特許 7400281 定着装置及び画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-11

(45)【発行日】2023-12-19

(54)【発明の名称】定着装置及び画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   G03G 15/20 20060101AFI20231212BHJP

   G03G 21/00 20060101ALI20231212BHJP

【ＦＩ】

G03G15/20 505

G03G21/00 530

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2019168037

(22)【出願日】2019-09-17

(65)【公開番号】P2021047221

(43)【公開日】2021-03-25

【審査請求日】2022-08-19

(73)【特許権者】

【識別番号】000001270

【氏名又は名称】コニカミノルタ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100117651

【弁理士】

【氏名又は名称】高垣 泰志

(72)【発明者】

【氏名】八木 昌隆

【審査官】小池 俊次

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－１８４２９２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０３Ｇ １５／２０

Ｇ０３Ｇ ２１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

熱源を有し、画像が転写されたシートに対して加熱処理及び加圧処理を施すことによって画像をシートに定着させる定着部材と、
前記定着部材と非接触の状態で前記定着部材の周囲又は内側に配置される被加熱部材と、
前記定着部材と前記被加熱部材との間の空間に配置される仕切り部材と、
前記被加熱部材に取り付けられる複数のスペーサー部材と、
を備え、
前記仕切り部材は、前記複数のスペーサー部材によって張架された状態で支持されることを特徴とする定着装置。

【請求項2】

前記定着部材は、
前記熱源を有し、前記シートを加熱する第１定着部材と、
前記第１定着部材に対向して配置され、前記第１定着部材との間にニップ部を形成し、前記ニップ部に通紙される前記シートを加圧する第２定着部材と、
を備え、
前記仕切り部材は、第１定着部材と、前記第１定着部材の周囲に配置されている前記被加熱部材との間の空間に配置される第１遮熱部材を有することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。

【請求項3】

前記第１遮熱部材は、第１の樹脂フィルムを備え、
前記第１の樹脂フィルムの熱変形温度は、前記加熱処理のための設定温度以上であることを特徴とする請求項２に記載の定着装置。

【請求項4】

前記第１定着部材は、
前記熱源を有する加熱ローラと、
前記加熱ローラに掛架され、前記第１定着部材と前記ニップ部との間を循環移動する定着ベルトと、
を更に備え、
前記仕切り部材は、前記定着ベルトの内側において、前記第１定着部材と、前記第１定着部材の周囲に配置されている前記被加熱部材との間の空間に配置される第２遮熱部材を有することを特徴とする請求項２又は３に記載の定着装置。

【請求項5】

前記定着ベルトは、樹脂基材を備えており、
前記第２遮熱部材は、第２の樹脂フィルムを備え、
前記第２の樹脂フィルムの熱変形温度は、前記樹脂基材の熱変形温度以上であることを特徴とする請求項４に記載の定着装置。

【請求項6】

前記仕切り部材は、前記第１定着部材と対向する表面に金属反射面を有することを特徴とする請求項２乃至５のいずれかに記載の定着装置。

【請求項7】

前記仕切り部材は、前記被加熱部材と対向する裏面側に空気層を形成することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の定着装置。

【請求項8】

前記複数のスペーサー部材のそれぞれは、前記仕切り部材よりも熱伝導率が低い部材であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の定着装置。

【請求項9】

請求項１乃至８のいずれかに記載の定着装置と、
シートに対して画像を転写し、前記シートを前記定着装置に搬送する画像形成部と、
を備え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、定着装置及び画像形成装置に関し、特に定着装置における放熱ロスを削減する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

プリンタやＭＦＰ（Multifunction Peripherals）などの電子写真方式の画像形成装置は、
印刷用紙などのシートに転写されたトナー画像を定着させるための定着装置を備えている。定着装置は、トナー画像が転写されたシートに対して加熱処理及び加圧処理を施すことにより、シートに画像を定着させる。

【0003】

近年、上記のような画像形成装置は、省エネルギーに関する性能アップが強く望まれている。そのため、定着装置においては、シートに対する加熱処理を行うための熱伝導率の向上や、無駄な放熱ロスの削減などが望まれている。例えば、定着装置における放熱ロスは、熱源を有する定着部材から、定着部材の周囲に配置されている部材への熱伝導を抑えることにより改善される。

【0004】

従来、定着装置における放熱ロスを改善するために、例えば定着部材に対して対向配置された対向部材の表面にアルミ製のシート部材を貼り付ける技術が提案されている（例えば特許文献１）。この従来技術では、定着部材の周囲に配置されている対向部材の表面にアルミ製のシート部材が貼り付けられるため、定着部材からの輻射熱がシート部材によって反射され、対向部材の温度上昇を或る程度は抑えることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１３－１５６６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、上記従来技術は、定着部材に対向している対向部材の表面に対して直接シート部材が貼り付けられるため、シート部材から対向部材への熱伝導率が高く、シート部材の温度上昇に伴って対向部材の温度も上昇し易い傾向にある。そのため、上記従来技術よりも更に放熱ロスを削減することが望まれる。

