(57)【要約】【課題】簡易な構成にて、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、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、前記ニップ部材が第１の温度のとき、前記発熱体からの輻射熱を第１の度合いで遮光もしくは反射させて制限し、前記ニップ部材が前記第１の温度より高い第２の温度のとき、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。【選択図】 図１
2016142796.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、
前記ニップ部材が第１の温度のとき、前記発熱体からの輻射熱を第１の度合いで遮光もしくは反射させて制限し、
前記ニップ部材が前記第１の温度より高い第２の温度のとき、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定着装置。
【請求項２】
前記輻射熱制限手段は、
前記第１の温度のとき、前記発熱体からの輻射熱を通過させる第１の開口部を形成し、
前記第２の温度のとき、前記第１の開口部より小さい第２の開口部を形成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バイメタルを有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】
前記輻射熱制限手段を、前記第１、第２の開口部を形成するバイメタルで構成したことを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
【請求項５】
前記輻射熱制限手段を、前記第１の開口部を形成する遮光部材と、前記第２の開口部を形成するバイメタルで構成した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を前記ニップ部材に設けたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項７】
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６のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項８】
前記輻射熱制限手段は、前記記録材の搬送方向に交差する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８のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項１０】
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９のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項１１】
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１０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】
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。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、ニップ板３４に設けられる平板状のバイメタル１００と、バイメタル１００の上方に設けられる除熱手段としてのヒートシンク２００を備え、互いに離間のしくは接触する。
【０００７】
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７、図８、図９に示す。
【０００８】
図７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。
【０００９】
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１０のように昇温してしまう。
【００１０】
このように非通紙部昇温により高い温度になると、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が行われていた。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。
【００１１】
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。
【００１２】
本発明の目的は、簡易な構成にて、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】
【００１３】
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、前記ニップ部材が第１の温度のとき、前記発熱体からの輻射熱を第１の度合いで遮光もしくは反射させて制限し、前記ニップ部材が前記第１の温度より高い第２の温度のとき、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。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、小型かつ低コストとなる簡易な構成にて、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】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る定着装置の概略構成図である。
