定着装置及び画像形成装置
【課題】加熱側が円筒状の回転体の軸方向における温度分布のばらつきが抑制された定着装置、及びそれを用いた画像形成装置を提供する。
【解決手段】発熱源を有する円筒状の加熱回転体１、及び、加熱回転体１と周面が相互に接触して定着用のニップ部を形成する加圧回転体２を有する定着装置において、加熱回転体１の回転軸方向における一端または両端に、外部に露出する円盤状の外側板５が設けられるとともに、外側板５の内側における加熱回転体１の内周面に円盤状の内側板６が、外側板５と間隔を開けて設けられ、外側板５には、その中心近傍に中心側通気口７が設けられるとともに、その外縁または近傍に外縁側通気口８が設けられ、かつ、外側板５と内側板６との間に、中心側通気口７と外縁側通気口８とを連通する流路が設けられていることを特徴とする定着装置、及びそれを用いた画像形成装置である。
【解決手段】発熱源を有する円筒状の加熱回転体１、及び、加熱回転体１と周面が相互に接触して定着用のニップ部を形成する加圧回転体２を有する定着装置において、加熱回転体１の回転軸方向における一端または両端に、外部に露出する円盤状の外側板５が設けられるとともに、外側板５の内側における加熱回転体１の内周面に円盤状の内側板６が、外側板５と間隔を開けて設けられ、外側板５には、その中心近傍に中心側通気口７が設けられるとともに、その外縁または近傍に外縁側通気口８が設けられ、かつ、外側板５と内側板６との間に、中心側通気口７と外縁側通気口８とを連通する流路が設けられていることを特徴とする定着装置、及びそれを用いた画像形成装置である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタ、ファクシミリ、複写機、これらの機能を備えた複合機等の電子写真方式の画像形成プロセスを行う画像形成装置に用いられる定着装置及びそれを用いた画像形成装置に関し、より詳しくは、熱と圧力とを加えることにより記録媒体表面にトナー像を定着させる定着装置及びそれを用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を用いる装置、例えば、レーザプリンタは、回転する感光体ドラムを有し、この感光体ドラムの感光層を一様に帯電させた後、レーザ走査ユニットからのレーザビームによって露光して静電潜像を形成し、該静電潜像をトナーによって現像してトナー像とし、そのトナー像を転写紙等の記録媒体（被記録材等ともいう。）に転写させ、さらにその記録媒体を定着装置に通過させてトナー像を定着する様に構成されている。
【０００３】
従来、定着装置においては、例えば、アルミニウムなどの中空円筒体からなる芯金の中空部に、その回転軸に沿ってハロゲンランプなどの発熱体を配置し、該発熱体の輻射熱によって定着ローラを内側から加熱するようになっている。そして、当該定着ローラと平行で、かつ、定着ローラに圧接する加圧ローラが設けられ、該加圧ローラと前記定着ローラとの間に形成されるニップ部に記録媒体を通過させることにより、記録媒体表面に付着している未定着のトナーを定着ローラの熱によって溶融させつつ、加圧によって記録媒体表面に定着させる。
【０００４】
このようなローラ加熱方式の定着装置では、小サイズの記録媒体を連続的に長時間定着すると、定着ローラの非通紙部の温度上昇、いわゆる端部温度上昇が発生する。この端部温度上昇になった状態で、普通サイズや大サイズの記録媒体を定着すると、小サイズ紙の非通紙部分に対応する範囲においてホットオフセットが発生する懸念がある。
【０００５】
従来、これを防止する為に、定着ローラ端部が所定の温度以下になる様に発熱体の通電制御を行っている。しかし、これに加えて定着ローラ中央部を規定温度以上に維持する必要がある。この為、発熱体の通電制御の頻度が上がってしまい、フリッカが発生してしまう場合があった。
【０００６】
定着装置の軸方向における温度のばらつきを抑制する技術として、特許文献１には、温度依存性を有する発熱体を用いることで、小サイズの記録材の連続通紙時に温度の高い所では発熱量が低く、温度の低い所では相対的に発熱量が高くなるように制御する技術が開示されている。当該技術は、加熱側の部材が定着ローラではなく、無端状のフィルムの周内に接触状態で発熱体が配された、いわゆるベルトニップ方式であり、フィルムの周外から加圧手段によってフィルムを介して発熱体に加圧することで、フィルムと加圧手段との間にニップ部が形成される。そのため、フィルムを用いた加熱側の部材の熱伝導性の制約が大きく、当該技術をそのまま、定着方式の主流であるローラ加熱方式に適用することはできない。
【０００７】
また、特許文献２には、発熱手段が赤外線を発するカーボンランプであり、カーボンランプによる加熱範囲をニップ部に局所限定するための反射部材を設ける技術が開示されている。しかし、反射部材は経時使用によりその表面が汚れて配光分布が変化してしまい、所期の温度分布が得られ難くなり、フリッカの抑制を長期間維持することができない場合があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、加熱側が円筒状の回転体（いわゆる「定着ローラ」）である、ローラ定着方式を代表とする定着装置であって、当該回転体の軸方向における温度分布のばらつきが抑制された定着装置、及びそれを用いた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】
【０００９】
上記課題は、以下に示す本発明によって達成される。
【００１０】
請求項１に記載された発明は、発熱源を有する円筒状の加熱回転体、及び、該加熱回転体と周面が相互に接触して定着用のニップ部を形成する加圧回転体を有する定着装置において、前記加熱回転体の回転軸方向における一端または両端に、外部に露出する円盤状の外側板が設けられるとともに、該外側板の内側における前記加熱回転体の内周面に円盤状の内側板が、前記外側板と間隔を開けて設けられ、前記外側板には、その中心近傍に中心側通気口が設けられるとともに、その外縁または近傍に外縁側通気口が設けられ、かつ、前記外側板と前記内側板との間に、前記中心側通気口と前記外縁側通気口とを連通する流路が設けられていることを特徴とする定着装置である。
【００１１】
請求項２に記載された発明は、請求項１に記載の定着装置において、前記外側板と前記内側板との間に、温度に応じた曲率の変化によって前記加熱回転体の回転時に前記流路中を流れる空気流量を増減させるバイメタルで構成された熱変形部材が、配されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載された発明は、請求項２に記載の定着装置において、前記熱変形部材として、前記流路の少なくとも一部を構成するとともに、前記曲率の変化を長手方向で起こす長尺状の板状体が、長手方向の何れかの位置で固定されるとともに、固定されない部位が温度上昇により前記流路側から後退する向きに配されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載された発明は、請求項３に記載の定着装置において、一方の端部が前記中心側通気口近傍に配置されるとともに、他方の端部が近傍で前記外縁側通気口を挟んで対向配置されて、前記流路を構成する長尺状の一対の仕切り板が設けられ、かつ、前記一対の仕切り板の内の少なくとも一方が、前記熱変形部材で構成されるとともに、前記他方の端部またはその近傍で固定されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項５に記載された発明は、請求項２に記載の定着装置において、一方の端部が前記中心側通気口近傍に配置されるとともに、他方の端部が近傍で前記外縁側通気口を挟んで対向配置されて、前記流路を構成する長尺状の一対の仕切り板が設けられ、前記一対の仕切り板が、前記一方の端部から前記他方の端部に向けて両者の間隔が広がるように配されるとともに、その内の少なくとも一方が、前記外側板及び前記内側板に対して自身の長手方向に摺動可能であり、摺動可能に配された前記仕切り板を前記加熱回転体の内周面方向に押圧する弾性部材が設けられ、前記熱変形部材として、前記曲率の変化を長手方向で起こす長尺状の板状体が、その一端または近傍が前記加熱回転体の内周面または近傍で固定されるとともに、その固定されない他端または近傍が摺動可能に配された前記仕切り板における前記加熱回転体の内周面側の端部と直接的または間接的に当接された状態で、設けられ、かつ、前記板状体が、その固定されない他端が温度上昇とともに前記加熱回転体の内周面側に近づく向きに、配されることを特徴とする。
【００１５】
請求項６に記載された発明は、請求項２に記載の定着装置において、前記外縁側通気口が、前記外側板に設けられた開口であり、対向する辺がそれぞれ前記外側板及び前記内側板と接触または近接状態で支持されて、前記流路の少なくとも一部を構成する可動仕切り板と、該可動仕切り板を前記流路から後退させる方向に直接的または間接的に押圧する弾性部材と、が設けられ、前記可動仕切り板が、その一部を前記外縁側通気口から外部に露出させる領域で、前記流路の内外方向に変位可能に構成され、かつ、前記熱変形部材として、温度の下降により長手方向で曲率上昇する長尺状の板状体が、その両端及び長手方向中心のいずれかの側において前記可動仕切り板に前記流路外から直接的または間接的に当接するとともに、前記可動仕切り板に当接しない側において、前記可動仕切り板に対向し前記外側板と相対的に固定された面に当接して、両者間に嵌め込まれた状態で配されていることを特徴とする。
【００１６】
請求項７に記載された発明は、請求項６に記載の定着装置において、前記可動仕切り板の変位が、前記外側板の略半径方向かつ前記可動仕切り板の略垂直方向であり、かつ、 前記外側板と相対的に固定された面が、前記加熱回転体の内周面であることを特徴とする。
【００１７】
請求項８に記載された発明は、請求項２に記載の定着装置において、前記外縁側通気口が、前記外側板に設けられた開口であり、対向する辺がそれぞれ前記外側板及び前記内側板と接触または近接状態で支持されて、前記流路の少なくとも一部を構成する可動仕切り板と、該可動仕切り板を前記流路から後退させる方向に直接的または間接的に押圧する弾性部材と、が設けられ、前記可動仕切り板が、その一部を前記外縁側通気口から外部に露出させる領域で、前記流路の内外方向に変位可能に構成され、前記熱変形部材として、前記曲率の変化を長手方向で起こす長尺状の板状体が、その一端または近傍が前記外側板と相対的に固定されるとともに、その固定されない他端または近傍が前記可動仕切り板に前記流路外から直接的または間接的に当接した状態で、設けられ、かつ、前記板状体が、その固定されない他端が温度下降とともに前記可動仕切り板を前記流路側へ押圧する向きに、配されていることを特徴とする。
【００１８】
請求項９に記載された発明は、請求項８に記載の定着装置において、前記可動仕切り板の変位が、前記外側板の略半径方向かつ前記可動仕切り板の略垂直方向であり、かつ、前記熱変形部材の前記他端または近傍が、前記加熱回転体の内周面または近傍に固定されていることを特徴とする。
【００１９】
請求項１０に記載された発明は、請求項２に記載の定着装置において、前記外側板が、前記加熱回転体の回転軸方向に移動可能に支持され、前記外縁側通気口が、前記外側板の前記加熱回転体端部からの突出時に該外側板と前記加熱回転体の縁端との間に生ずる間隙であり、前記熱変形部材として、温度の下降により長手方向で曲率上昇する長尺状の板状体が、その両端を前記内側板及び前記外側板にそれぞれ当接させて両者間に配置され、かつ、前記内側板及び前記外側板に両端が接続されて両者を引き寄せる弾性部材が、前記熱変形部材と並列に設けられていることを特徴とする。
【００２０】
請求項１１に記載された発明は、請求項２に記載の定着装置において、前記外縁側通気口が、前記外側板に設けられた開口であり、前記熱変形部材として、温度変化で湾曲しない一辺で前記外縁側通気口の縁に固定されるとともに、低温時全体として当該外縁側通気口の少なくとも一部を塞ぎ得る位置に、板状片が配されることを特徴とする。
【００２１】
請求項１２に記載された発明は、請求項１〜１１のいずれかに記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００２２】
請求項１に記載された発明によれば、円筒状の加熱回転体において、回転軸方向における端部に位置する外側板に設けられた中心側通気口と外縁側通気口とが流路で連通しており、加熱回転体の回転による遠心力によって中心側通気口から外縁側通気口へと流れる空気流が生じて、軸方向中央部に比べて温度上昇しやすい端部近傍が空冷されるため、簡単な構成で、加熱回転体の軸方向における温度分布のばらつきを抑制することができる定着装置を提供することができる。結果として、請求項１に記載された発明によれば、フリッカの問題を抑制することができる。
【００２３】
請求項２に記載された発明によれば、温度に応じて曲率が変化することで、中心側通気口と外縁側通気口とを連通する流路中を流れる空気流量を増減させる熱変形部材が配されるため、流路中の空気流量を温度に応じて自律的に調整することが可能であり、加熱回転体の軸方向における温度分布のばらつきを精度よく抑制できる定着装置を提供することができる。結果として、請求項２に記載された発明によれば、フリッカの問題をより抑制することができる。
【００２４】
請求項３に記載された発明によれば、流路の少なくとも一部を構成する長尺状の熱変形部材としての板状体が、温度上昇によってその一部が前記流路側から後退し流路中を流れる空気流量が増加する一方、温度下降によってその一部が前記流路側へと進出し流路中を流れる空気流量が減少するように自律的に調整されるため、簡易な構成で、加熱回転体の軸方向における温度分布のばらつきを精度よく抑制することができる。
【００２５】
請求項４に記載された発明によれば、流路を構成する仕切り板の少なくとも一方が熱変形部材を構成し、固定されていない端部側が、温度上昇によって前記流路側から後退し流路中を流れる空気流量が増加する一方、温度下降によって前記流路側へと進出し流路中を流れる空気流量が減少するように自律的に調整されるため、簡易な構成で、加熱回転体の軸方向における温度分布のばらつきを精度よく抑制することができる。
【００２６】