【0007】

そこで本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、従来よりも更に効果的に放熱ロスを削減できるようにした定着装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、定着装置であって、熱源を有し、画像が転写されたシートに対して加熱処理及び加圧処理を施すことによって画像をシートに定着させる定着部材と、前記定着部材と非接触の状態で前記定着部材の周囲又は内側に配置される被加熱部材と、前記定着部材と前記被加熱部材との間の空間に配置される仕切り部材と、前記被加熱部材に取り付けられる複数のスペーサー部材と、を備え、前記仕切り部材は、前記複数のスペーサー部材によって張架された状態で支持されることを特徴とする構成である。

【0009】

請求項２に係る発明は、請求項１の定着装置において、前記定着部材は、前記熱源を有し、前記シートを加熱する第１定着部材と、前記第１定着部材に対向して配置され、前記第１定着部材との間にニップ部を形成し、前記ニップ部に通紙される前記シートを加圧する第２定着部材と、を備え、前記仕切り部材は、第１定着部材と、前記第１定着部材の周囲に配置されている前記被加熱部材との間の空間に配置される第１遮熱部材を有することを特徴とする構成である。

【0010】

請求項３に係る発明は、請求項２の定着装置において、前記第１遮熱部材は、第１の樹脂フィルムを備え、前記第１の樹脂フィルムの熱変形温度は、前記加熱処理のための設定温度以上であることを特徴とする構成である。

【0011】

請求項４に係る発明は、請求項２又は３の定着装置において、前記第１定着部材は、前記熱源を有する加熱ローラと、前記加熱ローラに掛架され、前記第１定着部材と前記ニップ部との間を循環移動する定着ベルトと、を更に備え、前記仕切り部材は、前記定着ベルトの内側において、前記第１定着部材と、前記第１定着部材の周囲に配置されている前記被加熱部材との間の空間に配置される第２遮熱部材を有することを特徴とする構成である。

【0012】

請求項５に係る発明は、請求項４の定着装置において、前記定着ベルトは、樹脂基材を備えており、前記第２遮熱部材は、第２の樹脂フィルムを備え、前記第２の樹脂フィルムの熱変形温度は、前記樹脂基材の熱変形温度以上であることを特徴とする構成である。

【0013】

請求項６に係る発明は、請求項２乃至５のいずれかの定着装置において、前記仕切り部材は、前記第１定着部材と対向する表面に金属反射面を有することを特徴とする構成である。

【0014】

請求項７に係る発明は、請求項１乃至６のいずれかの定着装置において、前記仕切り部材は、前記被加熱部材と対向する裏面側に空気層を形成することを特徴とする構成である。

【0016】

請求項８に係る発明は、請求項１乃至７のいずれかの定着装置において、前記支持部材は、前記仕切り部材よりも熱伝導率が低い部材であることを特徴とする構成である。

【0017】

請求項９に係る発明は、画像形成装置であって、請求項１乃至８のいずれかに記載の定着装置と、シートに対して画像を転写し、前記シートを前記定着装置に搬送する画像形成部と、を備えることを特徴とする構成である。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、定着部材と前記被加熱部材との間の空間に配置される仕切り部材により、従来よりも更に効果的に放熱ロスを削減することができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】画像形成装置の概念的構成を示す図である。

【図2】第１実施形態における定着装置の構成例を示す断面図である。

【図3】仕切り部材を拡大して示す図である。

【図4】スペーサー部材の例を示す図である。

【図5】定着部材を斜め上方からみた斜視図である。

【図6】第２実施形態における定着装置の構成例を示す断面図である。

【図7】フレーム部材の一構成例を示す斜視図である。

【図8】フレーム部材とローラ支持板との接続部を拡大して示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明に関する好ましい実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。尚、以下に説明する実施形態において互いに共通する要素には同一符号を付しており、それらについての重複する説明は省略する。

【0021】

（第１実施形態）
図１は、本発明の一実施形態である画像形成装置１の概念的構成を示す図である。図１に示す画像形成装置１は、タンデム方式でカラー画像を形成することが可能なプリンタである。画像形成装置１は、印刷用紙などの複数枚のシート９を収容して１枚ずつ給紙する給紙トレイ８を有し、給紙トレイ８から給紙されるシート９にカラー画像又はモノクロ画像を形成し、装置本体の上部に設けられた排出口５から排紙トレイ６上にシート９を排出する。この画像形成装置１は、装置本体の内部に、シート９を搬送する搬送部２と、搬送部２によって搬送されるシート９に対して画像を転写して画像形成を行う画像形成部３と、画像が転写されたシート９に対して加熱処理及び加圧処理を施すことによって画像をシート９に定着させる定着装置４とを備えている。画像形成装置１は、それら搬送部２、画像形成部３及び定着装置４を同期して動作させることにより、シート９に対する画像形成を行う。また画像形成装置１は、装置本体の内部に制御部７を備えており、この制御部７が搬送部２、画像形成部３及び定着装置４といった各部の動作を制御する。

