JP2014228685A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】製造コストが安く、省エネルギー効果の高い定着装置を提供する。【解決手段】本発明の定着装置１８は、定着ベルト６２と、定着ベルト６２に圧接して定着ニップ７２を形成する加圧部材６３と、定着ベルト６２を加圧部材６３側に向かって押圧する押圧部材６４と、押圧部材６４を支持する支持部材６５と、輻射熱を放射する熱源６６と、定着ベルト６２の内周面と接触し、熱源から放射される輻射熱を吸収する熱伝達部材６７と、熱源６６から支持部材６５に向かって放射された輻射熱を熱伝達部材６７に向かって反射する反射部材６８と、を備え、熱伝達部材６７は、定着ベルト６２の回転中心Ａと加圧部材６３の回転中心Ｂを通過する直線Ｃよりも用紙の搬送方向Ｙにおける上流側に配置され、反射部材６８は、支持部材６５と間隔を介して設けられていることを特徴とする。【選択図】図４

Description

本発明は、用紙にトナー像を定着させる定着装置と、この定着装置を備えた画像形成装置に関する。

従来、複写機やプリンターなどの電子写真方式の画像形成装置は、用紙（転写材）にトナー像を定着させる定着装置を備えている。この定着装置には、熱効率や安全性などの観点から「熱ローラー方式」が広く使われている。熱ローラー方式とは、一対のローラーを用いて定着ニップを形成する方式である。一方で、ウォームアップタイムの短縮や省エネルギー化などの要請から、「ベルト方式」が近年注目されている。ベルト方式とは、熱源によって加熱される定着ベルトを用いて定着ニップを形成する方式である。

例えば、特許文献１には、定着ベルトと、定着ベルトに圧接する加圧部材（特許文献１の「加圧ローラ３１」参照）と、定着ベルトを加圧部材側に向かって押圧する押圧部材（特許文献１の「ニップ形成部材２６」参照）と、押圧部材を支持する支持部材（特許文献１の「本体２３ａ」及び「受け突起２３ｂ」参照）と、輻射熱を放射する熱源（特許文献１の「加熱手段２５」参照）と、定着ベルトの内周面と接触する熱伝達部材（特許文献１の「支持部材６０」参照）と、支持部材に支持され、熱源から支持部材に向かって放射された輻射熱を反射する反射部材（特許文献１の「反射板２２」参照）と、を備えた定着装置が開示されている。

特開２０１２−１２８０７４号公報

特許文献１に記載された従来技術では、反射部材が支持部材に支持されているため、熱源から反射部材に熱が伝達された場合に、この熱が反射部材から支持部材に伝達されてしまう。その結果、熱源の稼働時に定着ベルトだけでなく支持部材も加熱されてしまい、定着装置の熱容量が大きくなって、ウォームアップタイムが長くなる。このようにウォームアップタイムが長くなると、その分消費エネルギーが増大し、ベルト方式を採用することによる省エネルギー化の効果が薄れてしまうという問題がある。

また、上記のように反射部材から支持部材に熱が伝達されると、この熱と定着ニップからの圧力を支持部材が同時に受けることになる。このように熱と圧力を支持部材が同時に受けた場合でも支持部材によって押圧部材を確実に支持するためには、支持部材を耐熱性の高い材料で構成する必要が生じ、これに伴って定着装置の製造コストが上昇する。なお、反射部材と支持部材の間に断熱部材を介装することも考えられるが、このような構成を採用すると、断熱部材を追加する分だけ部品点数が増加し、支持部材を耐熱性の高い材料で構成する場合と同様に、定着装置の製造コストが上昇する。

また、特許文献１に記載の従来技術では、熱伝達部材が定着ベルトの内周面の略全域と接触しているため、定着装置の熱容量が一層増大し、ウォームアップタイムが更に長くなって、省エネルギー効果が更に薄れてしまう虞がある。

そこで、本発明は上記事情を考慮し、製造コストが安く、省エネルギー効果の高い定着装置を提供することを目的とする。

本発明の定着装置は、回転可能に設けられる定着ベルトと、前記定着ベルトの外側に配置され、前記定着ベルトに圧接して定着ニップを形成し、回転可能に設けられる加圧部材と、前記定着ベルトの内側に配置され、前記定着ベルトを前記加圧部材側に向かって押圧する押圧部材と、前記押圧部材を支持する支持部材と、前記定着ベルトの内側に配置され、輻射熱を放射する熱源と、前記定着ベルトの内周面と接触し、前記熱源から放射される輻射熱を吸収する熱伝達部材と、前記熱源から前記支持部材に向かって放射された輻射熱を前記熱伝達部材に向かって反射する反射部材と、を備え、前記熱伝達部材は、前記定着ベルトの回転中心と前記加圧部材の回転中心を通過する直線よりも用紙の搬送方向における上流側に配置され、前記反射部材は、前記支持部材と間隔を介して設けられていることを特徴とする。

