(57)【要約】 【課題】ヒータランプにより定着回転体を加熱し、定着回転体と加圧回転体とのニップ部にトナー像担持記録媒体を通してトナー像を記録媒体に定着する定着装置において、定着回転体を加熱するための配熱分布を定着回転体温度に応じて変更できるようにする。【解決手段】ヒータランプＨと定着回転体８１の内面との間にヒータランプＨに沿って、且つ、開放口部８３０をヒータランプＨ側に向けて延在する断面Ｕ字形状の熱反射部材８３と、ヒータランプＨ及び熱反射部材８３のうち少なくとも一方を駆動する駆動装置８４とを備えた定着装置８。駆動装置８４は、定着回転体温度が低くなると、ヒータランプＨの熱反射部材８３への嵌入が浅くなり、定着回転体温度が高くなると、ヒータランプＨの熱反射部材８３への嵌入が深くなるようにヒータランプＨ及び熱反射部材８３のうち少なくとも一方を駆動する。画像形成装置１０は該定着装置８を備えている。【選択図】図３
2009198732.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
定着回転体と、
該定着回転体との間にニップ部を形成する加圧回転体と、
該定着回転体の表面移動方向を横切る左右方向に延在して該定着回転体を内側から加熱するヒータランプであって左右方向に延びる発熱部分の両端部における左右方向単位長さ当たりの放熱量が該両端部間の中央部分における左右方向単位長さ当たりの放熱量より大きい配熱分布を有するヒータランプとを含んでおり、
トナー像を担持した記録媒体を前記ニップ部に通すことで該トナー像を該記録媒体に加熱加圧下に定着させる定着装置であり、
前記ヒータランプと前記定着回転体の内面との間に配置され、該ヒータランプに沿って左右方向に、且つ、左右方向に延びる開放口部を該ヒータランプ側に向けて延在する断面Ｕ字形状の熱反射部材と、
該ヒータランプの該熱反射部材内への相対的嵌入状態を調整するために該ヒータランプ及び熱反射部材のうち少なくとも一方を左右方向を横切る方向に駆動する駆動装置とを備えており、
該熱反射部材は、左右方向の熱伝導性を有する熱反射部材本体と、該熱反射部材本体上にあって該ヒータランプに対向する熱反射面と、該熱反射面とは反対側で該熱反射部材本体上にある熱輻射面とを有しており、
前記駆動装置は、定着回転体温度が低くなると、前記ヒータランプの前記熱反射部材への嵌入が浅くなり、定着回転体温度が高くなると、前記ヒータランプの前記熱反射部材への嵌入が深くなるように該ヒータランプ及び熱反射部材のうち少なくとも一方を駆動する駆動装置であることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記駆動装置は前記ヒータランプ及び熱反射部材のうち該熱反射部材を該ヒータランプに対して駆動する装置である請求項１記載の定着装置。
【請求項３】
前記駆動装置は前記ヒータランプに対して前記熱反射部材を左右方向を横切る方向に移動させる力を該熱反射部材に及ぼすための熱応答変形性部材を含んでいる請求項２記載の定着装置。
【請求項４】
前記駆動装置の熱応答変形性部材は前記熱反射部材を左右方向を横切る方向において一方向へ移動させる力を該熱反射部材に及ぼすための部材であり、該駆動装置はさらに該熱反射部材を該一方向とは反対方向へ移動させる力を該熱反射部材に及ぼすための弾性部材を含んでおり、該弾性部材は、前記定着回転体温度が低くなると、前記ヒータランプの前記熱反射部材への嵌入を浅くするように該熱反射部材を前記反対方向へ移動させ、該熱応答変形性部材は、定着回転体温度が高くなると、前記ヒータランプの前記熱反射部材への嵌入を深くするように該弾性部材に抗して該熱反射部材を前記一方向へ移動させる請求項３記載の定着装置
【請求項５】
前記熱応答変形性部材はバイメタルで形成されている請求項３又は４記載の定着装置。
【請求項６】
前記熱応答変形性部材は形状記憶合金で形成されている請求項３又は４記載の定着装置。
【請求項７】
前記定着回転体は定着ローラであり、前記加圧回転体は該定着ローラとの間に前記ニップ部を形成する加圧ローラであり、前記ヒータランプ及び熱反射部材は該定着ローラ内を通って左右方向に延在しており、前記熱応答変形性部材は、該熱反射部材に片持ち支持され、自由端部が該定着ローラ内面に摺動可能に当接している請求項３から６のいずれか一項に記載の定着装置。
【請求項８】
前記定着回転体は加熱ローラ及び定着用ローラに巻き掛けられたられた定着ベルトであり、前記加圧回転体は該定着用ローラに支持された該定着ベルトの部分との間に前記ニップ部を形成する加圧ローラであり、前記ヒータランプ及び熱反射部材は該加熱ローラ内を通って左右方向に延在しており、該ヒータランプは該加熱ローラを介して該定着ベルトを加熱し、該熱反射部材は該加熱ローラを介して該定着ベルトの内面に臨んでおり、前記熱応答変形性部材は、該熱反射部材に片持ち支持され、自由端部が該加熱ローラ内面に摺動可能に当接している請求項３から６のいずれか一項に記載の定着装置。
【請求項９】
前記熱応答変形性部材は断熱性を有する部材を介して前記熱反射部材に支持されている請求項７又は８記載の定着装置。
【請求項１０】
前記駆動装置は、前記熱反射部材を駆動するアクチュエータと、アクチュエータ制御部とを含んでおり、該アクチュエータは、少なくとも前記定着回転体の温度に基づく該制御部からの駆動信号に基づいて、該熱反射部材を駆動する請求項１又は２記載の定着装置。
【請求項１１】
前記駆動装置の前記アクチュエータは前記制御部からの駆動信号に基づいて前記熱反射部材を左右方向を横切る方向において一方向へ移動させる力を該熱反射部材に及ぼすためのアクチュエータであり、該駆動装置はさらに該熱反射部材を該一方向とは反対方向へ移動させる力を該熱反射部材に及ぼすための弾性部材を含んでおり、
該制御部は、該アクチュエータに、前記定着回転体温度が高くなると前記ヒータランプの前記熱反射部材への嵌入を深くするように該熱反射部材を前記一方向へ移動させ、該弾性部材は、前記定着回転体温度が低くなると前記ヒータランプの前記熱反射部材への嵌入を浅くするように該熱反射部材を前記反対方向へ移動させ、又は
該制御部は、該アクチュエータに、前記定着回転体温度が低くなると前記ヒータランプの前記熱反射部材への嵌入を浅くするように該熱反射部材を前記一方向へ移動させ、該弾性部材は、前記定着回転体温度が高くなると前記ヒータランプの前記熱反射部材への嵌入を深くするように該熱反射部材を前記反対方向へ移動させる請求項１０記載の定着装置。
【請求項１２】
前記定着回転体は定着ローラであり、前記加圧回転体は該定着ローラとの間に前記ニップ部を形成する加圧ローラであり、前記ヒータランプ及び熱反射部材は該定着ローラ内を通って左右方向に延在している請求項１から６、１０及び１１のいずれか一項に記載の定着装置。
【請求項１３】
前記定着回転体は加熱ローラ及び定着用ローラに巻き掛けられたられた定着ベルトであり、前記加圧回転体は該定着用ローラに支持された該定着ベルトの部分との間に前記ニップ部を形成する加圧ローラであり、前記ヒータランプ及び熱反射部材は該加熱ローラ内を通って左右方向に延在しており、該ヒータランプは該加熱ローラを介して該定着ベルトを加熱し、該熱反射部材は該加熱ローラを介して該定着ベルトの内面に臨んでいる請求項１から６、１０及び１１のいずれか一項に記載の定着装置。
【請求項１４】
前記熱反射部材における熱輻射面は、前記熱反射部材本体上に形成された熱輻射膜により提供されている請求項１から１３のいずれか一項に記載の定着装置。
【請求項１５】
静電潜像担持体に目的とする画像に応じた静電潜像を形成し、該静電潜像を現像してトナー像とし、該トナー像を記録媒体に転写し、該転写されたトナー像を定着装置で該記録媒体に定着させることができる画像形成装置であり、該定着装置として請求項１から１４のいずれか一項に記載の定着装置を備えている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、静電潜像担持体に目的とする画像に応じた静電潜像を形成し、その静電潜像を現像してトナー像とし、そのトナー像を記録媒体に転写し、その転写トナー像を定着装置で記録媒体に定着させることができる複写機、プリンタ、ファクシミリ機、これらのうち２以上を組み合わせた複合機等の画像形成装置で用いられる該定着装置に関し、該画像形成装置にも関係している。
【背景技術】
【０００２】
静電潜像担持体に目的とする画像に応じた静電潜像を形成し、その静電潜像を現像してトナー像とし、そのトナー像を記録媒体に転写し、その転写されたトナー像を定着装置で記録媒体に定着させることができる画像形成装置で用いられる定着装置は、これまで様々のタイプのものが提案され、実用に供されてきた。