請求項５に記載された発明においては、流路を構成する一対の仕切り板の内の摺動可能な仕切り板が、温度上昇とともに前記加熱回転体の内周面側に近づく熱変形部材の当接する端部に連れて、弾性体の押圧力で前記加熱回転体の内周面側へと摺動し、対向する仕切り板との中心側通気口側の端部同士の距離が広がって、流路の幅が広がり、流路中を流れる空気流量が増加する一方、温度下降とともに前記加熱回転体の内周面から遠ざかる熱変形部材の当接する端部に押されて、前記中心側通気口側へと摺動し、対向する仕切り板との中心側通気口側の端部同士の距離が狭まって、流路の幅が狭まり、流路中を流れる空気流量が減少する。このように自律的に調整されるため、請求項５に記載された発明によれば、簡易な構成で、加熱回転体の軸方向における温度分布のばらつきを精度よく抑制することができる。
【００２７】
請求項６に記載された発明においては、可動仕切り板とこれに対向し外側板と相対的に固定された面との間に、熱変形部材が、その両端または長手方向中心がそれぞれいずれかに当接した状態で嵌め込まれており、その嵌め込まれた部分の厚み（熱変形部材の両端を結ぶ線とその長手方向の中心点との距離）が湾曲の程度によって変化する状態になっている。また、流路の一部を構成する可動仕切り板が、外縁側通気口からその一部が外部に露出する領域に位置する際、外縁側通気口における流路側のみが流路に連通する開口面積になる。
【００２８】
それゆえ、請求項６に記載された発明によれば、温度下降によって熱変形部材の曲率が上がり厚みが大きくなることで前記可動仕切り板が外縁側通気口で弾性部材の押圧力に抗って流路側へと進行し、外縁側通気口の開口面積が減少して、流路中を流れる空気流量が減少する一方、温度上昇によって熱変形部材の曲率が下がり厚みが小さくなり、弾性部材の押圧力によって前記可動仕切り板が外縁側通気口で流路側から後退し、外縁側通気口の開口面積が増大して、流路中を流れる空気流量が増加するように自律的に調整されるため、簡易な構成で、加熱回転体の軸方向における温度分布のばらつきを精度よく抑制することができる。
【００２９】
請求項７に記載された発明によれば、熱変形部材が加熱回転体の端部近傍における内周面と当接しており、前記加熱回転体の端部近傍の温度変化に対してより感度よく反応して流路中を流れる空気流量が自律的に調整されるため、簡易な構成で、加熱回転体の軸方向における温度分布のばらつきをより精度よく抑制することができる。
【００３０】
請求項８に記載された発明において、流路の一部を構成する可動仕切り板は、外縁側通気口から一部が外部に露出する領域で変位する際、外縁側通気口における流路側のみが流路に連通する開口面積になる。
【００３１】
それゆえ、請求項８に記載された発明によれば、温度下降によって熱変形部材が変形し前記可動仕切り板が外縁側通気口で弾性部材の押圧力に抗って流路側へと進行し、外縁側通気口の開口面積が減少して、流路中を流れる空気流量が減少する一方、温度上昇によって熱変形部材が逆方向へ変形し、弾性部材の押圧力によって前記可動仕切り板が外縁側通気口で流路側から後退し、外縁側通気口の開口面積が増大して、流路中を流れる空気流量が増加するように自律的に調整されるため、簡易な構成で、加熱回転体の軸方向における温度分布のばらつきを精度よく抑制することができる。
【００３２】
請求項９に記載された発明によれば、熱変形部材が加熱回転体の端部近傍における内周面またはその近傍に固定されており、前記加熱回転体の端部近傍の温度変化に対してより感度よく反応して流路中を流れる空気流量が自律的に調整されるため、簡易な構成で、加熱回転体の軸方向における温度分布のばらつきをより精度よく抑制することができる。
【００３３】
請求項１０に記載された発明によれば、温度上昇によって、熱変形部材の長手方向の湾曲が小さくなり、その全長が伸長することで外側板が加熱回転体の端部から突出して、加熱回転体の縁端との間に生ずる間隙、即ち外縁側通気口が広がり、温度下降によって、熱変形部材の長手方向の湾曲が大きくなり、その全長が短縮することで外側板が内側板に引き寄せられて、加熱回転体の縁端との間に生ずる間隙、即ち外縁側通気口が狭まり（時には閉じ）、そこを流れる空気流量が自律的に制御されるため、簡易な構成で、加熱回転体の軸方向における温度分布のばらつきを精度よく抑制することができる。
【００３４】
請求項１１に記載された発明によれば、温度変化によって熱変形部材の湾曲の程度が変化して、低温時に少なくとも一部が塞がれていた外縁側通気口が、温度上昇によって広がり、そこを流れる空気流量が自律的に制御されるため、簡易な構成で、加熱回転体の軸方向における温度分布のばらつきをより精度よく抑制することができる。
【００３５】
請求項１２に記載された発明によれば、加熱回転体の軸方向における温度分布のばらつきが抑制された定着装置を備えた画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係る定着装置を備えた画像形成装置の例示的一態様であるフルカラーレーザプリンタを示す概略構成図であり、図１（ａ）はフルカラーレーザプリンタ全体の概略構成図を、図１（ｂ）は作像ユニットの内部を表すモデル図を示す。
【図２】本発明の定着装置の特徴的な構成を説明するための、定着装置の例示的一態様を示す斜視図である。
【図３】図２の定着装置における加熱回転体の右側面図である。
【図４】本発明の例示的一態様である第１の実施形態の定着装置における加熱回転体の端部近傍を表す斜視図である。
【図５】図４の加熱回転体の右側面図である。
【図６】図４に表された加熱回転体における端部温度調整機構を構成する部材の分解斜視図である。
【図７】本発明の例示的一態様である第２の実施形態の定着装置における加熱回転体の端部構造を表す概略構成図である。
【図８】図７のＥ−Ｅ断面図である。
【図９】端部温度調整機構の一部を構成する３つの部材を抜き出した図であり、（ａ）は摺動仕切り板の平面図、（ｂ）は熱変形部材の斜視図、（ｃ）は固定仕切り板の平面図である。
【図１０】図７に表された加熱回転体の端部が温度低下した際の当該端部構造の状態を表す概略構成図である。
【図１１】本発明の例示的一態様である第３の実施形態の定着装置における加熱回転体の端部構造を表す概略構成図である。
【図１２】図１１に表された加熱回転体の端部が温度低下した際の当該端部構造の状態を表す概略構成図である。
【図１３】本発明の例示的一態様である第４の実施形態の定着装置における加熱回転体の端部構造を表す概略構成図である。
【図１４】図１３に表された加熱回転体における端部温度調整機構を構成する部材の分解斜視図である。
【図１５】図１３に表された定着ローラ４０１の端部が温度上昇した際の当該端部構造の状態を表す概略構成図である。
【図１６】本発明の例示的一態様である第５の実施形態の定着装置における加熱回転体の端部構造を表す概略構成図である。
【図１７】図１６に表された加熱回転体における端部温度調整機構を構成する部材の分解斜視図である。
【図１８】図１６に表された加熱回転体における外縁側通気口周辺の拡大斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明の定着装置及び画像形成装置について、図面を参照して詳細に説明する。
【００３８】
図１（ａ）は、本発明に係る定着装置を備えた画像形成装置の例示的一態様であるフルカラーレーザプリンタを示す概略構成図である。このカラーレーザプリンタは、装置本体４１の下部に二段の給紙装置を備えた給紙部４２が、その上方に作像部４３が配置された構成となっている。なお、図１においては、本発明に特徴的な定着装置の構成は現されておらず、概略的に示すにとどめている。
【００３９】
このようなプリンタでは、一般にコピー等に用いられる普通紙（以下、単に普通紙という）と、ＯＨＰシートや、カード、ハガキといった９０Ｋ紙（坪量：約１００ｇ／ｍ2相当以上）の厚紙や封筒等の普通紙よりも熱容量が大きな、いわゆる特殊シート（以下、単に特殊シートという）とのいずれをも、シート状の記録媒体として用いることが可能である。
【００４０】
また、作像部４３には給紙側を下に排紙側を上とするように配置された転写ベルト装置４４が設けられている。転写ベルト装置４４は、図示簡略する複数のローラからなるローラ群４５で巻き掛けられたエンドレスの転写ベルト４６を有し、ローラ群の内の１つのローラ４７が図示しない駆動源によって駆動されることにより転写ベルト４６が矢印Ａ方向に回転駆動される。
【００４１】
転写ベルト４６の下部走行辺には、転写ベルト回転方向（矢印Ａ方向）上流側から順に、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、黒（Ｂｋ）用の４つの作像ユニット５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｙ、５１Ｂｋが並列配置されている。
【００４２】
各作像ユニット５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｙ、５１Ｂｋには、それぞれ図１（ｂ）にモデル的に示すように画像担持体としての感光体５２が設けられ、感光体５２は駆動手段（図示せず）によって図中時計方向へ回転駆動されるようになっている。
【００４３】
感光体５２の回りには、帯電手段としての帯電ローラ５３、光書込み装置５４ａによってレーザ光書込みが行われる光書込み部５４、現像装置５５、クリーニング装置５６が設けられている。現像装置５５は二成分現像装置であって、消費されたトナー量に応じて図示しないトナー補給搬送装置によりトナーが補給される。
【００４４】
これら作像ユニット５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｙ、５１Ｂｋによってそれぞれマゼンタ、シアン、イエロー、及び、黒の画像が形成され、これら単色の画像は転写ベルト４６の周面に次々と重ね合わされるように転写されてカラー画像が形成され、次いで、これらカラー画像は第１転写ローラ４８、及び、第２転写ローラ４９により転写ベルト４６から記録材（記録媒体）Ｐへ転写され、画像が転写された記録材Ｐは定着装置１０へと送出される。
【００４５】
定着装置１０では定着ローラ１と加圧ローラ２との間に形成されるニップ部によって加圧・加熱されて画像は転写紙に定着されて、図示しない上部トレーに送出される。この定着装置１０が本発明に特徴的な構成を具備する。
【００４６】
以下、本発明の定着装置について、その特徴的な構成について説明する。
【００４７】
図２は、本発明の定着装置の特徴的な構成を説明するための、定着装置１０の例示的一態様を示す斜視図である。定着装置１０は、内部に発熱源たるヒータ３を有する円筒状の定着ローラ（加熱回転体）１、及び、定着ローラ１と周面が相互に接触して定着用のニップ部を形成する加圧ローラ（加圧回転体）２を含んでなる。定着ローラ１は、軸心４の中心軸を回転中心（回転軸Ｓ）として不図示の動力装置によって矢印Ｂ方向に回転し、加圧ローラ２はそれに従動回転する。定着装置１０のニップ部に、未定着トナー像が担持された記録材Ｐが通過する際に、熱と圧力とを受けてトナーが記録材Ｐに定着される。
【００４８】
安定したトナーの定着を得るためには、ニップ部の温度を一定に保持することが望まれる。そのため、温度検知手段１１ａ、１１ｂにて定着ローラ１の表面温度を検出し、それぞれの温度検出箇所が規定の温度領域に収まるように制御回路（不図示）よりヒータ３に断続電力が供給される。
【００４９】
しかし、一般に定着ローラ１の軸方向中央に合わせて通紙される（一般に「センターレジ」と称されている。）ので、小サイズの記録材Ｐを連続的に長時間定着すると、定着ローラ１の非通紙部となる端部及びその近傍の温度が上昇する。その温度上昇に対応して、温度検知手段１１ｂの検知結果が規定の温度領域の上限に達するとヒータ３への電力供給が中断され、定着ローラ１の端部に比して軸方向中央付近の温度が低い状態のまま全体として温度低下する。そして、今度は、温度検知手段１１ａの検知結果が規定の温度領域の下限に達し、ヒータ３への電力供給が開始する。中央付近と端部との温度の隔たりが大きくなると、このヒータ３への電力供給のＯＮ−ＯＦＦ切り替えの頻度が上がり、遂にはフリッカが発生してしまう場合があった。
【００５０】
本発明では、定着ローラ１の特徴的な端部構造によって、軸方向における良好な温度分布を長期間維持することができ、延いてはフリッカの問題を抑制することができる。
【００５１】
図３は、定着装置１０の図２における定着ローラ１の右方向からの側面図である。図２及び図３に示されるように、定着ローラ１の端部には、外部に露出する円盤状の外側板５が設けられ、それに対向し定着ローラ５の内周面に接触した状態で円盤状の内側板６が間隔を置いて設けられている。外側板５には、回転軸Ｓ近傍に位置する中心側通気口７と、外側板５の外縁近傍に位置する外縁側通気口８ａ，８ｂ，８ｃとが設けられている。また、外側板５と内側板６との間には、中心側通気口７と外縁側通気口８ａとを連通する流路９ａ、中心側通気口７と外縁側通気口８ｂとを連通する流路９ｂ、中心側通気口７と外縁側通気口８ｃとを連通する流路９ｃの３つの流路が形成されている。
【００５２】
定着装置１０が稼働して定着ローラ１が矢印Ｂ方向に回転すると、流路９ａ，９ｂ，９ｃ内に存在する空気が回転による遠心力で外側に引っ張られ、中心側通気口７から外縁側通気口８ａ，８ｂ，８ｃへと流れる気流が生じる。当該気流によって定着ローラ１の端部近傍が空冷されて、たとえば、小サイズの記録材が連続的に通紙された際にも温度上昇を抑制することができる。したがって、本例によれば、簡単な構成で、定着ローラ１の軸方向における温度分布のばらつきを抑制することができ、結果として、フリッカの問題を抑制することができる。
【００５３】
以上、図２及び図３を用いて、本発明の定着装置の特徴的な構成について説明したが、勿論、これら図面に表された構成はあくまでも例示であり、本発明は当該構成に限定されるものではない。
【００５４】
たとえば、外側板５及び内側板６とその間に設けられた流路９ａ，９ｂ，９ｃからなる本発明に特徴的な端部構成（以下、当該構成を「端部温度調整機構」と称する場合がある。）が、図２における右側端部にのみ描かれているが、勿論、左側端部に配してもよいし、左右両端部に配しても構わない。一般的なセンターレジの装置においては、左右両端部に端部温度調整機構を配することが望まれ、定着ローラ１の軸方向の左右何れかの端部に記録材の辺を合わせて通紙される（一般に「サイドレジ」と称されている。）装置においては、記録材の辺が合わされる側とは反対側の端部に端部温度調整機構を配することが望まれる。
【００５５】