【0022】

搬送部２は、給紙トレイ８と、ピックアップローラ１０と、搬送ローラ１２と、搬送路１３と、タイミングローラ１４と、二次転写ローラ１５と、排出ローラ１６とを有している。

【0023】

給紙トレイ８は、印刷用紙などのシート９を格納する容器である。給紙トレイ８に格納できるシート９の種類は様々であり、例えば薄紙、厚紙、普通紙、再生紙、コート紙、ＯＨＰフィルムなどがある。尚、図１では、画像形成装置１が１つの給紙トレイ８を有する場合を示しているが、複数の給紙トレイ８が設けられたものであっても構わない。

【0024】

給紙トレイ８の近傍位置にはピックアップローラ１０と搬送ローラ１２とが設けられる。ピックアップローラ１０と搬送ローラ１２は、給紙トレイ８に格納されているシート９を搬送路１３へ送り出すためのローラである。ピックアップローラ１０は、給紙トレイ８に収容されている最上部のシート９に当接し、その最上部にあるシート９を搬送ローラ１２に向けて送り出す。搬送ローラ１２は、給紙ローラ１２ａと分離ローラ１２ｂとを備え、ピックアップローラ１０によって複数枚のシート９が送り出された場合、最上部の１枚のシート９だけを下流側の搬送路１３に給紙する機能を有している。

【0025】

搬送路１３へ送り出されたシート９は、その後、タイミングローラ１４によって画像が転写される位置である二次転写ローラ１５に向けて送り出される。搬送路１３は、画像形成装置１がシート９に対して画像形成を行う際にシート９を矢印Ｆ２方向へ搬送するための経路である。例えば、搬送部２は、搬送路１３に沿って搬送中のシート９の先端がタイミングローラ１４に到達すると、そこでシート９を一旦停止させる。そして搬送部２は、画像形成部３において中間転写ベルト３３に形成されるトナー像が二次転写ローラ１５の位置に到達するタイミングに合わせてタイミングローラ１４を駆動し、シート９を二次転写ローラ１５の位置へ搬送する。これにより、シート９は、二次転写ローラ１５の位置を通過するときにその表面にトナー像（画像）が転写される。その後、シート９は、定着装置４に導かれて加熱処理及び加圧処理を含むトナー像の定着処理が施される。

【0026】

画像形成部３は、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の４色のトナー像を形成し、搬送部２によって搬送されるシート９が二次転写ローラ１５の位置を通過する際に、そのシート９に対してそれら４色のトナー像を同時に転写することが可能な構成である。画像形成部３は、各色に対応する複数のトナーボトル１９（１９Ｙ，１９Ｍ，１９Ｃ，１９Ｋ）と、各色に対応する複数の画像形成ユニット２０（２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋ）と、各色に対応する複数の露光部２５（２５Ｙ，２５Ｍ，２５Ｃ，２５Ｋ）と、転写ユニット３０とを備えている。

【0027】

転写ユニット３０は、所定間隔を隔てて配置される一対のローラ３１，３２と、無端ベルトによって構成され、一対のローラ３１，３２に掛架された状態に配置される中間転写ベルト３３と、中間転写ベルト３３の内側において各画像形成ユニット２０に対向する位置に配置される複数の一次転写ローラ３４（３４Ｙ，３４Ｍ，３４Ｃ，３４Ｋ）とを有し、これらが一体的に組み付けられたユニットである。

【0028】

一対のローラ３１，３２のうち、一方のローラ３１は、装置本体１ａの内部に設けられる駆動軸に装着されて回転する駆動ローラであり、駆動軸が回転駆動されることによって中間転写ベルト３３を矢印Ｆ１方向へ循環移動させる。他方のローラ３２は、装置本体１ａの内部に設けられる従動軸に装着され、中間転写ベルト３３の循環移動に伴い、従動回転する。これら一対のローラ３１，３２は、中間転写ベルト３３に一定のテンションを付与した状態で装置本体１ａの内部において所定間隔離れた位置に設置される。ローラ３１は、駆動軸に装着されることにより、二次転写ローラ１５に対向する位置に設置され、二次転写ローラ１５との間に中間転写ベルト３３を挟み込んだ状態で中間転写ベルト３３に押圧力を付与している。そしてローラ３１は、搬送部２によって搬送されるシート９を中間転写ベルト３３と二次転写ローラ１５との間に挟み込んで押圧することにより、中間転写ベルト３３の表面に形成されているトナー像をシート９に二次転写させる。

【0029】

各色に対応する画像形成ユニット２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋは、転写ユニット３０の下方位置に設けられており、各色に対応する露光部２５Ｙ，２５Ｍ，２５Ｃ，２５Ｋは各画像形成ユニット２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋの更に下方位置に設けられている。トナーボトル１９Ｙ，１９Ｍ，１９Ｃ，１９Ｋは、転写ユニット３０の上部に配置され、各画像形成ユニット２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋに対して各色のトナーを含む現像剤を供給する。