【０００３】
その一つとして、定着回転体と、該定着回転体との間にニップ部を形成する加圧回転体と、該定着回転体の表面移動方向を横切る左右方向に延在して該定着回転体を内側から加熱するヒータランプとを含んでおり、トナー像を担持した記録媒体を前記ニップ部に通すことで該トナー像を該記録媒体に加熱加圧下に定着させる定着装置が知られている。
該ヒータランプとしては、ハロゲンヒータランプや赤外線（遠赤外線も含まれる）を放射するセラミックヒータランプ等が知られている。
【０００４】
この種の定着装置の代表的なものの一つは、定着回転体がローラ形態のもの（定着ローラ）であり、該定着ローラにヒータランプが挿入されており、加圧回転体も通常ローラ形態のもの（加圧ローラ）である。図１２はこのタイプの定着装置の１例を示している。図１２（Ａ）は定着装置の斜視図であり、図１２（Ｂ）は該定着装置の定着ローラ及び加圧ローラの断面図である。
【０００５】
図１２の定着装置８０は、定着ローラ８１と、ローラ８１との間に定着用ニップ部Ｎを形成する加圧ローラ８２と、定着ローラ８１に挿入されたヒータランプＨとを含んでいる。定着ローラ８１が図示省略の駆動部により図上反時計方向に回転駆動され、加圧ローラ８２がこれに従動回転し、その状態でニップ部Ｎにトナー像ｔを保持した記録媒体Ｓが通過することで、記録媒体Ｓ上にトナー像ｔが定着される。
【０００６】
このほか、定着回転体が加熱ローラと定着用ローラに巻き掛けられた定着ベルトであり、加圧回転体（通常は加圧ローラ）が該定着ベルトの該定着用ローラに巻き掛けられた部分との間に定着用ニップ部を形成するものもある。この場合、ヒータランプは通常、少なくとも、ベルトを巻き掛けた加熱ローラに挿入される。
【０００７】
いずれにしてもこのような定着装置におけるヒータランプは、図１３に例示するように、左右方向に延びるヒータランプ発熱部分の端部における左右方向単位長さ当たりの放熱量が中央部分における左右方向単位長さ当たりの放熱量より大きい配熱分布（図示例の場合、換言すれば、配光分布）を有するものである。図１３に示すヒータランプ配光は中央部を１００％配光として示してある。
【０００８】
このような配熱分布（配光分布）を有する理由は次のことによる。
ヒータランプを採用する定着装置では、ヒータランプを定着回転体に挿入するために定着回転体の端が開口しているのが一般的であり、もし、ヒータランプの配熱分布が全体的に均一であるとすると、定着装置をトナー像定着に適する状態に暖めるウォームアップのためにヒータランプを点灯させたとき、定着回転体端部が中央部分に比べて昇温し難く、定着回転体の該端部にも接触通過するサイズの記録媒体にトナー像を定着させようとすると、その端部に対応して定着不良が発生することがあるからである。
【０００９】
ところで、ヒータランプの発熱部分の左右方向長さより小さい幅の、多数枚の小サイズ記録媒体を連続的に前記ニップ部に通過させてそれら記録媒体にトナー像を定着させる場合、記録媒体に接触する定着ローラ或いは定着ベルト等の定着回転体の部分から熱が奪われ、該定着回転体部分の温度がトナー像定着に要求される定着温度より低下してくる。
例えば、図１２に示す定着装置８０において図１４に示すように、定着ローラ８１と加圧ローラ８２とのニップ部Ｎに多数枚の小サイズ記録媒体Ｓを連続的に通過させてそれら記録媒体にトナー像を定着させると、記録媒体Ｓに接触する定着ローラ８１の部分８１０から熱が奪われ、該定着ローラ部分８１０の温度がトナー像定着に要求される定着温度より低下してくる。
【００１０】
この場合、該定着回転体部分（図１４の例では定着ローラ部分８１０）を定着温度に維持するために、ヒータランプの放熱量が調整されるのであるが、その調整は、通常、各種サイズの記録媒体が接触通過する定着ローラの部分の温度を検出し、また、ベルトタイプの定着装置では、各種サイズの記録媒体が接触通過する定着ベルト部分に対応する加熱ローラの部分の温度を検出し、該検出温度が所定の定着温度に向かうようになされるので、定着回転体の小サイズ記録媒体に接触する部分の外側の部分、特に単位長さ当たり放熱量を大きくしてあるヒータランプ発熱部分の端部に対応する定着回転体部分が過昇温し、該部分が熱破損する等の好ましくない事態が発生する恐れがある。
【００１１】
この恐れは、省エネルギの目的で定着回転体の昇温を速めるべく低熱容量化され、従って定着回転体表面移動方向を横切る左右方向における熱移動が困難になる定着回転体において大きくなる。
【００１２】
このように定着回転体の端部が過昇温することを抑制するために、定着回転体の端部の温度が所定の温度を超えると、該端部の温度が安全温度へ低下するまで定着処理を中断することが一般的に行われるが、これでは画像生産性が低くなり、画像形成装置のユーザに不便を強いることになる。
【００１３】
そこで、配熱分布（配光分布）の異なるヒータランプを定着回転体に複数本挿入し、これら複数本のヒータランプを適宜切り替え使用することも提案されている（例えば特許第３９２９９４２号公報参照）
【特許文献１】特許第３９２９９４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、配熱分布乃至配光分布の異なる複数のヒータランプを設けておき、これらヒータランプを記録媒体サイズや定着回転体端部の温度等に応じて適宜切り替え使用するときは、ヒータランプ本数が増加するうえ、それらの切り替え手段が要求されるので、それだけ定着装置が高価になってしまう。
【００１５】
また、実際に使用される記録媒体サイズは様々であるから、定着装置に通す記録媒体のサイズに応じて配熱分布乃至配光分布を設定するのが理想的であることから、定着装置の価格を犠牲してでもヒータランプ本数を増加させようとしても、今日の画像形成装置の小型化の要求、それに伴う定着装置の小型化の要求に応えるためには定着回転体も小型化しなければならず、そうすると定着回転体に挿入できるヒータランプの本数に限りがある。      
【００１６】
そこで本発明は、
定着回転体と、該定着回転体との間にニップ部を形成する加圧回転体と、該定着回転体の表面移動方向を横切る左右方向に延在して該定着回転体を内側から加熱するヒータランプであって左右方向に延びる発熱部分の両端部における左右方向単位長さ当たりの放熱量が該両端部間の中央部分における左右方向単位長さ当たりの放熱量より大きい配熱分布を有するヒータランプとを含んでおり、トナー像を担持した記録媒体を前記ニップ部に通すことで該トナー像を該記録媒体に加熱加圧下に定着させる定着装置であって、次の利点を有する定着装置を提供することを第１の課題とする。
【００１７】
すなわち、定着回転体からみた、該定着回転体を加熱するための配熱分布を定着回転体温度状態等の情況に応じて変更することができ、それにより冷えた状態からの定着装置ウォームアップ時には、定着回転体からみてヒータランプの配熱分布に略等しい配熱分布で該定着回転体全体を均一状に加熱することができ、ウォームアップ後の暖まった状態においては、定着回転体端部の過昇温を抑制でき、それらによりそれだけ支障無くトナー像の定着処理を行うことができ、しかも、配熱分布の異なる複数本のヒータランプを用いる場合と比べると安価に済ませることができ、また定着回転体の小型化を妨げない、という利点である。
【００１８】
また本発明は、静電潜像担持体に目的とする画像に応じた静電潜像を形成し、該静電潜像を現像してトナー像とし、該トナー像を記録媒体に転写し、該転写されたトナー像を定着装置で該記録媒体に定着させることができる画像形成装置であって、定着装置において、定着回転体からみた、該定着回転体を加熱するための配熱分布を定着回転体温度状態等の情況に応じて変更することができ、それにより冷えた状態からの定着装置ウォームアップ時には、定着回転体からみてヒータランプの配熱分布に略等しい配熱分布で該定着回転体全体を均一状に加熱することができ、ウォームアップ後の暖まった状態においては、定着回転体端部の過昇温を抑制でき、それらによりそれだけ支障無くトナー像を定着処理して良好な画像を形成できる画像形成装置を提供することを第２の課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明は前記第１の課題を解決するため、
定着回転体と、
該定着回転体との間にニップ部を形成する加圧回転体と、
