板３４の非通紙部昇温が高い程、バイメタルバネ５２の温度も高くなるため、自由端５２Ｇの変角度Ａも大きくなり、ハンドル部１００と同軸の輻射熱制限板３９の回転角βも大きくなる。そして、輻射熱制限板３９の回転角βが０°から大きくなると、ニップ板３４の非通紙部の吸熱度合いが低下するため、非通紙部昇温を抑えることになる。
【００６１】
本実施形態では、第１の実施形態と同様に、記録材の幅が第１の幅のとき、ハロゲンランプ３５からの輻射熱を輻射熱制限板３９で遮光もしくは反射させないようにしている。但し、記録材の幅が第１の幅のとき、ハロゲンランプ３５からの輻射熱を輻射熱制限板３９により第１の度合いで遮光もしくは反射させて制限させても良い。
【００６２】
以上、本実施形態によれば、第１実施形態と異なり、輻射熱制限板３９の回転制御をモータ等を用いずに、簡易な構成のバイメタルバネ５２で回転制御を行うことができ、低コスト化が図れる。
【００６３】
（変形例）
上述した実施形態では、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明の範囲内で種々の変形が可能である。
【００６４】
【００６５】
例えば、反射部材３３とステイ３２の両方を備える構成を示したが、本発明はこれに限られず、反射部材３３を設けずステイ３２のみを備える構成としても良い。そして、反射部材３３を設けない場合は、ステイ３２の発熱体側の面に反射面を設けても良い。また、上述した実施形態では、発熱体としてハロゲンランプ３５を例示したが、本発明はこれに限られず、例えば赤外線ヒータ等を用いても良い。
【００６６】
【００６７】
【００６８】
【符号の説明】
【００６９】
３１・・定着フィルム、３４・・ニップ板、３５・・ハロゲンランプ、３７・・加圧ローラ、３９・・吸熱調整手段