中心側通気口７や外縁側通気口８ａ，８ｂ，８ｃ、これらを連通する流路９ａ，９ｂ，９ｃの位置や数も特に限定するものではなく、たとえば、中心側通気口が全流路に兼用の上記例に限らず、流路の数に応じて設けられてもよいし、中心側通気口、外縁側通気口共に、各流路に複数設けられていても構わない。流路の数も３つに限定されるものではなく、２つや４つ以上の複数でも何ら問題ないし、単一の流路のみでも、さらには流路として仕切らずに外側板５と内側板との間の空間全域を流路としても構わない。さらに、中心側通気口の位置は外縁側通気口に対して加熱回転体の中心軸側であればいずれの箇所でも構わないし、外縁側通気口の位置は中心側通気口に対して加熱回転体の周面側であればいずれの箇所でも構わず、遠心力による流路内の空気流が生じさえすればよい。勿論、本発明の効果が良好に奏されるように、適切な構成に設計することが望ましい。
【００５６】
その他、発熱源として定着ローラ１の内部から加熱するヒータ３を例示しているが、たとえば、電磁誘導加熱方式の如く、ローラの外部から加熱する方式の発熱源を採用しても、本発明において何ら問題はない。
【００５７】
ところで、図２及び図３で説明した端部温度調整機構を備えた定着装置においては、たとえば、大サイズの記録材が連続的に通紙された際には、逆に当該端部が冷却され過ぎて、中心部よりも低温になってしまう場合がある。それを考慮して、上記した中心側通気口や外縁側通気口の数、大きさ、位置、流路の形状、数、大きさ、その他外側板５と内側板６との間隔等を適宜設計して、使用態様に見合った冷却効率になるように端部温度調整機構をすることが望まれる。
【００５８】
本発明においては、外側板と前記内側板との間に、温度に応じて曲率が変化して、前記加熱回転体の回転時に前記流路中を流れる空気流量を増減させるバイメタルで構成される熱変形部材をさらに備えることが好ましい。かかる熱変形部材を備えることで、端部温度調整機構による冷却効率を加熱回転体端部の温度に応じて自律的に調整することができる。なお、以降の説明において、感温部材としての熱変形部材を用いて前記流路中を流れる空気流量を調整する機構を、以下「感温流量調整機構」と称する場合がある。
【００５９】
本発明において熱変形部材は、熱膨張率が異なる２枚の金属板を貼り合わせてなる「バイメタル」で構成されたものであり、温度の変化によって曲率が変化する性質がある。
【００６０】
図２及び図３で説明した定着装置において、さらに前記感温流量調整機構を備えることで、定着ローラ１の端部近傍の冷却効率を自律的に制御することができる。すなわち、かかる感温流量調整機構は、中心側通気口７と外縁側通気口８ａ，８ｂ，８ｃとを連通する流路９ａ，９ｂ，９ｃ中の空気流量が、定着ローラ１の周内面における外側板５乃至内側板６が配された位置近傍の温度が上昇すると増加し、同温度が下降すると減少するように、温度による熱変形部材の形状変化を利用して調整する機構である。
【００６１】
前記感温流量調整機構を備えることとすれば、定着ローラ１の端部近傍の温度に応じて空冷による冷却効率が適切に調整されるので、定着ローラ１の軸Ｓ方向における温度分布のばらつきを精度よく抑制することができ、結果として、フリッカの問題を抑制することができる。
【００６２】
また、定着ローラ１の軸Ｓ方向における温度分布のばらつきが抑制されることから、本例において軸Ｓ方向の中央部と端部の２箇所に設けられている温度検知手段１１ａ，１１ｂについて、その一方のみにすることが可能になる。温度検知手段の個数を少なくできれば、部品点数減少によって装置の小型化やコスト低減に繋がるほか、温度制御機構を簡略化することにもなり、それに基づくコスト低減にも繋がる。
【００６３】
この場合の唯一の温度検知手段は、１１ａ，１１ｂの箇所に限定されず、軸Ｓ方向の任意の箇所に設置することができる。勿論、設計上あるいは精度上等各種観点から、温度検知手段の設置個数は１個や２個に限定されるものではなく、３個以上であっても構わない。
【００６４】
前記感温流量調整機構における流路９ａ，９ｂ，９ｃ中の空気流量の増減は、たとえば、中心側通気口７や外縁側通気口８ａ，８ｂ，８ｃの開口面積（面積ゼロ、すなわち閉止状態を含んでもよい。）や、流路９ａ，９ｂ，９ｃそのものの少なくとも一部の断面積（断面積ゼロ、すなわち封鎖状態を含んでもよい。）を調整可能に構成しておき、これらのいずれか、または、複数の組み合わせを熱変形部材の温度による変形を利用して、適宜調整し得るように構成すればよい。その他、流路９ａ，９ｂ，９ｃ中に空気流を阻害する弁を設けておき、当該弁の開放度を熱変形部材の温度による変形を利用して、適宜調整し得るように構成してもよい。
【００６５】
詳しくは、前記熱変形部材の少なくとも一部が、定着ローラ１の内周面における外側板５及び内側板６が配された位置近傍の温度に応じてその形状が変化し得る箇所に配置され、熱変形部材特有の性質である温度に基づく変形に応じて、既述の通り、中心側通気口７や外縁側通気口８ａ，８ｂ，８ｃの開口面積や、流路９ａ，９ｂ，９ｃそのものの少なくとも一部の断面積、流路９ａ，９ｂ，９ｃ中に設けられた弁の開放度等を、機械的に制御し得るように構成することで、電気的乃至機械的な複雑な構成に頼ることなく、ごく簡易な構成で前記感温流量調整機構を実現することができる。
【００６６】
以下、例示的な実施形態を５つ挙げて、前記感温流量調整機構を備えた本発明の定着装置をより具体的に説明する。なお、以下の実施形態においては、加熱回転体における端部温度調整機構が設けられた一方の端部のみを抜き出して説明するが、実際には両端部に端部温度調整機構が設けられている。勿論、既述の通り、一方の端部のみに以下説明するような端部温度調整機構が設けられていても、本発明の範疇に含まれる。
【００６７】
［第１の実施形態］
図４は、本発明の例示的一態様である第１の実施形態の定着装置における加熱回転体たる定着ローラ１０１の端部近傍を表す斜視図である。また、図５は、定着ローラ１０１の図４における右方向からの側面図である。
【００６８】
これら図面に示されるように、本実施形態においては、定着ローラ１０１の回転軸方向における端部に、外部に露出する円盤状の外側板１０５が設けられるとともに、外側板１０５の内側における定着ローラ１０１の内周面に接触して円盤状の内側板１０６が、３組の熱変形板（熱変形部材）１１２ａ，１１２ｂを挟んで間隔を置いて設けられている。
【００６９】
外側板１０５の中心（定着ローラ１０１の回転軸）近傍には中心側通気口１０７が設けられ、外側板１０５の外縁近傍には３つの外縁側通気口１０８が設けられており、３組の熱変形板１１２ａ，１１２ｂの各組は、それぞれ外縁側通気口１０８を挟み込みつつ中心側通気口１０７近傍から放射状に相互に遠ざかるように配される。
【００７０】
図６は、本実施形態における端部温度調整機構を構成する部材の分解斜視図である。ただし、本図においては、３組ある熱変形板１１２ａ，１１２ｂのうち、１組のみが代表して描かれている。
【００７１】
熱変形板１１２ａ，１１２ｂは、温度の下降とともに長手方向の曲率が上がる（曲率半径が小さくなる）長尺状の一対の板状体であって、バイメタルで構成され、湾曲時弧内側になる面が対向している。熱変形板１１２ａ，１１２ｂにおいて、定着ローラ１０１の内周面側となる端部がそれぞれ向かい側に折り曲げられ、その端部の側方には、張り出し部１１２’，１１２”が形成されている。当該張り出し部１１２’，１１２”は、内側板１０６及び外側板１０５とともに熱変形板１１２ａ，１１２ｂを定着ローラ１０１に組み付けた際に、内側板１０６及び外側板１０５の外縁に設けられた切欠き部１１９’，１１９”と嵌合する。そして、熱変形板１１２ａ，１１２ｂが、定着ローラ１０１の内周面に接触した状態で固定されるようになっている。
【００７２】
熱変形板１１２ａ，１１２ｂは、その長辺部分が外側板１０５及び内側板１０６と略垂直に接触乃至近接しており、熱変形板１１２ａ，１１２ｂ、外側板１０５及び内側板１０６（さらに定着ローラ１０１の内周面）で囲まれた空間は、中心側通気口１０７と外縁側通気口１０８とを連通する流路１０９を構成する。
【００７３】
定着ローラ１０１が、定着装置の稼働によって回転すると、流路１０９内に存在する空気が回転による遠心力で外側に引っ張られ、中心側通気口１０７側から外縁側通気口１０８側へと流れる気流が生じる。この空気流によって、外部の空気が流路１０９内に流れ込みかつ内部から吐き出され、定着ローラ１０１の端部近傍が冷却される。
【００７４】
このとき、たとえば、小サイズの記録材が連続的に通紙されると、定着ローラ１０１端部近傍の温度が上昇するが、その温度上昇によって一対の熱変形板１１２ａ，１１２ｂは、その曲率が下がって（曲率半径が大きくなって）、図５中の矢印Ｃ方向に変形する。すると、一対の熱変形板１１２ａ，１１２ｂの中心側通気口１０７近傍の端部が相互に遠ざかり、中心側通気口１０７に向けた流路１０９の幅が拡がり、そこを流れる空気流量が増加するため、温度上昇傾向にある定着ローラ１０１端部近傍の冷却効率が向上する。
【００７５】
その後、たとえば、大サイズの記録材が連続的に通紙されると、定着ローラ１０１の端部近傍の温度が下降するが、その温度下降によって一対の熱変形板１１２ａ，１１２ｂは、その曲率が上がって（曲率半径が小さくなって）、図５中の矢印Ｄ方向に変形する。すると、一対の熱変形板１１２ａ，１１２ｂの中心側通気口１０７近傍の端部が相互に近づいて、中心側通気口１０７に向けた流路１０９の幅が狭まり、そこを流れる空気流量が減少するため、温度下降傾向に転じていた定着ローラ１０１端部近傍の冷却効率が低下する。一対の熱変形板１１２ａ，１１２ｂの中心側通気口１０７近傍の端部間は、温度によっては、両者が接触して流路１０９が閉じてしまうように設計しても構わない。
【００７６】
このように、本実施形態によれば、流路１０９を流れる空気流量が自律的に制御されるため、簡易な構成で、定着ローラ１０１の軸方向における温度分布のばらつきを精度よく抑制することができる。
【００７７】
なお、本実施形態において、本発明における熱変形部材に相当する熱変形板１１２ａ，１１２ｂは、別体として構成される例を挙げているが、本発明における熱変形部材としては、たとえば、図４及び図５において定着ローラ１０１の内周面で切り分かれて描かれている箇所において両者がそのまま連続した、１つの部材として構成されていても何ら問題ない。この場合の１つの熱変形部材内における対向する領域同士については、請求項４に係る発明において熱変形部材を構成する「一対の仕切り板」の構成に含めるものとする。また、この場合の、定着ローラ１０１の内周面に接触固定している板状体の中央領域については、その中央を便宜的に、請求項４に係る発明において熱変形部材の「他方の端部」と称する部位とする。
【００７８】
本実施形態においては、熱変形部材として温度の下降とともに長手方向の曲率が上がる（曲率半径が小さくなる）熱変形板１１２ａ，１１２ｂを用いた例を挙げたが、逆の変形、即ち、温度の上昇とともに長手方向の曲率が上がる（曲率半径が小さくなる）長尺状の板状体を用いても、面を逆に配置することで、同様の構成の感温流量調整機構を備えた定着装置を構成することができる。
【００７９】
たとえば、本実施形態において、熱変形部材として、熱変形板１１２ａ，１１２ｂに代えて、温度の上昇とともに長手方向の曲率が上がる（曲率半径が小さくなる）長尺状の一対の板状体を用いた場合には、湾曲時弧外側になる面同士を対向させて配置すればよい。そのように配置しておけば、温度上昇とともに熱変形部材の長手方向の曲率が上がり、両者が背反する状態となって端部が遠ざかり流路が広がる一方、温度下降とともに熱変形部材の長手方向の曲率が下がり、端部が近づいて流路が狭まる。
【００８０】
いずれにしても、熱変形部材は、温度上昇により流路側から後退する向きになるように配置される。
【００８１】
本実施形態においては、流路１０９の仕切り板に相当する熱変形板１１２ａ，１１２ｂの両方が熱変形部材を構成する例を挙げたが、どちらか一方のみが熱変形部材を構成し、他方は固定の仕切り板であっても構わない。熱変形部材が一方のみであっても、熱変形部材の変形によって中心側通気口側の端部が変化し、対向する固定の仕切り板との間に形成される流路は、中心側通気口に向けた領域で幅が広狭変化するので、本実施形態の場合と同様に機能するように設計することが可能である。
【００８２】
さらに、本実施形態において、熱変形部材としての熱変形板１１２ａ，１１２ｂは、一方の端部が中心側通気口１０７近傍に配置されるとともに、他方の端部が近傍で外縁側通気口１０８を挟んで対向配置されて、流路１０９を構成する一対の長尺状の仕切り板として構成される例を挙げたが、熱変形部材としては、温度に応じて長手方向の曲率が変化する長尺状の板状体が、流路の少なくとも一部を構成する状態で、長手方向の何れかの位置（端部であってもよい。）で固定されて、固定されない部位（固定されない端部から固定された部位の手前までの間を指す。）が、温度上昇により流路側から後退する向きに配されれば、熱変形部材によって流路が広狭変化するので、本実施形態の場合と同様に機能するように設計することが可能である。
【００８３】
［第２の実施形態］
図７は、本発明の例示的一態様である第２の実施形態の定着装置における加熱回転体たる定着ローラ２０１の端部構造を表す概略構成図である。当該図７は、第１の実施形態における定着ローラ１０１の図４における右方向からの側面図である図５に相当する角度から見た図であり、しかもその一部を拡大して抜き出している。
【００８４】
本実施形態においても、第１の実施形態と同様、外縁側通気口が３つ設けられ、流路が３つ形成されて、３組の端部温度調整機構を具備しているが、図７においてはこれらの内の１組のみを抜き出して拡大表示している。
【００８５】
また、図８は、図７のＥ−Ｅ断面図である。
【００８６】
これら図面に示されるように、本実施形態においては、定着ローラ２０１の回転軸方向における端部に、外部に露出する円盤状の外側板２０５が設けられるとともに、外側板２０５の内側における定着ローラ２０１の内周面に接触して円盤状の内側板２０６が、熱変形板（熱変形部材）２１２、摺動仕切り板（摺動可能に配された仕切り板）２１３及び固定仕切り板（仕切り板）２１７を挟んで間隔を置いて設けられている。
【００８７】
外側板２０５の中心（定着ローラ２０１の回転軸）近傍には中心側通気口２０７が設けられ、外側板２０５の外縁近傍には外縁側通気口２０８が設けられている。また、内側板２０６にはスリット２１６を含む６つのスリット（５つは不図示）が、外側板２０５にはスリット２１５，２１５’ を含む６つのスリット（４つは不図示）が、それぞれ中心側通気口２０５近傍から外縁側通気口２０５脇まで放射状に穿たれている。
【００８８】
図９は、端部温度調整機構の一部を構成する３つの部材を抜き出した図であり、（ａ）は摺動仕切り板２１３の平面図、（ｂ）は熱変形板２１２の斜視図、（ｃ）は固定仕切り板２１７の平面図である。
【００８９】
