JP2008139779A - 加熱手段、定着装置、及びこれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 表面加熱方式の定着装置において、通紙される記録材の紙幅に応じて定着ローラ長手方向における輻射熱の照射領域を変えて、定着ローラ非通紙部への輻射熱の照射をおこなわないことで、定着ローラの熱劣化やホットオフセットをなくす。
また、表面加熱方式の定着装置において、定着ローラの通紙部と非通紙部とで輻射熱の照射量を変えて定着ローラ長手方向の温度分布を均一にすることで、定着ローラの熱劣化やホットオフセットをなくすとともに、紙搬送の不安定化や定着ローラ破損をなくす。
【解決手段】 表面加熱方式の定着装置において、熱源方面から定着ローラ方面に向かう輻射熱の照射経路内に遮蔽部材を導入可能とし、通紙される記録材の紙幅に応じて定着ローラ長手方向における輻射熱の照射領域を変えて、定着ローラ非通紙部への輻射熱の照射をおこなわない構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は電子写真方式、静電記録方式などの作像プロセスを経て画像を形成する画像形成装置、および該画像形成装置に具備される加熱手段、定着装置に関する。

従来、画像形成プロセス手段（電子写真プロセス・静電記録プロセス・磁気記録プロセスなど）で記録材（転写材シート・エレクトロファックスシート・静電記録紙・ＯＨＰシート・印刷用紙・フォーマット紙など）に転写方式あるいは直接方式にて形成担持させた画像情報の未定着トナー像を加熱・加圧によって該記録材面に永久固着させる定着装置として、熱ローラ方式あるいはフィルム加熱方式の定着装置が広く用いられている。

フィルム加熱方式の定着装置は、特開昭６３−３１３１８２号、特開平２−１５７８７８号、特開平４−４４０７５号、特開平４−２０４９８０号公報などに提案されている。フィルム加熱方式の定着装置は、ヒータ及びフィルムとして低熱容量の部材を用いることができるため、熱ローラ方式の定着装置と比較して、ニップ部Ｎの温度を良好な定着性が得られる温度まで到達させる時間が短く（クイックスタート性）、スタンバイ時の消費電力も大幅に小さくできる（省電力）などの利点がある。しかし、フィルム加圧方式の定着装置のフィルムは弾性を有さないため、トナー像をつぶすことによる画像の劣化がおこりやすい。

そこで、表面加熱方式の定着装置が特開平７−１５２２７１号、特開平８−１２９３１３号公報などに提案されている。図１２に従来の表面加熱方式の定着装置の断面概略図を示す。１１は表面に弾性層を有する定着ローラ、１２は表面に弾性層を有する加圧ローラ、１３は輻射熱を発生する熱源としてのハロゲンヒータ、１４はハロゲンヒータの輻射熱を反射して定着ローラを効率的に加熱する反射部材である。

定着ローラ１１は、円柱状のアルミもしくは鉄の芯金１１１の上に、シリコンゴムあるいは発泡シリコンゴムを形成した弾性層１１２と、高い熱伝導を有する鉄・ＳＵＳ・ニッケル等からなる１０〜１００μｍの薄層金属スリーブ１１３と、ＰＴＦＥあるいはＰＦＡ等の離型性層１１４とを、順次形成して構成される。

加圧ローラ１２は、円柱状のアルミもしくは鉄の芯金１２１の上に、シリコンゴムあるいは発泡シリコンゴムによる弾性層１２２と、ＰＴＦＥあるいはＰＦＡなどによる離型性層１２３とを、順次層形成して構成される。加圧ローラ１２は、不図示の加圧手段によって定着ローラ１１に圧接され、ニップ部Ｎを形成するとともに、不図示の駆動手段によって回転駆動される。

定着ローラ１１は不図示のギア列によって加圧ローラ１２の駆動を受けることで回転する。未定着トナー像を有する記録材Ｐはニップ部Ｎ導入され、定着ローラ１１と加圧ローラ１２とで挟持搬送される。記録材Pはハロゲンヒータ１３の輻射熱によって表面を加熱された定着ローラ１１から熱を与えられ、この熱と加圧によって記録材P上の未定着トナー像は記録材Pに定着される。

このような表面加熱方式の定着装置は、記録材と接触する定着ローラの表層を選択的に加熱して定着することにより、ニップ部Ｎの温度を良好な定着性が得られる温度まで到達させる時間が短く（クイックスタート性）、スタンバイ時の消費電力も大幅に低減できる（省電力）とともに、トナー像に接触する定着ローラの表層が弾性を有するため、高画質な定着画像を得ることができる。
特開昭６３−３１３１８２号公報 特開平２−１５７８７８号公報 開平４−４４０７５号公報 特開平４−２０４９８０号公報 特開平７−１５２２７１号公報 特開平８−１２９３１３号公報

このような定着装置では、数種類のサイズの異なる記録材を使用することが一般的である。しかしながら、例えば、最大Ａ4サイズ（紙幅２１０ｍｍ）の縦送りが可能な装置において、Ｂ5（紙幅１８２ｍｍ）やハガキ（紙幅１００ｍｍ）などの幅の狭い記録材（以下、小サイズ紙と称する）を通紙すると、いわゆる非通紙部昇温と呼ばれる現象が発生した。