【0030】

各画像形成ユニット２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋは同様の構成を有しており、使用するトナーの色が異なるだけである。すなわち、各画像形成ユニット２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋは、感光体ドラムとして構成される像担持体２１と、像担持体２１の周囲に配置される、帯電部２２と、現像器２３と、クリーニングブレード２４とを備えている。尚、以下において、各画像形成ユニット２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋを区別する必要がないときには、それらを総称して画像形成ユニット２０と呼ぶことがある。

【0031】

像担持体２１は、ドラム表面に感光層を有しており、例えば転写ユニット３０の一次転写ローラ３４による転写圧が付与された中間転写ベルト３３と接触した状態で右回り方向（時計回り方向）に回転する。その回転方向に沿って像担持体２１の周囲には、クリーニングブレード２４と、帯電部２２と、現像器２３とが配置されている。帯電部２２は、像担持体２１の表面に接する帯電ローラを備えて構成され、像担持体２１の表面を所定電荷に帯電させる。露光部２５は、帯電部２２によって帯電した感光層を画像データに基づいて露光することにより、像担持体２１の表面に静電潜像を形成する。現像器２３は、トナーとキャリアとを含む現像剤が内部に充填されており、その現像剤を像担持体２１の表面に供給し、静電潜像をトナーで顕像化させることにより像担持体２１の表面にトナー像を形成する。像担持体２１に形成されたトナー像は、中間転写ベルト３３と接触する位置で中間転写ベルト３３に一次転写される。一次転写ローラ３４には、像担持体２１の表面に形成される帯電したトナー像と逆極性となるバイアス電圧が印加されており、静電気力によって像担持体２１の表面に形成されているトナー像を中間転写ベルト３３に一次転写させることができる。

【0032】

各画像形成ユニット２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋは、それぞれの一次転写ローラ３４Ｙ，３４Ｍ，３４Ｃ，３４Ｋと協働しながら、矢印Ｆ１方向に循環移動する中間転写ベルト３３に対して各色のトナー像を順次重畳させながら一次転写していく。したがって、中間転写ベルト３３が最下流の画像形成ユニット２０Ｋの位置を通過すると、中間転写ベルト３３の表面には、４色のトナー像が重畳されたカラー画像が形成される。尚、シート９にモノクロ画像を形成する場合には、画像形成ユニット２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃが動作せず、Ｋ（ブラック）に対応する画像形成ユニット２０Ｋのみが動作して中間転写ベルト３３にＫのトナーのみによるモノクロ画像が形成される。

【0033】

そして中間転写ベルト３３に形成されるトナー像は、二次転写ローラ１５と対向する位置を通過するときに、搬送部２によって給紙されるシート９と接触し、そのシート９の表面に二次転写される。すなわち、二次転写ローラ１５は、中間転写ベルト３３を挟んでローラ３１と対向する位置に設けられており、中間転写ベルト３３に一次転写されたトナー像がシート９と接触するときに、帯電したトナーと逆極性のバイアス電圧が印加されることでトナー像をシート９に二次転写させる。

【0034】

二次転写ローラ１５の位置でトナー像が転写されたシート９は、その後、定着装置４へと搬送される。定着装置４は、トナー像が転写されたシート９に対して加熱処理及び加圧処理を施すことでトナー像をシート９に定着させる定着部材４０を有している。この定着部材４０は、第１定着部材４１と、第２定着部材４２とを有している。第１定着部材４１と第２定着部材４２は、互いに当接してニップ部を形成しており、そのニップ部にシート９を通紙させることでシート９に対する加熱処理及び加圧処理を施す。以下、このような定着装置４について詳しく説明する。

【0035】

図２は、第１実施形態における定着装置４の構成例を示す断面図である。図２に示すように、定着装置４にはシート９を通紙させる経路４３が形成されており、第１定着部材４１と第２定着部材４２は、その経路４３を挟んで互いに対向する位置に配置される。

【0036】

第１定着部材４１は、内側に熱源となるヒーター４４が配置された加熱ローラ４５と、加熱ローラ４５に対向して配置される支持部材５６と、支持部材５６の上部に配置される第１パッド４６と、支持部材５６の側面に配置される第２パッド４７と、加熱ローラ４５と、第１パッド４６及び第２パッド４７に掛架された状態に配置される定着ベルト４８とを備えている。第１定着部材４１は、加熱ローラ４５がＲ１方向に回転することにより、定着ベルト４８をＦ３方向へ循環移動させる。ヒーター４４は、加熱ローラ４５を加熱することにより、定着ベルト４８を所定の温度に昇温させる。定着ベルト４８は、樹脂基材を備えており、昇温した状態でＦ３方向へ循環移動することに伴い、経路４３を通過するシート９に対して加熱処理を施す。

【0037】

第２定着部材４２は、第１定着部材４１に対向して配置される加圧ローラ４９を備えている。この加圧ローラ４９は、第２パッド４７に対向する位置で第１定着部材４１に当接してニップ部Ｐを形成する。すなわち、加圧ローラ４９は、定着ベルト４８との間にニップ部Ｐを形成する。そして加圧ローラ４９は、シート９がそのニップ部Ｐを通過する際に、シート９に所定の押圧力を付与することで加圧処理を施す。

