JP5108401B2 - 定着装置、画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は複写機、プリンタ、ファクシミリ、またはそれらの複合機等の画像形成装置と、それに設ける定着装置に関する。

従来から、複写機やプリンタ等の画像形成装置において、立ち上がり時間が短いオンデマンド方式の定着装置が広く知られている。オンデマンド方式の定着装置は、定着部材としての定着フィルム（エンドレスフィルム）、加圧ローラ（加圧部材）、セラミックヒータ等のヒータ（加熱手段）、等で構成されている。ヒータは、定着フィルムの内部に設置され、定着フィルムを介して加圧ローラに当接してニップ部を形成すると共に、定着フィルムを加熱する。そして、ニップ部に向けて搬送された記録媒体上のトナー像は、ニップ部にて熱と圧力とを受けて記録媒体上に定着される（例えば特許文献１参照）。

一方、特許文献２等にはフィルム加熱方式の加熱装置において、ヒータ基板の両面に発熱体を設け、一方の発熱体をもう一方の発熱体より短くし、小サイズ紙通紙時には短いほうの発熱体にのみ通電して被通紙部昇温を防止した技術が開示されている。また、特許文献３、４等にはフィルム加熱方式の加熱装置において、非通紙部に非通紙部昇温検知用の第２の温度検知素子をハウジングに収容して設け、最小幅の記録材が通過する領域外の非通紙部昇温およびそれに伴う加熱体、加熱部材等の劣化、破損を防止した技術が開示されている。

特開２００２−６６５６号公報 特開２００３−３３７４８４号公報 特開２００１−３５６６２１号公報 特開２０００−２０６８２６号公報

上述した従来のオンデマンド方式の定着装置（特許文献１）は、ヒータ等の加熱手段の交換性（メンテナンス性）が悪かった。これを以下に詳述する。
ヒータの寿命は有限であるために、定着装置においてはしばしばヒータの交換メンテナンスが行われる。しかしながら、ヒータは定着フィルムを介して加圧ローラに圧接しているために、圧力がかかった状態のヒータをそのまま幅方向（長手方向）に引き抜くことが難しかった。

このような不具合を解決するために、ヒータ（定着フィルム）と加圧ローラとの圧力を解除する機構を設ける方策も考えられる。すなわち、圧力解除機構を操作してヒータと加圧ローラとの圧力を解除した後に。装置からヒータを取り出すことが出来る。しかし、その場合には、圧力解除機構を設置するためのコストやスペースが余計に必要になってしまうことになる。

特に、従来のオンデマンド方式の定着装置は、ヒータに対して加圧部材による圧力が常にかかっている状態であって、ジャム処理時や輸送時等にヒータが破損しやすい構成となっているために、上述の問題は無視できないものになっている。

そこで本発明は、上述のような課題を解決するために、装置の立ち上げ時間が短く、比較的簡易な構成で、加熱手段の交換性が高く、非通紙部昇温を防止できる定着装置および画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明の定着装置のうち請求項１に係るものは、上記目的を達成するために、
可撓性を有し、トナー像を加熱して溶融する定着部材と、該定着部材に当接する加圧部材と、前記定着部材を介して前記加圧部材に当接してニップ部を形成するために前記定着部材の内部に固設された当接部材と、該当接部材を加熱する加熱部材とを備え、該加熱部材を、前記当接部材が前記定着部材を介して前記加圧部材に当接した状態で装置本体に対して挿脱できるように設置した定着装置において、
前記当接部材は、前記加圧部材に対向する面側の厚さを、前記ニップ部の幅方向中央部と幅方向両端部とで異ならせ、
前記幅方向中央部の厚さを前記幅方向両端部の厚さよりも厚くなるように形成するとともに、
前記当接部材を２分し、該２分した部位にそれぞれ凹凸部を形成し、これら凹凸部を組み合わせて前記ニップ部の幅方向で伸縮自在とし、前記加圧部材との当接面積を可変としたことを特徴とする。

請求項２に係るものは、
可撓性を有し、トナー像を加熱して溶融する定着部材と、該定着部材に当接する加圧部材と、前記定着部材を介して前記加圧部材に当接してニップ部を形成するために前記定着部材の内部に固設された当接部材と、該当接部材を加熱する加熱部材とを備え、該加熱部材を、前記当接部材が前記定着部材を介して前記加圧部材に当接した状態で装置本体に対して挿脱できるように設置した定着装置において、
前記当接部材は、前記加圧部材に対向する面側の厚さを、前記ニップ部の幅方向中央部と幅方向両端部とで異ならせ、
前記幅方向中央部の厚さを前記幅方向両端部の厚さよりも薄くなるように形成するとともに、
前記当接部材を２分し、該２分した部位にそれぞれ凹凸部を形成し、これら凹凸部を組み合わせて前記ニップ部の幅方向で伸縮自在とし、前記加圧部材との当接面積を可変としたことを特徴とする。

