JP7569013B2 - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、定着装置及び画像形成装置に関する。

複写機又はプリンタなどの画像形成装置においては、用紙にトナー画像を定着させる定着装置が搭載されている。

一般的に、定着装置は、互いに接触する一対の回転体を備えており、回転体同士の間（定着ニップ）に用紙を通過させることにより、用紙が加熱及び加圧され、用紙上のトナー画像が定着される。

近年、省エネルギー化又はウォームアップ時間短縮などのために、回転体として、ローラよりも熱容量の小さい定着ベルトを用いた定着装置が開発されている。しかしながら、この種の定着装置においては、小サイズの用紙を連続通紙した場合に、用紙が通過しない非通紙領域において定着ベルトの温度上昇が顕著になる問題がある。

斯かる問題に対して、特許文献１（特開２０１８－１６９４６７号公報）においては、熱伝導性が良い熱移動補助部材を定着ベルトに接触させることにより、定着ベルトの熱をその長手方向に移動させて非通紙領域における温度上昇を抑制する方法が提案されている。

上記のように、熱移動補助部材を設けることにより、非通紙領域における定着ベルトの局部的な温度上昇を抑制することが可能である。しかしながら、このような熱移動補助部材を備える構成においても、画像形成装置の高速化に伴って単位時間当たりの通紙枚数が多くなると、定着ベルトの局部的な温度上昇が発生する虞がある。

これに対して、熱移動補助部材の体積を大きくすれば、熱移動補助部材における熱移動量を増大させることができ、定着ベルトの局部的な温度上昇をより効果的に抑制できるようになる。しかしながら、熱移動補助部材の体積を大きくすると、装置が大型化する問題がある。また、熱移動補助部材の体積を大きくすると、画像形成装置の電源投入後のウォームアップ時などにおいて、定着ベルトの熱が熱移動補助部材によって奪われるため、ウォームアップ時間が長くなる問題も発生する。

上記課題を解決するため、本発明は、回転可能な無端状の定着ベルトと、前記定着ベルトの外周面に接触し定着ニップを形成する回転可能な加圧部材と、前記定着ベルトを加熱する加熱源と、前記定着ニップの位置において前記定着ベルトの内周面に直接的又は間接的に接触する熱移動補助部材と、を備える定着装置であって、前記熱移動補助部材は、前記定着ベルトの内周面に直接的又は間接的に接触するベース部と、前記ベース部の長手方向に伸びる端の一部から前記加圧部材側とは反対側へ伸びる連結部と、前記連結部の先端から前記連結部が伸びる方向に対して交差する方向に広がる面状部と、を有し、前記ベース部の長手方向における前記連結部の幅は、前記ベース部の長手方向における前記面状部の幅よりも小さく、前記連結部は、前記定着ニップを通過する記録媒体の通過領域のうち、少なくとも最小記録媒体通過領域の外側に配置されることを特徴とする。

本発明によれば、装置の大型化と、ウォームアップ時などにおける定着ベルトの加熱時間の増大を回避しつつ、定着ベルトの局部的な温度上昇を効果的に抑制できる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。 本実施形態に係る定着装置の概略構成図である。 本実施形態に係る均熱板の斜視図である。 中央基準搬送方式の定着装置における突片部の配置を示す平面図である。 端部基準搬送方式の定着装置における突片部の配置を示す平面図である。 異なる幅の通紙領域に対応して複数対の突片部が配置された例を示す平面図である。 均熱板がニップ形成部材に対して取り付けられた状態を示す平面図である。 均熱板の取り付け方法を説明するための断面図である。 均熱板の取り付け方法を説明するための断面図である。 均熱板の取り付け方法を説明するための平面図である。 均熱板の取り付け方法を説明するための平面図である。 均熱板がニップ形成部材に対して取り付けられた状態を示す断面図である。 凸部の変形例を示す断面図である。 均熱板とニップ形成部材との係合箇所を拡大して示す平面図である。 突片部がベース部の用紙搬送方向における下流側の端に設けられた例を示す概略構成図である。

以下、添付の図面に基づき、本発明について説明する。なお、本発明を説明するための各図面において、同一の機能もしくは形状を有する部材及び構成部品などの構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すことにより一度説明した後ではその説明を省略する。