【0038】

このような定着部材４０の周囲又は内側には、定着部材４０と非接触の状態で様々な被加熱部材５０が配置されている。例えば、第１定着部材４１の第１パッド４６の上方位置には、シート９を排出口５に向けて案内するための第１案内部材６１と、第１案内部材６１を支持する支持部材５１とが配置されている。また、第１定着部材４１の加熱ローラ４５の上方位置には、定着ベルト４８の温度調整を行うためのサーモスタット６２と、サーモスタット６２を支持する支持部材５２とが配置されている。また、加熱ローラ４５の下方位置には、温度を検出する温度センサ６３と、温度センサ６３を支持する支持部材５３とが配置されている。また、加圧ローラ４９の上方位置には、シート９を排出口５に向けて案内するための第２案内部材６４と、第２案内部材６４を支持する支持部材５４とが配置されている。また、加圧ローラ４９の下方位置には、シート９を第１定着部材４１と第２定着部材４２との間のニップ部Ｐに案内するためのガイド部材５５が配置されている。更に、定着部材４０の内側、より具体的には第１定着部材４１の内側には、上述のように、第１パッド４６と第２パッド４７とを支持する支持部材５６が配置されている。これら部材のうち、支持部材５１，５２，５３，５４，５６及びガイド部材５５は、一定の剛性を保持するために所定の厚さを有する金属性の部材によって構成され、例えばＬ字状又はＵ字状に折り曲げられた板金部材によって構成される。これら支持部材５１，５２，５３，５４，５６及びガイド部材５５は、いずれも定着部材４０の昇温に伴って加熱される被加熱部材５０であり、被加熱部材５０の温度が上昇する程、定着装置４における放熱ロスが大きくなる。

【0039】

定着装置４にシート９が通紙されるとき、加熱ローラ４５によって加熱される定着ベルト４８が高温状態（約１５０℃）となるため、定着ベルト４８の外側の周囲に近接して配置されている支持部材５１，５２，５３は、定着ベルト４８の表面からの輻射と対流により高温状態となる可能性がある。例えば、３０枚程度の印刷が行われる場合、支持部材５１，５２，５３は、５０℃程度まで昇温する。仮に室温が２５℃であったとすると、支持部材５１，５２，５３は、第１定着部材４１から放射される熱エネルギーによって約２５℃昇温することになる。本実施形態の定着装置４は、この放熱ロスを低減するため、第１定着部材４１と、被加熱部材５０である支持部材５１，５２，５３との間の空間に熱エネルギーの伝導を低減するための仕切り部材７０を備えている。

【0040】

一方、加圧ローラ４９の周囲に近接して配置されている支持部材５４及びガイド部材５５は、支持部材５１，５２，５３に比べると温度上昇率は低く、約３℃の昇温となる。つまり、支持部材５４及びガイド部材５５に対する放熱ロスが少ないため、本実施形態の定着装置４は、支持部材５４及びガイド部材５５に対して仕切り部材７０を設けない構成を採用している。

【0041】

また、定着ベルト４８の内側に配置される支持部材５６は、加熱ローラ４５及び定着ベルト４８のそれぞれの表面からの輻射と対流に加え、更に第１パッド４６及び第２パッド４７を介した熱伝導も作用するため、最も温度上昇率が大きくなり、約１００℃の昇温となる。そのため、本実施形態の定着装置４は、少なくとも加熱ローラ４５及び定着ベルト４８のそれぞれの表面からの輻射と対流が支持部材５６を昇温させることによる放熱ロスを低減させるため、加熱ローラ４５と、支持部材５６との間の空間に熱エネルギーの伝導を低減するための仕切り部材７０を備えている。

【0042】

仕切り部材７０は、例えば柔軟性を有する薄型の樹脂フィルムを基材とする部材であり、第１定着部材４１と支持部材５１，５２，５３，５６との間の空間に配置されることで、表面側と裏面側との双方に空気層を有する空間を形成し、加熱ローラ４５や定着ベルト４８からの輻射と対流による熱エネルギーの伝導を遮断する。このような仕切り部材７０は、輻射熱を反射する機能と、熱対流による高温空気の拡散を抑制する機能との２つの機能を有している。

【0043】

また、仕切り部材７０は、所定高さを有し、且つ、断熱性を有するスペーサー部材７３を介して第１定着部材４１の外側の周囲及び内側に配置されている各部材に張架された状態に取り付けられる。例えば、第１パッド４６の上方位置においては、第１案内部材６１と支持部材５１との複数箇所にスペーサー部材７３が取り付けられ、それら複数のスペーサー部材７３の間に仕切り部材７０が張設される。また、加熱ローラ４５の上方位置においては、支持部材５１と支持部材５２との複数箇所にスペーサー部材７３が取り付けられ、それら複数のスペーサー部材７３の間に仕切り部材７０が張設される。また、加熱ローラ４５の側方位置においては、支持部材５２と支持部材５３との複数箇所にスペーサー部材７３が取り付けられ、それら複数のスペーサー部材７３の間に仕切り部材７０が張設される。更に、定着ベルト４８の内側においては、支持部材５６の複数箇所にスペーサー部材７３が取り付けられ、それら複数のスペーサー部材７３の間に仕切り部材７０が張設される。すなわち、仕切り部材７０は、第１定着部材４１の周囲及び内側において、所定のテンションが付与された状態で複数のスペーサー部材７３間に張設されるのである。仕切り部材７０とスペーサー部材７３との接着には、例えば耐熱性の高いシリコーン系の両面テープなどを用いることができる。