請求項３に係るものは、請求項１又は２の定着装置において、前記凹凸部が櫛歯状の形状を有し、該櫛歯状の凹凸部のかみ合い量を変化させることで前記伸縮を可能としたことを特徴とする。

請求項４に係るものは、請求項３の定着装置において、前記２分した当接部材の組み合わせた長さが前記記録媒体の幅より長くなるように可変としてなることを特徴とする。

請求項５に係るものは、請求項３の定着装置において、前記２分した当接部材の組み合わせた長さが前記記録媒体の幅より短くなるように可変としてなることを特徴とする。

請求項６に係るものは、請求項１から５のいずれかに記載の定着装置において、前記２分した当接部材の長さを、前記定着部材で加熱、溶融させる前記トナー像の幅より長くなるように可変としてなることを特徴とする。

請求項７に係るものは、請求項１から６のいずれかに記載の定着装置において、前記加熱手段との間に加熱手段からの熱を選択的に遮断する反射部材としてマスク部材を設けてなることを特徴とする。

請求項８に係るものは、請求項７の定着装置において、前記マスク部材が断熱部材であることを特徴とする。

請求項９に係る画像形成装置は、請求項１から８のいずれかの定着装置を用いたことを特徴とする。

本発明は、加熱の必要な部分と、それ以外の非通紙部にある部分で当接部材の厚さを変え、それによって非通紙部昇温を防止することができる。

以下本発明を実施するための最良の形態を、図に示す実施例を参照して説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

図１〜図７により本発明の実施例１について説明する。
まず図１により、画像形成装置全体の構成、動作について説明する。図１において、１は画像形成装置としての複写機の装置本体、２は原稿Ｄの画像情報を光学的に読み込む原稿読込部、３は原稿読込部２で読み込んだ画像情報に基づいた露光光Ｌを感光体ドラム５上に照射する露光部、４は感光体ドラム５上にトナー像（画像）を形成する作像部、７は感光体ドラム５上に形成されたトナー像を記録媒体Ｐに転写する転写部、１０はセットされた原稿Ｄを原稿読込部２に搬送する原稿搬送部、１２〜１４は転写紙等の記録媒体Ｐが収納された給紙部、２０は記録媒体Ｐ上の未定着画像を定着する定着装置、２１は定着装置２０に設置された定着部材としての定着フィルム、３１は定着装置２０に設置された加圧部材としての加圧ローラを示す。

まず画像形成装置における通常の画像形成時の動作について説明する。原稿Ｄは、原稿搬送部１０の搬送ローラによって、原稿台から図中の矢印方向に搬送されて、原稿読込部２上を通過する。このとき、原稿読込部２では、上方を通過する原稿Ｄの画像情報が光学的に読み取られる。そして、原稿読込部２で読み取られた光学的な画像情報は、電気信号に変換された後に、露光部３（書込部）に送信される。そして、露光部３からは、その電気信号の画像情報に基づいたレーザ光等の露光光Ｌが、作像部４の感光体ドラム５上に向けて発せられる。

一方、作像部４において、感光体ドラム５は図中の時計方向に回転しており、所定の作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程）を経て、感光体ドラム５上に画像情報に対応した画像（トナー像）が形成される。その後、感光体ドラム５上に形成された画像は、転写部７で、レジストローラにより搬送された記録媒体Ｐ上に転写される。

一方、転写部７に搬送される記録媒体Ｐは、次のように動作する。
まず、画像形成装置本体１の複数の給紙部１２、１３、１４のうち、１つの給紙部が自動又は手動で選択される（例えば、最上段の給紙部１２が選択されたものとする。）。そして、給紙部１２に収納された記録媒体Ｐの最上方の１枚が、搬送経路Ｋの位置に向けて搬送される。その後、記録媒体Ｐは、搬送経路Ｋを通過してレジストローラの位置に達する。そして、レジストローラの位置に達した記録媒体Ｐは、感光体ドラム５上に形成された画像と位置合わせをするためにタイミングを合わせて、転写部７に向けて搬送される。

そして、転写工程後の記録媒体Ｐは、転写部７の位置を通過した後に、搬送経路を経て定着装置２０に達する。定着装置２０に達した記録媒体Ｐは、定着フィルム２１と加圧ローラ３１との間に送入されて、定着フィルム２１から受ける熱と双方の部材２１、３１から受ける圧力とによって画像が定着される。画像が定着された記録媒体Ｐは、定着フィルム２１と加圧ローラ３１との間（ニップ部である。）から送出された後に、画像形成装置本体１から排出される。こうして、一連の画像形成プロセスが完了する。

次に、図２〜図７にて、画像形成装置本体１に設置される定着装置２０の構成、動作について詳述する。
図２は、定着装置２０を示す構成図、図３は、定着装置２０の一部を幅方向に見た図、図４は、加熱手段としての赤外線ヒータ２５が定着装置２０から挿脱される状態を示す図、図５は、定着装置２０のニップ部近傍を示す部分拡大図、図６は、当接部材としての加熱板２２を幅方向にみた図、図７は、反射部材としての反射板２３を幅方向にみた図である。