図１は、本発明の実施の一形態に係る画像形成装置の概略構成図である。

図１に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１は、画像形成部２と、記録媒体供給部３と、転写部４と、定着部５と、記録媒体排出部６と、を備える、電子写真方式のプリンタである。なお、本発明に係る画像形成装置は、プリンタのほか、複写機、ファクシミリ、あるいは、これらのいずれか２つ又は３つの機能を備える複合機などであってもよい。

画像形成部２においては、画像を形成する４つの作像ユニット７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋと、各作像ユニット７Ｙ、７Ｍ，７Ｃ，７Ｋが備える感光体１０の表面に静電潜像を形成する露光装置８と、が設けられている。４つの作像ユニット７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋは、像担持体としての感光体１０のほか、感光体１０の表面を帯電させる帯電部材１１と、感光体１０の表面に現像剤を供給する現像装置１２と、感光体１０の表面をクリーニングするクリーニング部材１３と、を備えている。各作像ユニット７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋは、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の異なる色の現像剤を収容している以外、同様の構成である。露光装置８は、光源、ポリゴンミラー、ｆ－θレンズ、反射ミラーなどを備えている。

記録媒体供給部３においては、記録媒体としての用紙Ｐを収容する給紙トレイ１８と、給紙トレイ１８から用紙Ｐを１枚ずつ送り出す給紙ローラ１９と、が設けられている。給紙トレイ１８に収容される用紙Ｐには、普通紙のほか、厚紙、薄紙、はがき、封筒、塗工紙（コート紙又はアート紙など）、又は、トレーシングペーパなどが含まれる。また、記録媒体として、用紙以外に、ＯＨＰシートなどの樹脂製シートが用いられてもよい。

転写部４においては、給紙トレイ１８から供給された用紙Ｐに画像を転写する転写装置１４が設けられている。転写装置１４は、中間転写ベルト１５と、一次転写ローラ１６と、二次転写ローラ１７を備えている。中間転写ベルト１５は、無端状のベルト部材であり、複数の支持ローラによって張架されている。一次転写ローラ１６は、各感光体１０に対応して中間転写ベルト１５の内側に４つ設けられている。各一次転写ローラ１６が中間転写ベルト１５を介して各感光体１０に接触することにより、中間転写ベルト１５と各感光体１０との間に一次転写ニップが形成されている。二次転写ローラ１７は、中間転写ベルト１５の外周面に接触し、二次転写ニップを形成している。

定着部５においては、用紙Ｐに画像を定着させる定着装置２０が設けられている。定着装置２０は、無端状の定着ベルト２１と、加圧部材としての加圧ローラ２２などを備えている。定着ベルト２１と加圧ローラ２２は互いに圧接されており、これらの間に定着ニップが形成されている。

記録媒体排出部６においては、用紙Ｐを装置外に排出する一対の排紙ローラ２３が設けられている。

続いて、図１を参照して画像形成装置の印刷動作について説明する。

印刷動作開始の指示があると、各作像ユニット７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋにおいて、感光体１０が回転を開始し、帯電部材１１によって感光体１０の表面が均一な高電位に帯電される。次いで、原稿読取装置によって読み取られた原稿の画像情報、あるいは端末からプリント指示されたプリント情報に基づいて、露光装置８が各感光体１０の表面へレーザ光を照射する。これにより、レーザ光が照射された部分の電位が低下し、各感光体１０の表面に静電潜像が形成される。そして、この静電潜像に対して現像装置１２からトナーが供給され、各感光体１０上にトナー画像が形成される。

各感光体１０上に形成されたトナー画像は、各感光体１０の回転に伴って一次転写ニップ（一次転写ローラ１６の位置）に至り、回転する中間転写ベルト１５上に順次重なり合うように転写される。そして、中間転写ベルト１５上に転写されたトナー画像は、中間転写ベルト１５の回転に伴って二次転写ニップ（二次転写ローラ１７の位置）に至り、用紙Ｐに転写される。

この用紙Ｐは、記録媒体供給部３から供給されたものである。記録媒体供給部３においては、印刷動作開始の指示があった後、給紙ローラ１９が回転することにより、給紙トレイ１８から用紙Ｐが１枚ずつ送り出される。そして、送り出された用紙Ｐは、一対のタイミングローラ２４によって一旦停止された後、中間転写ベルト１５上のトナー画像が二次転写ニップに至るタイミングに合わせて二次転写ニップへ搬送される。かくして、用紙Ｐ上にフルカラーのトナー画像が転写される。また、トナー画像が転写された後、各感光体１０上に残留するトナーは各クリーニング部材１３によって除去される。