該定着回転体の表面移動方向を横切る左右方向に延在して該定着回転体を内側から加熱するヒータランプであって左右方向に延びる発熱部分の両端部における左右方向単位長さ当たりの放熱量が該両端部間の中央部分における左右方向単位長さ当たりの放熱量より大きい配熱分布を有するヒータランプとを含んでおり、
トナー像を担持した記録媒体を前記ニップ部に通すことで該トナー像を該記録媒体に加熱加圧下に定着させる定着装置あり、
前記ヒータランプと前記定着回転体の内面との間に配置され、該ヒータランプに沿って左右方向に、且つ、左右方向に延びる開放口部を該ヒータランプ側に向けて延在する断面Ｕ字形状の熱反射部材と、
該ヒータランプの該熱反射部材内への相対的嵌入状態を調整するために該ヒータランプ及び熱反射部材のうち少なくとも一方を左右方向を横切る方向に駆動する駆動装置とを備えており、
該熱反射部材は、左右方向の熱伝導性を有する熱反射部材本体と、該熱反射部材本体上にあって該ヒータランプに対向する熱反射面と、該熱反射面とは反対側で該熱反射部材体上にある熱輻射面とを有しており、
前記駆動装置は、定着回転体温度が低くなると、前記ヒータランプの前記熱反射部材への嵌入が浅くなり、定着回転体温度が高くなると、前記ヒータランプの前記熱反射部材への嵌入が深くなるように該ヒータランプ及び熱反射部材のうち少なくとも一方を駆動する駆動装置である定着装置を提供する。
【００２０】
また本発明は、前記第２の課題を解決するため、
静電潜像担持体に目的とする画像に応じた静電潜像を形成し、該静電潜像を現像してトナー像とし、該トナー像を記録媒体に転写し、該転写されたトナー像を定着装置で該記録媒体に定着させることができる画像形成装置であり、該定着装置として本発明に係る定着装置を備えている画像形成装置を提供する。
【００２１】
ここで「ヒータランプ」とは、一般的に言えば、棒状や面状の発熱体で、該発熱体の発光（赤外線や遠赤外線の放射）により熱輻射するものである。該ヒータランプとしては、(1) バルブと呼ばれる管状外殻の中に金属線ヒータが内蔵されたもの、(2) バルブと呼ばれる管状外殻の中に、合成樹脂などに導電性粒子であるカーボンブラックが充填混入されたものが内蔵されたもの、(3) 導電性セラミックを発熱させるものなどを例示でき、より具体的には、ハロゲンランプヒータ、カーボンヒータ、セラミックヒータなどを例示できる。
【００２２】
本発明に係る定着装置によると、左右方向の熱伝導性を有する熱反射部材本体における熱移動を利用して、ヒータランプから定着回転体へ放射される熱の左右方向における分布（ヒータランプ自身の配熱分布或いは配光分布）を定着回転体からみて緩和させることができる。
【００２３】
加えて、前記駆動装置により、ヒータランプの熱反射部材内への相対的嵌入状態を、定着回転体温度が低くなるとヒータランプの熱反射部材への嵌入が浅くなり、定着回転体温度が高くなるとヒータランプの熱反射部材への嵌入が深くなるように調整することができ、該調整により、ヒータランプから定着回転体へ直接放射される熱或いはこの熱に反射熱（ヒータランプから放射されて熱反射部材で反射されて定着回転体へ向かう熱）を加えた熱と、ヒータランプで加熱された熱反射部材から定着回転体へ輻射される熱との割合を、換言すれば該両熱の定着回転体加熱への寄与率を情況に応じて（定着回転体の温度やひいては周囲温度に応じて）変更することができ、それにより定着回転体を局部的昇温等を抑制してトナー像定着に適するように加熱することができる。
【００２４】
特に、定着装置が冷えている状態からトナー像定着に適する温度へ向けてウォームアップするときには、前記駆動装置によりヒータランプの熱反射部材内への嵌入を浅くして、換言すれば、ヒータランプの熱反射部材からの露出量を大きくして、定着回転体からみた配熱分布（配光分布）をヒータランプ自身の配熱分布（配光分布）に近づけ（略等しくし）、それにより定着回転体を、その端が開口しているにも拘らず、全体的に均一状に加熱することができる。
【００２５】
それにより、ウォームアップ直後には、ヒータランプ発熱部分の両端部間の中央部分に対応する定着回転体部分に接触通過する小サイズの記録媒体は勿論のこと、ヒータランプ発熱部分の端部に対応する定着回転体部分にも接触して通過する大サイズ記録媒体についても、それにトナー像を定着させることができる。
【００２６】
また、定着装置がウォームアップ後の暖まった状態では、前記駆動装置によりヒータランプの熱反射部材内への嵌入を深くして、換言すれば、ヒータランプの熱反射部材からの露出量を小さくし、ヒータランプから定着回転体内面へ直接放射される熱或いはこの熱に熱反射部材からの反射熱を加えた熱を少なくする一方、熱反射部材がヒータランプで加熱されやすいようにして加熱された熱反射部材から定着回転体への輻射熱量が増加するようにできる。
【００２７】
このとき、熱反射部材におけるヒータランプから受けた熱量の部材左右長手方向の自由な熱移動により、熱反射部材の左右長手方向における温度分布が均一化され、この熱反射部材の熱が熱反射部材本体上の熱輻射面の各部から均一状に定着回転体内面へ輻射される。
【００２８】
これらにより、ウォームアップ後の定着装置が暖まった状態においては、定着回転体は、該定着回転体からみると、ヒータランプの配熱分布が熱反射部材の熱輻射面からの輻射熱で緩和された配熱分布で加熱され、例えばたとえ小サイズの記録媒体をニップ部に局所的に連続的に通しても、ヒータランプの発熱部分の端部に対応する定着回転体部分の過昇温が、該ヒータランプ発熱部分の端部の単位長さ当たり放熱量が該発熱部分の中央部分の単位長さ当たり放熱量より大きいにも拘らずそれだけ抑制される。
【００２９】
このように、ウォームアップ後の暖まった状態においては、例えばたとえ小サイズの記録媒体をニップ部に局所的に連続的に通しても、定着回転体端部の過昇温を抑制でき、しかも、配熱分布の異なる複数本のヒータランプを用いる場合と比べると安価に定着回転体端部の過昇温を抑制でき、該過昇温があれば生じる定着回転体端部の損傷発生が抑制される。
【００３０】
本発明に係る画像形成装置は、定着装置として本発明に係る定着装置を採用しているから、それだけ支障無くトナー像定着処理を行うことができ、良好な画像形成を行える。
【発明の効果】
【００３１】
以上説明したように本発明によると、
定着回転体と、該定着回転体との間にニップ部を形成する加圧回転体と、該定着回転体の表面移動方向を横切る左右方向に延在して該定着回転体を内側から加熱するヒータランプであって左右方向に延びる発熱部分の両端部における左右方向単位長さ当たりの放熱量が該両端部間の中央部分における左右方向単位長さ当たりの放熱量より大きい配熱分布を有するヒータランプとを含んでおり、トナー像を担持した記録媒体を前記ニップ部に通すことで該トナー像を該記録媒体に加熱加圧下に定着させる定着装置であって、次の利点を有する定着装置を提供することができる。
【００３２】
すなわち、定着回転体からみた、該定着回転体を加熱するための配熱分布を定着回転体温度状態等の情況に応じて変更することができ、それにより冷えた状態からの定着装置ウォームアップ時には、定着回転体からみてヒータランプの配熱分布に略等しい配熱分布で該定着回転体全体を均一状に加熱することができ、ウォームアップ後の暖まった状態においては、定着回転体端部の過昇温を抑制でき、それらによりそれだけ支障無くトナー像の定着処理を行うことができ、しかも、配熱分布の異なる複数本のヒータランプを用いる場合と比べると安価に済ませることができ、また定着回転体の小型化を妨げない、という利点である。
【００３３】
また本発明は、静電潜像担持体に目的とする画像に応じた静電潜像を形成し、該静電潜像を現像してトナー像とし、該トナー像を記録媒体に転写し、該転写されたトナー像を定着装置で該記録媒体に定着させることができる画像形成装置であって、定着装置において、定着回転体からみた、該定着回転体を加熱するための配熱分布を定着回転体温度状態等の情況に応じて変更することができ、それにより冷えた状態からの定着装置ウォームアップ時には、定着回転体からみてヒータランプの配熱分布に略等しい配熱分布で該定着回転体全体を均一状に加熱することができ、ウォームアップ後の暖まった状態においては、定着回転体端部の過昇温を抑制でき、それらによりそれだけ支障無くトナー像を定着処理して良好な画像を形成できる画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
本発明の好ましい実施形態の定着装置は基本的に次のものである。すなわち、
定着回転体と、
該定着回転体との間にニップ部を形成する加圧回転体と、
該定着回転体を加熱するためのヒータランプとを含んでおり、