上記のように、定着ベルトの回転中心と加圧部材の回転中心を通過する直線よりも用紙の搬送方向における上流側に熱伝達部材が配置されることで、定着ベルトの略全域に亘って熱伝達部材が配置される場合と比較して、定着ベルトと熱伝達部材の接触面積を狭くすることが可能となる。これに伴って、定着装置の熱容量を小さくすることができるため、ウォームアップタイムを短縮し、省エネルギー化を図ることが可能となる。

また、定着ベルトの回転中心と加圧部材の回転中心を通過する直線よりも用紙の搬送方向における上流側に熱伝達部材が配置されることで、定着ベルトの回転時に用紙の搬送方向における下流側に向かって定着ベルトを引っ張る力が発生しても、熱伝達部材によって定着ベルトを支持し、定着ベルトの変形を抑制することが可能となる。

また、上記のように、反射部材が支持部材と間隔を介して設けられているため、反射部材が支持部材に支持される場合と比較して、反射部材から支持部材に熱が伝わりにくくなる。これに伴って、より集中的に定着ベルトを加熱することが可能となり、ウォームアップタイムを一層短縮し、更なる省エネルギー化を図ることが可能となる。また、反射部材から支持部材に熱が伝わりにくいため、支持部材を耐熱性の高い材料で構成したり、反射部材と支持部材の間に断熱部材を介装したりする必要が無い。そのため、定着装置の製造コストを安くすることが可能となる。

前記熱源は、前記熱伝達部材と前記反射部材によって囲まれる空間に収容されていても良い。

このような構成を採用することで、熱源が放射する輻射熱によって熱伝達部材を集中的に加熱することが可能となる。そのため、熱伝達部材の昇温速度を速めることができ、熱伝達部材から伝達される熱によって定着ベルトを迅速に加熱することが可能となる。

前記定着装置は、前記定着ベルトの外側に配置される過昇温防止装置を更に備え、前記過昇温防止装置は、前記定着ベルトを挟んで前記熱伝達部材と対向していても良い。

このような構成を採用することで、定着ベルトと過昇温防止装置の間隔が変動するのを抑制することが可能となる。そのため、過昇温防止装置の誤作動を防止することが可能となる。

前記熱伝達部材は、前記熱源から放射される輻射熱を吸収する吸熱面を備え、前記吸熱面には、黒塗装処理が施されていても良い。

このような構成を採用することで、吸熱面の熱吸収効率を高めることが可能となる。これに伴って、熱伝達部材の昇温速度を速めることができ、熱伝達部材から伝達される熱によって定着ベルトを迅速に加熱することが可能となる。

前記押圧部材は、前記定着ベルトを前記加圧部材側に向かって押圧する押圧面を備え、前記押圧面は、用紙の搬送方向における上流側から下流側に向かって前記加圧部材側に傾斜していても良い。

このような構成を採用することで、定着ベルトの外周面から用紙を分離しやすくなる。

前記定着ベルトは、前記押圧部材と前記熱伝達部材のみによって内側から支持されていても良い。

このような構成を採用することで、押圧部材と熱伝達部材とその他の部材とによって定着ベルトを内側から支持する場合と比較して、定着装置の熱容量を小さくすることが可能となる。これに伴って、ウォームアップタイムを一層短縮し、更なる省エネルギー化を図ることが可能となる。

前記定着装置は、前記支持部材に取り付けられ、前記加圧部材とは反対側に向かって延びるガイド部材を更に備え、前記定着ベルトは、前記押圧部材、前記熱伝達部材及び前記ガイド部材によって内側から支持されていても良い。

このような構成を採用することで、押圧部材と熱伝達部材のみによって定着ベルトを内側から支持する場合と比較して、定着ベルトの変形を抑制することが可能となり、定着ベルトの軌道を安定させることができる。

本発明の画像形成装置は、上記したいずれかの定着装置を備えていることを特徴とする。

本発明によれば、製造コストが安く、省エネルギー効果の高い定着装置を提供することが可能となる。

本発明の第１の実施形態に係るプリンターの概略を示す模式図である。 本発明の第１の実施形態に係るプリンターの定着装置を示す斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係るプリンターの定着装置を示す正面図である。 本発明の第１の実施形態に係るプリンターの定着装置において、固定フレーム及び可動フレームの内部を示す正面図である。 本発明の第２の実施形態に係るプリンターの定着装置において、固定フレーム及び可動フレームの内部を示す正面図である。

＜第１の実施形態＞
まず、図１を用いて、プリンター１（画像形成装置）の全体の構成について説明する。

プリンター１は、箱型形状のプリンター本体２を備えており、プリンター本体２の下部には、用紙（転写材）を収納する給紙カセット３が収容され、プリンター本体２の上面には排紙トレイ４が設けられている。プリンター本体２の上面には、排紙トレイ４の側方に上カバー５が開閉可能に取り付けられ、上カバー５の下方にはトナーコンテナ６が収納されている。