トナー画像が転写された用紙Ｐは、定着部５へと搬送される。そして、定着部５において、用紙Ｐは定着ベルト２１と加圧ローラ２２によって挟持されながら搬送されることにより、トナー画像が用紙Ｐに定着される。その後、用紙Ｐは、記録媒体排出部６へ搬送され、排紙ローラ２３によって装置外に排出される。これにより、一連の印刷動作が完了する。

以下、図２に基づき、本実施形態に係る定着装置２０の構成について詳しく説明する。

図２に示すように、本実施形態に係る定着装置２０は、定着ベルト２１及び加圧ローラ２２のほか、ハロゲンヒータ２５と、ニップ形成部材２６と、ステー２７と、反射部材２８と、温度センサ２９と、均熱板３０と、を備えている。

定着ベルト２１は、用紙Ｐの未定着画像担持面側に配置され、用紙Ｐ上の未定着画像を定着させる定着部材である。定着ベルト２１は、無端状のベルト部材によって構成され、その長手方向両端に挿入される一対のベルト保持部材によって回転可能に保持されている。このため、定着ベルト２１は、非回転時においては基本的に定着ベルト２１に張力が作用しない、いわゆるフリーベルト方式で保持されている。また、定着ベルト２１の内側には、加熱源としてのハロゲンヒータ２５が配置されている。このため、ハロゲンヒータ２５が発熱すると、定着ベルト２１はその内側から加熱される。

加圧ローラ２２は、定着ベルト２１の外周面に接触する回転体である。具体的に、加圧ローラ２２は、芯金と、芯金の表面に設けられた発泡性シリコーンゴム、シリコーンゴム、又はフッ素ゴムなどから成る弾性層と、弾性層の表面に設けられたＰＦＡ又はＰＴＦＥなどから成る離型層によって構成されている。加圧ローラ２２は、バネなどの付勢部材によって定着ベルト２１に対して加圧（圧接）され、定着ベルト２１と加圧ローラ２２との間に、定着ニップＮが形成されている。また、加圧ローラ２２は、画像形成装置本体に設けられた駆動源によって回転駆動するように構成されている。加圧ローラ２２が回転駆動すると、その駆動力が定着ニップＮにおいて定着ベルト２１に伝達されることにより、定着ベルト２１が従動回転する。このため、図２に示すように、未定着画像を担持する用紙Ｐが、定着ベルト２１と加圧ローラ２２との間（定着ニップＮ）に進入すると、回転する定着ベルト２１と加圧ローラ２２とによって用紙Ｐが矢印Ｙ方向に搬送されると共に、加熱及び加圧され、未定着画像が用紙Ｐに定着される。

本実施形態においては、加圧ローラ２２を中実のローラとしているが、加圧ローラ２２は中空のローラであってもよい。加圧ローラ２２が中空のローラである場合、加圧ローラ２２の内部にヒータを配置してもよい。また、加圧ローラ２２が弾性層を有しない場合は、熱容量が小さくなるため、定着性が向上する。一方で、加圧ローラ２２が弾性層を有しないことにより、未定着トナーを定着させるときに、ベルト表面の微小な凹凸が画像に転写されて、画像のベタ部に光沢ムラが生じる可能性がある。これを防止するには、加圧ローラ２２は厚さ１００μｍ以上の弾性層を有することが好ましい。加圧ローラ２２が厚さ１００μｍ以上の弾性層を有することにより、加圧ローラ２２の表面が定着ベルト２１の微小な凹凸に対応して密着するため、光沢ムラの発生を抑制できる。また、加圧ローラ２２の弾性層に用いられる材料は、ソリッドゴムでもよいが、加圧ローラ２２の内部にヒータが無い場合は、スポンジゴムを用いることも可能である。ソリッドゴムに比べてスポンジゴムの方が、断熱性が高まり定着ベルト２１の熱が奪われにくくなる点で好ましい。

ハロゲンヒータ２５は、定着ベルト２１の内周面に赤外線光を照射し、定着ベルト２１を加熱する加熱源である。加熱源としては、ハロゲンヒータのほか、カーボンヒータ又はセラミックヒータなどの他の輻射熱式のヒータであってもよい。また、電磁誘導加熱方式の加熱源を用いることも可能である。本実施形態においては、ハロゲンヒータ２５が定着ベルト２１内に２つ配置されているが、加熱源の数は、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。