トナー像を担持した記録媒体を前記ニップ部に通すことで該トナー像を該記録媒体に加熱加圧下に定着させる定着装置ある。
【００３５】
ヒータランプは、定着回転体の表面移動方向を横切る左右方向に延在して該定着回転体を内側から加熱するヒータランプである。該ランプは、左右方向に延びる発熱部分の両端部における左右方向単位長さ当たりの放熱量が該両端部間の中央部分における左右方向単位長さ当たりの放熱量より大きい配熱分布を有している。
【００３６】
この定着装置はさらに熱反射部材とその駆動装置を含んでいる。
該熱反射部材は、ヒータランプと前記定着回転体の内面との間に配置され、該ヒータランプに沿って左右方向に、且つ、左右方向に延びる開放口部を該ヒータランプ側に向けて延在する断面Ｕ字形状の熱反射部材である。
【００３７】
熱反射部材の駆動装置はヒータランプの該熱反射部材内への相対的嵌入状態を調整するために該ヒータランプ及び熱反射部材のうち少なくとも一方を左右方向を横切る方向に駆動するものである。
【００３８】
さらに言えば、該駆動装置は、定着回転体温度が低くなると、前記ヒータランプの前記熱反射部材への嵌入が浅くなり、定着回転体温度が高くなると、前記ヒータランプの前記熱反射部材への嵌入が深くなるように該ヒータランプ及び熱反射部材のうち少なくとも一方を駆動する。
【００３９】
熱反射部材は、左右方向の熱伝導性を有する熱反射部材本体と、該熱反射部材本体上にあって該ヒータランプに対向する熱反射面と、該熱反射面とは反対側で該熱反射部材体上にある熱輻射面とを有している。
【００４０】
また、本発明の好ましい実施形態の画像形成装置は、基本的には、静電潜像担持体に目的とする画像に応じた静電潜像を形成し、該静電潜像を現像してトナー像とし、該トナー像を記録媒体に転写し、該転写されたトナー像を定着装置で該記録媒体に定着させることができる画像形成装置であり、該定着装置として今説明した定着装置を備えているものである。
【００４１】
上記定着装置の例として、一つには、前記定着回転体が定着ローラであり、前記加圧回転体が該定着ローラとの間に前記ニップ部を形成する加圧ローラであり、前記ヒータランプ及び熱反射部材が該定着ローラ内を通って左右方向に延在している定着装置を挙げることができる。
【００４２】
他の例として、前記定着回転体が加熱ローラ及び定着用ローラに巻き掛けられたられた定着ベルトであり、前記加圧回転体は該定着用ローラに支持された該定着ベルトの部分との間に前記ニップ部を形成している加圧ローラであり、前記ヒータランプ及び熱反射部材は該加熱ローラ内を通って左右方向に延在しており、該ヒータランプは該加熱ローラを介して該定着ベルトを加熱し、該熱反射部材は該加熱ローラを介して該定着ベルトの内面に臨んでいる定着装置を挙げることができる。
【００４３】
いずれにしても、前記駆動装置は、既述のとおり、ヒータランプの該熱反射部材内への相対的嵌入状態を調整できるものであればよく、ヒータランプ及び熱反射部材のうち双方とも駆動するものでも、いずれか一方のみを駆動するものでもよい。
【００４４】
駆動装置のより具体的な例として、ヒータランプの熱反射部材内への相対的嵌入状態を調整するために該ヒータランプ及び熱反射部材のうち少なくとも一方を駆動する熱応答変形性部材を含むものを挙げることができる。
【００４５】
ここで「熱応答変形性部材」とは、少なくとも加熱又は冷却されることで変形する部材であり、例えば加熱により変形し、冷却により加熱変形前の状態に復帰する部材（例えばバイメタルで形成された部材）や、温度変化により変形し、その変形状態を記憶し、外力によりその記憶状態から変形可能であるが、変形温度にすることで記憶変形状態に復帰する部材（例えば形状記憶合金で形成された部材）を挙げることかできる。
【００４６】
ヒータランプ及び熱反射部材のうちいずれか一方のみを駆動する駆動装置の例として熱反射部材をヒータランプに対して駆動する装置を挙げることができるが、この駆動装置は、例えば、ヒータランプに対して熱反射部材を左右方向を横切る方向に移動させる力を該熱反射部材に及ぼすための熱応答変形性部材を含んでいてもよい。
【００４７】
このタイプの駆動装置として、該熱応答変形性部材は前記熱反射部材を左右方向を横切る方向において一方向へ移動させる力を該熱反射部材に及ぼすための部材であり、該熱応答変形性部材に加え、さらに該熱反射部材を該一方向とは反対方向へ移動させる力を該熱反射部材に及ぼすための弾性部材を含んでおり、該弾性部材は、前記定着回転体温度が低くなると、前記ヒータランプの前記熱反射部材への嵌入を浅くするように該熱反射部材を前記反対方向へ移動させ、該熱応答変形性部材は、定着回転体温度が高くなると、前記ヒータランプの前記熱反射部材への嵌入を深くするように該弾性部材に抗して該熱反射部材を前記一方向へ移動させる駆動装置を例示できる。
【００４８】
前記ヒータランプに対して前記熱反射部材を左右方向を横切る方向に移動させる力を該熱反射部材に及ぼすための熱応答変形性部材を含む駆動装置を採用する場合、
(1) 前記定着回転体が定着ローラであり、前記加圧回転体が該定着ローラとの間に前記ニップ部を形成する加圧ローラであり、前記ヒータランプ及び熱反射部材は該定着ローラ内を通って左右方向に延在しているタイプの定着装置では、該熱応答変形性部材が、該熱反射部材に片持ち支持され、自由端部が該定着ローラ内面に摺動可能に当接している例を挙げることができ、他の例として、
(2) 前記定着回転体が加熱ローラ及び定着用ローラに巻き掛けられたられた定着ベルトであり、前記加圧回転体は該定着用ローラに支持された該定着ベルトの部分との間に前記ニップ部を形成する加圧ローラであり、前記ヒータランプ及び熱反射部材は該加熱ローラ内を通って左右方向に延在しており、該ヒータランプは該加熱ローラを介して該定着ベルトを加熱し、該熱反射部材は該加熱ローラを介して該定着ベルトの内面に臨んでいるタイプの定着装置では、該熱応答変形性部材が、該熱反射部材に片持ち支持され、自由端部が該加熱ローラ内面に摺動可能に当接している例を挙げることができる。
【００４９】
いずれにしても、熱応答変形性部材は、より精度よく定着回転体の温度に応じて変形できるように、断熱部材を介して熱反射部材に支持するようにしてもよい。
【００５０】
駆動装置のより具体的な他の例として、前記熱反射部材を駆動するアクチュエータと、アクチュエータ制御部とを含んでおり、該アクチュエータは、少なくとも前記定着回転体の温度に基づく該制御部からの駆動信号に基づいて、該熱反射部材を駆動するものを挙げることもできる。
【００５１】
このタイプの駆動装置として、該アクチュエータが該制御部からの駆動信号に基づいて熱反射部材を左右方向を横切る方向において一方向へ移動させる力を該熱反射部材に及ぼすためのアクチュエータであり、該アクチュエータに加え、さらに該熱反射部材を該一方向とは反対方向へ移動させる力を該熱反射部材に及ぼすための弾性部材を含んでおり、
該制御部は、該アクチュエータに、前記定着回転体温度が高くなると前記ヒータランプの前記熱反射部材への嵌入を深くするように該熱反射部材を前記一方向へ移動させ、該弾性部材は、前記定着回転体温度が低くなると前記ヒータランプの前記熱反射部材への嵌入を浅くするように該熱反射部材を前記反対方向へ移動させ、又は
該制御部は、該アクチュエータに、前記定着回転体温度が低くなると前記ヒータランプの前記熱反射部材への嵌入を浅くするように該熱反射部材を前記一方向へ移動させ、該弾性部材は、前記定着回転体温度が高くなると前記ヒータランプの前記熱反射部材への嵌入を深くするように該熱反射部材を前記反対方向へ移動させる駆動装置を例示できる。
【００５２】
ここで熱反射部材についてさらに説明する。
この定着装置において、前記熱反射部材本体は熱伝導性を有するものであるが、該熱反射部材本体は、ヒータランプで加熱され暖められたとき、全体にわたりできるだけ温度分布が均一となることが好ましく、従って、強度等の他の点で支障のない範囲でできるだけ高熱伝導率の材料から形成されることが好ましく、例えば、アルミニウムを主体とする材料からなる板金の曲げ加工や、アルミニウムを主体とする材料の引き抜き加工等によって形成することができる。
【００５３】
熱反射部材の前記熱反射面は、反射率が高すぎると、熱反射部材の輻射熱による寄与が少なくなるためヒータランプ配光の緩和効果が少なくなる。逆に反射率が低いと、熱反射部材が暖まって輻射熱が出るまでの間、ウォームアップに寄与できる熱量が少なくなるためウォームアップが遅くなる。熱反射面の反射率として、例えば部材本体材料の引き抜き加工により熱反射部材本体を形成したときの該部材本体の面（そのままの状態での反射率を有する面）をそのまま熱反射面として利用する場合を例示できる。例えば、アルミニウムを主体とする材料の引き抜き加工により熱反射部材本体を形成したときの該部材本体の面（反射率６０％程度）をそのまま熱反射面として利用する例を挙げることができる。