プリンター本体２の上部には、レーザー・スキャニング・ユニット（ＬＳＵ）で構成される露光器７が排紙トレイ４の下方に配置され、露光器７の下方には、画像形成部８が設けられている。画像形成部８には、像担持体である感光体ドラム１０が回転可能に設けられており、感光体ドラム１０の周囲には、帯電器１１と、現像器１２と、転写ローラー１３と、クリーニング装置１４とが、感光体ドラム１０の回転方向（図１の矢印Ｘ参照）に沿って配置されている。

プリンター本体２の内部には、用紙の搬送経路１５が設けられている。搬送経路１５の上流端には給紙部１６が設けられ、搬送経路１５の中流部には、感光体ドラム１０と転写ローラー１３によって構成される転写部１７が設けられ、搬送経路１５の下流部には定着装置１８が設けられ、搬送経路１５の下流端には排紙部１９が設けられている。搬送経路１５の下方には、両面印刷用の反転経路２０が形成されている。

次に、このような構成を備えたプリンター１の画像形成動作について説明する。

プリンター１に電源が投入されると、各種パラメーターが初期化され、定着装置１８の温度設定等の初期設定が実行される。そして、プリンター１に接続されたコンピューター等から画像データが入力され、印刷開始の指示がなされると、以下のようにして画像形成動作が実行される。

まず、帯電器１１によって感光体ドラム１０の表面が帯電された後、露光器７からのレーザー光（図１の二点鎖線Ｐ参照）により感光体ドラム１０に対して画像データに対応した露光が行われ、感光体ドラム１０の表面に静電潜像が形成される。次に、この静電潜像を、現像器１２がトナーによりトナー像に現像する。

一方、給紙部１６によって給紙カセット３から取り出された用紙は、上記した画像形成動作とタイミングを合わせて転写部１７へと搬送され、転写部１７において感光体ドラム１０上のトナー像が用紙に転写される。トナー像を転写された用紙は、搬送経路１５を下流側へと搬送されて定着装置１８に進入し、この定着装置１８において用紙にトナー像が定着される。トナー像が定着された用紙は、排紙部１９から排紙トレイ４に排出される。なお、感光体ドラム１０上に残留したトナーは、クリーニング装置１４によって回収される。

次に、定着装置１８について詳細に説明する。なお、図２の矢印Ｆｒは、定着装置１８の前側（正面側）を示している。

図２、図３に示されるように、定着装置１８は、箱型形状の固定フレーム２１と、固定フレーム２１の上下方向中央に配置される可動フレーム２２と、固定フレーム２１及び可動フレーム２２の前後両端側にそれぞれ配置される押圧機構２３と、を備えている。

固定フレーム２１は、略鉛直に立設される前側フレーム２４及び後側フレーム２５と、前側フレーム２４の右端部と後側フレーム２５の右端部を連結する右側フレーム２６と、前側フレーム２４の左端部と後側フレーム２５の左端部を連結する左側フレーム２７と、前側フレーム２４の下端部と後側フレーム２５の下端部を連結する底部フレーム２８と、を備えている。

固定フレーム２１の前側フレーム２４は、上下方向に延びる左壁３０及び右壁３１と、左壁３０の上端部と右壁３１の上端部を連結する上端壁３２と、左壁３０の下部と右壁３１の下部を連結する下壁３３と、を備えている。左壁３０、右壁３１、上端壁３２及び下壁３３によって囲まれる部分には、開口部３４が形成されている。

固定フレーム２１の前側フレーム２４の上端壁３２は、略水平に設けられる本体板３５と、本体板３５の上面側に固定される上側固定片３６と、本体板３５の下面側に固定される下側固定片３７と、を備えている。前側フレーム２４の上端壁３２には、本体板３５、上側固定片３６及び下側固定片３７を上下方向に貫通する貫通穴３８が設けられている。

固定フレーム２１の後側フレーム２５は、固定フレーム２１の前側フレーム２４と略前後対称形状を成している。そのため、後側フレーム２５については、説明を省略する。

固定フレーム２１の右側フレーム２６は、前側フレーム２４の右壁３１と後側フレーム２５の右壁３１を連結する右側第１連結壁４０及び右側第２連結壁４１によって構成されている。右側第１連結壁４０は、右側第２連結壁４１の上方に配置されている。右側第１連結壁４０と右側第２連結壁４１の間には、導入用開口部４２が形成されている。

固定フレーム２１の左側フレーム２７は、前側フレーム２４の左壁３０と後側フレーム２５の左壁３０を連結する左側第１連結壁４３及び左側第２連結壁４４によって構成されている。左側第１連結壁４３は、左側第２連結壁４４の上方に配置されている。左側第１連結壁４３と左側第２連結壁４４の間には、導出用開口部４５が形成されている。