非通紙部昇温とは、通紙部は良好な定着性を得るために所定温度で保持されるように温度制御されるのに対して、非通紙部では、通紙されないために定着ローラあるいは加熱ローラの熱が奪われず、昇温する現象である。

非通紙部昇温が発生すると、定着ローラの非通紙部において熱劣化が発生する恐れがある。また、小サイズ紙連続通紙の後に、より大きなサイズの記録材を通すと、非通紙部であったところでトナーが過溶融となってホットオフセットが発生する恐れがある。

そこで本発明では、表面加熱方式の定着装置において、通紙される記録材の紙幅に応じて定着ローラ長手方向における輻射熱の照射領域を変えることで、定着ローラの熱劣化やホットオフセットのない定着装置を提案する。

また、非通紙部昇温によって、定着ローラの通紙部と非通紙部とでの温度差が大きくなったときは、熱膨張の格差が大きくなってクラウン形状となり、紙搬送性が不安定になる恐れがある。さらに、定着ローラの薄層金属スリーブに凹みが発生して破損にいたる恐れがある。

そこで、表面加熱方式の定着装置において、定着ローラの通紙部と非通紙部とで輻射熱の照射量を変えて定着ローラ長手方向の温度分布を均一にすることで、定着ローラの熱劣化やホットオフセットをなくすとともに、紙搬送の不安定化や定着ローラ破損のない定着装置を提案する。

本発明の請求項１によれば、少なくとも、定着ローラと、輻射熱を発して前記定着ローラの表面を外部より加熱する熱源を具備する加熱手段と、を有する定着装置において、前記加熱手段は遮蔽部材を有し、該遮蔽部材は、熱源方面から定着ローラ方面に向かう輻射熱の照射経路内に導入可能であり、該導入部における輻射熱を遮蔽することで定着ローラに対する輻射熱の照射領域を変えることが可能であることを特徴とする加熱手段および定着装置である。

本発明の請求項２によれば、請求項１に記載の加熱手段および定着装置において、該加熱手段は駆動手段を有し、該駆動手段は、熱源方面から定着ローラ方面に向かう輻射熱の照射経路内に前記遮蔽部材を導入したり、あるいは照射経路内から除去したりすることが可能であることを特徴とする加熱手段および定着装置である。

本発明の請求項３によれば、請求項１、２に記載の加熱手段および定着装置と、紙幅検知手段と、を有する画像形成装置において、
該紙幅検知手段は定着装置に通紙される記録材の紙幅を検知し、検知された記録材の紙幅に応じて前記遮蔽部材の照射経路に対する導入量を決定することを特徴とする加熱手段および定着装置である。

本発明の請求項４によれば、請求項１〜３に記載の加熱手段および定着装置において、前記遮蔽部材は、定着ローラの非通紙部に向かう輻射熱の照射経路内に導入されることを特徴とする加熱手段および定着装置である。

本発明の請求項５によれば、請求項４に記載の加熱手段および定着装置において、前記遮蔽部材における定着ローラの非通紙部に向かう輻射熱の照射経路内に導入される部位に開口部を有し、定着ローラの長手方向における通紙部と非通紙部とで輻射熱の照射量を変えることが可能であることを特徴とする加熱手段および定着装置である。

本発明の請求項６によれば、請求項４、５に記載の加熱手段および定着装置において、前記遮蔽部材における定着ローラの非通紙部に向かう輻射熱の照射経路内に導入される部位は輻射熱の一部を透過し、定着ローラの長手方向における通紙部と非通紙部とで輻射熱の照射量を変えることが可能であることを特徴とする加熱手段および定着装置である。

本発明の請求項７によれば、記録材に未定着のトナー像を形成する画像形成手段を有する画像形成装置において、１〜６に記載の加熱手段および定着装置を有することを特徴とする画像形成装置である。

（作用）
表面加熱方式の定着装置において、熱源方面から定着ローラ方面に向かう輻射熱の照射経路内に遮蔽部材を導入可能とし、通紙される記録材の紙幅に応じて定着ローラ長手方向における輻射熱の照射領域を変えて、定着ローラ非通紙部への輻射熱の照射をおこなわないことで、非通紙部昇温を抑制し、定着ローラの熱劣化やホットオフセットをなくすことができる。

あるいは、表面加熱方式の定着装置において、熱源方面から定着ローラ方面に向かう輻射熱の照射経路内に遮蔽部材を導入可能とし、該遮蔽部材によって定着ローラの通紙部と非通紙部とで輻射熱の照射量を変えて定着ローラ長手方向の温度分布を均一にすることで、定着ローラの熱劣化やホットオフセットをなくすとともに、紙搬送の不安定化や定着ローラ破損をなくすことができる。