【００５４】
熱反射部材における前記熱輻射面は、例えば、熱反射部材本体上に熱輻射膜を形成して提供することかできる。
このような熱輻射膜は、熱反射部材の熱を効率良く輻射するために、(1) 電磁波の放射率の高い色にする、(2) 電磁波の放射率の高い材料で形成する、(3) 電磁波放射率の高い表面形状にする等のいずれか、又はこれらのうち２以上の組み合わせを採用することができる。
【００５５】
色については、電磁波を受ける側である定着ローラの内面が効率よく受け取ることができる電磁波の波長と、該熱輻射膜から輻射される電磁波の波長とができるだけ揃うことが好ましく、定着ローラの内面や、定着ベルトを巻き掛ける加熱ローラの内面は一般的には黒色塗装が施されているから、熱輻射膜の色は暗色系の色が好ましく、塗装等により熱反射部材本体より暗色の膜とする例を挙げることができる。熱反射部材本体の材料によっては、熱輻射膜を熱反射部材本体の酸化被膜により提供することで暗色化してもよい。
【００５６】
熱輻射膜は、電磁波のうちとりわけ赤外線（この「赤外線」には遠赤外線も含まれる）の波長の電磁波を放射しやすい材料（赤外線放射性材料）を含むものであることが好ましく、熱輻射膜の材料として、例えば、石英のほか、無機系酸化物、炭化物、窒化物を挙げることができる。より具体的な例として、（ａ）酸化アルミニウム、酸化銅、酸化コバルト等の金属酸化物、（ｂ）炭化珪素、炭化チタン等の炭化物を挙げることができる。
【００５７】
熱輻射膜の表面形状については、平滑な表面状態より、多数のキャビティを有する（従って凹凸を有する）方が、電磁波の輻射率が高いので、好ましいと言える。
【００５８】
上記特性のうち１又は２以上を満たす熱輻射膜は、例えば、（ｉ）結合材中に赤外線及び遠赤外線を放射しやすい材料を分散させたものを、熱反射部材本体の外面に塗布し、焼成することで結晶膜として形成する、（ｉｉ）熱反射部材本体の表面に酸化皮膜を形成する等により得ることができる。例えば、上記（ｂ）の炭化珪素、炭化チタン等の炭化物の材料を分散させたものを熱反射部材本体の外面に塗布し、焼成することでセラミック結晶膜として形成することができる。
【００５９】
以下に本発明の実施例について図面を参照して説明する。
図１は本発明に係る定着装置を備えた画像形成装置例を示している。
図１の画像形成装置１０は所謂４サイクル型のカラー画像形成装置である。
【００６０】
画像形成装置１０は、ドラム型感光体１を備えており、その周囲に帯電器２、現像装置４、中間転写ベルト６及びクリーニング装置５がこの順序で配置されている。帯電器２と現像装置４の間から感光体１へ画像露光を行う画像露光装置３が設けられており、その下方に記録媒体供給部９が設けられている。
【００６１】
感光体１は感光体駆動モータ（図示省略）により図中時計方向に回転駆動される。帯電器２には出力可変の帯電用電源（図示省略）から所定のタイミングで感光体帯電電圧が印加される。
【００６２】
現像装置４は現像器ラック４０にブラック現像器４Ｋ、シアン現像器４Ｃ、マゼンタ現像器４Ｍ及びイエロー現像器４Ｙを搭載したものである。ラック４０はステッピングモータを含む図示省略の駆動部により図中反時計方向まわりに回転駆動可能である。現像器は９０度の等中心角度間隔で、ラック回転方向に現像器４Ｋ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｙの順序でラック４０に搭載されている。
【００６３】
ブラック現像器４ＫにはブラックトナーカートリッジＫＣが、シアン現像器４ＣにはシアントナーカートリッジＣＣが、マゼンタ現像器４ＭにはマゼンタトナーカートリッジＭＣが、イエロー現像器４ＹにはイエロートナーカートリッジＹＣがそれぞれ交換可能に搭載されている。各現像器には感光体１上の静電潜像を現像するための現像ローラ（トナー担持体ローラ）４１が搭載されている。各現像ローラ４１は表層部が弾性を有するものである。
【００６４】
各現像器は、現像ローラ４１のほか、該ローラへトナーを供給するトナー供給ローラ、トナー供給ローラから供給されるトナーの現像ローラ４１上での層厚を規制するトナー規制ブレード等も含んでいる。
各現像器は負帯電性トナーを用いて感光体１上の静電潜像を反転現像できる。
【００６５】
各現像器は現像器ラック４０を回動させることで感光体１上の静電潜像を現像ローラ４１で現像する現像位置に配置することができる。現像位置に配置された現像ローラ４１は感光体１表面に臨み、出力可変の現像バイアス電源（図示省略）から現像バイアス印加が可能となる。また、現像位置に配置された現像ローラ４１は現像ローラ駆動モータ（図示省略）により図上反時計方向に回転駆動可能となる。さらに、図示省略の電源から、トナー供給ローラへトナー供給バイアスを印加できるようになり、トナー規制ブレードに規制バイアスを印加できるようになる。
【００６６】
中間転写ベルト６は駆動ローラ６１、これに対向する従動対向ローラ６２、感光体１に対向配置された１次転写ローラ６３、ローラ６３と共同してベルト６を感光体１に当接させるローラ６４からなるローラ群に巻き掛けられている。
【００６７】
１次転写ローラ６３には図示省略の１次転写電源から１次転写電圧を印加できる。
駆動ローラ６１を図示省略の転写ベルト駆動モータにより図中反時計方向まわりに回転駆動することでベルト６を反時計方向回りに回転させることができる。
【００６８】
中間転写ベルト６の駆動ローラ６１に巻き掛けられた部分に対して２次転写ローラ７が配置されている。２次転写ローラ７は所定のタイミングでベルト６に対し接離される。ローラ７には図示省略の２次転写電源から２次転写電圧を印加できる。
【００６９】
ベルト６の対向ローラ６２に巻き掛けられた部分に対して２次転写残トナー等を除去清掃するクリーニング装置６５が配置されている。
【００７０】
２次転写ローラ７の上方には本発明に係る定着装置８が、さらにその下流側には記録媒体排出ローラＲ３及び記録媒体排出トレイＴが順次設けられている。なお、図１の画像形成装置における定着装置８は、図１４に示す従来定着装置８０を改良したものである。
【００７１】
２次転写ローラ７の下方にはタイミングローラ対Ｒ２及び記録媒体収容部９からの記録媒体Ｓをタイミングローラ対Ｒ２へ案内する案内ローラ対Ｒ１が配置されている。
【００７２】
以上説明した画像形成装置１０によると、図示省略の制御部の指示のもとに４Ｋ、４Ｃ、４Ｍ及び４Ｙの現像器のうち１又は２以上を用いて記録媒体（記録紙、オーバーヘッドプロジェクタ用シート等）上にトナー画像を形成することができる。四つの現像器を用いてフルカラー画像を形成する例を以下に説明する。
【００７３】
先ず、図示省略のラック駆動部により現像器ラック４０を回動させてイエロー現像器４Ｙをその現像ローラ４１が感光体１に当接する現像位置に配置するとともに、感光体１を図中時計方向に回転させ、中間転写ベルト５も回転させる。この段階では２次転写ローラ７はベルト６から離反させておく。
【００７４】
回転する感光体１の表面を帯電用電源から帯電用電圧が印加された帯電器２で一様に所定電位に帯電させ、その帯電域に画像露光装置３から折り返し反射ミラー３１、３２を経てイエロー画像のための画像露光を施してイエロー静電潜像を形成し、該潜像を現像器４Ｙで現像してイエロートナー像を形成する。このイエロートナー像を１次転写電圧が印加された１次転写ローラ６３によりベルト６上に１次転写する。
【００７５】
さらに、イエロートナー像の形成の場合と同様にして、マゼンタ現像器４Ｍを現像位置に配置して感光体１上にマゼンタトナー像を形成し、これをベルト６上に転写し、次いでシアン現像器４Ｃを現像位置に配置して感光体１上にシアントナー像を形成し、これをベルト６上に転写し、次いでブラック現像器４Ｋを現像位置に配置して感光体１上にブラックトナー像を形成し、これをベルト６上に転写する。各色トナー像の感光体１への形成及びベルト６への１次転写はこれらトナー像が重ねてベルト６上に転写されるタイミングで行う。
【００７６】
一方、記録媒体（例えば記録紙）Ｓを記録媒体供給部９から供給ローラ９１により引き出してタイミングローラ対Ｒ２へ向け供給し、記録媒体先端がタイミングローラ対Ｒ２の出口側にある図示省略のタイミングセンサに検出されると、タイミングローラ対Ｒ２を停止させ、記録媒体Ｓをそこで待機させておく。
【００７７】