ニップ形成部材２６は、定着ベルト２１の内側から加圧ローラ２２の加圧力を受けて定着ニップＮを形成する部材である。ニップ形成部材２６の材料としては、耐熱温度２００℃以上の耐熱性部材を用いることが好ましい。例えば、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、又は、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などの一般的な耐熱性樹脂が挙げられる。このような耐熱性材料をニップ形成部材２６の材料として用いることにより、定着温度域におけるニップ形成部材２６の熱変形を防止でき、定着ニップＮの形状を安定させることができる。

ステー２７は、ニップ形成部材２６を加圧ローラ２２側とは反対側から支持する支持部材である。ステー２７がニップ形成部材２６を支持していることにより、加圧ローラ２２の加圧によるニップ形成部材２６の撓み（特に定着ベルト２１の長手方向に渡る撓み）が抑制される。これにより、均一な幅の定着ニップＮが得られる。ステー２７の材料としては、剛性を確保するため、ＳＵＳ又はＳＥＣＣなどの鉄系金属材料が好ましい。

反射部材２８は、ハロゲンヒータ２５から放射される熱又は赤外線光を反射する部材である。反射部材２８によってハロゲンヒータ２５の熱又は赤外線光が定着ベルト２１に向かって反射されることにより、定着ベルト２１が効率良く加熱される。また、反射部材２８は、ステー２７とハロゲンヒータ２５との間に介在して、ステー２７への熱伝達を抑制する機能も兼ねる。また、このような反射部材２８の機能を、ステー２７に持たせてもよい。例えば、ハロゲンヒータ２５に対向するステー２７の面を鏡面処理することにより、ステー２７の鏡面部によってハロゲンヒータ２５からの熱又は赤外線光を定着ベルト２１へ反射できる。この場合、反射部材２８を別途設けなくてもよくなるので、装置の小型化及び低コスト化を図れる。

温度センサ２９は、定着ベルト２１の温度を検知する温度検知部材である。温度センサ２９が検知した温度に基づいて、ハロゲンヒータ２５の発熱が制御され、定着ベルト２１の温度が所定の温度（定着温度）に維持される。本実施形態においては、温度センサ２９が、定着ベルト２１を介して各ハロゲンヒータ２５に対向する位置に２つ配置されているが、温度センサ２９の数及び配置は適宜変更可能である。温度センサ２９としては、例えば、サーモパイル、サーモスタット、サーミスタ又はＮＣセンサなどの接触式又は非接触式の公知の温度センサを用いることが可能である。

均熱板３０は、定着ニップＮの位置において定着ベルト２１の内周面に接触し、定着ベルト２１の熱をその長手方向に移動させて均熱化を図る熱移動補助部材である。均熱板３０は、ニップ形成部材２６よりも熱伝導率が高い材料によって構成されている。具体的に、均熱板３０の材料としては、銅、アルミニウム、あるいは銀などの高熱伝導材料が用いられる。本実施形態においては、均熱板３０が、定着ベルト２１の内周面に対して直接的に接触しているが、グリースなどの潤滑剤を介して間接的に接触していてもよい。均熱板３０が定着ベルト２１の内周面に直接的又は間接的に接触していることにより、定着ベルト２１の熱が均熱板３０に伝わり長手方向に拡散される。

ところで、定着ベルト２１は、ハロゲンヒータ２５によって全体的にほぼ均一な温度に加熱されるが、定着ニップＮを用紙が通過すると、用紙が通過する通紙領域において、定着ベルト２１の熱が用紙によって奪われる。一方、用紙が通過しない非通紙領域においては、定着ベルト２１の熱が用紙によって奪われにくいため、用紙を連続通紙すると、定着ベルト２１が蓄熱され、過剰に温度上昇する虞がある。特に、ローラなどに比べて熱容量が小さく温度上昇しやすい定着ベルト２１を用いた構成においては、非通紙領域における温度上昇が顕著になりやすい。

そのため、本実施形態においては、熱移動補助部材としての均熱板３０を、定着ベルト２１の長手方向に渡って配置することにより、非通紙領域における定着ベルト２１の熱を長手方向に移動させ、局部的な定着ベルト２１の温度上昇を抑制するようにしている。しかしながら、このような均熱板３０を用いた構成においても、単位時間当たりの通紙枚数が多くなると、非通紙領域における定着ベルト２１の蓄熱量が均熱板３０の熱移動量よりも上回り、定着ベルト２１が局部的に温度上昇する虞がある。