図２に示すように、定着装置２０は、定着部材としての定着フィルム２１、当接部材としての加熱板２２、反射部材としての反射板２３、保持部材２４、加熱手段としての赤外線ヒータ２５、加圧部材としての加圧ローラ３１、検知手段としての光学センサ４０、ガイド板３５、３７等で構成される。

定着部材としての定着フィルム２１は、薄肉で可撓性を有するエンドレスフィルムであって、図２中の矢印方向（時計方向）に回転する。定着フィルム２１の材料としては、ポリイミド、ポリアミド、フッ素樹脂、金属等を用いることができる。なお、トナーＴ（トナー像）に対する離型性（剥離性）を担保するために、定着フィルム２１の表層に、ＰＦＡ（４フッ化エチレンバーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂）、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ＰＥＳ（ポリエーテルサルファイド）、等からなる離型層を形成することもできる。定着部材として熱容量の低い定着フィルム２１を用いることで、立ち上がり時間が極めて短いオンデマンドの定着装置を提供することができる。定着フィルム２１の内部（内周面側）には、赤外線ヒータ２５（加熱手段）、加熱板２２、反射板２３、保持部材２４、等が固設されている。定着フィルム２１は、加熱板２２に押圧されて、加圧ローラ３１との間にニップ部を形成する。

当接部材としての加熱板２２は、板厚が０．１ｍｍ程度の金属板（又は、セラミックやポリイミド樹脂からなる板材）であって、赤外線ヒータ２５によって加熱（輻射熱による加熱である。）されるとともに、定着フィルム２１を介して加圧ローラ３１に当接して所望のニップ部を形成する。なお、本実施例１では、加熱板２２の対向面（加圧ローラ３１に対向する面である。）が平面形状になるように形成している。これにより、ニップ部の形状が記録媒体Ｐの画像面に対して略平行になって、定着フィルム２１と記録媒体Ｐとの密着性が高まるために定着性が向上するとともに、ニップ部を通過する記録媒体Ｐにカールやシワが発生する不具合も低減する。さらに、ニップ部の出口側における定着フィルム２１の曲率が大きくなるために、ニップ部から送出された記録媒体Ｐを定着フィルム２１から容易に分離することができる。

また、本実施例１における加熱板２２は、定着フィルム２１が摺接する面にフッ素樹脂がコーティングされている。これにより、定着装置２０に固定支持された加熱板２２に摺接する定着フィルム２１の内周面の磨耗を軽減することができる。

加熱手段としての赤外線ヒータ２５は、カーボンヒータやハロゲンヒータであって、その両端部が保持部材２４を介して定着装置２０の側板に固定されている。そして、装置本体１の電源部により出力制御された赤外線ヒータ２５によって加熱板２２が加熱されて、さらに加熱板２２によって定着フィルム２１が加熱されてその表面から記録媒体Ｐ上のトナー像Ｔに熱が加えられる。なお、赤外線ヒータ２５の出力制御は、定着フィルム２１表面に対向する温度センサ（不図示である。）によるフィルム表面温度の検知結果に基づいておこなわれる。また、このような赤外線ヒータ２５の出力制御によって、定着フィルム２１の温度（定着温度）を所望の温度に設定することができる。赤外線ヒータ２５（加熱手段）は、加熱板２２が定着フィルム２１を介して加圧ローラ３１に当接した状態で、定着装置２０に対して挿脱できるように設置されている。これについては、図４を用いて後述する。

なお、赤外線ヒータ２５として、カーボンヒータを用いた場合には、ハロゲンヒータを用いたときと比較して、オンオフ制御の自由度が高まる。具体的に、ヒータ２５のデューティが１００％に達する前に通電をオフする制御を繰り返しても断線することなく、経時における出力低下も軽減される。また、カーボンヒータを用いる場合には、その形状を最適化して、加熱板２２に対向する方向（図２の上下方向である。）に発せられる輻射熱の熱量がその方向に直交する方向（図２の左右方向である。）に発せられる輻射熱の熱量よりも大きくなるように形成することが好ましい。これにより、ヒータ２５から発せられる熱を加熱板２２に集中的に向けることができるため、加熱板２２の加熱効率が高められる。

反射部材としての反射板２３は、赤外線ヒータ２５に対して加熱板２２に対向する側の反対側（図２において赤外線ヒータ２５の上方である。）に配設されている。反射板２３は、アルミニウムに鏡面仕上げを施したものであって、赤外線ヒータ２５から発せられた赤外線を反射する。反射板２３で反射した赤外線の多くは加熱板２２に入射するために、加熱板２２の加熱効率が高められる。なお、本実施例１では、赤外線ヒータ２５から離間した位置に反射板２３を設置したが、赤外線ヒータ２５のガラス管の一部（加熱板２２に対向する側の反対側である。）に金メッキやアルミニウム蒸着を施してもよい。この場合にも、ガラスに施した金メッキやアルミニウム蒸着が反射部材として機能するために、加熱板２２の加熱効率が高められる。