そして、ベルト６上の多重トナー像がベルト６の回転により２次転写ローラ７へ到達するに先立って該ローラ７１をベルト６へ接触させ、多重トナー像が２次転写領域に到達するタイミングで記録媒体Ｓもタンミングローラ対Ｒ２で２次転写領域へ送り込む。
【００７８】
かくして記録媒体Ｓに多重トナー像が２次転写される。
多重トナー像が転写された記録媒体Ｓは定着装置８でそのトナー像が定着され、排出ローラＲ３にて排出トレイＴに排出される。
かくしてフルカラー画像が形成された記録媒体Ｓを得ることができる。
【００７９】
感光体１上の１次転写残トナー等はクリーニング装置５により除去清掃され、ベルト６上の２次転写残トナー等はクリーニング装置６５により除去清掃される。
【００８０】
画像形成装置１０の定着装置８は、図１２から図１４を参照して説明した従来の定着装置８０を改良したものである。
図２は画像形成装置１０における定着装置８の斜視図であり、図３は同装置全体の断面図であり、図４は同装置の定着ローラ８１及び加圧ローラ８２等の回転中心線に垂直な断面図である。図５は図３の断面図中の駆動ギアＧ側部分を拡大して示す図である。図６は定着ローラ８１、熱反射部材８３等の一部及び熱反射部材の駆動装置８４の斜視図である。図７は熱反射部材駆動装置８４及びその周辺部分の分解斜視図である。
【００８１】
定着装置８は従来の定着装置８０と同様に定着ローラ８１及び加圧ローラ８２を備えている。定着ローラ８１は、図には詳しく示していないが、本例では鉄系材料からなる肉厚０．５ｍｍの円筒形の芯金に厚み０．２ｍｍのシリコ−ンゴム層を積層し、該ゴム層の表面をフッ素系樹脂（ここではＰＦＡ）で厚さ３０μｍにコーティングしたものであり、全体の外径は３６ｍｍである。定着ローラ８１の内面は黒色塗装されている。
【００８２】
加圧ローラ８２は、本例では鉄系材料からなる肉厚１ｍｍの円筒形の芯金８２１に厚み２ｍｍのシリコーンゴム層８２２を積層し、該ゴム層８２２の表面をフッ素系樹脂（ここではＰＦＡ）で厚さ３０μｍにコーティングしたものであり、全体の外径は定着ローラ８１と同程度である。
【００８３】
図３に示すように、定着ローラ８１は両端部が軸受け部材８１ａを介して定着装置フレーム８Ｆに回転可能に支持されている。定着ローラ８１の片側の端部にはギアＧが嵌着されており、ローラ８１は、このギアを含むギア列を介して図示省略のモータにて図４中反時計方向に回転駆動される。
【００８４】
加圧ローラ８２は、図３に示すように、両端部が軸受け部材８２ａにより回転自在に支持されており、該軸受け部材８２ａが図示省略のバネ利用の押圧装置にて定着ローラ８１の方へ押されることで、定着ローラ８１へ圧接され、定着ローラ８１に従動回転しつつ該ローラ８１との間に定着用のニップ部Ｎ（トナー像ｔを担持した記録媒体Ｓを通して該トナー像を該媒体へ定着させるニップ部）を形成する。
【００８５】
定着ローラ８１内にはヒータランプＨ（ここではハロゲンヒータランプ）が通されている。ヒータランプＨは、定着ローラ８１の表面移動方向を横切る左右方向（ローラ８１の回転中心線と同じ方向）に延在しており、ヒータランプＨの両端部ｅ２は定着ローラ８１の開口端から外に出ていて、フレーム８Ｆにおける左右方向への突出部分８ｆの孔ｆｈ（図７参照）に嵌められて支持されている。
【００８６】
ヒータランプＨは、本例では、定着ローラ８１内に位置する発熱部分長さＬ（図３参照）が３００ｍｍであり、図１０（Ａ）に示すように、発熱部分の各端部における左右方向単位長さ当たりの放熱量が該発熱部分の端から中央部分へ向かうに従って次第に減少し、該中央部分では左右方向単位長さ当たりの放熱量が一定のものである。全体として、発熱部分の両端部における左右方向単位長さ当たりの放熱量が該両端部間の中央部分における左右方向単位長さ当たりの放熱量より大きい配熱分布（配光分布）を有するものである。  なお、図１０（Ａ）では発熱部分の中央部分を一様に１００％配光として示してある。      
【００８７】
定着ローラ８１内には熱反射部材８３が通っている。
熱反射部材８３は図４に示すように断面Ｕ字形状の部材であり、ヒータランプＨに沿って左右方向に長く、且つ、開放口部８３０をヒータランプ側に向けてヒータランプＨと定着ローラ８１内面との間に配置されている。熱反射部材８３は大部分がヒータランプＨを間にして加圧ローラ８２とは反対側に位置するように配置されている。
【００８８】
熱反射部材８３は、熱伝導性良好な部材本体８３１と、部材本体８３１上にあってヒータランプＨに対向する熱反射面８３２と、該熱反射面８３２とは反対側で部材本体８３１上にある熱輻射膜８３３とを有している。
【００８９】
部材本体８３１は本例ではアルミニウムを主体とする材料の引き抜き加工によって形成されており、全体的に熱伝導性良好であり、引き抜き加工により提供される内側の面がそのまま熱反射面８３２として利用され、その反射率は約６０％である。
該内側の面は、鏡面加工やブラスト等の後処理で反射率を調整することは可能であるが、コストを抑えるために、処理なしで達成できる反射率６０％を選択してある。
【００９０】
また、部材本体８３１の外面が酸化処理されて褐色化（暗色化）され、この酸化被膜が熱輻射膜８３３とされている。熱輻射膜８３３の表面は酸化処理の過程で元々の部材本体表面粗さより凹凸が大きくなっており、平滑表面の場合より電磁波の輻射率が高くなっている。
【００９１】
図６及び図７からわかるように、熱反射部材８３の端部から定着ローラ８１の外側へ帯板状の上下の互いに平行なアーム８３ｅが突出している。図６及び図７には、加圧ローラ８２側から見て熱反射部材８３の左側の端部から突出する上下のアーム８３ｅしか示されていないが、熱反射部材８３の右側の端部からも上下のアーム８３ｅが加熱ローラ８１の外側へ突出している。熱反射部材８３は端部アーム８３ｅを左右対称的に有している。
【００９２】
図６及び図７からわかるように、加圧ローラ８２から見て左側の熱反射部材端部から定着ローラ外へ突出する上下のアーム８３ｅは、後述する断熱性ブロック８４１を通ってフレーム８Ｆの突出部分８ｆに達し、該部分８ｆに形成されたガイドスリットｆｓに摺動可能に貫通している。
【００９３】
図６及び図７には示されていないが、加圧ローラ８２側から見た熱反射部材８３の右側の端部から突出する上下のアーム８３ｅも右側の断熱性ブロック８４１（図３参照）を通ってフレーム８Ｆの右側突出部分８ｆに達し、該部分８ｆに形成されたガイドスリットｆｓ（図示省略）に摺動可能に貫通している。
【００９４】
図３にも示すように、左右の各断熱性ブロック８４１は左右方向（ヒータランプ長手方向）に貫通する孔８４１ａを有している。孔８４１ａは左右方向に直交する方向に長く形成されており、この孔８４１ａにヒータランプＨの端部ｅ２内側の部分ｅ１が嵌まっている。かくして断熱性ブロック８４１を静止するヒータランプＨに対して左右方向に直交する方向に変位させることができる。
【００９５】
既述のとおり、熱反射部材８３の左右の各端部の上下アーム８３ｅは熱反射部材保持ブロック８４１を貫通してフレーム突出部分８ｆのスリットｆｓを貫通している。上下のアーム８３ｅは、ブロック８４１の孔８４１ａの内周面の上下部分のそれぞれに形成されたアーム嵌め込み溝ｇ１に嵌着され、これによりアーム８３ｅとブロック８４１は互いに連結されている。
【００９６】
従って、左右のブロック８４１を左右方向に直交する方向に変位させると左右の上下アーム８３ｅもスリットｆｓに案内されつつ同方向に変位し、従って熱反射部材８３も同方向に変位し、それにより熱反射部材８３のヒータランプＨへの被さりの程度、換言すれば、ヒータランプＨの熱反射部材８３内への嵌入量が調整される。
【００９７】
左右の各ブロック８４１は加圧ローラ８２側とは反対側にバイメタル支持部８４１ｂを有している。バイメタル８４３は、その一端部が支持部８４１ｂの差し込み孔ｇ２に差し込まれ、片持ち支持されている。左右の各バイメタル８４３は左右方向に定着ローラ８１内へ延び、自由端部８４３ａが定着ローラ８１の内面に摺動可能に当接している。
【００９８】
一方、各ブロック８４１のバイメタル支持部８４１ｂとは反対側の部分（加圧ローラ側の部分）にコイルバネ８４２の一端部が連結され、該バネの他端部はフレーム突出部８ｆに一体的に形成されたバネ支持部８ｆ’に支えられている。
バネ支持部８ｆ’を含む保持ブロック８４１は、後述するようにバイメタル８４３が定着ローラ８１端部の温度に応じて、ひいては周囲温度に応じて変形するとき、熱反射部材８３の温度の影響をできるだけ受けず、定着ローラ８１端部の内周面温度にできるだけ精度よく従って変形できるように、断熱性を示す材料で形成することが好ましく、その観点から、ここでは、断熱性の高いＰＩ（ポリイミド）製の部材である。