【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概略構成図である。
【図３】従来例の定着装置を説明する概略構成図である。
【図４】第１の実施形態に係る輻射熱制限手段としてのバイメタルの熱変形の説明図である。
【図５】第１の実施形態に係る定着装置の長手方向における概略構成と通紙する紙サイズとの関係を説明する図である。
【図６】第１の実施形態に係る輻射熱制限手段の動作の説明図である。
【図７】ハロゲンランプの一般的な概略構成図である。
【図８】ハロゲンランプの一般的な長手方向の配光特性を説明する図である。
【図９】上記ハロゲンランプを用い、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１０】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ある。
【図１１】第１の実施形態に係る定着装置におけるニップ板の温度とニップ板の吸熱度合いの関係を示すグラフである。
【図１２】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ある。
【図１３】本発明の第２の実施形態に係る定着装置の概略構成図である。
【図１４】第２の実施形態に係る輻射熱制限手段の動作の説明図である。
【図１５】第２の実施形態に係る輻射熱制限手段を構成するバイメタルの熱変形の説明図である。
【図１６】第２の実施形態に係る定着装置におけるニップ板の温度とニップ板の吸熱度合いの関係を示すグラフである。
【図１７】第２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ある。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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。
【００１７】
《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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
（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）の一例としてのバイメタル３９を備える。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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３５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。
【００２９】
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３５の温度を検知するようにしている。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
（輻射熱制限手段）
本実施形態では、ニップ板３４の輻射熱制限手段（吸熱調整手段）としてバイメタル３９を使用している。バイメタル３９は、図５に示すように、ニップ板３４の定着ニップ上下流及で長手方向の非通紙部昇温位置（長手方向における最小幅の外側位置）に分割配置（複数個配置）されている。
【００３９】
バイメタル３９の形状としては、Ｕ字形よりも角度を曲げた形をしている。バイメタル３９の表面には、ハロゲンランプ３５からの輻射熱を反射するようコート等を施している。
このバイメタル３９は、一端がニップ板３４に固定され、他端はフリーになっている。図４で、バイメタル３９の有効長をＬ（ｍｍ）、厚みをｔ（ｍｍ）、湾曲係数をＫ（１／℃）、室温（加熱前）をＴ１（℃）、加熱時の温度をＴ２（℃）とした場合、バイメタル３９のフリー端の変位量をＤ（ｍｍ）とすると、変位量Ｄは次式で近似できる。
【００４０】
Ｄ（ｍｍ）≒Ｋ×（Ｔ２−Ｔ１）×Ｌ2／（２ｔ）・・・  （式１）
上記式１から分かるように、変位量Ｄは加熱温度Ｔ２に比例して大きくなる。バイメタル３９のフリー端は、図４のように加熱前の状態では内側へ向けて曲げられている。このため、加熱された場合、変位量が次第に大きくなるものの、ハロゲンランプ３５からの輻射熱とバイメタル３９のフリー端が略平行程度になるまでは、ハロゲンランプ３５からバイメタル３９をニップ板３４上に射影させた時の開口部はほぼ変化が無い。このため、ハロゲンランプ３５からニップ板３４への輻射熱を遮ることが無く、ニップ板３４の吸熱はほぼ変わらない。
【００４１】
更に温度が高くなって、変位量が大きくなり、バイメタル３９のフリー端が外側まで開くようになると、ハロゲンランプ３５からバイメタル３９をニップ板３４上に射影させた時の開口部が狭くなる。このため、ハロゲンランプ３５からの輻射熱が遮られるようになり、ニップ板３４の吸熱が低くなる。
【００４２】