そこで、本実施形態においては、均熱板３０の熱移動量を増大させるため、次のような対策を講じている。以下、本実施形態に係る均熱板３０の構成について詳しく説明する。

図３は、本実施形態に係る均熱板３０の斜視図である。

まず、図３において、矢印Ｙ方向は、用紙Ｐが定着ニップＮを通過する方向である用紙搬送方向（記録媒体搬送方向）、矢印Ｘ方向は、用紙搬送方向Ｙに対して直交する用紙幅方向（記録媒体幅方向）である。図３に示すように、用紙Ｐが定着ニップＮを通過すると、用紙Ｐが通過しない非通紙領域Ｑ（特に通紙領域の幅方向端部付近のハッチング部Ｈ）においては、定着ベルト２１の温度が上昇する傾向にある。そのため、本実施形態においては、均熱板３０の非通紙領域Ｑの部分に、熱を逃がす突片部３２を設けている。

突片部３２は、均熱板３０のベース部３１に対して平行又は略平行に配置される面状部３３と、面状部３３とベース部３１とを連結する連結部３４と、を有している。ベース部３１は、定着ベルト２１の内周面に直接的又は間接的に接触して定着ニップＮを形成する平面部を有し、定着ベルト２１の長手方向（用紙幅方向Ｘ）に連続して伸びるように配置されている部分である。また、用紙搬送方向Ｙにおけるベース部３１の両端３１ａ，３１ｂ及びその近傍部分は、定着ベルト２１に倣って湾曲するように形成されている。連結部３４は、ベース部３１の長手方向（用紙幅方向Ｘ）に伸びる両端３１ａ，３１ｂのうち、用紙搬送方向上流側の端３１ａの一部から突出するように設けられている。また、連結部３４は、ベース部３１の用紙搬送方向流側の端３１ａから加圧ローラ２２側とは反対側（図３における矢印Ｚ方向）へ伸び、その伸びる方向の連結部３４の先端には、面状部３３が設けられている。面状部３３は、連結部３４の先端から用紙搬送方向Ｙに向かって屈曲するように設けられ、連結部３４が伸びる方向Ｚとは交差する方向（用紙搬送方向Ｙ及び用紙幅方向Ｘ）に広がるように形成されている。

このように、本実施形態においては、均熱板３０の非通紙領域Ｑの部分に、熱を逃がす突片部３２が設けられているので、この突片部３２を介して定着ベルト２１の非通紙領域Ｑにおける熱を効果的に逃がすことができる。このため、本実施形態においては、多数枚の用紙Ｐが連続通紙される場合であっても、定着ベルト２１の非通紙領域Ｑにおける蓄熱を抑制でき、定着ベルト２１の過剰な温度上昇を回避することが可能である。また、これにより、定着ベルト２１の温度が低下するまで通紙を停止したり、通紙速度を低下させたりするなどの対処が不要になる。あるいは、そのような対処の必要性が少なくなるため、生産性を向上させることができる。

図４に示すように、本実施形態においては、各種幅サイズＷ１，Ｗ２の用紙Ｐがそれぞれの幅方向中央Ｃを基準に合わせて搬送される、いわゆる中央基準搬送方式が採用されているため、突片部３２が、幅方向中央Ｃを基準に対称に配置されている。すなわち、中央基準搬送方式の場合は、各種幅サイズＷ１，Ｗ２に対応した各通紙領域Ｒ１，Ｒ２の両外側が非通紙領域Ｑ１，Ｑ２となるので、突片部３２が両外側の各非通紙領域Ｑ１，Ｑ２に１つずつ、合計２つ配置されている。

これに対して、図５に示すように、各種幅サイズＷ１，Ｗ２の用紙Ｐがそれぞれの幅方向一端を基準に合わせて搬送される、いわゆる端部基準搬送方式の場合は、主に通紙領域Ｒ１，Ｒ２の片方の外側領域のみが非通紙領域Ｑ１，Ｑ２となる。このため、端部基準搬送方式の場合は、通紙領域Ｒ１，Ｒ２の片側（非通紙領域Ｑ１，Ｑ２）のみに突片部３２が配置されていればよい。