表面加熱方式の定着装置において、熱源方面から定着ローラ方面に向かう輻射熱の照射経路内に遮蔽部材を導入可能とし、通紙される記録材の紙幅に応じて定着ローラ長手方向における輻射熱の照射領域を変えて、定着ローラ非通紙部への輻射熱の照射をおこなわないことで、非通紙部昇温を抑制し、定着ローラの熱劣化やホットオフセットをなくすことができる。

あるいは、表面加熱方式の定着装置において、熱源方面から定着ローラ方面に向かう輻射熱の照射経路内に遮蔽部材を導入可能とし、該遮蔽部材によって定着ローラの通紙部と非通紙部とで輻射熱の照射量を変えて定着ローラ長手方向の温度分布を均一にすることで、定着ローラの熱劣化やホットオフセットをなくすとともに、紙搬送の不安定化や定着ローラ破損をなくすことができる。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図２に本発明に係る画像形成装置要部の構成図を示す。感光ドラム１は、アルミニウムやニッケル等から成るシリンダ状の基板上にＯＰＣ等の感光材料を塗布して構成されている。この感光ドラム１は図示矢印方向に回転駆動される。感光ドラム１の表面は、回転駆動されることによって帯電部位、潜像部位、現像部位、転写部位を巡回する。

帯電手段としての帯電ローラ２は感光ドラム１の表面を一様に帯電する。潜像手段としてのスキャナー３は画像情報に応じてＯＮ／ＯＦＦ制御され、かつ走査されるレーザービーム3aを発光し、感光ドラム１上に静電潜像を形成する。この静電潜像は、現像手段４において現像され、トナー像として可視化される。尚、現像方法としては、ジャンピング現像法、２成分現像法、ＦＥＥＤ現像法などが用いられ、イメージ露光と反転現像とを組み合わせて用いられることが多い。

記録材Pは所定のタイミングで矢印方向に給紙・搬送される。可視化されたトナー像は、転写手段としての転写ローラ５により、感光ドラム１の表面から記録材Ｐ上に転写される。記録材Ｐは感光ドラム１と転写ローラ５によって狭持搬送され、定着装置６に導入される。尚、転写ローラ５によって記録材Ｐに転写されずに感光ドラム１上に残存した転写残トナーは、クリーニング装置７により感光ドラム１表面より除去される。

図１に本発明に係る加熱手段および定着装置の第一実施形態を示す。（ａ）は定着装置の断面概略図、（ｂ）は上方から見た定着装置の長手方向平面概略図、（ｃ）は定着ローラ方向から見た加熱手段の長手方向平面概略図である。ここで、前述した従来の定着装置と同じ部材の符号は図１２と統一する。

１１は弾性層を有する定着ローラ、１２は弾性層を有し定着ローラ１１に圧接される加圧ローラ、１３は定着ローラ１１の外部に設けられ、輻射熱を発生する熱源としてのハロゲンヒータ、１４は内面に熱反射性を有する反射部材、１５a１、１５ａ２は定着ローラ１１とハロゲンヒータ１３および反射部材１４との間に導入可能な遮蔽部材、１６ａ１、１６ａ２は遮蔽部材１５ａ１、１５ａ２をそれぞれ移動することが可能な駆動手段である。

定着ローラ１１は少なくとも弾性層を有する層構造をなす円柱状のローラである。円柱状のアルミもしくは鉄の芯金１１１の上に、シリコンゴムあるいは発泡シリコンゴムによる弾性層１１２と、高熱伝導性を有する鉄・ＳＵＳ・ニッケルなどによる１０〜１００μｍの薄層金属スリーブ１１３と、ＰＴＦＥあるいはＰＦＡなどによる離型性層１１４とを、順次層形成させて構成する。離型性層１１４には、熱吸収性を高めるために、カーボンブラック等の耐熱黒色顔料を混ぜている。

加圧ローラ１２は少なくとも弾性層を有する層構造をなす円柱状のローラである。円柱状のアルミもしくは鉄の芯金１２１の上に、シリコンゴムあるいは発泡シリコンゴムによる弾性層１２２と、ＰＴＦＥあるいはＰＦＡなどによる離型性層１２３とを、順次層形成して構成する。加圧ローラ１２は不図示の加圧手段によって定着ローラ１１に圧接され、ニップ部Ｎを形成する。

ハロゲンヒータ１３は通電によって輻射熱を発生する熱源である。ハロゲンヒータ１３は記録材の搬送方向に対して垂直な方向に長手寸法を有するように配置される。また、ハロゲンヒータ１３は定着ローラ１１の外部に位置し、ニップ部Ｎの紙搬送方向上流側に、定着ローラ１１の長手に平行に対向させて配設させる。

反射部材１４は開口部を有した楕円柱状で、内面に熱反射性を有する構成をもつ。反射部材１４はハロゲンヒータ１３を内包する。開口部は定着ローラ１１に向けられる。定着ローラ１１表面の一部に輻射熱の焦点が合うように、反射部材１４の内径形状、開口部を構成し、かつ、ハロゲンヒータ１、反射部材１４を配置することで、効率的に定着ローラ１１表面を加熱する。