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、図５に示す。本実施形態の定着装置は、中央通紙基準で記録材（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。
【００４３】
小サイズ紙より長手方向外側の通紙位置には、輻射熱制限手段（吸熱調整手段）としてバイメタル３９が分割配置されている。本実施形態のバイメタル３９は、次の寸法とした。定着ニップ幅（約６ｍｍ）に対し、有効長Ｌ＝１５ｍｍ、板厚ｔ＝０．０５ｍｍとし、湾曲係数１４．３×１０−６（バイメタルの材料として、株式会社ＮＥＯＭＡＸマテリアル製の中温用バイメタルの型式：ＢＭ−１を用いた）のものを用いた。幅は約５ｍｍとし、Ａ５サイズ幅からＡ４サイズ幅の間に、ニップ上下流、通紙左右各々４箇所に各１ｍｍ間隔で１０個づつ配置した（図５には、バイメタル３９を１０個すべては記載していない）。
【００４４】
図６に、本実施形態の輻射熱制限手段（吸熱調整手段）の動作を説明する図を示す。具体的には、図６は、ハロゲンランプ３５側からニップ板３４側を見た場合、輻射熱制限手段（吸熱調整手段）としてのバイメタル３９によりハロゲンランプ３５からの輻射熱が通過する開口部がニップ板３４の温度により変化することを示す説明図である。また、図１１に本実施形態でのニップ板温度と輻射熱制限手段（吸熱調整手段）によるニップ板吸熱度合いの関係を示す。
【００４５】
ニップ板３４の温度が上昇すると、ニップ板３４に設置されている輻射熱制限手段（吸熱調整手段）であるバイメタル３９の温度も上昇し、バイメタル３９のフリー端が次第に外側に開いてくる。バイメタル３９の形状は、ニップ板３４が定着温度である約１６０℃になった場合に、ハロゲンランプ３５からの輻射熱とバイメタル３９のフリー端が略平行程度になるように調整してある。
【００４６】
したがって、ニップ板３４が室温から定着温度１６０℃になるまで、ハロゲンランプ３５からバイメタル３９をニップ板３４上に射影させた時の開口部はほぼ変化が無いため、ニップ板３４の吸熱はほぼ変わらない。
【００４７】
Ａ４サイズ紙より幅狭紙の一例としてＡ５サイズ紙を通紙した場合は、ニップ板３４の非通紙部が昇温し、バイメタル３９の温度も１６０℃以上となる。バイメタル３９の温度が１６０℃以上になると、バイメタル３９のフリー端がより開き、ハロゲンランプ３５からの輻射熱を遮るようになるため、ハロゲンランプ３５からニップ板３４の非通紙部への輻射熱の吸収が少なくなる。このため、非通紙部昇温が抑制される。
【００４８】
通紙部では、小サイズ通紙時でも定着性を確保するためニップ板３４に所定の電力が吸収されることが必要なため、ハロゲンランプ３５は必要量点灯されることになる。非通紙部では、ハロゲンランプ３５は通紙部へ必要な電力を供給するため必要量点灯するため、非通紙部にもハロゲンランプ３５からの輻射熱が所定量供給されることになる。ハロゲンランプ３５からの輻射熱がニップ板３４へ吸熱される度合いは、バイメタル３９の働きで抑えられるものの、バイメタル３９で反射された輻射熱は非通紙部の反射板３３等周りの他の部材を温めることになる。
【００４９】
しかし、バイメタル３９でニップ板３４への吸熱は抑えられているため、ニップ板３４の長手方向の吸熱分布は、中央通紙部に比べ端部の非通紙部における吸熱度合いが低くなった分布となる。本実施形態で、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１２に示す。
【００５０】
従来例の場合、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従来例のようにＡ４サイズ紙通紙時の半分に低下させなくても良く、本実施形態では毎分３０枚の生産性で通紙することが可能となった。したがって、従来の定着装置よりも本実施形態の定着装置では小サイズ紙通紙時の生産性を上げることができ、小サイズ紙通紙のパフォーマンスを上げる効果が有る。
【００５１】
本実施形態によれば、温度により変形するバイメタルを輻射熱制限手段（吸熱調整手段）として用いることで、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する効果が有る。
【００５２】
また、従来の装置では、定着装置の立ち上げ時間を短くするため、ニップ板３４の厚みを薄くして熱容量を小さくしようとすると、ニップ板３４の長手方向の熱伝導性が落ちるため、より非通紙部昇温が大きくなってしまう。すなわち、立ち上げ時間の短縮と小サイズ紙通紙時の非通紙部昇温の抑制の両立をすることが難しかったが、本実施形態ではこれを両立させることができる。
【００５３】
《第２の実施形態》
第１の実施形態では、第１の温度のとき、発熱体からの輻射熱を通過させる第１の開口部を形成し、第１の温度より高い第２の温度のとき、第１の開口部より小さい第２の開口部を形成し、第１、第２の開口部をバイメタル３９で構成した。これに対し、本実施形態では、第１の開口部を遮光部材で形成し、第２の開口部をバイメタルで形成する。図１３に、本実施形態の定着装置の構成概略図を示す。以下、本実施形態の輻射熱制限手段（吸熱調整手段）の動作を図１４を用いて説明する。
【００５４】