熱変形板２１２は、温度の下降とともに長手方向の曲率が上がる（曲率半径が小さくなる）長尺状の一対の板状体であって、バイメタルで構成され、図９（ｂ）に示されるように、一方の端部に突き出し部２１２’を有する。かかる熱変形板２１２は、湾曲時弧外側になる面が定着ローラ２０１の内周面に対向する状態で、外側板２０５及び内側板２０６に穿たれた嵌合孔に突き出し部２１２’が嵌め込まれて、定着ローラ２０１内周面に接触状態で固定されている（図７において、外側板２０５の嵌合孔に突き出し部２１２’が嵌め込まれた状態が描かれており、内側板２０６側については不図示。）。
【００９０】
摺動仕切り板２１３は、図９（ａ）に示されるように、大略長方形状であり、２つの長辺に張り出し部２１３’,２１３”を有し、張り出し部２１３”の端部には突起部２１３ｔが突出している。かかる摺動仕切り板２１３は、張り出し部２１３’が内側板２０６に穿たれたスリット２１６に、張り出し部２１３”が外側板２０５に穿たれたスリット２１５に、それぞれ摺動可能に嵌合している。また、摺動仕切り板２１３における定着ローラ２０１の内周面側の端部が、熱変形板２１２の突き出し部２１２’とは反対側の端部近傍と当接している。さらに、スリット２１５の中心側通気口２０７側の縁端と突起部２１３ｔとの間には、ばね（弾性体）２１４が嵌め込まれ、ばね２１４が摺動仕切り板２１３を熱変形板２１２との当接部分に押し付ける方向（矢印Ｆ方向）に押圧する。
【００９１】
固定仕切り板２１７は、図９（ｃ）に示されるように、大略長方形状であり、２つの長辺に張り出し部２１７’,２１７”を有する。かかる固定仕切り板２１７は、張り出し部２１７’が内側板２０６に穿たれた不図示のスリットに、張り出し部２１７” が外側板２０５に穿たれたスリット２１５’に、それぞれ嵌め込まれるとともに、定着ローラ２０１の内周面側の端部が当該内周面と当接して、固定配置されている。当該固定仕切り板２１７は、その長辺部分がスリット２１５及び内側板２０６のスリット（不図示）に嵌合し固定されることで一体化した状態になっている。
【００９２】
以上のように各部材が配されることで、摺動仕切り板２１３、固定仕切り板２１７、外側板２０５及び内側板２０６（さらに定着ローラ２０１の内周面、熱変形板２１２）で囲まれた空間が、中心側通気口２０７と外縁側通気口２０８とを連通する流路２０９を構成する。
【００９３】
定着ローラ２０１が、定着装置の稼働によって回転すると、流路２０９内に存在する空気が回転による遠心力で外側に引っ張られ、中心側通気口２０７側から外縁側通気口２０８側へと流れる気流が生じる。この空気流によって、外部の空気が流路２０９内に流れ込みかつ内部から吐き出され、定着ローラ２０１の端部近傍が冷却される。
【００９４】
このとき、たとえば、小サイズの記録材が連続的に通紙されると、定着ローラ２０１端部近傍の温度が上昇するが、その温度上昇によって熱変形板２１２の曲率が下がり（曲率半径が大きくなり）、固定されていない端部が定着ローラ２０１の内周面に近づく。そして、当該変形した端部に当接する摺動仕切り板２１３が、ばね２１４の押圧力によって、定着ローラ２０１の内周面方向（図７中の矢印Ｆ方向）に摺動する。すると、摺動仕切り板２１３の中心側通気口２０７近傍の端部が固定仕切り板２１７の同端部から遠ざかり、中心側通気口２０７に向けた流路２０９の幅が拡がって、そこを流れる空気流量が増加するため、温度上昇傾向にある定着ローラ２０１端部近傍の冷却効率が向上する。
【００９５】
その後、たとえば、大サイズの記録材が連続的に通紙されると、定着ローラ２０１の端部近傍の温度が下降するが、その温度下降によって熱変形板２１２の曲率が上がり（曲率半径が小さくなり）、固定されていない端部が中心側通気口２０７側に近づく。そして、当該変形した端部に当接する摺動仕切り板２１３が、ばね２１４の押圧力に抗って、中心側通気口２０７方向（図１０中の矢印Ｇ方向）に摺動する。ここで、図１０は、図７に表された定着ローラ２０１の端部が温度低下した際の当該端部構造の状態を表す概略構成図である。
【００９６】
摺動仕切り板２１３の摺動により、摺動仕切り板２１３の中心側通気口２０７近傍の端部が固定仕切り板２１７の同端部に近づいて、中心側通気口２０７に向けた流路２０９の幅が狭まり、そこを流れる空気流量が減少するため、温度下降傾向に転じていた定着ローラ２０１端部近傍の冷却効率が低下する。
【００９７】
なお、摺動仕切り板２１３の中心側通気口２０７近傍の端部は、本実施形態の例では、如何に低温となっても固定仕切り板２１７と間隙を保つように配置されているが、温度によっては、両者が接触して流路２０９が閉じてしまうように設計しても構わない。
【００９８】
このように、本実施形態によれば、流路２０９を流れる空気流量が自律的に制御されるため、簡易な構成で、定着ローラ２０１の軸方向における温度分布のばらつきを精度よく抑制することができる。
【００９９】
なお、本実施形態において、対向する仕切り板の内、一方の摺動仕切り板２１３のみが摺動可能に配されているが、固定仕切り板２１７の側も摺動可能に構成されていても構わない。この場合、対向する仕切り板同士を線対称に構成すればよい。本実施形態を例にすれば、摺動仕切り板２１３と線対称の構成を固定仕切り板２１７の側にも配することで、本実施形態と同様に機能する定着装置を構成することができる。ただし、熱変形部材は、両仕切り板に共用させることができる。熱変形部材を共用させる具体的な構成例は、次の第３の実施形態及びその変形例において説明する。
【０１００】
本実施形態においては、熱変形部材として温度の下降とともに長手方向の曲率が上がる（曲率半径が小さくなる）熱変形板２１２を用いた例を挙げたが、逆の変形、即ち、温度の上昇とともに長手方向の曲率が上がる（曲率半径が小さくなる）長尺状の板状体を用いても、面を逆に配置することで、同様の構成の感温流量調整機構を備えた定着装置を構成することができる。
【０１０１】
たとえば、本実施形態において、熱変形部材として、熱変形板２１２に代えて、温度の上昇とともに長手方向の曲率が上がる（曲率半径が小さくなる）長尺状の板状体を用いた場合には、湾曲時弧内側になる面を定着ローラ２０１の内周面に対向させて配置すればよい。そのように配置しておけば、温度上昇とともに熱変形部材の長手方向の曲率が上がり、固定されていない端部が定着ローラ２０１の内周面に近づき、これに当接する摺動仕切り板２１３が定着ローラ２０１の内周面方向（図７中の矢印Ｆ方向）に摺動して流路が広がる一方、温度下降とともに熱変形部材の長手方向の曲率が下がり、同端部が中心側通気口２０７側に近づき、これに当接する摺動仕切り板２１３が中心側通気口２０７方向（図１０中の矢印Ｇ方向）に摺動して流路が狭まる。
【０１０２】
いずれにしても、熱変形部材は、温度下降により加熱回転体の内周面に近づく向きになるように配置される。
【０１０３】
［第３の実施形態］
図１１は、本発明の例示的一態様である第３の実施形態の定着装置における加熱回転体たる定着ローラ３０１の端部構
造を表す概略構成図である。当該図１１は、第１の実施形態における定着ローラ１０１の図４における右方向からの側面図である図５に相当する角度から見た図であり、しかもその一部を拡大して抜き出している。
【０１０４】
本実施形態においても、第１の実施形態と同様、外縁側通気口が３つ設けられ、流路が３つ形成されて、３組の端部温度調整機構を具備しているが、図１１においてはこれらの内の１組のみを抜き出して拡大表示している。
【０１０５】
本実施形態においては、定着ローラ３０１の回転軸方向における端部を封止するように、外部に露出する円盤状の外側板３０５が設けられるとともに、第１の実施形態と同様、外側板３０５の内側における定着ローラ３０１の内周面に接触して円盤状の内側板（不図示）が、熱変形板（熱変形部材）３１２、天板（可動仕切り板）３１８及び摺動仕切り板（摺動可能に配された仕切り板）３１３，３１３’を挟んで間隔を置いて設けられている。
【０１０６】
外側板３０５の中心（定着ローラ３０１の回転軸）近傍には中心側通気口３０７が設けられ、外側板３０５の外縁近傍には外縁側通気口３０８が設けられている。
【０１０７】
本実施形態において、摺動仕切り板３１３は、第２の実施形態における摺動仕切り板２１３と近似した形状・構造で、外側板３０５及び内側板（不図示）の双方と摺動可能に設けられている。すなわち、外側板３０５との関係について述べれば、摺動仕切り板３１３は、その張り出し部が外側板３０５に穿たれたスリット３１５に、摺動可能に嵌合し、スリット３１５の中心側通気口３０７側の縁端と摺動仕切り板３１３の張り出し部に設けられた突起部との間には、ばね（弾性体）３１４が嵌め込まれ、ばね３１４が摺動仕切り板３１３を定着ローラ３０１の内周面方向（矢印Ｈ方向）に押圧する。
【０１０８】
このように、摺動仕切り板３１３は、第２の実施形態における摺動仕切り板２１３と同様の構成で配されるが、第２の実施形態において熱変形板２１２と当接している端部が、本実施形態においては、図１１に示されるように天板３１８に当接している点が異なる。
【０１０９】
また、本実施形態においては、第２の実施形態における固定仕切り板２１７の代わりに、摺動仕切り板３１３’が、ばね（弾性体）３１４’とともに設けられる。この摺動仕切り板３１３’及びばね３１４’は、外側板３０５に設けられた外縁側通気口３０８を挟んで、摺動仕切り板３１３に対向配置される。正確には、外側板３０５の半径であって外縁側通気口３０８中央を通る線を基準に、摺動仕切り板３１３及びばね３１４と線対称の位置に摺動仕切り板３１３’及びばね３１４’が設けられる。
【０１１０】
摺動仕切り板３１３’及びばね３１４’は、配される位置以外については、天板３１８に当接する点を含めて全て摺動仕切り板３１３及びばね３１４と同様の構成であるため、その詳細な説明は割愛する。
【０１１１】
天板３１８は、一対の摺動仕切り板３１３，３１３’を定着ローラ３０１の内周面側の端部で橋渡し、外縁側通気口３０８から露出する位置に、外側板３０５及び内側板（不図示）と略垂直に接触乃至近接状態で支持され、一対の摺動仕切り板３１３，３１３’の摺動移動に連れて移動する。したがって、天板３１８は、ばね３１４，３１４’によって、（一対の摺動仕切り板３１３，３１３’を介して）間接的に、定着ローラ３０１の内周面側押圧された状態になっている。当該天板３１８は、外縁側通気口３０８からその一部が外部に露出する領域に位置する際、外縁側通気口３０８における流路３０９側のみが流路３０９に連通する開口面積になる。
【０１１２】
熱変形板３１２は、温度の下降とともに長手方向の曲率が上がる（曲率半径が小さくなる）長尺状の一対の板状体であって、バイメタルで構成され、湾曲時弧内側になる面が天板３１８に対向しつつ、その両端が天板３１８に当接し、かつ、弧外側になる面の中央部が定着ローラ３０１の内周面に当接しており、天板３１８と定着ローラ３０１の内周面との間に嵌め込まれた状態になっている。
【０１１３】
熱変形板３１２は、湾曲の程度によって、天板３１８と定着ローラ３０１の内周面との間に嵌め込まれた部分の厚み、すなわち、両端を結ぶ線（天板３１８の当接面に相当）と熱変形板３１２の長手方向の中心点（定着ローラ３０１との当接点）との距離が変化する状態になっている。具体的には、温度の下降とともに前記厚みが増し、上昇とともに前記厚みが減ずる。
【０１１４】
以上のように各部材が配されることで、一対の摺動仕切り板３１３，３１３’、天板３１８、外側板３０５及び内側板３０６で囲まれた空間が、中心側通気口３０７と外縁側通気口３０８とを連通する流路３０９を構成する。そのため、外縁側通気口３０８は、外側板３０５に形成された孔の全面積の内、定着ローラ３０１の内周面側の領域が天板３１８に阻まれて閉ざされ、天板３１８よりも中心側通気口３０７側の領域のみが開口面積となっている。
【０１１５】
定着ローラ３０１が、定着装置の稼働によって回転すると、流路３０９内に存在する空気が回転による遠心力で外側に引っ張られ、中心側通気口３０７側から外縁側通気口３０８側へと流れる気流が生じる。この空気流によって、外部の空気が流路３０９内に流れ込みかつ内部から吐き出され、定着ローラ３０１の端部近傍が冷却される。
【０１１６】
このとき、たとえば、小サイズの記録材が連続的に通紙されると、定着ローラ３０１端部近傍の温度が上昇するが、その温度上昇によって熱変形板３１２の曲率が下がり（曲率半径が大きくなり）、前記厚みが減ずるため、これに当接する摺動仕切り板３１３，３１３’が、ばね３１４，３１４’の押圧力によって、定着ローラ３０１の内周面方向（図１１中の矢印Ｈ方向）」に摺動し、それに連れて天板３１８も定着ローラ３０１の内周面方向に移動する。すると、摺動仕切り板３１３，３１３’の中心側通気口３０７近傍の端部同士が遠ざかり、中心側通気口３０７に向けた流路３０９の幅が拡がるとともに、天板３１８の移動により外縁側通気口３０８の開口面積が増大し、結果、流路３０９を流れる空気流量が増加するため、温度上昇傾向にある定着ローラ３０１端部近傍の冷却効率が向上する。
【０１１７】
その後、たとえば、大サイズの記録材が連続的に通紙されると、定着ローラ３０１の端部近傍の温度が下降するが、その温度下降によって熱変形板３１２は、その曲率が上がり（曲率半径が小さくなり）、前記厚みが増大ずるため、これに当接する摺動仕切り板３１３，３１３’が、ばね３１４，３１４’の押圧力に抗って、中心側通気口３０７方向（図１２中の矢印Ｉ方向）」に摺動し、それに連れて天板３１８も中心側通気口３０７方向に移動する。ここで、図１２は、図１１に表された定着ローラ３０１の端部が温度低下した際の当該端部構造の状態を表す概略構成図である。
【０１１８】
摺動仕切り板３１３，３１３’の摺動により、摺動仕切り板３１３，３１３’の中心側通気口３０７近傍の端部同士が近づいて、中心側通気口３０７に向けた流路３０９の幅が狭まるとともに、天板３１８の移動により外縁側通気口３０８の開口面積が減少し、結果、流路３０９を流れる空気流量が減少するため、温度下降傾向に転じていた定着ローラ３０１端部近傍の冷却効率が低下する。
【０１１９】
なお、摺動仕切り板３１３，３１３’の中心側通気口３０７近傍の端部は、本実施形態の例では、如何に低温となっても相互に間隙を保つように配置されているが、温度によっては、両者が接触して流路３０９が閉じてしまうように設計しても構わない。また、外縁側通気口３０８の開口面積についても同様に、天板３１８が外縁側通気口３０８よりも中心側通気口３０７側に移動して、開口面積がゼロになるように設計しても構わない。
【０１２０】
このように、本実施形態によれば、流路３０９を流れる空気流量が自律的に制御されるため、簡易な構成で、定着ローラ３０１の軸方向における温度分布のばらつきを精度よく抑制することができる。