また、加熱板２２における対向面（赤外線ヒータ２５に対向する側である）に赤外線を吸収する吸収部材を設けることもできる。具体的には、加熱板２２の対向面に黒色塗装を施すことができる。これにより、加熱板２２における赤外線の吸収率が向上して、加熱板２２の加熱効率が高められる。

図３を参照して説明すると、保持部材２４は、加熱板２２、赤外線ヒータ２５、反射板２３を一体的に保持する。保持部材２４は、耐熱性樹脂材料からなり、その両端が定着装置２０の側板にそれぞれ支持されている。特に、赤外線ヒータ２５は、第２保持部材としてのホルダ２７を介して保持部材２４に保持されている。詳しくは、保持部材２４の幅方向両端にはそれぞれホルダ２７がネジ締結されている。ホルダ２７には、赤外線ヒータ２５の端部に係合する穴が設けられている。そして、保持部材２４からホルダ２７を取出することで、保持部材２４（定着装置２０）から赤外線ヒータ２５のみを脱離することができる。

また、保持部材２４の幅方向両端には、それぞれ、圧縮スプリング２８が設置されている。これにより、当接部材としての加熱板２２が加圧ローラ３１に向けて付勢されて、所望のニップ部を形成することになる。なお、加圧ローラ３１は、定着装置２０の側板（固定位置）に軸受を介して回転自在に設置されている。そして、加圧ローラ３１は不図示の駆動モータによって所定方向に回転駆動されて、定着フィルム２１は加圧ローラ３１との摩擦力によって図２の矢印方向に駆動されることになる。

以上述べた構成により、定着装置２０における駆動機構及び加圧機構を簡素化することができる。

さらに、図２を参照すればわかるように、保持部材２４は、定着フィルム２１をガイドするように形成されている。すなわち、保持部材２４は、可撓性を有する定着フィルム２１の円形姿勢をある程度維持できるように、円形に形成されている。これにより、定着フィルム２１の変形による劣化、破損を軽減することができる。

図２を参照すると、加圧部材としての加圧ローラ３１は、芯金３２上に弾性層３３を形成したものである。加圧ローラ３１の弾性層３３は、フッ素ゴム、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム等の材料で形成されている。なお、弾性層３３の表層にＰＦＡ等からなる薄肉の離型層（チューブ）を設けることもできる。加圧ローラ３１は定着フィルム２１に圧接して、双方の部材間に所望のニップ部を形成する。また、加圧ローラ３１は、不図示の駆動機構によって、図２中の矢印方向（反時計方向）に回転駆動される。

定着フィルム２１と加圧ローラ３１との当接部（ニップ部である。）の入口側には、ニップ部に向けて搬送される記録媒体Ｐを案内するガイド板３５（入口ガイド板）が配設されている。また、ニップ部の出口側には、ニップ部から送出される記録媒体Ｐを案内するガイド板３７（出口ガイド板）が配設されている。双方のガイド板３５、３７は、いずれも、定着装置２０のフレーム（筐体）に固設されている。

上述のように構成された定着装置２０は、次のように動作する。
装置本体１の電源スイッチが投入されると、赤外線ヒータ２５に電力が供給されるとともに、加圧ローラ３１の図２中の矢印方向の回転駆動が開始される。これにより、加圧ローラ３１との摩擦力によって、定着フィルム２１も図２中の矢印方向に従動（回転）する。

その後、給紙部１２〜１４から記録媒体Ｐが給送されて、作像部４にて記録媒体Ｐ上に未定着画像が担持される。未定着画像Ｔ（トナー像）が担持された記録媒体Ｐは、ガイド板３５に案内されながら図２の矢印Ｙ１０方向に搬送されて、圧接状態にある定着フィルム２１及び加圧ローラ３１のニップ部に送入される。そして、加熱板２２によって加熱された定着フィルム２１による加熱と、加熱板２２（定着フィルム２１）及び加圧ローラ３１の押圧力とによって、記録媒体Ｐの表面にトナー像Ｔが定着される。その後、ニップ部から送出された記録媒体Ｐは、矢印Ｙ１１方向に搬送される。

以下、図４を参照して、本実施の形態１における定着装置２０において、特徴的な構成、動作について詳述する。
本実施例１では、加熱板２２が定着フィルム２１を介して加圧ローラ３１に当接した状態で、それらの部材２１、２２、３１の圧力解除をおこなうことなく、定着装置２０に対して赤外線ヒータ２５を挿脱できるように構成している。詳しくは、保持部材２４に対するホルダ２７（第２保持部材）の着脱とともに、定着装置２０に対して赤外線ヒータ２５が挿脱される。