定着ローラ１１は不図示の駆動手段によって矢印方向に駆動回転される。加圧ローラ１２は、不図示のギア列によって定着ローラ１１の駆動回転を受け、矢印方向に従動回転される。

未定着トナー像を有した記録材Ｐは、ニップ部Ｎに導入される。未定着トナー像はハロゲンヒータ１３の輻射熱によって加熱した定着ローラ１１から加熱され、かつ定着ローラ１１と加圧ローラ１２にから加圧されることで、記録材Ｐに定着される。なお、定着ローラ１１の通紙部の温度は、不図示の温度検知手段や制御手段によってハロゲンヒータ１３の照射量を制御することで、良好な定着画像が得られるように所定温度に制御される。

次に、本実施例の特徴である遮蔽部材１５ａ１、１５ａ２と、駆動手段１６ａ１、１６ａ１、および、紙幅検知手段８について説明する。ここで本実施形態の定着装置の通紙位置は中央基準とする。

平板状の遮蔽部材１５ａ1、１５ａ２と、駆動部材１６ａ１、１６ａ２は、それぞれ紙幅両端方面に対を成して１組ずつ配置される。遮蔽部材１５ａ１、１５ａ２は、紙幅検知手段によって検知される記録材Ｐの紙幅に応じて、駆動手段１６ａ１、１６ａ２によって、ハロゲンヒータ１３および反射部材１４から定着ローラ１１の非通紙部へと向かう輻射熱の照射経路内に導入されたり、あるいは、該位置から除去されたりすることで、定着ローラ１１における輻射熱の照射領域を変える。本実施形態における遮蔽部材１５ａ１、１５ａ２の移動方向は、紙幅方向（図中、通紙端部方向−通紙中央方向）である。

なお、通紙位置を片側基準とするときは、小サイズ紙通紙時の非通紙側となる定着ローラ１１の片端部方面にのみ遮蔽部材と駆動手段を1組、具備させても良い。

紙幅検知手段８は、記録材Ｐがニップ部Ｎに導入される以前に記録材Ｐの紙幅を検知することが好ましい。本実施形態では、紙幅検知手段８として画像形成装置の給紙口に配置される紙幅規制部材を用いている（図２）。その他の紙幅検知手段として、記録材の搬送経路に配置されるフォトインタラプタなどを用いてもよい。

駆動手段１６ａ１、１６ａ２は、本実施形態においては、不図示のモータによって回転駆動するローラを有し、該ローラが遮蔽部材１５ａ１、１５ａ２に圧接された状態で回転駆動することで、遮蔽部材１５ａ１、１５ａ２をそれぞれ駆動する構成としたが、遮蔽部材１５ａ１、１５ａ２を所定の範囲に移動することが可能であれば、その他の構成でもよい。

紙幅検知手段８によって検知された記録材Ｐの紙幅は、不図示の制御手段にフィードバックされる。制御手段は、紙幅検知手段８によって検知された記録材Ｐの紙幅に応じて、定着ローラ１１における輻射熱の照射領域を決定し、目的の照射領域が得られるように遮蔽部材１５ａ１、１５ａ２を駆動手段１６ａ１、１６ａ２によって移動する。

通紙される記録材の紙幅によって決定される定着ローラ１１における輻射熱の照射領域について説明する。定着ローラ１１における輻射熱の照射領域は、紙幅方向における定着均一性を確保され、かつ、非通紙部昇温が可能な限り抑制されるように、記録材Ｐの紙幅に応じて予め設定されている。本実施形態において、通紙可能な記録材Ｐの最大紙幅であるＡ４サイズ縦送り（紙幅２１０ｍｍ）、最小紙幅でハガキサイズ縦送り（紙幅１００ｍｍ）とし、それぞれの照射領域はＡ４サイズで２１６ｍｍ、ハガキサイズで１０６ｍｍとした。

表１に、本実施形態の定着装置と従来の定着装置とでの、小サイズ連続通紙による定着ローラ熱劣化の発生比較を示す。ここで、本実施形態の定着装置はこれまで述べてきたものであるが、従来の定着装置とは先述の遮蔽部材１５ａ１、１５ａ２、駆動手段１６ａ１、１６ａ２を具備しないものである。

表１の定着ローラ熱劣化の評価条件は、定着ローラの通紙部の制御温度をそれぞれ１６０℃、１８０℃、２００℃として、記録材をハガキ（１００ｍｍ×１４８ｍｍ）を用い、通紙幅：１００ｍｍ、記録材の搬送速度：１５０ｍｍ／ｓｅｃ、１分あたりの通紙枚数：１０枚、連続通紙枚数：１０００枚とした。

ここで、１６０℃制御においても定着性は十分に確保されており、１８０℃制御、２００℃制御はより定着ローラに熱劣化が発生しやすい状況を作るためにおこなった加速試験である。

表１に示すように、従来例では１８０℃制御以上で定着ローラの熱劣化が発生したが、本実施形態では２００℃制御をおこなっても定着ローラの熱劣化は発生しなかった。

表２に、本実施形態の定着装置と従来の定着装置とでの、小サイズ紙通紙の後のより大きな記録材におけるホットオフセットの発生比較を示す。ここで、本実施形態および従来の定着装置とは、表1で熱劣化を比較したものである。