【００９９】
画像形成装置１０が使用されておらず、従ってヒータランプＨが消灯されていないような、定着装置８が冷えた状態（従って定着ローラ８１が冷えた状態）では、左右の各バイメタル８４３は真っ直ぐ状の姿勢となり、左右の各ブロック８４１は、その姿勢でのバイメタル自由端部８４３ａが定着ローラ８１の内周面に当接するようにバネ８４２で押され、各ブロック８４１がそのように押されることで熱反射部材８３が同方向に変位する。各ブロック８４１はバイメタル８４３が定着ローラ８１内周面から受ける反力とバネ力とが釣り合った状態で静止し、従って、熱反射部材８３もその釣合いのもとに静止する。このとき熱反射部材８３は最も定着ローラ８１内周面側へ後退した位置をとる。
【０１００】
図８はこのときの熱反射部材８の位置と、熱反射部材８とヒータランプＨとの相対的位置関係を示している。このように定着ローラ８１が冷えた状態では、ヒータランプＨの熱反射部材８３への嵌入は最も浅くなる。
【０１０１】
一方、定着装置８が上記のように冷えた状態からヒータランプＨの点灯により暖められてくると、左右の各バイメタル８４３も加熱されて定着ローラ内周面側へ湾曲した姿勢をとり、バイメタル自由端部が８４３ａが強く定着ローラ内周面を押すようになり、それにより各ブロック８４１への定着ローラ内周面からの反力が増し、各ブロック８４１はバネ８４２に抗してバネ側へ押され、各ブロック８４１がそのようにバネ側へ押されることで熱反射部材８３も同方向に変位する。各ブロック８４１はバイメタル８４３が定着ローラ８１内周面から受ける反力とバネ力とが釣り合った状態で静止し、従って、熱反射部材８３もその釣合いのもとに静止する。
【０１０２】
このようにして定着ローラ８１の暖まり具合に応じて反射部材８３のヒータランプＨへの被さり程度が大きくなっていく。換言すれば、ヒータランプＨの熱反射部材８３内への嵌入が深くなっていく。
【０１０３】
図９は定着装置８が、従って定着ローラ８１が暖まった状態での熱反射部材８の位置と、熱反射部材８とヒータランプＨとの相対的位置関係を示している。このように定着ローラ８１が暖まった状態では、ヒータランプＨの熱反射部材８３への嵌入は最も深くなる。      
【０１０４】
以上説明した断熱性ブロック８４１、圧縮コイルバネ８４２、バイメタル８４３等はヒータランプＨの熱反射部材８３内への嵌入状態を調整するために熱反射部材８３を静止するヒータランプＨに対して駆動する駆動装置８４を構成している。
駆動装置８４は、定着ローラ８１の温度が低くなると、ヒータランプＨの熱反射部材８３への嵌入が浅くなり、定着ローラ８１の温度が高くなると、ヒータランプＨの熱反射部材８３への嵌入が深くなるように熱反射部材８３を静止するヒータランプＨに対して駆動する。
【０１０５】
以上説明した定着装置８によると、定着装置８が冷えている状態からのウォームアップ時には、駆動装置８４の作用で熱反射部材８３はヒータランプＨから最も離れるように後退しており（図８参照）、熱反射部材８３は未だ冷えているので、図８に示すように、熱反射部材８３から定着ローラ８１への熱輻射は実質上ない。図８は定着装置８が冷えている状態でヒータランプＨに通電開始したときの熱の移動を示している。
【０１０６】
定着装置８が冷えている状態からのウォームアップ時には、定着ローラ８１は、主として、熱反射部材８３に遮られずに定着ローラ８１の内面に臨んでいるヒータランプＨの部分から定着ローラ内面へ直接向かう輻射熱と、ヒータランプＨから熱反射部材８３へ輻射され、その熱反射面８３２で反射されて定着ローラ内面へ向かう反射熱とにより加熱される。さらに言えば、定着ローラ８１は、定着ローラ８１からみるとヒータランプＨの配熱分布（配光分布）（図１０（Ａ）参照）に略等しい配熱分布（配光分布）で加熱され、しかも、ヒータランプＨは、左右方向に延びる発熱部分の両端部における左右方向単位長さ当たりの放熱量が該両端部間の中央部分における左右方向単位長さ当たりの放熱量より大きい配熱分布を有するヒータランプであるから、定着ローラ８１の端が開口しているにも拘らず、定着ローラは全体に均一状に加熱される。
【０１０７】
かくして、ウォームアップ直後でもヒータランプ発熱部分の両端部間の中央部分に対応する定着ローラ８１の部分に接触通過する小サイズの記録媒体は勿論のこと、ヒータランプ発熱部分の端部に対応する定着ローラの部分にも接触して通過する大サイズ記録媒体についても、それにトナー像を定着させることができる。
【０１０８】
一方、定着装置８が上記のように冷えた状態からヒータランプＨの点灯により暖められてくると、定着ローラ８１の暖まり具合に応じて熱反射部材８３のヒータランプＨへの被さり程度が大きくなっていく。換言すれば、ヒータランプＨの熱反射部材８３内への嵌入が深くなっていく。このような状態になってくると、熱反射部材８３が昇温してくるが、左右方向の熱伝導性を有する熱反射部材本体８３１における熱移動を利用して、ヒータランプＨから定着ローラ８１へ放射される熱の左右方向における分布（ヒータランプ自身の配熱分布或いは配光分布）を定着ローラ８１回転体からみて緩和させることができる。
【０１０９】
ウォームアップ後の定着装置８が暖まった状態においては、駆動装置８４の作用で熱反射部材８３はヒータランプＨに最も被さった位置をとる（換言すれば、ヒータランプＨの熱反射部材８３への嵌入がもっとも深くなる）（図９参照）。定着ローラ８１は、図９に示すように、熱反射部材８３に遮られずに定着ローラ８１の内面に臨んでいるヒータランプＨの部分から定着ローラ内面へ直接向かう輻射熱と、ヒータランプＨから熱反射部材８３へ輻射され、その熱反射面８３２で反射されて定着ローラ内面へ向かう反射熱と、さらに、ヒータランプＨにより加熱された熱反射部材８３の熱輻射膜８３３から定着ローラ内面へ輻射される熱とにより加熱される。このとき、熱反射部材８３が受けた熱量は熱反射部材長手方向（左右方向）に自由に移動できる。
【０１１０】
このように熱反射部材８３における受けた熱量の長手方向の自由な熱移動により、ヒータランプＨから定着ローラ８１へ放射される熱の左右方向における分布（ヒータランプ自身の配熱分布或いは配光分布）を定着ローラ８１からみて緩和させることができる。
【０１１１】
すなわち、熱反射部材８３の熱が例えば８０％程度の熱変換効率でもって、熱反射部材本体８３１上の熱輻射膜８３３の各部から均一状に定着ローラ８１の内面へ輻射される。  かくして、ウォームアップ後の定着装置８が暖まった状態においては、定着ローラ８１は、該ローラ８１からみると、図１０（Ｂ）に太い実線で示すように、ヒータランプＨの配熱分布（配光分布）が熱反射部材８３の熱輻射膜８３３からの輻射熱で緩和された配熱分布（配光分布）で加熱される。図１０（Ｂ）に示す例では、定着ローラ８１からみて、ヒータランプ両端の配光を１２５％から１１７％程度まで低減することができる。
【０１１２】
これにより、例えばたとえ小サイズの記録媒体をニップ部Ｎの中央部に連続的に通しても、ヒータランプＨの発熱部分の端部に対応する定着ローラ８１の部分の過昇温が、ヒータランプ発熱部分の端部の単位長さ当たり放熱量が該発熱部分の中央部分の単位長さ当たり放熱量より大きいにも拘らずそれだけ抑制される。
【０１１３】
かくして、ウォームアップ後の暖まった状態においては、例えばたとえ小サイズの記録媒体をニップ部Ｎの中央部に連続的に通しても、定着ローラ８１端部の過昇温を抑制でき、しかも、配熱分布の異なる複数本のヒータランプを用いる場合と比べると安価に定着ローラ８１端部の過昇温を抑制でき、該過昇温があれば生じる定着ローラ８１等の損傷発生が抑制される。
【０１１４】
また、図１に示す画像形成装置１０は、定着装置として上記定着装置８を採用しているから、それだけ支障無くトナー像定着処理を行うことができ、良好な画像形成を行える。      
【０１１５】
定着装置８における熱反射部材８３の駆動装置は前記の装置８４に限定されない。例えば、駆動装置８４においてバイメタル８４３に代えて形状記憶合金からなる熱応答変形性部材を採用することもできる。その場合、熱応答変形性部材は、例えば、定着装置８が暖まってくると、定着ローラ８１端部内周面の温度の影響で記憶形状へ復帰変形し、それによりバネ８４２に抗して熱反射部材８３をよりヒータランプＨに深く被さる位置に配置でき、定着装置８が冷えてくると、記憶形状に抗してバネ８４２により変形させられ、それにより熱反射部材８３がヒータランプＨに浅く被さる位置に後退させられるものを例示できる。