また、図６に示すように、通紙される用紙Ｐの種類が多い場合は、突片部３２を４つ又はそれ以上配置してもよい。具体的に、図６に示す例においては、定型サイズである、Ｂ５縦幅サイズＷ１、Ａ４縦幅サイズＷ２、Ｂ４縦幅サイズＷ３、Ａ３縦幅サイズＷ４の各種幅サイズの用紙Ｐが通紙される。そして、これらの幅サイズのうち、Ａ４縦幅サイズＷ２とＢ４縦幅サイズＷ３のそれぞれの通紙領域の両端近傍（非通紙領域）に、突片部３２が配置されている。この場合、主に内側の各突片部３２Ｂによって、Ｂ５縦幅サイズＷ１及びＡ４縦幅サイズＷ２の通紙時における非通紙領域の温度上昇が抑制される。また、Ｂ４縦幅サイズＷ３の通紙時における非通紙領域の温度上昇は、主に外側の各突片部３２Ａによって抑制される。

各突片部３２の配置は、通紙可能な用紙Ｐの幅サイズ又はその種類数に応じて適宜変更可能である。ただし、非通紙領域における温度上昇を抑制する目的からすれば、突片部３２は、少なくとも最小通紙領域よりも外側（非通紙領域）に配置される必要がある。また、突片部３２は、非通紙領域における熱を逃がすことができればよいので、少なくとも連結部３４が最小幅用紙の非通紙領域にあれば、面状部３３は最小幅用紙の通紙領域内にあってもよい。

上述のように、均熱板３０に突片部３２を設けることによって、連続通紙時における非通紙領域の温度上昇を効果的に抑制できる。特に、面状部３３を大きく形成した場合は、面状部３３への熱の移動量が増大するので、より効果的である。しかしながら、定着ベルト２１を常温状態から定着温度にまで加熱するウォームアップ時においては、定着ベルト２１を効果的に加熱してウォームアップ時間の短縮を図れるように、定着ベルト２１から面状部３３への熱の移動を抑えることが好ましい。そのため、本実施形態においては、図３に示すように、ベース部３１の長手方向（用紙幅方向Ｘ）における連結部３４の幅Ｄ１を、ベース部３１の長手方向（用紙幅方向Ｘ）における面状部３３の幅Ｄ２よりも小さくしている。すなわち、連結部３４における伝熱経路の幅を小さくしている。これにより、温度のばらつきが小さく定着ベルト２１の熱勾配が低いウォームアップ時においては、連結部３４を経由する面状部３３への熱移動が抑制される。このため、定着ベルト２１を効率良く加熱することができ、ウォームアップ時間の短縮を図れる。

また、図３に示すように、本実施形態においては、面状部３３が、連結部３４の先端から連結部３４が伸びる方向（図３における矢印Ｚ方向）に対して交差する方向に広がるように設けられているため、均熱板３０が厚くなるのを回避できる。すなわち、本実施形態においては、面状部３３が、連結部３４と同じ方向（矢印Ｚ方向）に伸びるように設けられていないため、矢印Ｚ方向における均熱板３０の厚さ（用紙搬送方向Ｙ及び用紙幅方向Ｘの両方向に対して交差する方向の寸法）の増大を抑えつつ、面状部３３の大きさを確保できる。このため、定着装置の小型化を図りつつ、定着ベルトの局部的な温度上昇の抑制が可能である。

また、本実施形態においては、面状部３３が、連結部３４の先端から用紙搬送方向Ｙへ向かって屈曲しているため、図４に示すように、面状部３３は、ベース部３１と交差する方向から見て、ベース部３１と重なるように配置されている。このように、本実施形態においては、面状部３３がベース部３１と重なるように配置されているため、用紙搬送方向Ｙ及び用紙幅方向Ｘにおける均熱板３０の小型化も図れる。また、面状部３３がベース部３１と重なるように配置されていることにより、面状部３３は、ハロゲンヒータ２５の赤外線光が直接照射される領域Ｅ（図２参照）を避けて配置される。このように、本実施形態においては、面状部３３がハロゲンヒータ２５の直接照射領域外に配置されるため、面状部３３がハロゲンヒータ２５によって加熱されるのを防止できる。これにより、定着ベルト２１から面状部３３への熱の移動が確実に行えるので、定着ベルト２１の局部的な温度上昇を効果的に抑制できる。なお、面状部３３がベース部３１に対して重なる部分は、面状部３３の全体である場合に限らず、その一部であってもよい。

また、本実施形態に係る均熱板３０は、ニップ形成部材２６に対して取り付け可能に構成されている。図２に示すように、ニップ形成部材２６に対して均熱板３０が取り付けられた状態においては、均熱板３０のベース部３１と面状部３３とによってニップ形成部材２６が挟まれるように保持（収容）される。