【0044】

このような仕切り部材７０は、遮熱部材として第１定着部材４１の外側の周囲及び内側に配置される。第１定着部材４１の外側の周囲に配置される仕切り部材７０は、第１遮熱部材７１として配置される。また、第１定着部材４１の内側（定着ベルト４８の内側）に配置される仕切り部材７０は、第２遮熱部材７２として配置される。第１遮熱部材７１と第２遮熱部材７２とは、同じ材料のものによって形成されるものであっても良いし、互いに異なる材料のものによって形成されるものであっても良い。例えば、第１定着部材４１の外側よりも内側の方が高温状態となるため、第２遮熱部材７２の材料として第１遮熱部材７１よりも熱変形温度が高いものを採用するようにしても良い。ここで、熱変形温度とは、樹脂の耐熱性を表す指標値のひとつであり、一定荷重をかけた状態において温度を一定速度で上昇させた時に所定の変形を起こす温度をいい、荷重たわみ温度と同義である。

【0045】

図３は、被加熱部材５０に取り付けられる仕切り部材７０を拡大して示す図である。仕切り部材７０が上述した２つの機能を効果的に発揮するためには、次の４つの条件を満たすことが求められる。第１に、仕切り部材７０の熱容量が小さいことである。第２に、仕切り部材７０における基材の熱伝導率が低いことである。第３に、仕切り部材７０の表面における輻射熱の反射率が高いことである。そして第４に、仕切り部材７０自体に耐熱性があることである。これら４つの条件を満たすことにより、仕切り部材７０は、有効な遮熱部材として機能する。

【0046】

そのため、仕切り部材７０は、図３に示すように、スペーサー部材７３によって被加熱部材５０の表面から浮いた状態に支持され、仕切り部材７０と被加熱部材５０との間に空気層を有する空間５９を形成している。仕切り部材７０と被加熱部材５０との間に空間５９が存在することにより、仕切り部材７０から被加熱部材５０に対して熱が直接伝導されないようになり、被加熱部材５０が高温になるのを防いでいる。

【0047】

また、仕切り部材７０が第１遮熱部材７１として構成される場合には、基材として第１の樹脂フィルム７４が用いられる。また、仕切り部材７０が第２遮熱部材７２として構成される場合には、基材として第２の樹脂フィルム７５が用いられる。基材として第１の樹脂フィルム７４及び第２の樹脂フィルム７５を用いることにより、上述した第１の条件及び第２の条件を満たすことができる。例えば、汎用的な板金であるＳＰＣＣ（冷間圧延鋼板）の熱伝導率は、６５Ｗ／ｍ・Ｋであるのに対し、樹脂フィルムの熱伝導率は一般に０．５Ｗ／ｍ・Ｋ以下である。尚、第１の樹脂フィルム７４及び第２の樹脂フィルム７５は、厚さ２００μｍ以下の薄いフィルムを用いることが好ましい。

【0048】

一方、樹脂フィルムそれ自体は輻射熱の反射率が低い。そこで仕切り部材７０は、基材となる第１の樹脂フィルム７４及び第２の樹脂フィルム７５の表面に対して金属反射面７６を形成している。この金属反射面７６は、例えば第１の樹脂フィルム７４及び第２の樹脂フィルム７５の表面に対してアルミ箔を貼り付けることによって形成しても良いし、またアルミ蒸着膜として形成しても良い。このような薄膜状の金属反射面７６を設けることにより、第１遮熱部材７１及び第２遮熱部材７２は、図３に示すように輻射熱Ｈを高い反射率で反射できるようになり、上述した第３の条件を満たす。

【0049】

さらに、第１の樹脂フィルム７４及び第２の樹脂フィルム７５は、定着部材４０によって放射される熱によって変形しないことが求められる。そこで、第１定着部材４１の外側の周囲に配置される第１遮熱部材７１の基材である第１の樹脂フィルム７４の熱変形温度は、定着装置４がシート９の加熱処理を行うために設定される設定温度以上であることが好ましい。また、第１定着部材４１の内側に配置される第２遮熱部材７２の基材である第２の樹脂フィルム７５の熱変形温度は、定着ベルト４８の樹脂基材の熱変形温度以上であることが好ましい。第１の樹脂フィルム７４及び第２の樹脂フィルム７５の熱変形温度をそのように設定することで、第１遮熱部材７１及び第２遮熱部材７２は、十分な耐熱性を有することとなり、上述した第４の条件を満たす。