遮光部材４３は、反射板３３と同じ材質で作成され、ハロゲンランプ３５からの輻射熱を表面で反射するようになっている。遮光部材４３はＬ型形状等に形成され、ニップ板３４のニップ上下流の夫々に配置され、所定の間隙を開けて開口部を形成し、ハロゲンランプ３５からの輻射熱をニップ板３４へ透過させている。開口部以外では、遮光部材４３の表面でハロゲンランプ３５からの輻射熱が反射されている。本実施形態では、開口部のニップ上下流間隙は、ニップ幅と同程度の約６ｍｍとした。
【００５５】
バイメタル４４は、定着ニップ幅（約６ｍｍ）に対し、有効長Ｌ＝１２ｍｍ、板厚ｔ＝０．０５ｍｍとし、湾曲係数１４．３×１０−６（バイメタルの材料として、株式会社ＮＥＯＭＡＸマテリアル製の中温用バイメタルの型式：ＢＭ−１を用いた）のものを用いた。幅は約５ｍｍとし、Ａ５サイズ幅からＡ４サイズ幅の間に、ニップ上下流、通紙左右各々４箇所に各１ｍｍ間隔で１０個づつ配置した。
【００５６】
バイメタル４４の表面は、遮光部材４３同様に、ハロゲンランプ３５からの輻射熱を反射するようになっている。バイメタル４４は、室温状態では、ほぼ真っすぐな形状となるように形成されている。このバイメタル４４は、一端がニップ板３４に固定され、他端はフリーになっている。図１５に示すように、平板状であるバイメタル４４の有効長をＬ（ｍｍ）、厚みをｔ（ｍｍ）とする。湾曲係数をＫ（１／℃）、室温（加熱前）をＴ１（℃）、加熱時の温度をＴ２（℃）とした場合、バイメタル４４のフリー端の変位量をＤ（ｍｍ）は次式で近似できる。
【００５７】
Ｄ（ｍｍ）≒Ｋ×（Ｔ２−Ｔ１）×Ｌ2／ｔ・・・  （式２）
ニップ板３４の温度が上昇し、ニップ板３４からバイメタル４４に熱が伝導しバイメタル４４の温度が上昇すると、バイメタル４４はバイメタルの性質上反りが発生し、バイメタル４４のフリー端がニップ上下流の中央側に移動する。しかし、バイメタル４４のフリー端が遮光部材４３の開口部相当まで反るまでは、ハロゲンランプ３５からニップ板３４への開口部は、遮光部材４３の開口部で決まる。このため、ハロゲンランプ３５からニップ板３４への輻射熱による吸熱効率は変化しない。
【００５８】
本実施形態では、ニップ板３４の温度が定着温度である約１６０℃の場合に、バイメタル４４のフリー端が遮光部材４３の開口部端と同程度位置となるように設定してある。幅の狭いＡ５サイズ紙等を通紙して、ニップ板３４の非通紙部が昇温した場合は、ニップ板３４からバイメタル４４に熱が伝わり、バイメタル４４がより反りが大きくなる。このとき、図１４に示すように、バイメタル４４のフリー端が遮光部材４３の開口部相当位置よりもニップ上下流の中央側により飛び出し、ハロゲンランプ３５からニップ板３４への輻射熱の開口部を狭くすることで、ニップ板３４の吸熱量を下げることになる。
【００５９】
本実施形態におけるハロゲンランプ３５から輻射熱制限手段（吸熱調整手段）を通過した後のニップ板３４の吸熱度合いを図１６に示す。ニップ板３４が定着温度と同程度（約１６０℃）までは吸熱度合いは一定で１００％である。ニップ板３４の非通紙部が昇温し温度が高くなると、吸熱度合いは低下していく。従って、ニップ板３４の非通紙部への吸熱量が低下するため、非通紙部昇温を抑えることができる。
【００６０】
本実施形態での小サイズ（Ａ５サイズ）紙をＡ４サイズ紙と同じ生産性（本実施形態では毎分４０枚）で通紙した場合の非通紙部昇温を、図１７に示す。輻射熱制限手段（吸熱調整手段）の無い従来例の場合、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２００℃程度に非通紙部昇温を抑制することができた。
【００６１】
このため、小サイズ紙を通紙する際の生産性を従来例のようにＡ４サイズ紙通紙時の半分に低下させなくても良く、本実施形態では毎分３５枚の生産性で通紙することが可能となった。したがって、従来の定着装置より本実施形態の定着装置では小サイズ紙通紙時の生産性を上げることができ、小サイズ紙通紙のパフォーマンスを上げる効果が有る。
【００６２】
また、第１の実施形態に比べ本実施形態では、非通紙部昇温時の輻射熱制限手段（吸熱調整手段）の吸熱率低下がより大きいため、非通紙部昇温もより低く、また、小サイズ紙通紙時の生産性もより高くできる。また、本実施形態では、第１の実施形態と異なり、輻射熱制限手段（吸熱調整手段）を構成するバイメタルの形状を室温状態で略平板形状としたため、製作の加工がより容易である。
【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】
また、上述した実施形態におけるバイメタルの寸法、形状、材質等はこれに限定されるものでは無く、適時設定すれば良い。
【００６７】
（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。
【００６８】
（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。
【００６９】
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】
【００７０】
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・・バイメタル
【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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