さらに具体的には、赤外線ヒータ２５のメンテナンスを行うために定着装置２０から赤外線ヒータ２５を取出する場合には、まず、ネジ締結を解除して一方のホルダ２７を保持部材２４から取り出す（図４の破線両矢印方向の移動である。）。その後、ホルダ２７を取出した側から、赤外線ヒータ２５を引き出す（図４の白矢印方向の移動であって、図４右側への移動である。）。そして、新品の赤外線ヒータ２５（又は修理後の赤外線ヒータ２５）を定着装置２０に装着する場合には、上述した取出動作と逆の動作をおこなう。このように、本実施例１における定着装置２０は、立ち上がり時間が極めて短い構成であって、加熱板２２（定着フィルム２１）と加圧ローラ３１との圧力を解除する機構を設けることなく、比較的簡易な構成で、交換頻度が比較的高い赤外線ヒータ２５の交換性、メンテナンス性を向上させることができる。

また、本実施例１では、加熱手段としての赤外線ヒータ２５が、加熱板２２（当接部材）に対して離間して設置されている。すなわち、赤外線ヒータ２５が、加熱板２２からある程度ギャップをあけて設置されている。これにより、加熱板２２が定着フィルム２１を介して加圧ローラ３１に圧接した状態で定着装置２０が輸送された場合等であっても、赤外線ヒータ２５が加熱板２２等から直接的に受ける振動を軽減することができるために、赤外線ヒータ２５の破損を抑止することができる。さらに、加熱板２２が定着フィルム２１を介して加圧ローラ３１に圧接した状態で、定着装置２０の位置でジャムした記録媒体Ｐが取出された場合（ジャム処理された場合）等であっても、ジャム処理動作によって赤外線ヒータ２５がニップ部から直接的に受ける衝撃を軽減することができるために、赤外線ヒータ２５の破損を抑止することができる。

また、本実施例１では、図５を参照して、加熱板２２（当接部材）の記録媒体の搬送方向の長さＭが、ニップ部のニップ量Ｎよりも長くなるように設定している（Ｍ＞Ｎである。）。これにより、ニップ部の出口側（図５中の領域Ａである。）では、定着フィルム２１が加圧ローラ３１の形状にならって加圧ローラ３１側に凸状に変形することになる。したがって、定着工程後の記録媒体Ｐは、定着フィルム２１から分離する方向（図５の矢印Ｙ１１方向である。）に送出されることになる。すなわち、ニップ部送出時の搬送分離性を高めることができる。

また、本実施例１では、図６を参照して、加熱板２２（当接部材）が、幅方向中央部における厚さｔ１（赤外線ヒータ２５に対向する方向の厚さである。）と幅方向両端部における厚さｔ２とが異なるように形成されている。具体的に、幅方向中央部の厚さｔ１が、幅方向両端部の厚さｔ２よりも厚くなるように形成されている（ｔ１＞ｔ２である。）。これにより、加熱板２２における幅方向両端部の加熱効率が幅方向中央部の加熱効率よりも高くなるために、加熱板２２の両端部から熱が放散されて両端部の温度が低下する不具合を抑止することができる。すなわち、加熱板２２の幅方向の温度分布が均一化されて、定着ムラの発生が軽減される。

なお、本実施例１では、加熱板２２の両端部からの熱放散分を考慮して両端部の厚さｔ２を中央部の厚さｔ１よりも薄くした。これに対して、中央部のニップ量が両端部のニップ量に比べて小さくなってしまい中央部の定着性が低下してしまう場合や、幅方向のサイズが小さな小サイズ紙が多く通紙されて両端部の温度が過昇温してしまう場合等には、中央部の厚さｔ１を両端部の厚さｔ２よりも薄くして中央部の加熱効率を両端部のものよりも高くすることができる。

また、本実施例１では、図７からわかるように、反射板２３（反射部材）が、幅方向中央部２３ａにおける大きさ（赤外線ヒータ２５に対向する対向面の面積である。）と幅方向両端部における大きさ２３ｂとが異なるように形成されている。具体的に、幅方向中央部２５ａの大きさが、幅方向両端部２３ｂの大きさよりも小さくなるように形成されている。これにより、幅方向両端部２３ｂにおける反射板２３による赤外線の反射量が、幅方向中央部２５ａのものよりも多くなる。そのため、加熱板２２における幅方向両端部の加熱効率が幅方向中央部の加熱効率よりも高くなって、加熱板２２の両端部から熱が放散されて両端部の温度が低下する不具合を抑止することができる。すなわち、加熱板２２の幅方向の温度分布が均一化されて、定着ムラの発生が軽減される。