【0050】

ここで、一般的な樹脂材料と熱変形温度との関係は、次の表１に示す通りである。

【0051】

【表1】

【0052】

例えば、定着装置４がシート９の加熱処理を行うために設定される設定温度が１３５℃である場合、第１遮熱部材７１の基材である第１の樹脂フィルム７４として、表１におけるポリカーボネート（ＰＣ）以下の複数の樹脂材料のうちから１つの樹脂材料を選択すれば良い。

【0053】

また、第１定着部材４１の内側に配置される第２遮熱部材７２の基材である第２の樹脂フィルム７５の場合は、第１遮熱部材７１よりも高い温度の耐熱性が必要となる。特に画像形成装置１においてジャムなどが発生して定着装置４の動作が緊急停止した場合には、定着ベルト４８の内側は例えば２３０℃といった極めて高い温度状態となることがある。定着ベルト４８の樹脂基材は、そのような高温状態でも変形せずに原形を保持する材料が用いられており、例えばポリイミド（ＰＩ）などが採用されている。そのため、第２遮熱部材７２の基材である第２の樹脂フィルム７５としても、表１におけるポリアミドイミド（ＰＡＩ）とポリイミド（ＰＩ）とのいずれか一方の樹脂材料を選択すれば、十分な耐熱性を得ることができる。尚、ポリアミドイミドはポリイミドに比べると高価であるため、ポリイミドを選択すれば、低コストで十分な耐熱性を確保することができる。

【0054】

また、スペーサー部材７３も熱伝導率が低い樹脂材料で形成するようにしても良い。特に、スペーサー部材７３は、被加熱部材５０に対して直接取り付けられる部材であるため、被加熱部材５０への熱伝導を低く抑えるために、仕切り部材７０（具体的には第１遮熱部材７１）よりも熱伝導率が低い樹脂材料で形成されることがより好ましい。例えば、ポリフェニレンサルファイドのガラス４０％（ＰＰＳ－ＧＦ４０）樹脂などをスペーサー部材７３の材料として好適に用いることができる。その他にも、例えばスペーサー部材７３の材料として、ガラスクロスや、シリコーンスポンジゴムなどを採用しても良い。

【0055】

図４は、スペーサー部材７３の例を示す図である。例えばスペーサー部材７３は、図４（ａ）に示すように、所定長さを有する２本の棒状体が互いに平行に配置されることによって構成される。この場合、第１遮熱部材７１又は第２遮熱部材７２の両端部が２つのスペーサー部材７３のそれぞれの上端面に貼り付けられる。

【0056】

また、スペーサー部材７３は、図４（ｂ）に示すように、互いに平行な２本の棒状体７３ａの両端部を相互に接続する接続部７３ｂを有し、全体として枠形状を有する構造であっても構わない。この場合、第１遮熱部材７１又は第２遮熱部材７２の周縁部が枠形状の上端面に貼り付けられる。

【0057】

また、定着装置４における放熱ロスは、定着ベルト４８の法線方向の周囲だけでなく、定着ベルト４８の側方の周囲にも生じる。そのため、上述した仕切り部材７０は、定着ベルト４８の側方にも配置される。図５は、定着部材４０を斜め上方からみた斜視図である。図５に示すように、定着部材４０の左右両側には、加熱ローラ４５、支持部材５６及び加圧ローラ４９を支持するローラ支持板８１と、ヒーター４４を支持するヒーター支持板８２とが配置される。ヒーター支持板８２は、ローラ支持板８１の後方位置に設けられており、ローラ支持板８１に設けられた開口部８３を介してヒーター４４を加熱ローラ４５の内側で支持している。このような構成の場合、定着部材４０の側方においてローラ支持板８１及びヒーター支持板８２が被加熱部材５０となるため、ローラ支持板８１及びヒーター支持板８２の表面（定着部材４０に対向する面）に対して仕切り部材７０が配置される。この仕切り部材７０も上述したようにスペーサー部材７３を介してローラ支持板８１及びヒーター支持板８２の表面から離間した状態に張設される。

【0058】

このように本実施形態の定着装置４は、定着部材４０の周囲及び内側において、熱源となる部分と被加熱部材５０との間の空間に仕切り部材７０を配置しており、その仕切り部材７０によって被加熱部材５０が高温状態となることを防ぎ、熱源からの放熱ロスを低減するようにしており、従来よりも放熱ロスの削減効果をより一層向上させることが可能である。

【0059】

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態では、定着部材４０の外側における仕切り部材７０の設置態様が第１実施形態とは異なる例を説明する。

【0060】

図６は、第２実施形態における定着装置４の構成例を示す断面図である。図６に示すように、本実施形態の定着装置４は、第１定着部材４１の外側において、定着ベルト４８の周囲にフレーム部材８５が配置され、そのフレーム部材８５の定着ベルト４８に対向する面に対して仕切り部材７０を張設した遮熱構造を有している。