図７は、均熱板３０がニップ形成部材２６に対して取り付けられた状態を示す平面図である。

図７に示すように、均熱板３０の面状部３３には、ニップ形成部材２６に対して係合可能な係合部としての孔部３５が設けられている。一方、ニップ形成部材２６には、孔部３５と係合可能な凸部３６が設けられている。また、ニップ形成部材２６には、均熱板３０がニップ形成部材２６に取り付けられる際に面状部３３との干渉を回避するための凹部３７が形成されている。

ニップ形成部材２６に対して均熱板３０を取り付けるには、図８に示すように、まず、均熱板３０の面状部３３をニップ形成部材２６の凹部３７内に挿入する。次いで、図９に示すように、均熱板３０のベース部３１がニップ形成部材２６に対して接近又は接触するように、均熱板３０を回転させる。

図１０は、図９に示す回転後の状態をベース部３１と交差する方向から見た図である。図１０に示す状態においては、一対の面状部３３がニップ形成部材２６の各凹部３７に配置されている。そして、この状態から、図１１に示すように、均熱板３０をニップ形成部材２６の長手方向にスライド移動させ、各面状部３３の孔部３５に対してニップ形成部材２６の凸部３６を係合させる。また、このとき、各面状部３３は、その先端に設けられた傾斜面３３ａ（図３参照）によって各凸部３６を円滑に乗り越えることができる。このため、各面状部３３の先端が各凸部３６に引っ掛かることなく、凸部３６を孔部３５に係合させることができる。以上の手順を経て、ニップ形成部材２６に対する均熱板３０の取り付けが完了する。

また、図１２の断面図に示すように、均熱板３０が取り付けられた状態においては、ニップ形成部材２６の凸部３６と均熱板３０の孔部３５とが係合すると共に、ニップ形成部材２６が均熱板３０の面状部３３とベース部３１によって挟まれるように保持されるため、ニップ形成部材２６に対する均熱板３０の離脱が防止される。また、本実施形態においては、均熱板３０自体が、ニップ形成部材２６と係合する係合部（孔部３５）を有しているため、均熱板３０をニップ形成部材２６に取り付けるための部材を別途設ける必要が無く、簡単に均熱板３０の取り付けを行える。

なお、本実施形態とは反対に、ニップ形成部材２６に係合部としての孔部が設けられ、均熱板３０に孔部と係合可能な凸部が設けられてもよい。また、凸部３６の形状は、図１２に示すような半球状のほか、図１３に示すような円柱状であってもよい。また、孔部３５は、底部を有しない貫通孔に限らず、底部を有する孔部であってもよい。

ここで、均熱板３０は熱膨張しにくいアルミニウムなどの金属材料によって構成されているのに対し、ニップ形成部材２６は熱膨張しやすい樹脂材料によって構成されている。このため、これらの線膨張係数の違いにより、凸部３６に対する孔部３５の位置がベース部３１の長手方向に変化すると、凸部３６と孔部３５が干渉し、均熱板３０又はニップ形成部材２に撓みが生じる虞がある。そのため、本実施形態においては、図１４に示すように、孔部３５を、ベース部３１の長手方向（図の横方向）に伸びる長孔に形成している。これにより、均熱板３０が熱膨張して、凸部３６に対する孔部３５の位置が変化しても、凸部３６と孔部３５との干渉を回避でき、均熱板３０又はニップ形成部材２６の撓みを防止できる。なお、長孔に形成される孔部３５は、各面状部３３に設けられた２つの孔部３５のうち、いずれか一方であってもよい。

また、図２に示すように、本実施形態においては、突片部３２が、ベース部３１の用紙搬送方向Ｙにおける上流側の端に設けられている。このため、定着ベルト２１の回転に伴って均熱板３０が回転方向の移動力を受けても、ニップ形成部材２６に対する突片部３２の接触により、回転方向（用紙搬送方向Ｙ）への均熱板３０の移動を規制できる。

また、図１５に示す例のように、突片部３２が、ベース部３１の用紙搬送方向Ｙにおける下流側の端に設けられていてもよい。このような構成は、例えば定着ニップＮにおける圧力が用紙搬送方向Ｙの上流側よりも下流側において大きくなる場合に好適である。すなわち、定着ニップＮにおける圧力が下流側において大きくなる場合は、定着ニップＮの下流側の温度が高くなりやすいので、図１５に示す構成を採用することにより、下流側の熱を突片部３２を介して効果的に逃がせるようになる。