なお、本実施例１では、反射板２３の対向面の面積によって、幅方向両端部における反射板２３による赤外線の反射量が、幅方向中央部のものよりも多くなるように構成した。これに対して、反射板２３の幅方向両端部における赤外線に対する反射率が幅方向中央部のものよりも高くなるように形成することでも、幅方向両端部における反射板２３による赤外線の反射量が幅方向中央部のものよりも多くなるようにできる。そして、その場合にも、上述した効果と同等の効果を得ることができる。なお、反射板２３における反射率の差異は、反射率の異なる材料を用いたり、鏡面仕上げの程度を調整することにより設定することができる。

また、本実施例１では、加熱板２２の両端部からの熱放散分を考慮して両端部の反射板２３ｂを反射板の中央部２３ａよりも大きくした。これに対して、中央部のニップ量が両端部のニップ量に比べて小さくなってしまい中央部の定着性が低下してしまう場合や、幅方向のサイズが小さな小サイズ紙が多く通紙されて両端部の温度が過昇温してしまう場合等には、反射板の中央部２３ａを反射板の両端部２３ｂよりも大きくして中央部の加熱効率を両端部のものよりも高くすることができる。

さらに、本実施例１では、図２からわかるように、定着フィルム２１の外周面に対向する位置に、検知手段としての光学センサ４０が配設されている。この光学センサ４０は、定着フィルム２１上に形成されたマーカ（例えば、黒色の定着フィルム２１上に形成した白色のマーカである。）を光学的に検知して、定着フィルム２１の回転速度（駆動速度）を検知する。なお、検知手段としては、エンコーダ等を用いることもできる。

一方、加圧ローラ３１を駆動する駆動モータは、加圧ローラ３１の回転速度を可変できるように構成されている。したがって、この駆動モータは、定着フィルム２１の駆動速度を可変する可変手段としても機能することになる。そして、光学センサ４０で検知した検知結果に基づいて、定着フィルム２１の回転速度が安定化するように、可変手段としての駆動モータを制御する。これにより、定着フィルム２１の回転速度変動を軽減することができるために、出力画像の定着性や記録媒体Ｐの搬送性が安定化することになる。

また、検知手段としての光学センサ４０によって検知された値が所定値以下であるときに、定着フィルム２１の回転駆動にスリップが生じていて定着フィルム２１に局部的な過昇温が生じる可能性があるものとして、赤外線ヒータ２５に供給する電力を遮断する。これにより、駆動動作に異常が生じたときであっても、定着フィルム２１の熱的破損を抑止できる。

図８は、実施例２の定着装置２０を示す構成図、図９は、加圧部材に対向する面の面積を可変にした加熱板２２（当接部材）の構成図である。加熱板２２は、搬送方向に直交する方向に対して、搬送中心から対称に複数に分割されている。また、分割された加熱板２２ａ、２２ｂはそれぞれソレノイド等のアクチュエータ５０と連結されており、加圧部材の当接面との接離動作を行う構成になっている。これにより、加熱板２２ｂはアクチュエータ５０の制御次第で、分割された部分だけを加圧面から回避させることができ、加圧部材との当接面積は減少する。また、図１０の加熱板２２（当接部材）は、搬送方向に直交する方向に対して、２つの櫛歯状の加熱板２２ｃが対向し合っており、それぞれの櫛歯の凹凸が対向方向に組み合う状態に摺動する構成となっている。櫛歯の凹凸のかみ合い量を変化させることで、2つの櫛歯状の部材で組み合わされた当接部材の対向方向の長さはＬ１〜Ｌ２の間で変動するため、加圧部材との当接幅も同様に変動する。

また、上記構成を搬送方向に対して構成することで、加熱板と加圧部材とのニップ幅が可変となり、記録媒体の厚みが厚く、必要な熱量が大きい場合はニップ幅を広げることで、記録媒体へより多くの熱量を与えることができる。

また、加圧部材と上記当接部材の可変後の当接幅は、定着装置に搬送される記録媒体の幅と一致させることで、記録媒体の搬送されない位置での、不要な加熱を防ぐことが出来る。

また、記録媒体幅よりわずかに長い幅に当接幅を持たせ、記録媒体の搬送ズレが発生した場合でも、確実に記録媒体幅分の加熱、加圧を行なうようにしてもよい。

また記録媒体が封筒など、側面部が折り曲げ形状を持つものでは、加圧部材と上記当接部材の可変後の当接幅を、記録媒体幅よりも短めの当接幅としてもよい。

また、加圧部材と上記当接部材の可変後の当接幅を定着装置のトナー像幅と一致させてもよい。この場合、記録媒体に転写されたトナー像の幅のみの加熱となるため、消費電力の抑制となる。