【０１１６】
図１１（Ａ）に示す駆動装置８４’も採用できる。
図１１（Ａ）は定着装置８の熱反射部材８３の駆動装置の他の例８４’を示している。  図１１（Ａ）には左側の駆動装置８４’しか示していないが、左右対称に右側にも同じ駆動装置８４’が設けられている。
【０１１７】
駆動装置８４’は、前記駆動装置８４におけるバイメタル８４３に代えてアクチュエータ８４４を採用するとともにブロック８４１に代えてブロック８４１’を採用したものである。アクチュエータ８４４はバネ８４２とは反対側からバネ８４２に抗してブロック８４１’に押圧力を加えることができる。
【０１１８】
アクチュエータ８４３としては、例えば、積層された複数の圧電素子を利用するものや、 KONICA MINOLTA TECHNOLOGY REPORT VOL.1(2004) 23〜26頁に「スムーズインパクト駆動機構」として記載されている圧電素子の急峻な体積変化と移動体の慣性と摩擦力を利用した小型化可能の直進型アクチュエータを利用できる。
いずれにしてもアクチュエータ８４３は、定着ローラ８１の端部の温度を検出する温度センサＴＳからの温度情報が入力される制御部Ｃｏｎｔの指示のもとにブロック８４１’を、ひいては熱反射部材８３を駆動する。
【０１１９】
このとき、制御部Ｃｏｎｔは、センサＴＳで検出される定着ローラ８１の温度が高くなると、ヒータランプＨの熱反射部材８３への嵌入が深くなるように、アクチュエータ８４１’にバネ８４２に抗してブロック８４１’を押させる。センサＴＳで検出される定着ローラ８１の温度が低くなると、バネ８４２がブロック８４１’を押してヒータランプＨの熱反射部材８３への嵌入が浅くなるように該バネ８４２によるブロック８４１’の移動を許す。
【０１２０】
図１１（Ｂ）は本発明に係る定着装置のさらに他の例を示している。この定着装置８Ｂは、加熱ローラ８１’、定着用ローラ８５、これらローラに巻き掛けられたられた定着ベルト８６及びローラ８５に支持された定着ベルト部分との間に定着用ニップ部Ｎを形成する加圧ローラ８２’を含んでおり、さらに、定着装置８におけるものと実質上同じヒータランプＨ及び熱反射部材８３が加熱ローラ８１’内を通って左右方向に延在している。
【０１２１】
この定着装置８Ｂにおいても、熱反射部材８３とその駆動装置の採用により、定着装置８と同様にヒータランプＨの発熱部分の端部に対応する加熱ローラ８１’の端部分、ひいては定着ベルト８５の端部分の過昇温が抑制される等の利点がある。
【０１２２】
なお、本発明に係る定着装置や画像形成装置は、記録媒体を定着装置ニップ部Ｎに通過させるときの記録媒体通し基準として、例えば中央基準が採用されるものでも、片側基準が採用されるものでもいずれでもよい。
【０１２３】
ここで「中央基準」とは、記録媒体の搬送方向を横切る左右方向の幅の中央を予め定めた該ニップ部における左右端間の中央基準位置に揃えて該記録媒体を該ニップ部に通過させる記録媒体の通し基準であり、
「片側基準」とは、記録媒体の搬送方向を横切る左右方向の幅の片側端縁部を予め定めた該ニップ部における左右端間の左寄り又は右寄りの片側基準位置に揃えて該記録媒体を該ニップ部に通過させる記録媒体の通し基準であり、
いずれも、記録媒体上にトナー画像を形成する画像形成装置や、その定着装置において一般的に採用されている記録媒体通し基準である。
【０１２４】
以上説明した画像形成装置１０は４サイクル型のカラー画像形成装置であったが、本発明はタンデム型等の他のタイプのカラー画像形成装置にも適用でき、また、モノクロ画像形成装置にも適用できる。
【産業上の利用可能性】
【０１２５】
本発明は、ヒータランプを利用した定着装置であって、冷えた状態からのウォームアップ時には、定着回転体からみてヒータランプの配熱分布に略等しい配熱分布で該定着回転体全体を均一状に加熱することができ、ウォームアップ後の暖まった状態においては、定着回転体端部の過昇温を抑制してトナー像定着処理を行える定着装置を提供すること及び該定着装置を備えた画像形成装置を提供することに利用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１２６】
【図１】本発明に係る画像形成装置の１例の構成の概略を示す図である。
【図２】図１に示す画像形成装置における定着装置の斜視図である。
【図３】図２の定着装置全体の断面図である。
【図４】定着装置の定着ローラ及び加圧ローラ等の回転中心線に垂直な断面図である。
【図５】図３の断面図中の駆動ギア側部分を拡大して示す図である。
【図６】定着ローラ、熱反射部材等の一部及び熱反射部材の駆動装置の一部の斜視図である。
【図７】熱反射部材駆動装置及びその周辺部分の分解斜視図である。
【図８】定着装置において、冷えた状態からウォーミングアップ開始するときのヒータランプ及び熱反射部材による定着ローラ加熱の様子を示す図である。
【図９】定着装置において、ウォーミングアップ後の暖まった状態におけるヒータランプ及び熱反射部材による定着ローラ加熱の様子を示す図である。
【図１０】図１０（Ａ）は定着装置のヒータランプの配光分布例を示す図であり、図１０（Ｂ）は定着ローラが暖まった状態において定着ローラからみた配光分布を示す図である。
【図１１】図１１（Ａ）は熱反射部材の駆動装置の他の例を示す図であり、図１１（Ｂ）は本発明に係る定着装置の他の例を示す図である。
【図１２】図１２（Ａ）は従来の定着装置の例を示す斜視図であり、図１２（Ｂ）は同装置の定着ローラ及び加圧ローラ等の断面図である。
【図１３】図１２に示す定着装置におけるヒータランプの配光分布例を示す図である。
【図１４】図１２に示す定着装置に小サイズ記録媒体を通す様子を示す図である。
【符号の説明】
【０１２７】
１０  画像形成装置
１  感光体
２  帯電器
３  画像露光装置
４  現像装置
４０  現像器ラック
４Ｋ  ブラック現像器
４Ｃ  シアン現像器
４Ｍ  マゼンタ現像器
４Ｙ  イエロー現像器
ＫＣ  ブラックトナーカートリッジ
ＣＣ  シアントナーカートリッジ
ＭＣ  マゼンタトナーカートリッジ
ＹＣ  イエロートナーカートリッジ
４１  現像ローラ
５  クリーニング装置
６  中間転写ベルト
６１  駆動ローラ
６２  対向ローラ
６３  １次転写ローラ
６４  ローラ
６５  クリーニング装置
７  ２次転写ローラ
８  定着装置
８１  定着ローラ
８１ａ  軸受け部材
８２  加圧ローラ
８２ａ  軸受け部材
８２１  芯金
８２２  シリコーンゴム層
８３  熱反射部材
８３１  熱反射部材本体
８３２  熱反射面
８３３  熱輻射膜
８３０  部材８３の開放口部
８３ｅ  熱反射部材端部のアーム
８４  駆動装置
８Ｆ  定着装置フレーム
８ｆ  定着フレーム突出部分
８ｆ’バネ支持部
ｆｈ  孔
ｆｓ  スリット
Ｇ    ギア
Ｎ  ニップ部
Ｈ  ヒータランプ
ｅ２  ヒータランプ端部
ｅ１  端部ｅ２の直ぐ内側の部分
８４  熱反射部材の駆動装置
８４１  断熱性ブロック                                                          ８４１ａ  孔
ｇ１  アーム嵌め込み溝
８４１ｂ  バイメタル支持部
ｇ２    バイメタル差し込み孔
８４２  バネ
８４３  バイメタル
８４３ａ  バイメタルの自由端部
８４’  駆動装置
８４４  アクチュエータ
８４１’  ブロック
Ｃｏｎｔ  制御部
ＴＳ  温度センサ
８Ｂ  定着装置
８１’加熱ローラ
８５  定着用ローラ
８６  定着ベルト
８２’  加圧ローラ
９  記録媒体供給部
９１  媒体供給ローラ
Ｒ１  記録媒体案内ローラ対
Ｒ２  タイミングローラ対
Ｒ３  記録媒体排出ローラ対
Ｔ    記録媒体排出トレイ
Ｓ  記録媒体
ｔ  トナー像
【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】
2009198732.tif 000009
【図８】
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【図９】
2009198732.tif 000011
【図１０】
2009198732.tif 000012
【図１１】
2009198732.tif 000013
【図１２】
2009198732.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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