表２の小サイズ紙通紙の後のより大きな記録材におけるホットオフセットの評価条件は、表１に示した試験を行った１０ｓｅｃ後に、坪量６４ｇ／ｍのＡ４サイズ紙に文字画像を印字することとした。

ここで、表１のときと同様に、１６０℃制御においても定着性は十分に確保されており、１８０℃制御、２００℃制御はよりホットオフセットが発生しやすい状況を作るためにおこなった加速試験である。

このように、表面加熱方式の定着装置において、熱源方面から定着ローラ方面に向かう輻射熱の照射経路内に遮蔽部材を導入可能とし、通紙される記録材の紙幅に応じて定着ローラ長手方向における輻射熱の照射領域を変えて、定着ローラ非通紙部への輻射熱の照射をおこなわないことで、非通紙部昇温を抑制し、定着ローラの熱劣化やホットオフセットをなくすことができる。

第一実施形態では遮蔽部材の移動方向を紙幅方向としたが、定着ローラ長手方向に対して垂直方向、すなわち、定着装置の上下方向に移動するようにしてもよい。

図３に本発明に係る加熱手段および定着装置の第二実施形態を示す。（ａ）は定着装置の断面概略図、（ｂ）は上方から見た定着装置の長手方向平面概略図、（ｃ）は定着ローラ方向から見た加熱装置の長手方向平面概略図である。ここで、第一実施形態と同じ部材の符号は統一する。

遮蔽部材１５ｂ１、１５ｂ２は、定着装置の上下方向に移動する。

遮蔽部材１５ｂ１、１５ｂ２の輻射熱の照射経路に対向する辺の形状は、遮蔽部材１５ｂ１、１５ｂ２の移動に伴って輻射熱の照射経路を通紙両端側から輻射熱を遮蔽し、かつ、定着ローラに対する輻射熱の照射領域は、通紙可能な記録材のサイズに適応して紙幅方向における定着均一性を確保するように構成する。本実施例では、図３（ｃ）のように、輻射熱の走者経路に対して交差する角度をなす線状としている。その他の形状として、図４の遮蔽部材１５ｃ１、１５ｃ２のように階段状とし、よく使用される代表的な記録材のサイズに合わせて輻射熱の照射領域を不連続に変わるようにしてもよい。ただし、不定形の記録材を通紙したときに対応して輻射熱の照射領域を連続に変えられるように、図３（ｃ）のようにする方が好ましい。

このように、遮蔽部材の移動方向を定着装置の上下方向にすることで、加熱手段および定着装置の長手寸法の肥大化を避けることができると共に、第一実施形態と同様の効果を得る。

第一実施形態、第二実施形態では、加熱手段において通紙両端部に対を成す遮蔽部材と駆動手段をそれぞれ１組ずつ配置したが、第三実施形態の加熱手段は1組の遮蔽部材と駆動手段とを有する例である。

図５に本発明に係る加熱手段および定着装置の第三実施形態を示す。（ａ）は定着装置の断面概略図、（ｂ）は上方から見た定着装置の長手方向平面概略図、（ｃ）は定着ローラ方向から見た加熱装置の長手方向平面概略図である。ここで、第一実施形態と同じ部材の符号は統一する。

加熱手段は遮蔽部材１５ｄと駆動手段１６ｄを１組のみ有する。遮蔽部材１５ｄの輻射熱の照射経路に対向する辺は、通紙端部より通紙中央に行くに従がって深く切れ込んだ略Ｖ字の形状をもつ。この形状を有することで、駆動手段１６ｄを用いて遮蔽部材１５ｄを輻射熱の照射経路に導入したり、あるいは除去したりすることで、定着ローラ１１における輻射熱の照射領域を変えることができ、第２実施形態と同様の効果を得る。

本実施形態において、遮蔽部材１５ｄの輻射熱の照射経路に対向する辺の形状は略Ｖ字形状としたが、その他の形状として、よく使用される代表的な記録材のサイズに合わせて輻射熱の照射領域を不連続に変える階段状のようにしてもよい。ただし、不定形の記録材を通紙したときに対応して輻射熱の照射領域を連続に変えられるように、略Ｖ字形状にする方が好ましい。

第四実施形態では、加熱手段および定着装置の長手寸法および高さ寸法を極力大きくしない構成を提案する。

図６に本発明に係る加熱手段の第四実施形態を示す。ここで、第一実施形態と同じ部材の符号は統一する。

本実施形態において、遮蔽部材１５ｅは開口部を有する円筒形状である。開口部の長手寸法は図５のように、遮蔽部材１５ｅの円周位置によって異なり、最大寸法で定着ローラに対する輻射熱の最大照射領域を、最小寸法で最小照射領域を得る。遮蔽部材１５ｅは内部にハロゲンヒータ１３および反射部材１４を具備する。遮蔽部材１５ｅは駆動手段１６ｅによって回転駆動される。