可動フレーム２２は、固定フレーム２１の前側フレーム２４と後側フレーム２５の近傍にそれぞれ配置される被押圧壁４６と、各被押圧壁４６の前後方向外側（前側の被押圧壁４６の前側と後側の被押圧壁４６の後側）にそれぞれ配置される取付壁４７と、各被押圧壁４６を接続する接続壁４８と、を備えている。

可動フレーム２２の前側の被押圧壁４６は、固定フレーム２１の前側フレーム２４の左壁３０と右壁３１に上下動可能に取り付けられ、可動フレーム２２の後側の被押圧壁４６は、固定フレーム２１の後側フレーム２５の左壁３０と右壁３１に上下動可能に取り付けられている。これにより、可動フレーム２２が固定フレーム２１に上下動可能に支持されている。

可動フレーム２２の各取付壁４７は、各被押圧壁４６の左右両端部にそれぞれ固定される左板５０及び右板５１と、左板５０の下端部と右板５１の下端部を連結する下板５２と、左板５０と右板５１の間に配置され、下板５２の上面に当接する取付片５３と、を備えている。

前側の押圧機構２３は、固定フレーム２１の前側フレーム２４の上端壁３２の近傍に配置される第１押圧片５４と、第１押圧片５４の下方に設けられる第２押圧片５５と、第２押圧片５５の下方に設けられる押圧バネ５６と、を備えている。

前側の押圧機構２３の第１押圧片５４は、上下方向に延びる円柱状の小径部５７と、小径部５７の上端側に設けられる円柱状の大径部５８と、を備えている。第１押圧片５４の小径部５７は、固定フレーム２１の前側フレーム２４の上端壁３２に設けられた貫通穴３８を貫通している。これにより、固定フレーム２１の前側フレーム２４の上端壁３２に第１押圧片５４が上下動可能に支持されている。第１押圧片５４の大径部５８は、貫通穴３８及び第１押圧片５４の小径部５７よりも大径に形成されている。

前側の押圧機構２３の第２押圧片５５は、固定フレーム２１の前側フレーム２４の左壁３０と右壁３１に上下動可能に支持されている。第２押圧片５５の上面には上側凹部６０が形成され、第２押圧片５５の下面には下側凹部６１が形成されている。第２押圧片５５の上側凹部６０には、第１押圧片５４の小径部５７の下端部が当接している。

前側の押圧機構２３の押圧バネ５６は、例えばコイルスプリングによって構成されている。押圧バネ５６の上端部は、第２押圧片５５の下側凹部６１に当接している。押圧バネ５６の下端部は、可動フレーム２２の前側の被押圧壁４６の上面に当接している。つまり、押圧バネ５６は、第２押圧片５５と被押圧壁４６の間に介装されている。

後側の押圧機構２３の構成は、前側の押圧機構２３の構成と同様であるため、説明を省略する。

図４に示されるように、定着装置１８は、定着ベルト６２と、定着ベルト６２の下側（外側）に配置されるプレスローラー６３（加圧部材）と、定着ベルト６２の内側且つ下端側に配置される押圧部材６４と、定着ベルト６２の内側に配置され、押圧部材６４を支持する支持部材６５と、定着ベルト６２の内側且つ支持部材６５の右上側に配置されるヒーター６６（熱源）と、定着ベルト６２の内側且つヒーター６６の右側に配置される熱伝達部材６７と、定着ベルト６２の内側且つヒーター６６の左側に配置される反射部材６８と、定着ベルト６２の右側（外側）に設けられる過昇温防止装置６９と、を更に備えている。なお、図４の矢印Ｙは、用紙の搬送方向を示している。

定着ベルト６２は、無端状のベルトであり、前後方向に長い略円筒状を成している。定着ベルト６２は、例えば、基材層と、この基材層に周設される弾性層と、この弾性層を被覆する離型層と、によって構成されている。定着ベルト６２の基材層は、例えばＳＵＳやニッケルや銅等の金属によって形成されている。定着ベルト６２の弾性層は、例えばシリコンゴムによって形成されている。定着ベルト６２の離型層は、例えばＰＦＡ等のフッ素系樹脂によって形成されている。

定着ベルト６２の前後両端部にはプーリー７１が装着されており、このプーリー７１は、可動フレーム２２の被押圧壁４６に回転可能に支持されている。これにより、定着ベルト６２が可動フレーム２２に回転可能に支持されると共に、定着ベルト６２が可動フレーム２２と一体に上下動可能となっている。

プレスローラー６３は、前後方向に長い略円筒状を成している。プレスローラー６３は、例えば、円筒状の芯材と、この芯材に周設される弾性層と、この弾性層を被覆する離型層と、によって構成されている。プレスローラー６３の芯材は、例えばステンレスやアルミニウム等の金属によって形成されている。プレスローラー６３の弾性層は、例えばシリコンゴムやシリコンスポンジによって形成されている。プレスローラー６３の離型層は、例えばＰＦＡ等のフッ素系樹脂によって形成されている。