また、トナー像幅よりわずかに長い幅に当接幅を持たせ、記録媒体の搬送ズレが発生した場合でも、確実にトナー像を定着するようにしてもよい。

図１１は当接部材と加熱手段との間に加熱手段からの熱を選択的に遮断するマスク部材を設けた構成図である。
加熱板２２（当接部材）と赤外線ヒータ２５（加熱部材）との間に、搬送中心から対称に複数のマスク部材５１を設け、選択的に加熱板２２と赤外線ヒータ２５との間のからアクチュエータ５０の動力により回避位置へと移動される。定着装置に搬送される記録媒体が小サイズ紙などの場合、加熱板２２の両端部側は非通紙部となるため、マスク部材５１は非通紙部を覆う位置にあり、加熱板２２の両端部側の加熱を妨げる。逆に、最大サイズ紙の場合は、マスク部材５１は回避位置へと移動し、加熱板２２の全体が赤外線ヒータ２５によって加熱される。

また、マスク部材に反射部材を用いて、加熱部材からの熱を反射部材によって反射する構成とすることで、非マスク部へ熱が流れることで加熱効率が高められる。

また、マスク部材に断熱部材を用いて、加熱部材からマスク部材への熱を遮断する構成とすると、マスク部材へ流れる熱量が押さえられるため、加熱効率が高められる。

以上説明したように、本発明の実施例においては、赤外線ヒータ２５（加熱手段）により加熱されニップ部を形成する加熱板２２（当接部材）が定着フィルム２１（定着部材）を介して加圧ローラ３１（加圧部材）に当接した状態で、定着装置２０に対して赤外線ヒータ２５を挿脱できるように構成している。これにより、定着装置２０の立ち上げ時間が短く、比較的簡易な構成で、赤外線ヒータ２５の交換性、メンテナンス性を高めることができる。

なお、本発明の実施例では加圧部材として加圧ローラを用いた定着装置に対して本発明を適用したが、加圧部材として加圧ベルトや加圧パッドを用いた定着装置に対しても本発明を適用することができる。そして、その場合にも、本実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

すなわち本発明に係る定着装置は、トナー像を加熱して溶解するとともに、可撓性を有する定着部材と、定着部材を介して加圧部材に当接してニップ部を形成するために定着部材の内側に固設された当接部材と、当接部材を加熱する加熱手段とを備え、当接部材は、加圧部材に対向する面の面積を可変できるように構成することで、加熱の必要な部分以外の非通紙部にある当接部材が無くなり非通紙部昇温を防止できる。

また、当接部材を分割し、それぞれ加圧部材に対して接離可動し、加圧部材との当接面積を可変自在として構成し、それにより、加熱の必要な部分以外の非通紙部にある当接部材が無くなり非通紙部昇温を防止することができる。

また、当接部材を伸縮自在とし、加圧部材との当接面積を可変自在として構成することにより、加熱の必要な部分以外の非通紙部にある当接部材が無くなり非通紙部昇温を防止することができる。

また、当接部材を搬送方向と直交する方向に対する幅方向長さが可変となるように構成することにより、加熱の必要な部分以外の非通紙部にある当接部材が無くなり非通紙部昇温を防止できる。

また、当接部材を搬送方向に対する長さを可変となるように構成することにより、当接部材の加圧部材に対するニップ幅が制御でき、搬送される記録媒体にあわせた加熱量、加圧量を与えることができる。

また、当接部材の可変量を記録媒体の幅方向長さに合わせて決定されるように構成することにより、当接部材による加熱、加圧範囲が制御され、加熱の必要な部分以外の非通紙部にある当接部材が無くなり非通紙部昇温を防止することができる。

また、当接部材の可変量をトナー像の幅方向長さに合わせて決定されるように構成することにより、加熱の必要なトナー像の転写されている部分以外の非通紙部にある当接部材が無くなり非通紙部昇温を防止することができる。

また、記録媒体の厚み情報によってニップ幅を決定することで、搬送される記録媒体にあわせた加熱量、加圧量を与えることができる。

また、当接部材の可変位置を記録媒体の幅より長い長さに決定されるように構成することにより、定着装置に搬送される記録媒体が搬送中に幅方向へのズレが生じた場合でも、必要な加熱、加圧量を確保することができる。

また、当接部材の可変位置を記録媒体の幅より短い長さに決定されるように構成することにより、定着装置に搬送される記録媒体が封筒など、側面部に折り曲げ形状を持つ媒体では、端部の加熱、加圧を回避させることで搬送性を向上させることができる。

また、当接部材の可変位置をトナー像の幅より長い長さに決定されるように構成することにより、定着装置に搬送される記録媒体が搬送中に幅方向へのズレが生じた場合でも、加熱、加圧不良を起こすことなく、必要な加熱、加圧量を確保することができる。

また、当接部材と加熱手段との間に加熱手段からの熱を選択的に遮断するマスク部材を備えたことにより、加熱体からの加熱範囲を選択的に可変とすることが出来るため、加熱の必要な部分以外の非通紙部にある当接部材が無くなり非通紙部昇温を防止することができる。