遮蔽部材１５ｅは、紙幅検知手段８によって検知された記録材の紙幅に従がって、駆動手段１６ｅで回転駆動され、定着ローラに対する目的の輻射熱の照射領域を得る。

図６では加熱手段に1組の遮蔽部材１５ｅと駆動手段１６ｅとを具備させているが、図７のように、通紙両端方面にそれぞれ遮蔽部材１５ｆ１、１５ｆ２と駆動手段１６ｆ１、１６ｆ２とを１組ずつ具備させても良い。遮蔽部材１５ｆ１、１５ｆ２は図７のように円柱を斜めに切った形状をしており、遮蔽部材１５ｆ１、１５ｆ２が同じ角度、同方向に回転し、定着ローラに対する輻射熱の最小照射領域と最大照射領域が目的の寸法となるように構成する。

第一実施形態から第四実施形態までは、遮蔽部材のハロゲンヒータに対する向きを平行とした。第五実施形態では、遮蔽部材のハロゲンヒータに対向する面が、輻射熱の照射方向に対して交差する角度をなし、輻射熱のハロゲンヒータの長手中心側に傾ける構成とする。また、遮蔽部材のハロゲンヒータに対向する面は熱反射性を有する。

図８に本発明に係る加熱手段および定着装置の第五実施形態を示す。ここで、第一実施形態と同じ部材の符号は統一する。本実施形態において、加熱手段は通紙両端方面に対を成す遮蔽部材１５ｇ１、１５ｇ２と、駆動手段１６ｇ１、１６ｇ２をそれぞれ１組ずつ有し、遮蔽部材１５ｇ１、１５ｇ２は輻射熱の照射方向に対して交差する角度をなし、輻射熱のハロゲンヒータの長手中心側に傾ける構成とする。また、遮蔽部材１５ｇ１、１５ｇ２は駆動手段１６ｇ１、１６ｇ２によって通紙中央方向−通紙端部方向に移動可能とする。さらに、遮蔽部材のハロゲンヒータに対向する面は熱反射性を有する。

遮蔽部材１５ｇ１、１５ｇ２は、紙幅検知手段８によって検知された記録材の紙幅に従がって、駆動手段１６ｇ１、１６ｇ２によって移動され、定着ローラに対する目的の輻射熱の照射領域を得る。

このような構成とすることで、遮蔽部材１５ｇ１、１５ｇ２が輻射熱の照射経路に導入されたときは、ハロゲンヒータ１３および反射部材１４から定着ローラ１１長手の非通紙部方向に放射された輻射熱は、遮蔽部材１５ｇ１、１５ｇ２によって、ハロゲンヒータ１３および反射部材１４の長手中央方向に反射され、反射部材１４によって定着ローラ１１の長手中央方向に反射されるのため、定着ローラ１１の通紙部に輻射熱を集中することができ、熱効率の向上が図れる。

本実施形態では、加熱手段は通紙両端方向に対をなす遮蔽部材と駆動手段を１組ずつ有し、遮蔽部材は駆動手段によって通紙中央方向−通紙端部方向に移動可能とする構成としたが、加熱手段が有する遮蔽部材と駆動手段は１組であっても良い。また、遮蔽手段の移動する方向は定着ローラの上下方向でも良い（図９参照）。さらに、遮蔽部材は開口部を有する円筒形状であってもよい。

第六実施形態では、遮蔽部材における定着ローラの非通紙部に向かう輻射熱の照射経路内に導入される部位に開口部を設け、定着ローラの長手方向における通紙部と非通紙部とで輻射熱の照射量を変えることが可能であることを特徴とする。

図１０に本発明に係る加熱手段および定着装置の第六実施形態を示す。ここで、第一実施形態と同じ部材の符号は統一する。加熱手段は、通紙両端方面に対を成す遮蔽部材１５ｉ１、１５ｉ２と、駆動手段１６ｉ１、１６ｉ２をそれぞれ１組ずつ有する。また、遮蔽部材１５ｉ１と１５ｉ２はそれぞれ複数の平板状の遮蔽板１５ｊ1〜４と、１５ｊ５〜８で構成される。複数の平板状の遮蔽板１５ｊ１〜８は輻射熱の照射方向に対して交差する角度をなし、その交差する角度は輻射熱のハロゲンヒータの長手中心側に傾けた方向であり、かつ、遮蔽板１５ｊ1〜４のそれぞれおよび遮蔽板１５ｊ５〜８のそれぞれはある間隔で並列に構成する。この構成によって遮蔽部材１５ｉ１と１５ｉ２は開口部を有する。

遮蔽部材１５ｉ１、１５ｉ２は、紙幅検知手段８によって検知された記録材の紙幅に従がって、駆動手段１６ｉ１、１６ｉ２によって、定着ローラの非通紙部に導入される。定着ローラの通紙部は、遮蔽部材１５ｉ１と１５ｉ２とによって輻射熱を遮蔽されることがなく、記録材の紙幅方向において均一な定着性を得る。一方、定着ローラの非通紙部は遮蔽部材１５ｉ１、１５ｉ２の開口部を通過した輻射熱を照射される。