プレスローラー６３は、定着ベルト６２に圧接しており、定着ベルト６２との間に定着ニップ７２を形成している。プレスローラー６３の前後両端部にはベアリング７３がそれぞれ装着されている。前側のベアリング７３は、固定フレーム２１の前側フレーム２４の下壁３３に取り付けられ、後側のベアリング７３は、固定フレーム２１の後側フレーム２５の下壁３３に取り付けられている。これにより、プレスローラー６３が固定フレーム２１に回転可能に支持されている。プレスローラー６３の前端部には、駆動ギア７４が固定されている。駆動ギア７４は、駆動モーター等によって構成される駆動源７５に接続されている。

押圧部材６４は、前後方向に長い形状を成している。押圧部材６４は、例えばＬＣＰ（Liquid Crystal Polymer：液晶ポリマー）等の耐熱性樹脂によって構成されている。押圧部材６４は、略水平に設けられる基台部７６と、基台部７６の下面から下方に向かって突出する突片７７と、を備えている。突片７７の下面には、押圧面７８が設けられている。押圧面７８は、フラットな平面である。押圧面７８は、定着ベルト６２を下側（プレスローラー６３側）に向かって押圧している。押圧面７８は、右側（用紙の搬送方向における上流側）から左側（用紙の搬送方向における下流側）に向かって、下側（プレスローラー６３側）に傾斜している。押圧面７８は、定着ベルト６２の内周面と接触しており、定着ベルト６２を内側から支持している。

支持部材６５は、前後方向に長い形状を成している。支持部材６５の前後両端部は、可動フレーム２２の被押圧壁４６に取り付けられている。これにより、支持部材６５は、可動フレーム２２と一体に上下動可能となっている。

支持部材６５は、上流側支持片８０と、上流側支持片８０の左側（用紙の搬送方向における下流側）に設けられる下流側支持片８１と、によって構成されている。

支持部材６５の上流側支持片８０は、例えば、板金を屈曲させることによって形成されている。上流側支持片８０は、上下方向に延びる上流側ベース部８２と、上流側ベース部８２の下端から右側に向かって屈曲される上流側屈曲部８３と、を備えている。上流側屈曲部８３は、押圧部材６４の基台部７６の右側部分に固定されている。

支持部材６５の下流側支持片８１は、例えば、板金を屈曲させることによって形成されている。下流側支持片８１は、上下方向に延びる下流側ベース部８４と、下流側ベース部８４の下端から左側に向かって屈曲される下流側第１屈曲部８５と、下流側第１屈曲部８５の左端から下側に向かって屈曲される下流側第２屈曲部８６と、を備えている。下流側ベース部８４は、上流側支持片８０の上流側ベース部８２に固定されている。下流側第１屈曲部８５は、押圧部材６４の基台部７６の左側部分に固定されている。下流側第２屈曲部８６は、押圧部材６４の基台部７６の左端部に固定されている。

ヒーター６６は、例えば、ハロゲンヒーターやセラミックヒーターによって構成されている。ヒーター６６は、定着ベルト６２の回転中心Ａとプレスローラー６３の回転中心Ｂを通過する直線Ｃよりも右側（用紙の搬送方向における上流側）に配置されている。ヒーター６６の前後両端部は、可動フレーム２２の各取付壁４７に設けられた取付片５３に取り付けられている。これにより、ヒーター６６は、可動フレーム２２と一体に上下動可能となっている。ヒーター６６は、通電によって発熱し、輻射熱を放射するように構成されている。ヒーター６６は、熱伝達部材６７と反射部材６８によって囲まれる空間に収容されている。

熱伝達部材６７は、前後方向に長い形状を成している。熱伝達部材６７は、例えばアルミニウムによって構成されている。熱伝達部材６７の前後両端部は、可動フレーム２２の各取付壁４７に設けられた取付片５３に取り付けられている。これにより、熱伝達部材６７は、可動フレーム２２と一体に上下動可能となっている。熱伝達部材６７は、支持部材６５と間隔を介して設けられている。熱伝達部材６７は、定着ベルト６２の回転中心Ａとプレスローラー６３の回転中心Ｂを通過する直線Ｃよりも右側（用紙の搬送方向における上流側）に配置されている。

熱伝達部材６７は、右側（用紙の搬送方向における上流側）に向かって円弧状に湾曲する第１湾曲部８７と、第１湾曲部８７の上下両端側にそれぞれ設けられる第１連結部８８と、を備えている。第１湾曲部８７は、ヒーター６６の右側（用紙の搬送方向における上流側）を覆うように設けられている。第１湾曲部８７の右面（用紙の搬送方向における上流側の面）は、定着ベルト６２の内周面と接触しており、定着ベルト６２を内側から支持している。第１湾曲部８７の左面（用紙の搬送方向における下流側の面）には、吸熱面８９が形成されている。吸熱面８９には、全域に亘って黒塗装処理が施されている（図４の太線部分参照）。