【０１２１】
なお、本実施形態において、熱変形板３１２は、その両端が天板３１８に当接し、かつ、弧外側になる面の中央部が定着ローラ３０１の内周面に当接した態様を例示しているが、上下反転させて、その両端が定着ローラ３０１の内周面に当接し、かつ、弧外側になる面の中央部が天板３１８に当接した態様であっても構わない。熱変形板３１２を上下反転させても、本実施形態では、曲率変化に伴う前記「厚み」の変化を利用しているため、同様に機能する定着装置を構成することができる。
【０１２２】
また、外縁側通気口３０８の開口面積を増減させる機能については、摺動仕切り板３１３，３１３’を配することなく、ばね３１４，３１４’等の弾性部材によって直接的に天板３１８を定着ローラ３０１の内周面方向に押圧する構成であっても問題なく奏される。したがって、固定された仕切り板と天板３１８等の可動仕切り板で流路を形成し、当該可動仕切り板を弾性部材によって直接的に押圧する構成であっても、外縁側通気口の開口面積を増減させる点について、本実施形態と同様に機能する定着装置を構成することができる。
【０１２３】
さらに、本実施形態では、可動仕切り板に相当する天板３１８と加熱回転体に相当する定着ローラ３０１の内周面との間に、熱変形部材に相当する熱変形板３１２が嵌め込まれた状態になっているが、熱変形部材が嵌め込まれる箇所において、可動仕切り板に対向する面は、加熱回転体の内周面に限定されるものではなく、外側板との位置関係が相対的に固定された面（たとえば、外側板から突設された可動仕切り板と平行な面）であればよく、当該固定面と前記可動仕切り板との間に熱変形部材が嵌め込んだ状態にすることで、外縁側通気口の開口面積を増減させる点について、本実施形態と同様に機能する定着装置を構成することができる。
【０１２４】
このような構成の場合には、可動仕切り板は、天板３１８の如く外側板の略半径方向かつ前記可動仕切り板の略垂直方向である必要すらなく、外縁側通気口にその一部が露出する位置で流路の内外方向に変位可能であれば、可動仕切り板を任意の角度で支持して、それに対向した「外側板との位置関係が相対的に固定された面」との間に熱変形部材を嵌め込んで、本実施形態と同様に機能する定着装置を構成することが可能である。
【０１２５】
勿論、本実施形態のように、可動仕切り板の変位が、外側板の略半径方向かつ前記可動仕切り板の略垂直方向であり、前記外側板と相対的に固定された面が、前記加熱回転体の内周面であるように構成することがより好ましい。このように構成すれば、熱変形部材が加熱回転体の端部近傍における内周面と当接しており、前記加熱回転体の端部近傍の温度変化に対してより感度よく反応して流路中を流れる空気流量が自律的に調整されるため、簡易な構成で、加熱回転体の軸方向における温度分布のばらつきをより精度よく抑制することができる。
【０１２６】
ところで、熱変形部材は、可動仕切り板とそれに対向する面との間に嵌め込まれる上記構成のほか、変形例として、第２の実施形態における熱変形板２１２のように、その一端乃至近傍が定着ローラ３０１の内周面または近傍に固定され、他方の端部のみが天板３１８に接触するような構成であっても、本実施形態と同様に機能する定着装置を構成することができる。すなわち、固定されない端部が、温度下降によって定着ローラ３０１の内周面側に近づき、温度上昇によって中心側通気口２０７側に近づくので、当該端部近傍を天板３１８に当接させることで、本実施形態と同様の作用及び効果を奏する定着装置を構成することができる。
【０１２７】
この変形例においても、第２の実施形態と同様、湾曲時弧内あるいは弧外になる面のいずれの面をどちらに向けても、同様に機能するように設計することが可能である。
【０１２８】
また、この変形例において、熱変形部材の一端乃至近傍は、加熱回転体の内周面または近傍に固定される場合のほか、前記外側板との位置関係が相対的に固定されるようにすれば、外縁側通気口の開口面積を増減させる点について、本実施形態と同様に機能する定着装置を構成することができる。
【０１２９】
このような構成の場合には、可動仕切り板は、天板３１８の如く外側板の略半径方向かつ前記可動仕切り板の略垂直方向である必要すらなく、外縁側通気口にその一部が露出する位置で流路の内外方向に変位可能であれば、可動仕切り板を任意の角度で支持して、それを流路外から直接的または間接的に、熱変形部材の固定されない他端または近傍が当接した状態にして、本実施形態及び上記変形例と同様に機能する定着装置を構成することが可能である。
【０１３０】
勿論、上記変形例のように、可動仕切り板の変位が、外側板の略半径方向かつ前記可動仕切り板の略垂直方向であり、前記熱変形部材の固定される部位が前記加熱回転体の内周面または近傍であるように構成することがより好ましい。このように構成すれば、熱変形部材が加熱回転体の端部近傍における内周面と当接または接近しており、前記加熱回転体の端部近傍の温度変化に対してより感度よく反応して流路中を流れる空気流量が自律的に調整されるため、簡易な構成で、加熱回転体の軸方向における温度分布のばらつきをより精度よく抑制することができる。
【０１３１】
［第４の実施形態］
図１３は、本発明の例示的一態様である第４の実施形態の定着装置における加熱回転体たる定着ローラ４０１の端部構造を表す概略構成図である。当該図１３は、本実施形態における定着ローラ４０１の端部近傍の断面図として描かれている。本実施形態においては、図面における上下一対で構成される端部温度調整機構を具備している。
【０１３２】
図１３に示されるように、本実施形態においては、定着ローラ４０１の回転軸方向における端部に、外部に露出する円盤状の外側板４０５が設けられるとともに、外側板４０５の内側における定着ローラ４０１の内周面に接触して円盤状の内側板４０６が、熱変形板（熱変形部材）４１２、仕切り板４１３、ばね（弾性体）４１４を挟んで間隔を置いて設けられている。
【０１３３】
図１４は、本実施形態における端部温度調整機構を構成する部材の分解斜視図である。ただし、本図においては、一対で構成される端部温度調整機構のうち、一方のみが代表して描かれている。
【０１３４】
図１４に示されるように、一対の仕切り板４１３，４１３’が、外側板４０５及び内側板４０６の間に、これらに対して垂直に挟み込まれている。
【０１３５】
外側板４０５の中心（定着ローラ４０１の回転軸）近傍には、他の実施形態と同様、中心側通気口４０７が設けられているが、本実施形態においては、外側板４０５の外縁近傍には外縁側通気口に相当する孔は穿たれていない。
【０１３６】
また、内側板４０６にはスリット４１６，４１６’を含む４つのスリットが、外側板４０５にはスリット４１５，４１５’ を含む４つのスリットが、それぞれ中心側通気口２０５近傍から放射状に穿たれている。そして、スリット４１５，４１６には仕切り板４１３に設けられた張り出し部が、スリット４１５’，４１６’には仕切り板４１３’に設けられた張り出し部が、それぞれ嵌合している。
【０１３７】
スリット４１６，４１６’と仕切り板４１３，４１３’の張り出し部とは、嵌合し固定されることで一体化しており、内側板４０６の定着ローラ４０１の回転軸方向位置が固定されている。これに対して、スリット４１５，４１５’と仕切り板４１３，４１３’の張り出し部とは、固定されておらず、外側板４０５が定着ローラ４０１の回転軸方向（図１３における矢印Ｌ方向とその逆方向）に移動可能に支持されている。
【０１３８】
内側板４０６の一対のスリット４１６，４１６’間には、外側板４０５に向けて突起部４１９が設けられており、当該突起部４１９には穿孔４１９’が設けられている。また、外側板４０５の一対のスリット４１５，４１５’間の突起部４１９に対応する位置には、内側板４０６に向けて突起部４２０が設けられており、当該突起部４２０には穿孔４２０’が設けられている。この穿孔４１９’，４２０’には、ばね（弾性体）４１４の両端部が引っ掛けられて接続され、内側板４０６と外側板４０５とを引き寄せるように作用している。
【０１３９】
内側板４０６と外側板４０５との間には、さらに、ばね４１４に並列して、熱変形板４１２が配される。熱変形板４１２は、温度の下降とともに長手方向の曲率が上がる（曲率半径が小さくなる）長尺状の一対の板状体であって、一般にバイメタルと称されている部材であり、その一端が内側板４０６に、他端が外側板４０５にそれぞれ接するようにして両者間に配されている。
【０１４０】
本実施形態の定着装置においては、ばね４１４で内側板４０６と外側板４０５とを引き寄せる作用を熱変形板４１２で突っ張って阻止している状態になっており、両側板の間隙は、温度によって湾曲して変化する熱変形板４１２の全長（端部同士の距離）と一致する。
【０１４１】
図１３に示す低温状態では、熱変形板４１２の長手方向の曲率が高く（曲率半径が小さく）、その全長が短くなっており、内側板４０６と外側板４０５との間隙が狭く、外側板４０５は定着ローラ４０１に納まっている。一方、高温状態になると、図１５に示されるように、熱変形板４１２の長手方向の曲率が低く（曲率半径が大きく）、その全長が長くなり、内側板４０６と外側板４０５との間隙も広がり、外側板４０５が定着ローラ４０１の端部から突出した位置に（矢印Ｍ方向へ）移動する。ここで、図１５は、図１３に表された定着ローラ４０１の端部が温度上昇した際の当該端部構造の状態を表す概略構成図である。
【０１４２】
図１５に示されるように、外側板４０５が定着ローラ４０１の端部から突出した位置にあると、外側板４０５と定着ローラ４０１の縁端との間に間隙４０８が生じる。この間隙が、本発明にいう外縁側通気口を構成する。そして、内側板４０６と外側板４０７との間隙全体が、中心側通気口４０７と外縁側通気口を構成する間隙４０８とを連通する流路を構成する。
【０１４３】
定着ローラ４０１が、定着装置の稼働によって回転し、たとえば、小サイズの記録材が連続的に通紙されると、定着ローラ４０１端部近傍の温度が上昇するが、その温度上昇によって熱変形板４１２の曲率が下がって（曲率半径が大きくなって）、図１５に示されるように、外側板４０５が矢印Ｍ方向に移動して定着ローラ４０１の端部から突出し、間隙４０８が生じる。すると、既述のように中心側通気口４０７と間隙４０８とを連通する流路内に存在する空気が、定着ローラ４０１の回転による遠心力で外側に引っ張られ、中心側通気口４０７側から間隙４０８側へと流れる気流が生じ、外部の空気が当該流路内に流れ込みかつ内部から吐き出され、定着ローラ４０１の端部近傍が冷却される。より高温になればなるほど、熱変形板４１２の曲率はより下がり、定着ローラ４０１の端部からの外側板４０５の突出の程度も大きくなり、それに連れて間隙４０８の開口面積が大きくなるため、前記流路を流れる空気流量も増加し、温度上昇傾向にある定着ローラ４０１端部近傍の冷却効率が一層向上する。
【０１４４】
その後、たとえば、大サイズの記録材が連続的に通紙されると、定着ローラ４０１の端部近傍の温度が下降するが、より低温になればなるほど、熱変形板４１２の曲率は上がり、外側板４０５が矢印Ｌ方向に移動して、定着ローラ４０１の端部からの外側板４０５の突出の程度も小さくなり、それに連れて間隙４０８の開口面積が小さくなるため、前記流路を流れる空気流量も減少し、温度上昇傾向に転じていた定着ローラ４０１端部近傍の冷却効率が低下する。そして、一層低温状態になれば、図１３に示すように、熱変形板４１２の曲率はより上がり、定着ローラ４０１に外側板４０５に納まった状態になり、図１５における間隙４０８が消滅し、前記流路内を空気が流れなくなり、空冷による冷却効果が失われる。
【０１４５】
このように、本実施形態によれば、前記流路を流れる空気流量（本実施形態においては、流量ゼロを含む。）が自律的に制御されるため、簡易な構成で、定着ローラ４０１の軸方向における温度分布のばらつきを精度よく抑制することができる。
【０１４６】
［第５の実施形態］
図１６は、本発明の例示的一態様である第５の実施形態の定着装置における加熱回転体たる定着ローラ５０１の端部構造を表す概略構成図である。当該図１６は、第１の実施形態における定着ローラ１０１の図４における右方向からの側面図である図５に相当する角度から見た図である。
【０１４７】
また、図１７は、本実施形態における端部温度調整機構を構成する部材の分解斜視図である。ただし、本図においては、３組あるうち１組の仕切り板５１３，５１３’のみが代表して描かれている。
【０１４８】
これら図面に示されるように、本実施形態においては、定着ローラ５０１の回転軸方向における端部に、外部に露出する円盤状の外側板５０５が設けられるとともに、外側板５０５の内側における定着ローラ５０１の内周面に接触して円盤状の内側板５０６が、３組６枚の仕切り板５１３，５１３’を挟んで間隔を置いて設けられている。
【０１４９】
外側板５０５の中心（定着ローラ５０１の回転軸）近傍には中心側通気口５０７が設けられ、外側板５０５の外縁近傍には３つの外縁側通気口５０８が設けられており、３組の仕切り板５１３，５１３’の各組は、それぞれ外縁側通気口５０８を挟み込みつつ中心側通気口５０７近傍から放射状に相互に遠ざかるように配される。
【０１５０】
なお、仕切り板５１３，５１３’の形状・構造や内側板５０６及び外側板５０５との結合の態様は、第２の実施形態における固定仕切り板２１７の形状・構造や内側板２０６及び外側板２０５との結合の態様と同様なので、その詳細な説明は割愛する。
【０１５１】
本実施形態においては、外縁側通気口５０８の開口部に、板状の熱変形片（熱変形部材、板状片）５１２が接続している。
【０１５２】
図１８は、本実施形態における外縁側通気口５０８周辺の拡大斜視図である。
【０１５３】
熱変形片５１２は、温度の上昇とともに曲率が上がる（曲率半径が小さくなる）板状の金属片であり、一般にバイメタルと称されている部材であり、その湾曲しない一辺が外縁側通気口５０８の縁に固定されて、低温時全体として外縁側通気口５０８の一部を塞ぎ得る位置に配されている。なお、ここでいう「低温」とは、定着ローラ５０１の設定温度範囲の下限時における熱変形片５１２の温度に比して低温であることを意味し、外縁側通気口の位置や数、各種材料の選択、構造等各種条件により変動するため、一義的に温度を定義できるものではない。
【０１５４】
熱変形片５１２と外側板５０５との接続は、別体の物を溶接や接着、あるいはビス止め等によって固着させてもよいし、部位により材料を変えて一体成型して製造しても構わない。また、用いる熱変形部材としては、熱変形により湾曲するのが必ずしも長手方向である必要はなく、短い辺が湾曲する物であってもよいし、正方形の物であってもよい。いずれにしても、熱変形部材の湾曲しない一辺が外縁側通気口の縁に固定するように構成すれば構わない。