また、マスク部材を反射部材で構成することにより、非マスク部へ熱が反射部材に反射され流れることで加熱効率が高めることができる。

また、マスク部材を断熱部材で構成したことにより、断熱材で構成されているマスク部材へ流れる熱量が押さえられるため、加熱効率が高めることができる。

画像形成装置全体の構成、動作を示すための概略断面図 定着装置を示す構成図 定着装置の一部を幅方向に見た図 加熱手段としての赤外線ヒータが定着装置から挿脱される状態を示す図 定着装置のニップ部近傍を示す部分拡大図 当接部材としての加熱板を幅方向にみた図 反射部材としての反射板を幅方向にみた図 実施例２の定着装置を示す構成図 加圧部材に対向する面の面積を可変にした加熱板（当接部材）の構成図 同じく平面図 接部材と加熱手段との間に加熱手段からの熱を選択的に遮断するマスク部材を設けた構成図

符号の説明

１：画像形成装置
２：原稿読込部
３：露光部
４：作像部
５：感光体ドラム
７：転写部
１０：原稿搬送部
１２〜１４：給紙部
２０：定着装置
２１：定着フィルム
２２：加熱板
２２ａ、２２ｂ：分割された加熱板
２３：反射板
２３ａ：反射板の幅方向中央部
２３ｂ：同幅方向両端部における大きさ
２４：保持部材
２５：赤外線ヒータ
２５ａ：赤外線ヒータの幅方向中央部
２７：ホルダ
２８：圧縮スプリング
３１：加圧ローラ
３２：芯金
３３：弾性層
３５、３７：ガイド板
４０：光学センサ
５０：アクチュエータ
５１：マスク部材
Ｌ：露光光
Ｐ：記録媒体
Ｄ：原稿
Ｋ：搬送経路
Ｔ：トナー像
Ｍ：記録媒体の搬送方向の長さ
Ｎ：ニップ部のニップ量
Ａ：ニップ部の出口側の領域
ｔ１：加熱板の幅方向中央部における厚さ
ｔ２：同幅方向両端部における厚さ

Claims (9)

1. 可撓性を有し、トナー像を加熱して溶融する定着部材と、該定着部材に当接する加圧部材と、前記定着部材を介して前記加圧部材に当接してニップ部を形成するために前記定着部材の内部に固設された当接部材と、該当接部材を加熱する加熱部材とを備え、該加熱部材を、前記当接部材が前記定着部材を介して前記加圧部材に当接した状態で装置本体に対して挿脱できるように設置した定着装置において、
   前記当接部材は、前記加圧部材に対向する面側の厚さを、前記ニップ部の幅方向中央部と幅方向両端部とで異ならせ、
   前記幅方向中央部の厚さを前記幅方向両端部の厚さよりも厚くなるように形成するとともに、
   前記当接部材を２分し、該２分した部位にそれぞれ凹凸部を形成し、これら凹凸部を組み合わせて前記ニップ部の幅方向で伸縮自在とし、前記加圧部材との当接面積を可変としたことを特徴とする定着装置。
2. 可撓性を有し、トナー像を加熱して溶融する定着部材と、該定着部材に当接する加圧部材と、前記定着部材を介して前記加圧部材に当接してニップ部を形成するために前記定着部材の内部に固設された当接部材と、該当接部材を加熱する加熱部材とを備え、該加熱部材を、前記当接部材が前記定着部材を介して前記加圧部材に当接した状態で装置本体に対して挿脱できるように設置した定着装置において、
   前記当接部材は、前記加圧部材に対向する面側の厚さを、前記ニップ部の幅方向中央部と幅方向両端部とで異ならせ、
   前記幅方向中央部の厚さを前記幅方向両端部の厚さよりも薄くなるように形成するとともに、
   前記当接部材を２分し、該２分した部位にそれぞれ凹凸部を形成し、これら凹凸部を組み合わせて前記ニップ部の幅方向で伸縮自在とし、前記加圧部材との当接面積を可変としたことを特徴とする定着装置。
3. 請求項１又は２の定着装置において、前記凹凸部が櫛歯状の形状を有し、該櫛歯状の凹凸部のかみ合い量を変化させることで前記伸縮を可能としたことを特徴とする定着装置。
4. 請求項３の定着装置において、前記２分した当接部材の組み合わせた長さが前記記録媒体の幅より長くなるように可変としてなることを特徴とする定着装置。
5. 請求項３の定着装置において、前記２分した当接部材の組み合わせた長さが前記記録媒体の幅より短くなるように可変としてなることを特徴とする定着装置。
6. 請求項１から５のいずれかに記載の定着装置において、前記２分した当接部材の長さを、前記定着部材で加熱、溶融させる前記トナー像の幅より長くなるように可変としてなることを特徴とする定着装置。
7. 請求項１から６のいずれかに記載の定着装置において、前記加熱手段との間に加熱手段からの熱を選択的に遮断する反射部材としてマスク部材を設けてなることを特徴とする定着装置。
8. 請求項７の定着装置において、前記マスク部材が断熱部材であることを特徴とする定着装置。
9. 請求項１から８のいずれかの定着装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。