反射部材６８は、前後方向に長い形状を成している。反射部材６８の前後両端部は、可動フレーム２２の各取付壁４７に設けられた取付片５３に取り付けられている。これにより、反射部材６８は、可動フレーム２２と一体に上下動可能となっている。反射部材６８は、支持部材６５と間隔を介して設けられている。反射部材６８は、定着ベルト６２の回転中心Ａとプレスローラー６３の回転中心Ｂを通過する直線Ｃよりも右側（用紙の搬送方向における上流側）に配置されている。

反射部材６８は、左側（用紙の搬送方向における下流側）に向かって円弧状に湾曲する第２湾曲部９０と、第２湾曲部９０の上下両端側にそれぞれ設けられる第２連結部９１と、を備えている。第２湾曲部９０は、ヒーター６６の左側（用紙の搬送方向における下流側）を覆うように設けられている。第２湾曲部９０は、熱伝達部材６７の第１湾曲部８７と対向している。第２湾曲部９０の右面（用紙の搬送方向における上流側の面）には、反射面９２が形成されている。各第２連結部９１は、熱伝達部材６７の各第１連結部８８と固定されている。

過昇温防止装置６９は、所謂サーモカットである。過昇温防止装置６９は、定着ベルト６２を挟んで熱伝達部材６７の第１湾曲部８７と対向している。過昇温防止装置６９は、定着ベルト６２の温度が所定温度以上になった場合に、ヒーター６６の通電を停止させ、定着ベルト６２が過昇温するのを防止する機能を有している。

上記のように構成された定着装置１８において、所定の圧力の定着ニップ７２を形成するには、図２、図３に白抜き矢印Ｆで示されるように、各押圧機構２３の第１押圧片５４の大径部５８を治具（図示せず）によって下方に押圧する。この押圧により、第１押圧片５４が下降し、第１押圧片５４の小径部５７が第２押圧片５５を下方に押圧する。この押圧により、第２押圧片５５が下降し、第２押圧片５５が押圧バネ５６を下方に押圧する。この押圧により、押圧バネ５６が収縮し、押圧バネ５６が可動フレーム２２の各被押圧壁４６を下方に押圧する。この押圧により、可動フレーム２２、定着ベルト６２、押圧部材６４、支持部材６５、ヒーター６６、熱伝達部材６７及び反射部材６８が一体的に下降する。これに伴って、図４に示されるように、定着ベルト６２がプレスローラー６３に圧接し、所定の圧力の定着ニップ７２が形成される。

また、上記のように構成された定着装置１８において、用紙にトナー像を定着させるには、駆動源７５によって駆動ギア７４を回転させる。このように駆動ギア７４が回転すると、この回転がプレスローラー６３に伝達され、図４に矢印Ｄで示されるように、プレスローラー６３が一方向（本実施形態では、正面視で反時計方向）に回転する。このようにプレスローラー６３が一方向に回転すると、図４に矢印Ｅで示されるように、プレスローラー６３に圧接する定着ベルト６２が上記一方向とは逆方向（本実施形態では、正面視で時計方向）に従動回転する。

定着ベルト６２が回転する前の状態では、定着ベルト６２が熱伝達部材６７の第１湾曲部８７から離間している。これに対して、上記のように定着ベルト６２が回転すると、図４に矢印Ｇで示されるように、定着ベルト６２が左側（用紙の搬送方向における下流側）に引っ張られる。これに伴って、定着ベルト６２が熱伝達部材６７の第１湾曲部８７に密着する。

また、用紙にトナー像を定着させるには、ヒーター６６を稼働（点灯）させる。このようにヒーター６６が稼働すると、ヒーター６６から輻射熱が放射される。ヒーター６６から熱伝達部材６７に向かって放射された輻射熱は、図４に矢印Ｈで示されるように、熱伝達部材６７の吸熱面８９に直接到達し、吸熱面８９によって吸収される。また、ヒーター６６から支持部材６５に向かって放射された輻射熱は、図４に矢印Ｉで示されるように、反射部材６８の反射面９２によって熱伝達部材６７に向かって反射され、熱伝達部材６７の吸熱面８９に到達し、吸熱面８９によって吸収される。

以上のような作用により、熱伝達部材６７が加熱されると共に、熱伝達部材６７から伝達される熱によって定着ベルト６２が加熱される。この状態で、用紙が定着ニップ７２を通過すると、用紙とトナー像が加熱及び加圧されて、用紙にトナー像が定着される。