遮蔽板１５ｊ1〜８の寸法、遮蔽板１５ｊ１〜８の輻射熱の照射方向に対して交差する角度、遮蔽板１５ｊ1〜４のそれぞれおよび遮蔽板１５ｊ５〜８のぞれぞれの間隔は、定着ローラ１１の通紙部と非通紙部の温度が同じになるように構成する。本実施形態では、遮蔽板１５ｊ1〜８の寸法を高さ２０ｍｍ×幅３０ｍｍ、輻射熱の照射方向に対して交差する角度を２０°、遮蔽板１５ｊ1〜４のそれぞれの間隔および遮蔽板１５ｊ５〜８のぞれぞれの間隔を７ｍｍ、とした。

このように、遮蔽部材における定着ローラの非通紙部に向かう輻射熱の照射経路内に導入される部位に開口部を設け、定着ローラの長手方向における通紙部と非通紙部とで輻射熱の照射量を変え、定着ローラ長手方向における温度分布を均一にすることで、定着ローラの熱劣化やホットオフセットをなくすとともに、紙搬送の不安定化や定着ローラ破損をなくすことができる。

なお、遮蔽部材に開口部を設ける構成としては、定着ローラ長手方向における温度分布を均一にできれば、例えば、第一実施形態から第五実施形態で示した遮蔽部材に開口部を具備させるなど、その他の構成としても良い。

第七実施形態では、遮蔽部材における定着ローラの非通紙部に向かう輻射熱の照射経路内に導入される部位は輻射熱の一部を透過し、定着ローラの長手方向における通紙部と非通紙部とで輻射熱の照射量を変えることが可能であることを特徴とする。

図１１に本発明に係る加熱手段および定着装置の第七実施形態を示す。ここで、第一実施形態と同じ部材の符号は統一する。遮蔽部材１５ｋ１、１５ｋ２は光透過性を有し、紙幅検知手段８によって検知された記録材の紙幅に従がって、それぞれ駆動手段１６ｋ１、１６ｋ２に移動され、定着ローラに対する目的の輻射熱の照射領域を得る。

遮蔽部材１５ｋ１、１５ｋ２の光透過性は、定着ローラ１１の通紙部と非通紙部の温度が略同等となるものとする。本実施形態では、透過率５０％の減光フィルタを用いた。

このように、遮蔽部材における定着ローラの非通紙部に向かう輻射熱の照射経路内に導入される部位は輻射熱の一部を透過し、定着ローラの長手方向における通紙部と非通紙部とで輻射熱の照射量を変えて、定着ローラ長手方向における温度分布を均一にすることで、定着ローラの熱劣化やホットオフセットをなくすとともに、紙搬送の不安定化や定着ローラ破損をなくすことができる。

本発明に係る加熱手段および定着装置の第一実施形態 （ａ）定着装置の断面概略図 （ｂ）上方から見た定着装置の長手方向平面概略図 （ｃ）定着ローラ方向から見た加熱手段の長手方向平面概略図 発明に係る画像形成装置要部の構成図 本発明に係る加熱手段および定着装置の第二実施形態 （ａ）定着装置の断面概略図 （ｂ）上方から見た定着装置の長手方向平面概略図 （ｃ）定着ローラ方向から見た加熱手段の長手方向平面概略図 第二実施形態に係るその他の加熱手段の概略図 本発明に係る加熱手段および定着装置の第三実施形態 （ａ）定着装置の断面概略図 （ｂ）上方から見た定着装置の長手方向平面概略図 （ｃ）定着ローラ方向から見た加熱手段の長手方向平面概略図 本発明に係る加熱手段および定着装置の第四実施形態 第四実施形態に係るその他の加熱手段の概略図 本発明に係る加熱手段および定着装置の第五実施形態 第五実施形態に係るその他の加熱手段および定着装置の概略図 本発明に係る加熱手段および定着装置の第六実施形態 本発明に係る加熱手段および定着装置の第七実施形態 従来の表面加熱方式の定着装置の断面概略図

符号の説明

１ 感光ドラム
２ 帯電ローラ
３ スキャナー
３a レーザービーム
４ 現像手段
５ 転写ローラ
６ 定着装置
７ クリーニング装置
８ 紙幅検知手段
１１ 定着ローラ
１１１ 芯金
１１２ 弾性層
１１３ 薄層金属スリーブ
１１４ 離型性層
１２ 加圧ローラ
１２１ 芯金
１２２ 弾性層
１２３ 離型性層
１３ ハロゲンヒータ
１４ 反射部材
１５ａ１、１５ａ２ 本発明の第一実施形態に係る遮蔽部材
１５ｂ１、１５ｂ２、１５ｃ１、１５ｃ２ 本発明の第二実施形態に係る遮蔽部材
１５ｄ 本発明の第三実施形態に係る遮蔽部材
１５ｅ、１５ｆ１、１５ｆ２ 本発明の第四実施形態に係る遮蔽部材
１５ｇ１、１５ｇ２、１５ｈ 本発明の第五実施形態に係る遮蔽部材
１５ｉ1、１５ｉ２ 本発明の第六実施形態に係る遮蔽部材
１５ｊ１〜８ 本発明の第六実施形態に係る遮蔽部材に具備される遮蔽板
１５ｋ１、１５ｋ２ 本発明の第七実施形態に係る遮蔽部材
１６ａ１、１５ａ２ 本発明の第一実施形態に係る駆動手段
１６ｂ１、１６ｂ２、１６ｃ１、１６ｃ２ 本発明の第二実施形態に係る駆動手段
１６ｄ 本発明の第三実施形態に係る駆動手段
１６ｅ、１６ｆ１、１６ｆ２ 本発明の第四実施形態に係る駆動手段
１６ｇ１、１６ｇ２、１６ｈ 本発明の第五実施形態に係る駆動手段
１６ｉ1、１６ｉ２ 本発明の第六実施形態に係る駆動手段
１６ｋ１、１６ｋ２ 本発明の第七実施形態に係る駆動手段
Ｎ ニップ部
Ｐ 記録材
Ｔ トナー像