【０１５５】
以上のように各部材が配されることで、仕切り板５１３，５１３’ 、外側板５０５及び内側板５０６（さらに定着ローラ５０１の内周面）で囲まれた空間が、中心側通気口５０７と外縁側通気口５０８とを連通する流路５０９を構成する。
【０１５６】
定着ローラ５０１が、定着装置の稼働によって回転すると、流路５０９内に存在する空気が回転による遠心力で外側に引っ張られ、中心側通気口５０７側から外縁側通気口５０８側へと流れる気流が生じる。この空気流によって、外部の空気が流路５０９内に流れ込みかつ内部から吐き出され、定着ローラ５０１の端部近傍が冷却される。
【０１５７】
このとき、たとえば、小サイズの記録材が連続的に通紙されると、定着ローラ５０１端部近傍の温度が上昇するが、その温度上昇によって熱変形片５１２の曲率が上がり（曲率半径が小さくなり）、矢印Ｊ方向に捲り上がる。すると、外縁側通気口５０８の一部を塞ぐように位置していた熱変形片５１２が後退して、外縁側通気口５０８の開口面積が大きくなり、そこを流れる空気流量が増加するため、温度上昇傾向にある定着ローラ２０１端部近傍の冷却効率が向上する。
【０１５８】
その後、たとえば、大サイズの記録材が連続的に通紙されると、定着ローラ５０１の端部近傍の温度が下降するが、その温度下降によって熱変形片５１２の曲率が下がり（曲率半径が大きくなり）、矢印Ｋ方向に戻る。すると、外縁側通気口５０８から後退していた熱変形片５１２が、外縁側通気口５０８の一部を塞ぐ方向へと沈み込み、外縁側通気口５０８の開口面積が小さくなって、そこを流れる空気流量が減少するため、温度下降傾向に転じていた定着ローラ５０１端部近傍の冷却効率が低下する。
【０１５９】
なお、熱変形片５１２は、本実施形態の例では、如何に低温となっても外縁側通気口５０８と間隙を保つように配置されているが、温度によっては、両者が接触して開口面積がゼロになるように設計しても構わない。
【０１６０】
このように、本実施形態によれば、流路５０９を流れる空気流量が自律的に制御されるため、簡易な構成で、定着ローラ５０１の軸方向における温度分布のばらつきを精度よく抑制することができる。
【０１６１】
なお、本実施形態においては、熱変形部材として、温度の上昇とともに曲率が上がる（曲率半径が小さくなる）熱変形片５１２を用いた例を挙げているが、温度の上昇とともに曲率が下がる（曲率半径が大きくなる）熱変形片を用いて同様の構成とすることも可能である。この場合、既述の意味における「低温」で曲率が大きく（曲率半径が小さく）なった状態で、全体として外縁側通気口の少なくとも一部を塞いで開口面積が小さくなり、高温で曲率が小さく（曲率半径が大きく）なった状態で、外縁側通気口の開口面積が大きくなるように、熱変形片の接続の角度を調整すればよい。
【０１６２】
以上、本発明について、５種類の好ましい実施形態を挙げて説明したが、本発明の定着装置はこれら実施形態の構成に限定されるものではない。たとえば、上記実施形態においては、加熱側及び加圧側の双方とも円筒体（ローラ）である、いわゆる２ローラ方式の定着装置を例に挙げて説明しているが、本発明の構成は加熱側のみが特徴的なのであり、加圧側がベルト状やパット状等如何なる構成であっても適用可能である。
【０１６３】
また、本発明の定着装置を備えた本発明の画像形成装置として、４色の作像ユニットが並列配置されてなる、いわゆるタンデム方式のフルカラー画像形成装置を例に挙げて説明したが、本発明の定着装置は、熱及び圧力によって定着する定着装置を備えたあらゆる画像形成装置に適用可能であり、勿論上記例に限定されるものではない。したがって、１つの感光体に４つの画像形成ユニットで順次各色画像を形成して、その都度中間転写体または記録材に転写し、積層してフルカラー画像を形成するいわゆるロータリー方式の画像形成装置や、さらには単色画像を形成するモノクロタイプの画像形成装置であっても、本発明の定着装置を適用可能である。
【０１６４】
その他、当業者は、従来公知の知見に従い、本発明の定着装置及び画像形成装置を適宜改変することができる。かかる改変によってもなお本発明の定着装置乃至画像形成装置の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。
【符号の説明】
【０１６５】
１，１０１，２０１，３０１，４０１，５０１：定着ローラ（加熱回転体）
２：加圧ローラ（加圧回転体）
３：ヒータ（発熱源）
４：軸心
５，１０５，２０５，３０５，４０５，５０５：外側板
６，１０６，２０６，４０６，５０６：内側板
７，１０７，２０７，３０７，４０７，５０７：中心側通気口
８，１０８，２０８，３０８，５０８：外縁側通気口
９，１０９，２０９，３０９，５０９：流路
１０：定着装置
１１：温度検知手段
４１：装置本体
４２：給紙部
４３：作像部
４４：転写ベルト装置
４５：ローラ群
４６：転写ベルト
４７：ローラ
４８：第１転写ローラ
４９：第２転写ローラ
５１：作像ユニット
５２：感光体
５３：帯電ローラ
５４：光書込み部
５５：現像装置
１１２，２１２，３１２，４１２：熱変形板（熱変形部材、板状体）
２１３，３１３：摺動仕切り板（摺動可能に配された仕切り板）
２１４，３１４，４１４：ばね（弾性体）
２１５，２１６，３１５，４１５，４１６：スリット
２１７：固定仕切り板（仕切り板）
３１８：天板（可動仕切り板）
４０８：間隙（外縁側通気口）
４１３，５１３：仕切り板
４１９：突起部
５１２：熱変形片（熱変形部材、板状片）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１６６】
【特許文献１】特開２０００−２２１８３５号公報
【特許文献２】特開２００８−０３３２４０号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタ、ファクシミリ、複写機、これらの機能を備えた複合機等の電子写真方式の画像形成プロセスを行う画像形成装置に用いられる定着装置及びそれを用いた画像形成装置に関し、より詳しくは、熱と圧力とを加えることにより記録媒体表面にトナー像を定着させる定着装置及びそれを用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を用いる装置、例えば、レーザプリンタは、回転する感光体ドラムを有し、この感光体ドラムの感光層を一様に帯電させた後、レーザ走査ユニットからのレーザビームによって露光して静電潜像を形成し、該静電潜像をトナーによって現像してトナー像とし、そのトナー像を転写紙等の記録媒体（被記録材等ともいう。）に転写させ、さらにその記録媒体を定着装置に通過させてトナー像を定着する様に構成されている。
【０００３】
従来、定着装置においては、例えば、アルミニウムなどの中空円筒体からなる芯金の中空部に、その回転軸に沿ってハロゲンランプなどの発熱体を配置し、該発熱体の輻射熱によって定着ローラを内側から加熱するようになっている。そして、当該定着ローラと平行で、かつ、定着ローラに圧接する加圧ローラが設けられ、該加圧ローラと前記定着ローラとの間に形成されるニップ部に記録媒体を通過させることにより、記録媒体表面に付着している未定着のトナーを定着ローラの熱によって溶融させつつ、加圧によって記録媒体表面に定着させる。
【０００４】
このようなローラ加熱方式の定着装置では、小サイズの記録媒体を連続的に長時間定着すると、定着ローラの非通紙部の温度上昇、いわゆる端部温度上昇が発生する。この端部温度上昇になった状態で、普通サイズや大サイズの記録媒体を定着すると、小サイズ紙の非通紙部分に対応する範囲においてホットオフセットが発生する懸念がある。
【０００５】
従来、これを防止する為に、定着ローラ端部が所定の温度以下になる様に発熱体の通電制御を行っている。しかし、これに加えて定着ローラ中央部を規定温度以上に維持する必要がある。この為、発熱体の通電制御の頻度が上がってしまい、フリッカが発生してしまう場合があった。
【０００６】
定着装置の軸方向における温度のばらつきを抑制する技術として、特許文献１には、温度依存性を有する発熱体を用いることで、小サイズの記録材の連続通紙時に温度の高い所では発熱量が低く、温度の低い所では相対的に発熱量が高くなるように制御する技術が開示されている。当該技術は、加熱側の部材が定着ローラではなく、無端状のフィルムの周内に接触状態で発熱体が配された、いわゆるベルトニップ方式であり、フィルムの周外から加圧手段によってフィルムを介して発熱体に加圧することで、フィルムと加圧手段との間にニップ部が形成される。そのため、フィルムを用いた加熱側の部材の熱伝導性の制約が大きく、当該技術をそのまま、定着方式の主流であるローラ加熱方式に適用することはできない。
【０００７】
また、特許文献２には、発熱手段が赤外線を発するカーボンランプであり、カーボンランプによる加熱範囲をニップ部に局所限定するための反射部材を設ける技術が開示されている。しかし、反射部材は経時使用によりその表面が汚れて配光分布が変化してしまい、所期の温度分布が得られ難くなり、フリッカの抑制を長期間維持することができない場合があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、加熱側が円筒状の回転体（いわゆる「定着ローラ」）である、ローラ定着方式を代表とする定着装置であって、当該回転体の軸方向における温度分布のばらつきが抑制された定着装置、及びそれを用いた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】
【０００９】
上記課題は、以下に示す本発明によって達成される。
【００１０】
請求項１に記載された発明は、発熱源を有する円筒状の加熱回転体、及び、該加熱回転体と周面が相互に接触して定着用のニップ部を形成する加圧回転体を有する定着装置において、前記加熱回転体の回転軸方向における一端または両端に、外部に露出する円盤状の外側板が設けられるとともに、該外側板の内側における前記加熱回転体の内周面に円盤状の内側板が、前記外側板と間隔を開けて設けられ、前記外側板には、その中心近傍に中心側通気口が設けられるとともに、その外縁または近傍に外縁側通気口が設けられ、かつ、前記外側板と前記内側板との間に、前記中心側通気口と前記外縁側通気口とを連通する流路が設けられていることを特徴とする定着装置である。
【００１１】
請求項２に記載された発明は、請求項１に記載の定着装置において、前記外側板と前記内側板との間に、温度に応じた曲率の変化によって前記加熱回転体の回転時に前記流路中を流れる空気流量を増減させるバイメタルで構成された熱変形部材が、配されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載された発明は、請求項２に記載の定着装置において、前記熱変形部材として、前記流路の少なくとも一部を構成するとともに、前記曲率の変化を長手方向で起こす長尺状の板状体が、長手方向の何れかの位置で固定されるとともに、固定されない部位が温度上昇により前記流路側から後退する向きに配されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載された発明は、請求項３に記載の定着装置において、一方の端部が前記中心側通気口近傍に配置されるとともに、他方の端部が近傍で前記外縁側通気口を挟んで対向配置されて、前記流路を構成する長尺状の一対の仕切り板が設けられ、かつ、前記一対の仕切り板の内の少なくとも一方が、前記熱変形部材で構成されるとともに、前記他方の端部またはその近傍で固定されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項５に記載された発明は、請求項２に記載の定着装置において、一方の端部が前記中心側通気口近傍に配置されるとともに、他方の端部が近傍で前記外縁側通気口を挟んで対向配置されて、前記流路を構成する長尺状の一対の仕切り板が設けられ、前記一対の仕切り板が、前記一方の端部から前記他方の端部に向けて両者の間隔が広がるように配されるとともに、その内の少なくとも一方が、前記外側板及び前記内側板に対して自身の長手方向に摺動可能であり、摺動可能に配された前記仕切り板を前記加熱回転体の内周面方向に押圧する弾性部材が設けられ、前記熱変形部材として、前記曲率の変化を長手方向で起こす長尺状の板状体が、その一端または近傍が前記加熱回転体の内周面または近傍で固定されるとともに、その固定されない他端または近傍が摺動可能に配された前記仕切り板における前記加熱回転体の内周面側の端部と直接的または間接的に当接された状態で、設けられ、かつ、前記板状体が、その固定されない他端が温度上昇とともに前記加熱回転体の内周面側に近づく向きに、配されることを特徴とする。
【００１５】
請求項６に記載された発明は、請求項２に記載の定着装置において、前記外縁側通気口が、前記外側板に設けられた開口であり、対向する辺がそれぞれ前記外側板及び前記内側板と接触または近接状態で支持されて、前記流路の少なくとも一部を構成する可動仕切り板と、該可動仕切り板を前記流路から後退させる方向に直接的または間接的に押圧する弾性部材と、が設けられ、前記可動仕切り板が、その一部を前記外縁側通気口から外部に露出させる領域で、前記流路の内外方向に変位可能に構成され、かつ、前記熱変形部材として、温度の下降により長手方向で曲率上昇する長尺状の板状体が、その両端及び長手方向中心のいずれかの側において前記可動仕切り板に前記流路外から直接的または間接的に当接するとともに、前記可動仕切り板に当接しない側において、前記可動仕切り板に対向し前記外側板と相対的に固定された面に当接して、両者間に嵌め込まれた状態で配されていることを特徴とする。
【００１６】
請求項７に記載された発明は、請求項６に記載の定着装置において、前記可動仕切り板の変位が、前記外側板の略半径方向かつ前記可動仕切り板の略垂直方向であり、かつ、 前記外側板と相対的に固定された面が、前記加熱回転体の内周面であることを特徴とする。
【００１７】
請求項８に記載された発明は、請求項２に記載の定着装置において、前記外縁側通気口が、前記外側板に設けられた開口であり、対向する辺がそれぞれ前記外側板及び前記内側板と接触または近接状態で支持されて、前記流路の少なくとも一部を構成する可動仕切り板と、該可動仕切り板を前記流路から後退させる方向に直接的または間接的に押圧する弾性部材と、が設けられ、前記可動仕切り板が、その一部を前記外縁側通気口から外部に露出させる領域で、前記流路の内外方向に変位可能に構成され、前記熱変形部材として、前記曲率の変化を長手方向で起こす長尺状の板状体が、その一端または近傍が前記外側板と相対的に固定されるとともに、その固定されない他端または近傍が前記可動仕切り板に前記流路外から直接的または間接的に当接した状態で、設けられ、かつ、前記板状体が、その固定されない他端が温度下降とともに前記可動仕切り板を前記流路側へ押圧する向きに、配されていることを特徴とする。