本実施形態では前述のように、定着ベルト６２の回転中心Ａとプレスローラー６３の回転中心Ｂを通過する直線Ｃよりも右側（用紙の搬送方向における上流側）に熱伝達部材６７が配置されている。そのため、定着ベルト６２の略全域に亘って熱伝達部材６７が配置される場合と比較して、定着ベルト６２と熱伝達部材６７の接触面積を狭くすることが可能となる。これに伴って、定着装置１８の熱容量を小さくすることができるため、ウォームアップタイムを短縮し、省エネルギー化を図ることが可能となる。また、定着ベルト６２の回転時に左側（用紙の搬送方向における下流側）に向かって定着ベルト６２を引っ張る力が発生しても、熱伝達部材６７の第１湾曲部８７によって定着ベルト６２を支持し、定着ベルト６２の変形を抑制することが可能となる。

また、前述のように、反射部材６８が支持部材６５と間隔を介して設けられているため、反射部材６８が支持部材６５に支持される場合と比較して、反射部材６８から支持部材６５に熱が伝わりにくくなる。これに伴って、より集中的に定着ベルト６２を加熱することが可能となり、ウォームアップタイムを一層短縮し、更なる省エネルギー化を図ることが可能となる。また、反射部材６８から支持部材６５に熱が伝わりにくいため、支持部材６５を耐熱性の高い材料で構成したり、反射部材６８と支持部材６５の間に断熱部材を介装したりする必要が無い。そのため、定着装置１８の製造コストを安くすることが可能となる。

また、熱伝達部材６７と反射部材６８によって囲まれる空間にヒーター６６が収容されている。このような構成を採用することで、ヒーター６６が放射する輻射熱によって熱伝達部材６７を集中的に加熱することが可能となる。そのため、熱伝達部材６７の昇温速度を速めることができ、熱伝達部材６７から伝達される熱によって定着ベルト６２を迅速に加熱することが可能となる。

また、定着ベルト６２を挟んで過昇温防止装置６９が熱伝達部材６７の第１湾曲部８７と対向している。このような構成を採用することで、定着ベルト６２と過昇温防止装置６９の間隔が変動するのを抑制することが可能となる。そのため、過昇温防止装置６９の誤作動を防止することが可能となる。

また、熱伝達部材６７の吸熱面８９には、黒塗装処理が施されている。このような構成を採用することで、吸熱面８９の熱吸収効率を高めることが可能となる。これに伴って、熱伝達部材６７の昇温速度を速めることができ、熱伝達部材６７から伝達される熱によって定着ベルト６２を迅速に加熱することが可能となる。

また、押圧部材６４の押圧面７８は、右側（用紙の搬送方向における上流側）から左側（用紙の搬送方向における下流側）に向かって、下側（プレスローラー６３側）に傾斜している。このような構成を採用することで、定着ベルト６２の外周面から用紙を分離しやすくなる。

また、定着ベルト６２は、押圧部材６４と熱伝達部材６７のみによって内側から支持されている。このような構成を採用することで、押圧部材６４と熱伝達部材６７とその他の部材とによって定着ベルト６２を内側から支持する場合と比較して、定着装置１８の熱容量を小さくすることが可能となる。これに伴って、ウォームアップタイムを一層短縮し、更なる省エネルギー化を図ることが可能となる。

また、定着ベルト６２の基材層が金属によって構成されているため、定着ベルト６２の昇温速度を速めることが可能となる。

また、押圧部材６４が耐熱性樹脂によって構成されているため、支持部材６５に熱が伝達されにくくなり、支持部材６５が一層加熱されにくくなる。

また、定着ベルト６２が回転する前の状態では、定着ベルト６２が熱伝達部材６７の第１湾曲部８７から離間しており、定着ベルト６２が回転するのに伴って、定着ベルト６２が熱伝達部材６７の第１湾曲部８７に密着するように構成されている。そのため、定着ベルト６２の回転が開始される際に、熱伝達部材６７との接触によって定着ベルト６２に不要なテンションが掛かるのを防止することができる。

また、定着ベルト６２の回転方向において定着ニップ７２の上流側に熱伝達部材６７が配置されている。そのため、定着ベルト６２の熱が冷める前に定着ベルト６２を定着ニップ７２に到達させることができ、定着ニップ７２を効率的に加熱することが可能となる。

また、前述のように、定着ベルト６２が回転するのに伴って定着ベルト６２が熱伝達部材６７の第１湾曲部８７に自然と密着する。そのため、バネ等を用いて定着ベルト６２を熱伝達部材６７の第１湾曲部８７に密着させる必要が無い。

本実施形態の押圧面７８はフラットな平面であったが、他の異なる実施形態では、押圧面７８は、曲率を持った円弧状の曲面であっても良い。このように押圧面７８に曲率を持たせることで、定着ニップ７２の幅を大きくすることができ、定着ベルト６２からの用紙の分離性が向上し、定着ベルト６２のスリップを抑制することが可能となる。なお、上記のように押圧面７８に曲率を持たせる場合には、定着ベルト６２の内側に向かって凸となるように押圧面７８を湾曲させるのが好ましい。