Claims (13)

1. 少なくとも、定着ローラと、輻射熱を発して前記定着ローラの表面を外部より加熱する熱源を具備する加熱手段において、
   前記加熱手段は遮蔽部材を有し、該遮蔽部材は、熱源方面から定着ローラ方面に向かう輻射熱の照射経路内に導入可能であり、該導入部における輻射熱を遮蔽することで定着ローラに対する輻射熱の照射領域を変えることが可能であることを特徴とする加熱手段。
2. 請求項１に記載の加熱手段において、
   該加熱手段は駆動手段を有し、該駆動手段は、熱源方面から定着ローラ方面に向かう輻射熱の照射経路内に前記遮蔽部材を導入したり、あるいは照射経路内から除去したりすることが可能であることを特徴とする加熱手段。
3. 請求項１、２に記載の加熱手段と、紙幅検知手段と、を有する画像形成装置において、
   該紙幅検知手段は定着装置に通紙される記録材の紙幅を検知し、検知された記録材の紙幅に応じて前記遮蔽部材の照射経路に対する導入量を決定することを特徴とする加熱手段。
4. 請求項１〜３に記載の加熱手段において、
   前記遮蔽部材は、定着ローラの非通紙部に向かう輻射熱の照射経路内に導入されることを特徴とする加熱手段。
5. 請求項４に記載の加熱手段において、
   前記遮蔽部材における定着ローラの非通紙部に向かう輻射熱の照射経路内に導入される部位に開口部を有し、定着ローラの長手方向における通紙部と非通紙部とで輻射熱の照射量を変えることが可能であることを特徴とする加熱手段。
6. 請求項４、５に記載の加熱手段において、
   前記遮蔽部材における定着ローラの非通紙部に向かう輻射熱の照射経路内に導入される部位は輻射熱の一部を透過し、定着ローラの長手方向における通紙部と非通紙部とで輻射熱の照射量を変えることが可能であることを特徴とする加熱手段。
7. 少なくとも、定着ローラと、輻射熱を発して前記定着ローラの表面を外部より加熱する熱源を具備する加熱手段と、を有する定着装置において、
   前記加熱手段は遮蔽部材を有し、該遮蔽部材は、熱源方面から定着ローラ方面に向かう輻射熱の照射経路内に導入可能であり、該導入部における輻射熱を遮蔽することで定着ローラに対する輻射熱の照射領域を変えることが可能であることを特徴とする定着装置。
8. 請求項７に記載の定着装置において、
   該加熱手段は駆動手段を有し、該駆動手段は、熱源方面から定着ローラ方面に向かう輻射熱の照射経路内に前記遮蔽部材を導入したり、あるいは照射経路内から除去したりすることが可能であることを特徴とする定着装置。
9. 請求項７、８に記載の定着装置と、紙幅検知手段と、を有する画像形成装置において、
   該紙幅検知手段は定着装置に通紙される記録材の紙幅を検知し、検知された記録材の紙幅に応じて前記遮蔽部材の照射経路に対する導入量を決定することを特徴とする定着装置。
10. 請求項７〜９に記載の定着装置において、
    前記遮蔽部材は、定着ローラの非通紙部に向かう輻射熱の照射経路内に導入されることを特徴とする定着装置。
11. 請求項１０に記載の定着装置において、
    前記遮蔽部材における定着ローラの非通紙部に向かう輻射熱の照射経路内に導入される部位に開口部を有し、定着ローラの長手方向における通紙部と非通紙部とで輻射熱の照射量を変えることが可能であることを特徴とする定着装置。
12. 請求項１０、１１に記載の定着装置において、
    前記遮蔽部材における定着ローラの非通紙部に向かう輻射熱の照射経路内に導入される部位は輻射熱の一部を透過し、定着ローラの長手方向における通紙部と非通紙部とで輻射熱の照射量を変えることが可能であることを特徴とする定着装置。
13. 記録材に未定着のトナー像を形成する画像形成手段を有する画像形成装置において、
    請求項１〜１２に記載の加熱手段または定着装置を有することを特徴とする画像形成装置。

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