以上、本発明の実施形態及び各実施例について説明したが、本発明は、上述の実施形態又は各実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。また、上述の実施形態では、定着ベルトがその長手方向両端に挿入された一対のベルト保持部材によって保持されるフリーベルト方式の定着装置を例に説明したが、本発明は、フリーベルト方式の構成に限らず、定着ベルトが複数のローラなどに掛け回されて張架される構成にも適用可能である。

１ 画像形成装置
２０ 定着装置
２１ 定着ベルト
２２ 加圧ローラ（加圧部材）
２５ ハロゲンヒータ（加熱源）
２６ ニップ形成部材
３０ 均熱板（熱移動補助部材）
３１ ベース部
３２ 突片部
３３ 面状部
３４ 連結部
３５ 孔部（係合部）
３６ 凸部
３７ 凹部
Ｐ 用紙（記録媒体）

特開２０１８－１６９４６７号公報

Claims (10)

1. 回転可能な無端状の定着ベルトと、
   前記定着ベルトの外周面に接触し定着ニップを形成する回転可能な加圧部材と、
   前記定着ベルトを加熱する加熱源と、
   前記定着ニップの位置において前記定着ベルトの内周面に直接的又は間接的に接触する熱移動補助部材と、
   を備える定着装置であって、
   前記熱移動補助部材は、
   前記定着ベルトの内周面に直接的又は間接的に接触するベース部と、
   前記ベース部の長手方向に伸びる端の一部から前記加圧部材側とは反対側へ伸びる連結部と、
   前記連結部の先端から前記連結部が伸びる方向に対して交差する方向に広がる面状部と、
   を有し、
   前記ベース部の長手方向における前記連結部の幅は、前記ベース部の長手方向における前記面状部の幅よりも小さく、
   前記連結部は、前記定着ニップを通過する記録媒体の通過領域のうち、少なくとも最小記録媒体通過領域の外側に配置されることを特徴とする定着装置。
2. 回転可能な無端状の定着ベルトと、
   前記定着ベルトの外周面に接触し定着ニップを形成する回転可能な加圧部材と、
   前記定着ベルトを加熱する加熱源と、
   前記定着ニップの位置において前記定着ベルトの内周面に直接的又は間接的に接触する熱移動補助部材と、
   を備える定着装置であって、
   前記熱移動補助部材は、
   前記定着ベルトの内周面に直接的又は間接的に接触するベース部と、
   前記ベース部の長手方向に伸びる端の一部から前記加圧部材側とは反対側へ伸びる連結部と、
   前記連結部の先端から前記連結部が伸びる方向に対して交差する方向に広がる面状部と、
   を有し、
   前記ベース部の長手方向における前記連結部の幅は、前記ベース部の長手方向における前記面状部の幅よりも小さく、
   前記連結部は、前記ベース部の長手方向に渡って複数設けられることを特徴とする定着装置。
3. 前記ベース部と前記面状部との間に配置されるニップ形成部材を備え、
   前記面状部は、前記ニップ形成部材に対して係合可能な係合部を有する請求項１又は２に記載の定着装置。
4. 前記係合部は、前記ニップ形成部材に設けられた凸部と係合可能な孔部、又は、前記ニップ形成部材に設けられた孔部に係合可能な凸部であって、
   前記孔部は、前記ベース部の長手方向に伸びる長孔である請求項３に記載の定着装置。
5. 前記ニップ形成部材は、前記熱移動補助部材が前記ニップ形成部材に取り付けられる際に前記面状部との干渉を回避するための凹部を有する請求項３又は４に記載の定着装置。
6. 前記連結部は、前記定着ニップを通過する記録媒体の搬送方向において、前記ベース部の上流側の端部に設けられる請求項１から５のいずれか１項に記載の定着装置。
7. 前記連結部は、前記定着ニップを通過する記録媒体の搬送方向において、前記ベース部の下流側の端部に設けられる請求項１から５のいずれか１項に記載の定着装置。
8. 前記面状部は、前記ベース部と交差する方向から見て、前記ベース部と重なるように配置される請求項１から７のいずれか１項に記載の定着装置。
9. 前記面状部は、前記加熱源からの光が直接照射される領域外に配置される請求項１から８のいずれか１項に記載の定着装置。
10. 請求項１から９のいずれか１項に記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。

Images