【００１８】
請求項９に記載された発明は、請求項８に記載の定着装置において、前記可動仕切り板の変位が、前記外側板の略半径方向かつ前記可動仕切り板の略垂直方向であり、かつ、前記熱変形部材の前記他端または近傍が、前記加熱回転体の内周面または近傍に固定されていることを特徴とする。
【００１９】
請求項１０に記載された発明は、請求項２に記載の定着装置において、前記外側板が、前記加熱回転体の回転軸方向に移動可能に支持され、前記外縁側通気口が、前記外側板の前記加熱回転体端部からの突出時に該外側板と前記加熱回転体の縁端との間に生ずる間隙であり、前記熱変形部材として、温度の下降により長手方向で曲率上昇する長尺状の板状体が、その両端を前記内側板及び前記外側板にそれぞれ当接させて両者間に配置され、かつ、前記内側板及び前記外側板に両端が接続されて両者を引き寄せる弾性部材が、前記熱変形部材と並列に設けられていることを特徴とする。
【００２０】
請求項１１に記載された発明は、請求項２に記載の定着装置において、前記外縁側通気口が、前記外側板に設けられた開口であり、前記熱変形部材として、温度変化で湾曲しない一辺で前記外縁側通気口の縁に固定されるとともに、低温時全体として当該外縁側通気口の少なくとも一部を塞ぎ得る位置に、板状片が配されることを特徴とする。
【００２１】
請求項１２に記載された発明は、請求項１〜１１のいずれかに記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００２２】
請求項１に記載された発明によれば、円筒状の加熱回転体において、回転軸方向における端部に位置する外側板に設けられた中心側通気口と外縁側通気口とが流路で連通しており、加熱回転体の回転による遠心力によって中心側通気口から外縁側通気口へと流れる空気流が生じて、軸方向中央部に比べて温度上昇しやすい端部近傍が空冷されるため、簡単な構成で、加熱回転体の軸方向における温度分布のばらつきを抑制することができる定着装置を提供することができる。結果として、請求項１に記載された発明によれば、フリッカの問題を抑制することができる。
【００２３】
請求項２に記載された発明によれば、温度に応じて曲率が変化することで、中心側通気口と外縁側通気口とを連通する流路中を流れる空気流量を増減させる熱変形部材が配されるため、流路中の空気流量を温度に応じて自律的に調整することが可能であり、加熱回転体の軸方向における温度分布のばらつきを精度よく抑制できる定着装置を提供することができる。結果として、請求項２に記載された発明によれば、フリッカの問題をより抑制することができる。
【００２４】
請求項３に記載された発明によれば、流路の少なくとも一部を構成する長尺状の熱変形部材としての板状体が、温度上昇によってその一部が前記流路側から後退し流路中を流れる空気流量が増加する一方、温度下降によってその一部が前記流路側へと進出し流路中を流れる空気流量が減少するように自律的に調整されるため、簡易な構成で、加熱回転体の軸方向における温度分布のばらつきを精度よく抑制することができる。
【００２５】
請求項４に記載された発明によれば、流路を構成する仕切り板の少なくとも一方が熱変形部材を構成し、固定されていない端部側が、温度上昇によって前記流路側から後退し流路中を流れる空気流量が増加する一方、温度下降によって前記流路側へと進出し流路中を流れる空気流量が減少するように自律的に調整されるため、簡易な構成で、加熱回転体の軸方向における温度分布のばらつきを精度よく抑制することができる。
【００２６】
請求項５に記載された発明においては、流路を構成する一対の仕切り板の内の摺動可能な仕切り板が、温度上昇とともに前記加熱回転体の内周面側に近づく熱変形部材の当接する端部に連れて、弾性体の押圧力で前記加熱回転体の内周面側へと摺動し、対向する仕切り板との中心側通気口側の端部同士の距離が広がって、流路の幅が広がり、流路中を流れる空気流量が増加する一方、温度下降とともに前記加熱回転体の内周面から遠ざかる熱変形部材の当接する端部に押されて、前記中心側通気口側へと摺動し、対向する仕切り板との中心側通気口側の端部同士の距離が狭まって、流路の幅が狭まり、流路中を流れる空気流量が減少する。このように自律的に調整されるため、請求項５に記載された発明によれば、簡易な構成で、加熱回転体の軸方向における温度分布のばらつきを精度よく抑制することができる。
【００２７】
請求項６に記載された発明においては、可動仕切り板とこれに対向し外側板と相対的に固定された面との間に、熱変形部材が、その両端または長手方向中心がそれぞれいずれかに当接した状態で嵌め込まれており、その嵌め込まれた部分の厚み（熱変形部材の両端を結ぶ線とその長手方向の中心点との距離）が湾曲の程度によって変化する状態になっている。また、流路の一部を構成する可動仕切り板が、外縁側通気口からその一部が外部に露出する領域に位置する際、外縁側通気口における流路側のみが流路に連通する開口面積になる。
【００２８】
それゆえ、請求項６に記載された発明によれば、温度下降によって熱変形部材の曲率が上がり厚みが大きくなることで前記可動仕切り板が外縁側通気口で弾性部材の押圧力に抗って流路側へと進行し、外縁側通気口の開口面積が減少して、流路中を流れる空気流量が減少する一方、温度上昇によって熱変形部材の曲率が下がり厚みが小さくなり、弾性部材の押圧力によって前記可動仕切り板が外縁側通気口で流路側から後退し、外縁側通気口の開口面積が増大して、流路中を流れる空気流量が増加するように自律的に調整されるため、簡易な構成で、加熱回転体の軸方向における温度分布のばらつきを精度よく抑制することができる。
【００２９】
請求項７に記載された発明によれば、熱変形部材が加熱回転体の端部近傍における内周面と当接しており、前記加熱回転体の端部近傍の温度変化に対してより感度よく反応して流路中を流れる空気流量が自律的に調整されるため、簡易な構成で、加熱回転体の軸方向における温度分布のばらつきをより精度よく抑制することができる。
【００３０】
請求項８に記載された発明において、流路の一部を構成する可動仕切り板は、外縁側通気口から一部が外部に露出する領域で変位する際、外縁側通気口における流路側のみが流路に連通する開口面積になる。
【００３１】
それゆえ、請求項８に記載された発明によれば、温度下降によって熱変形部材が変形し前記可動仕切り板が外縁側通気口で弾性部材の押圧力に抗って流路側へと進行し、外縁側通気口の開口面積が減少して、流路中を流れる空気流量が減少する一方、温度上昇によって熱変形部材が逆方向へ変形し、弾性部材の押圧力によって前記可動仕切り板が外縁側通気口で流路側から後退し、外縁側通気口の開口面積が増大して、流路中を流れる空気流量が増加するように自律的に調整されるため、簡易な構成で、加熱回転体の軸方向における温度分布のばらつきを精度よく抑制することができる。
【００３２】
請求項９に記載された発明によれば、熱変形部材が加熱回転体の端部近傍における内周面またはその近傍に固定されており、前記加熱回転体の端部近傍の温度変化に対してより感度よく反応して流路中を流れる空気流量が自律的に調整されるため、簡易な構成で、加熱回転体の軸方向における温度分布のばらつきをより精度よく抑制することができる。
【００３３】
請求項１０に記載された発明によれば、温度上昇によって、熱変形部材の長手方向の湾曲が小さくなり、その全長が伸長することで外側板が加熱回転体の端部から突出して、加熱回転体の縁端との間に生ずる間隙、即ち外縁側通気口が広がり、温度下降によって、熱変形部材の長手方向の湾曲が大きくなり、その全長が短縮することで外側板が内側板に引き寄せられて、加熱回転体の縁端との間に生ずる間隙、即ち外縁側通気口が狭まり（時には閉じ）、そこを流れる空気流量が自律的に制御されるため、簡易な構成で、加熱回転体の軸方向における温度分布のばらつきを精度よく抑制することができる。
【００３４】
請求項１１に記載された発明によれば、温度変化によって熱変形部材の湾曲の程度が変化して、低温時に少なくとも一部が塞がれていた外縁側通気口が、温度上昇によって広がり、そこを流れる空気流量が自律的に制御されるため、簡易な構成で、加熱回転体の軸方向における温度分布のばらつきをより精度よく抑制することができる。
【００３５】
請求項１２に記載された発明によれば、加熱回転体の軸方向における温度分布のばらつきが抑制された定着装置を備えた画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係る定着装置を備えた画像形成装置の例示的一態様であるフルカラーレーザプリンタを示す概略構成図であり、図１（ａ）はフルカラーレーザプリンタ全体の概略構成図を、図１（ｂ）は作像ユニットの内部を表すモデル図を示す。
【図２】本発明の定着装置の特徴的な構成を説明するための、定着装置の例示的一態様を示す斜視図である。
【図３】図２の定着装置における加熱回転体の右側面図である。
【図４】本発明の例示的一態様である第１の実施形態の定着装置における加熱回転体の端部近傍を表す斜視図である。
【図５】図４の加熱回転体の右側面図である。
【図６】図４に表された加熱回転体における端部温度調整機構を構成する部材の分解斜視図である。
【図７】本発明の例示的一態様である第２の実施形態の定着装置における加熱回転体の端部構造を表す概略構成図である。
【図８】図７のＥ−Ｅ断面図である。
【図９】端部温度調整機構の一部を構成する３つの部材を抜き出した図であり、（ａ）は摺動仕切り板の平面図、（ｂ）は熱変形部材の斜視図、（ｃ）は固定仕切り板の平面図である。
【図１０】図７に表された加熱回転体の端部が温度低下した際の当該端部構造の状態を表す概略構成図である。
【図１１】本発明の例示的一態様である第３の実施形態の定着装置における加熱回転体の端部構造を表す概略構成図である。
【図１２】図１１に表された加熱回転体の端部が温度低下した際の当該端部構造の状態を表す概略構成図である。
【図１３】本発明の例示的一態様である第４の実施形態の定着装置における加熱回転体の端部構造を表す概略構成図である。
【図１４】図１３に表された加熱回転体における端部温度調整機構を構成する部材の分解斜視図である。
【図１５】図１３に表された定着ローラ４０１の端部が温度上昇した際の当該端部構造の状態を表す概略構成図である。
【図１６】本発明の例示的一態様である第５の実施形態の定着装置における加熱回転体の端部構造を表す概略構成図である。
【図１７】図１６に表された加熱回転体における端部温度調整機構を構成する部材の分解斜視図である。
【図１８】図１６に表された加熱回転体における外縁側通気口周辺の拡大斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明の定着装置及び画像形成装置について、図面を参照して詳細に説明する。
【００３８】
図１（ａ）は、本発明に係る定着装置を備えた画像形成装置の例示的一態様であるフルカラーレーザプリンタを示す概略構成図である。このカラーレーザプリンタは、装置本体４１の下部に二段の給紙装置を備えた給紙部４２が、その上方に作像部４３が配置された構成となっている。なお、図１においては、本発明に特徴的な定着装置の構成は現されておらず、概略的に示すにとどめている。
【００３９】
このようなプリンタでは、一般にコピー等に用いられる普通紙（以下、単に普通紙という）と、ＯＨＰシートや、カード、ハガキといった９０Ｋ紙（坪量：約１００ｇ／ｍ2相当以上）の厚紙や封筒等の普通紙よりも熱容量が大きな、いわゆる特殊シート（以下、単に特殊シートという）とのいずれをも、シート状の記録媒体として用いることが可能である。
【００４０】
また、作像部４３には給紙側を下に排紙側を上とするように配置された転写ベルト装置４４が設けられている。転写ベルト装置４４は、図示簡略する複数のローラからなるローラ群４５で巻き掛けられたエンドレスの転写ベルト４６を有し、ローラ群の内の１つのローラ４７が図示しない駆動源によって駆動されることにより転写ベルト４６が矢印Ａ方向に回転駆動される。
【００４１】
転写ベルト４６の下部走行辺には、転写ベルト回転方向（矢印Ａ方向）上流側から順に、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、黒（Ｂｋ）用の４つの作像ユニット５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｙ、５１Ｂｋが並列配置されている。
【００４２】
各作像ユニット５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｙ、５１Ｂｋには、それぞれ図１（ｂ）にモデル的に示すように画像担持体としての感光体５２が設けられ、感光体５２は駆動手段（図示せず）によって図中時計方向へ回転駆動されるようになっている。
【００４３】
感光体５２の回りには、帯電手段としての帯電ローラ５３、光書込み装置５４ａによってレーザ光書込みが行われる光書込み部５４、現像装置５５、クリーニング装置５６が設けられている。現像装置５５は二成分現像装置であって、消費されたトナー量に応じて図示しないトナー補給搬送装置によりトナーが補給される。
【００４４】
これら作像ユニット５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｙ、５１Ｂｋによってそれぞれマゼンタ、シアン、イエロー、及び、黒の画像が形成され、これら単色の画像は転写ベルト４６の周面に次々と重ね合わされるように転写されてカラー画像が形成され、次いで、これらカラー画像は第１転写ローラ４８、及び、第２転写ローラ４９により転写ベルト４６から記録材（記録媒体）Ｐへ転写され、画像が転写された記録材Ｐは定着装置１０へと送出される。
【００４５】
定着装置１０では定着ローラ１と加圧ローラ２との間に形成されるニップ部によって加圧・加熱されて画像は転写紙に定着されて、図示しない上部トレーに送出される。この定着装置１０が本発明に特徴的な構成を具備する。
【００４６】
以下、本発明の定着装置について、その特徴的な構成について説明する。
【００４７】
図２は、本発明の定着装置の特徴的な構成を説明するための、定着装置１０の例示的一態様を示す斜視図である。定着装置１０は、内部に発熱源たるヒータ３を有する円筒状の定着ローラ（加熱回転体）１、及び、定着ローラ１と周面が相互に接触して定着用のニップ部を形成する加圧ローラ（加圧回転体）２を含んでなる。定着ローラ１は、軸心４の中心軸を回転中心（回転軸Ｓ）として不図示の動力装置によって矢印Ｂ方向に回転し、加圧ローラ２はそれに従動回転する。定着装置１０のニップ部に、未定着トナー像が担持された記録材Ｐが通過する際に、熱と圧力とを受けてトナーが記録材Ｐに定着される。