【0061】

図７は、フレーム部材８５の一構成例を示す斜視図である。フレーム部材８５は、定着ベルト４８の幅方向に沿って配置される複数の第１フレーム８６と、互いに隣接する２つの第１フレーム８６間を接続する複数の第２フレーム８７とを備え、全体としてＵ字状の樋形状を有している。そして仕切り部材７０は、フレーム部材８５の内面側に張設される。また第１実施形態と同様に、仕切り部材７０とフレーム部材８５との接着には、例えば耐熱性の高いシリコーン系の両面テープなどを用いることができる。

【0062】

このようなフレーム部材８５は、熱伝導率の低い樹脂材料で形成されることが好ましい。しかしその反面、強度と取り付け精度の面では金属材料で形成されることが好ましい。例えば定着ベルト４８と仕切り部材７０との間の隙間として２～５ｍｍ程度を確保できるのであれば、高い強度や取り付け精度が重要ではなくなるため、樹脂材料で形成されたフレーム部材８５を用いれば良い。これに対し、定着ベルト４８と仕切り部材７０との間の隙間が２ｍｍ未満となる場合には、フレーム部材８５に高い強度と取り付け精度とが求められることになる。その場合には、金属材料で形成されたフレーム部材８５を用いるようにすれば良い。

【0063】

各第１フレーム８６の両端部には、スペーサー部材７３に取り付けるための取付部８８が設けられる。フレーム部材８５は、その取付部８８を介してスペーサー部材７３に取り付けられる。そしてスペーサー部材７３は、定着部材４０の左右両側方に配置されているローラ支持板８１に取り付けられる。例えば、スペーサー部材７３は、ポリカーボネート（ＰＣ）などの樹脂材料で形成される熱伝導率の低い部材である。

【0064】

図８は、フレーム部材８５とローラ支持板８１との接続部を拡大して示す図である。図８に示すように、フレーム部材８５の取付部８８は、ネジ部材９１によってスペーサー部材７３に固定される。このネジ部材９１の先端は、スペーサー部材７３の内部に留まり、ローラ支持板８１には接触しない構造である。そのため、フレーム部材８５が仮に高温状態になってもフレーム部材８５の熱がネジ部材９１を介して直接ローラ支持板８１に伝導しないようになっている。

【0065】

また、スペーサー部材７３は、ネジ部材９２によってローラ支持板８１の所定位置に固定される。このネジ部材９２は、フレーム部材８５とは接触することなく、スペーサー部材７３をローラ支持板８１に固定する。そのため、フレーム部材８５が仮に高温状態になってもフレーム部材８５の熱がネジ部材９２を介して直接ローラ支持板８１に伝導しないようになっている。

【0066】

このように本実施形態の定着装置４は、フレーム部材８５を用いることにより、第１定着部材４１と被加熱部材５０との間の空間に仕切り部材７０を配置している。このようなフレーム部材８５を用いれば、定着部材４０の周囲に対して仕切り部材７０を比較的簡単に取り付けることができると共に、定着部材４０の周囲に配置する部品の数を少なくすることができるという利点がある。

【0067】

尚、本実施形態において上述した点以外の構成は第１実施形態で説明したものと同様である。

【0068】

（変形例）
以上、本発明に関する幾つかの好ましい実施形態について説明した。しかし、本発明は、上記各実施形態において説明した内容のものに限られるものではなく、種々の変形例が適用可能である。

【0069】

例えば、上記実施形態では、加圧ローラ４９の周囲に近接して配置されている支持部材５４及びガイド部材５５に対して仕切り部材７０を設けない構成例を説明した。しかし、本発明は、それに限られるものではなく、加圧ローラ４９の周囲に近接して配置されている支持部材５４及びガイド部材５５に対定着部材しても仕切り部材７０を設ける構成を採用しても良い。

【0070】

また、上記実施形態では、第１定着部材４１に定着ベルト４８が設けられている構成例を説明した。しかし、第１定着部材４１は、必ずしも定着ベルト４８を備えていないものであっても構わない。例えば、第１定着部材４１は、内側にヒーター４４が配置された加熱ローラ４５のみを有し、その加熱ローラ４５が加圧ローラ４９と接触し、加圧ローラ４９との間にニップ部Ｐを形成するものであっても構わない。

【0071】

また、上記実施形態において定着部材４０の周囲に配置されている被加熱部材５０は単なる一例であり、上記実施形態において説明した部材とは異なる被加熱部材５０が定着部材４０の周囲に配置されている場合には、そのような部材と定着部材４０との間の空間に仕切り部材７０を配置したものであれば良い。

【符号の説明】

【0072】

１ 画像形成装置
４ 定着装置
４０ 定着部材
４１ 第１定着部材
４２ 第２定着部材
４４ ヒーター（熱源）
４８ 定着ベルト
５０ 被加熱部材
５１，５２，５３，５４，５６ 支持部材（被加熱部材）
５５ ガイド部材（被加熱部材）
５９ 空間
７０ 仕切り部材
７１ 第１遮熱部材（仕切り部材）
７２ 第２遮熱部材（仕切り部材）
７３ スペーサー部材
７４ 第１の樹脂フィルム
７５ 第２の樹脂フィルム
７６ 金属反射面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】