本実施形態では、押圧部材６４が耐熱性樹脂によって構成される場合について説明したが、他の異なる実施形態では、押圧部材６４が金属によって構成されても良い。

本実施形態では、定着ベルト６２の基材層を金属によって構成したが、他の異なる実施形態では、定着ベルト６２の基材層を樹脂によって構成しても良い。

本実施形態では、定着ベルト６２が回転する前の状態では、定着ベルト６２が熱伝達部材６７の第１湾曲部８７から離間している場合について説明した。一方で、他の異なる実施形態では、定着ベルト６２が回転する前から定着ベルト６２が熱伝達部材６７の第１湾曲部８７に接触（密着）していても良い。

本実施形態では、プリンター１に本発明の構成を適用する場合について説明したが、他の異なる実施形態では、複写機、ファクシミリ、複合機等の他の画像形成装置に本発明の構成を適用することも可能である。

＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について、図５を用いて説明する。なお、ガイド部材９３以外の構成については、第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。

ガイド部材９３は、支持部材６５の下流側支持片８１の下流側ベース部８４に取り付けられている。ガイド部材９３は、上側（プレスローラー６３とは反対側）に向かって延びている。ガイド部材９３は、例えば、線バネによって構成されている。ガイド部材９３は、前後方向に間隔をおいて複数個設けられている。ガイド部材９３は、上下方向に略直線状に延びる延出部９４と、延出部９４の上端部から右側に向かって円弧状に湾曲する弧状部９５と、を備えている。弧状部９５は、定着ベルト６２の内周面に接触しており、定着ベルト６２を内側から支持している。

上記のような構成を採用することで、押圧部材６４、熱伝達部材６７及びガイド部材９３によって定着ベルト６２が内側から支持されることになる。そのため、押圧部材６４と熱伝達部材６７のみによって定着ベルト６２が内側から支持される場合と比較して、定着ベルト６２の変形を抑制することが可能となり、定着ベルト６２の軌道を安定させることができる。

また、本実施形態では、ガイド部材９３が線バネによって構成されているため、ガイド部材９３を定着ベルト６２に接触させることに伴う定着装置１８の熱容量の増加を、最小限に留めることが可能となる。

本実施形態では、ガイド部材９３が線バネによって構成されていたが、他の異なる実施形態では、ガイド部材９３が板バネ等によって構成されても良い。

１ プリンター（画像形成装置）
１８ 定着装置
６２ 定着ベルト
６３ プレスローラー（加圧部材）
６４ 押圧部材
６５ 支持部材
６６ ヒーター（熱源）
６７ 熱伝達部材
６８ 反射部材
６９ 過昇温防止装置
７２ 定着ニップ
７８ 押圧面
８９ 吸熱面
９３ ガイド部材

Claims (8)

1. 回転可能に設けられる定着ベルトと、
   前記定着ベルトの外側に配置され、前記定着ベルトに圧接して定着ニップを形成し、回転可能に設けられる加圧部材と、
   前記定着ベルトの内側に配置され、前記定着ベルトを前記加圧部材側に向かって押圧する押圧部材と、
   前記押圧部材を支持する支持部材と、
   前記定着ベルトの内側に配置され、輻射熱を放射する熱源と、
   前記定着ベルトの内周面と接触し、前記熱源から放射される輻射熱を吸収する熱伝達部材と、
   前記熱源から前記支持部材に向かって放射された輻射熱を前記熱伝達部材に向かって反射する反射部材と、を備え、
   前記熱伝達部材は、前記定着ベルトの回転中心と前記加圧部材の回転中心を通過する直線よりも用紙の搬送方向における上流側に配置され、
   前記反射部材は、前記支持部材と間隔を介して設けられていることを特徴とする定着装置。
2. 前記熱源は、前記熱伝達部材と前記反射部材によって囲まれる空間に収容されていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記定着ベルトの外側に配置される過昇温防止装置を更に備え、
   前記過昇温防止装置は、前記定着ベルトを挟んで前記熱伝達部材と対向していることを特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置。
4. 前記熱伝達部材は、前記熱源から放射される輻射熱を吸収する吸熱面を備え、前記吸熱面には、黒塗装処理が施されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の定着装置。
5. 前記押圧部材は、前記定着ベルトを前記加圧部材側に向かって押圧する押圧面を備え、前記押圧面は、用紙の搬送方向における上流側から下流側に向かって前記加圧部材側に傾斜していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の定着装置。
6. 前記定着ベルトは、前記押圧部材と前記熱伝達部材のみによって内側から支持されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の定着装置。
7. 前記支持部材に取り付けられ、前記加圧部材とは反対側に向かって延びるガイド部材を更に備え、
   前記定着ベルトは、前記押圧部材、前記熱伝達部材及び前記ガイド部材によって内側から支持されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の定着装置。
8. 請求項１〜７のいずれか１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。

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