【００４８】
安定したトナーの定着を得るためには、ニップ部の温度を一定に保持することが望まれる。そのため、温度検知手段１１ａ、１１ｂにて定着ローラ１の表面温度を検出し、それぞれの温度検出箇所が規定の温度領域に収まるように制御回路（不図示）よりヒータ３に断続電力が供給される。
【００４９】
しかし、一般に定着ローラ１の軸方向中央に合わせて通紙される（一般に「センターレジ」と称されている。）ので、小サイズの記録材Ｐを連続的に長時間定着すると、定着ローラ１の非通紙部となる端部及びその近傍の温度が上昇する。その温度上昇に対応して、温度検知手段１１ｂの検知結果が規定の温度領域の上限に達するとヒータ３への電力供給が中断され、定着ローラ１の端部に比して軸方向中央付近の温度が低い状態のまま全体として温度低下する。そして、今度は、温度検知手段１１ａの検知結果が規定の温度領域の下限に達し、ヒータ３への電力供給が開始する。中央付近と端部との温度の隔たりが大きくなると、このヒータ３への電力供給のＯＮ−ＯＦＦ切り替えの頻度が上がり、遂にはフリッカが発生してしまう場合があった。
【００５０】
本発明では、定着ローラ１の特徴的な端部構造によって、軸方向における良好な温度分布を長期間維持することができ、延いてはフリッカの問題を抑制することができる。
【００５１】
図３は、定着装置１０の図２における定着ローラ１の右方向からの側面図である。図２及び図３に示されるように、定着ローラ１の端部には、外部に露出する円盤状の外側板５が設けられ、それに対向し定着ローラ５の内周面に接触した状態で円盤状の内側板６が間隔を置いて設けられている。外側板５には、回転軸Ｓ近傍に位置する中心側通気口７と、外側板５の外縁近傍に位置する外縁側通気口８ａ，８ｂ，８ｃとが設けられている。また、外側板５と内側板６との間には、中心側通気口７と外縁側通気口８ａとを連通する流路９ａ、中心側通気口７と外縁側通気口８ｂとを連通する流路９ｂ、中心側通気口７と外縁側通気口８ｃとを連通する流路９ｃの３つの流路が形成されている。
【００５２】
定着装置１０が稼働して定着ローラ１が矢印Ｂ方向に回転すると、流路９ａ，９ｂ，９ｃ内に存在する空気が回転による遠心力で外側に引っ張られ、中心側通気口７から外縁側通気口８ａ，８ｂ，８ｃへと流れる気流が生じる。当該気流によって定着ローラ１の端部近傍が空冷されて、たとえば、小サイズの記録材が連続的に通紙された際にも温度上昇を抑制することができる。したがって、本例によれば、簡単な構成で、定着ローラ１の軸方向における温度分布のばらつきを抑制することができ、結果として、フリッカの問題を抑制することができる。
【００５３】
以上、図２及び図３を用いて、本発明の定着装置の特徴的な構成について説明したが、勿論、これら図面に表された構成はあくまでも例示であり、本発明は当該構成に限定されるものではない。
【００５４】
たとえば、外側板５及び内側板６とその間に設けられた流路９ａ，９ｂ，９ｃからなる本発明に特徴的な端部構成（以下、当該構成を「端部温度調整機構」と称する場合がある。）が、図２における右側端部にのみ描かれているが、勿論、左側端部に配してもよいし、左右両端部に配しても構わない。一般的なセンターレジの装置においては、左右両端部に端部温度調整機構を配することが望まれ、定着ローラ１の軸方向の左右何れかの端部に記録材の辺を合わせて通紙される（一般に「サイドレジ」と称されている。）装置においては、記録材の辺が合わされる側とは反対側の端部に端部温度調整機構を配することが望まれる。
【００５５】
中心側通気口７や外縁側通気口８ａ，８ｂ，８ｃ、これらを連通する流路９ａ，９ｂ，９ｃの位置や数も特に限定するものではなく、たとえば、中心側通気口が全流路に兼用の上記例に限らず、流路の数に応じて設けられてもよいし、中心側通気口、外縁側通気口共に、各流路に複数設けられていても構わない。流路の数も３つに限定されるものではなく、２つや４つ以上の複数でも何ら問題ないし、単一の流路のみでも、さらには流路として仕切らずに外側板５と内側板との間の空間全域を流路としても構わない。さらに、中心側通気口の位置は外縁側通気口に対して加熱回転体の中心軸側であればいずれの箇所でも構わないし、外縁側通気口の位置は中心側通気口に対して加熱回転体の周面側であればいずれの箇所でも構わず、遠心力による流路内の空気流が生じさえすればよい。勿論、本発明の効果が良好に奏されるように、適切な構成に設計することが望ましい。
【００５６】
その他、発熱源として定着ローラ１の内部から加熱するヒータ３を例示しているが、たとえば、電磁誘導加熱方式の如く、ローラの外部から加熱する方式の発熱源を採用しても、本発明において何ら問題はない。
【００５７】
ところで、図２及び図３で説明した端部温度調整機構を備えた定着装置においては、たとえば、大サイズの記録材が連続的に通紙された際には、逆に当該端部が冷却され過ぎて、中心部よりも低温になってしまう場合がある。それを考慮して、上記した中心側通気口や外縁側通気口の数、大きさ、位置、流路の形状、数、大きさ、その他外側板５と内側板６との間隔等を適宜設計して、使用態様に見合った冷却効率になるように端部温度調整機構をすることが望まれる。
【００５８】
本発明においては、外側板と前記内側板との間に、温度に応じて曲率が変化して、前記加熱回転体の回転時に前記流路中を流れる空気流量を増減させるバイメタルで構成される熱変形部材をさらに備えることが好ましい。かかる熱変形部材を備えることで、端部温度調整機構による冷却効率を加熱回転体端部の温度に応じて自律的に調整することができる。なお、以降の説明において、感温部材としての熱変形部材を用いて前記流路中を流れる空気流量を調整する機構を、以下「感温流量調整機構」と称する場合がある。
【００５９】
本発明において熱変形部材は、熱膨張率が異なる２枚の金属板を貼り合わせてなる「バイメタル」で構成されたものであり、温度の変化によって曲率が変化する性質がある。
【００６０】
図２及び図３で説明した定着装置において、さらに前記感温流量調整機構を備えることで、定着ローラ１の端部近傍の冷却効率を自律的に制御することができる。すなわち、かかる感温流量調整機構は、中心側通気口７と外縁側通気口８ａ，８ｂ，８ｃとを連通する流路９ａ，９ｂ，９ｃ中の空気流量が、定着ローラ１の周内面における外側板５乃至内側板６が配された位置近傍の温度が上昇すると増加し、同温度が下降すると減少するように、温度による熱変形部材の形状変化を利用して調整する機構である。
【００６１】
前記感温流量調整機構を備えることとすれば、定着ローラ１の端部近傍の温度に応じて空冷による冷却効率が適切に調整されるので、定着ローラ１の軸Ｓ方向における温度分布のばらつきを精度よく抑制することができ、結果として、フリッカの問題を抑制することができる。
【００６２】
また、定着ローラ１の軸Ｓ方向における温度分布のばらつきが抑制されることから、本例において軸Ｓ方向の中央部と端部の２箇所に設けられている温度検知手段１１ａ，１１ｂについて、その一方のみにすることが可能になる。温度検知手段の個数を少なくできれば、部品点数減少によって装置の小型化やコスト低減に繋がるほか、温度制御機構を簡略化することにもなり、それに基づくコスト低減にも繋がる。
【００６３】
この場合の唯一の温度検知手段は、１１ａ，１１ｂの箇所に限定されず、軸Ｓ方向の任意の箇所に設置することができる。勿論、設計上あるいは精度上等各種観点から、温度検知手段の設置個数は１個や２個に限定されるものではなく、３個以上であっても構わない。
【００６４】
前記感温流量調整機構における流路９ａ，９ｂ，９ｃ中の空気流量の増減は、たとえば、中心側通気口７や外縁側通気口８ａ，８ｂ，８ｃの開口面積（面積ゼロ、すなわち閉止状態を含んでもよい。）や、流路９ａ，９ｂ，９ｃそのものの少なくとも一部の断面積（断面積ゼロ、すなわち封鎖状態を含んでもよい。）を調整可能に構成しておき、これらのいずれか、または、複数の組み合わせを熱変形部材の温度による変形を利用して、適宜調整し得るように構成すればよい。その他、流路９ａ，９ｂ，９ｃ中に空気流を阻害する弁を設けておき、当該弁の開放度を熱変形部材の温度による変形を利用して、適宜調整し得るように構成してもよい。
【００６５】
詳しくは、前記熱変形部材の少なくとも一部が、定着ローラ１の内周面における外側板５及び内側板６が配された位置近傍の温度に応じてその形状が変化し得る箇所に配置され、熱変形部材特有の性質である温度に基づく変形に応じて、既述の通り、中心側通気口７や外縁側通気口８ａ，８ｂ，８ｃの開口面積や、流路９ａ，９ｂ，９ｃそのものの少なくとも一部の断面積、流路９ａ，９ｂ，９ｃ中に設けられた弁の開放度等を、機械的に制御し得るように構成することで、電気的乃至機械的な複雑な構成に頼ることなく、ごく簡易な構成で前記感温流量調整機構を実現することができる。
【００６６】
以下、例示的な実施形態を５つ挙げて、前記感温流量調整機構を備えた本発明の定着装置をより具体的に説明する。なお、以下の実施形態においては、加熱回転体における端部温度調整機構が設けられた一方の端部のみを抜き出して説明するが、実際には両端部に端部温度調整機構が設けられている。勿論、既述の通り、一方の端部のみに以下説明するような端部温度調整機構が設けられていても、本発明の範疇に含まれる。
【００６７】
［第１の実施形態］
図４は、本発明の例示的一態様である第１の実施形態の定着装置における加熱回転体たる定着ローラ１０１の端部近傍を表す斜視図である。また、図５は、定着ローラ１０１の図４における右方向からの側面図である。
【００６８】
これら図面に示されるように、本実施形態においては、定着ローラ１０１の回転軸方向における端部に、外部に露出する円盤状の外側板１０５が設けられるとともに、外側板１０５の内側における定着ローラ１０１の内周面に接触して円盤状の内側板１０６が、３組の熱変形板（熱変形部材）１１２ａ，１１２ｂを挟んで間隔を置いて設けられている。
【００６９】
外側板１０５の中心（定着ローラ１０１の回転軸）近傍には中心側通気口１０７が設けられ、外側板１０５の外縁近傍には３つの外縁側通気口１０８が設けられており、３組の熱変形板１１２ａ，１１２ｂの各組は、それぞれ外縁側通気口１０８を挟み込みつつ中心側通気口１０７近傍から放射状に相互に遠ざかるように配される。
【００７０】
図６は、本実施形態における端部温度調整機構を構成する部材の分解斜視図である。ただし、本図においては、３組ある熱変形板１１２ａ，１１２ｂのうち、１組のみが代表して描かれている。
【００７１】
熱変形板１１２ａ，１１２ｂは、温度の下降とともに長手方向の曲率が上がる（曲率半径が小さくなる）長尺状の一対の板状体であって、バイメタルで構成され、湾曲時弧内側になる面が対向している。熱変形板１１２ａ，１１２ｂにおいて、定着ローラ１０１の内周面側となる端部がそれぞれ向かい側に折り曲げられ、その端部の側方には、張り出し部１１２’，１１２”が形成されている。当該張り出し部１１２’，１１２”は、内側板１０６及び外側板１０５とともに熱変形板１１２ａ，１１２ｂを定着ローラ１０１に組み付けた際に、内側板１０６及び外側板１０５の外縁に設けられた切欠き部１１９’，１１９”と嵌合する。そして、熱変形板１１２ａ，１１２ｂが、定着ローラ１０１の内周面に接触した状態で固定されるようになっている。
【００７２】
熱変形板１１２ａ，１１２ｂは、その長辺部分が外側板１０５及び内側板１０６と略垂直に接触乃至近接しており、熱変形板１１２ａ，１１２ｂ、外側板１０５及び内側板１０６（さらに定着ローラ１０１の内周面）で囲まれた空間は、中心側通気口１０７と外縁側通気口１０８とを連通する流路１０９を構成する。
【００７３】
定着ローラ１０１が、定着装置の稼働によって回転すると、流路１０９内に存在する空気が回転による遠心力で外側に引っ張られ、中心側通気口１０７側から外縁側通気口１０８側へと流れる気流が生じる。この空気流によって、外部の空気が流路１０９内に流れ込みかつ内部から吐き出され、定着ローラ１０１の端部近傍が冷却される。
【００７４】
このとき、たとえば、小サイズの記録材が連続的に通紙されると、定着ローラ１０１端部近傍の温度が上昇するが、その温度上昇によって一対の熱変形板１１２ａ，１１２ｂは、その曲率が下がって（曲率半径が大きくなって）、図５中の矢印Ｃ方向に変形する。すると、一対の熱変形板１１２ａ，１１２ｂの中心側通気口１０７近傍の端部が相互に遠ざかり、中心側通気口１０７に向けた流路１０９の幅が拡がり、そこを流れる空気流量が増加するため、温度上昇傾向にある定着ローラ１０１端部近傍の冷却効率が向上する。
【００７５】
その後、たとえば、大サイズの記録材が連続的に通紙されると、定着ローラ１０１の端部近傍の温度が下降するが、その温度下降によって一対の熱変形板１１２ａ，１１２ｂは、その曲率が上がって（曲率半径が小さくなって）、図５中の矢印Ｄ方向に変形する。すると、一対の熱変形板１１２ａ，１１２ｂの中心側通気口１０７近傍の端部が相互に近づいて、中心側通気口１０７に向けた流路１０９の幅が狭まり、そこを流れる空気流量が減少するため、温度下降傾向に転じていた定着ローラ１０１端部近傍の冷却効率が低下する。一対の熱変形板１１２ａ，１１２ｂの中心側通気口１０７近傍の端部間は、温度によっては、両者が接触して流路１０９が閉じてしまうように設計しても構わない。
【００７６】
このように、本実施形態によれば、流路１０９を流れる空気流量が自律的に制御されるため、簡易な構成で、定着ローラ１０１の軸方向における温度分布のばらつきを精度よく抑制することができる。
【００７７】
なお、本実施形態において、本発明における熱変形部材に相当する熱変形板１１２ａ，１１２ｂは、別体として構成される例を挙げているが、本発明における熱変形部材としては、たとえば、図４及び図５において定着ローラ１０１の内周面で切り分かれて描かれている箇所において両者がそのまま連続した、１つの部材として構成されていても何ら問題ない。この場合の１つの熱変形部材内における対向する領域同士については、請求項４に係る発明において熱変形部材を構成する「一対の仕切り板」の構成に含めるものとする。また、この場合の、定着ローラ１０１の内周面に接触固定している板状体の中央領域については、その中央を便宜的に、請求項４に係る発明において熱変形部材の「他方の端部」と称する部位とする。
【００７８】
本実施形態においては、熱変形部材として温度の下降とともに長手方向の曲率が上がる（曲率半径が小さくなる）熱変形板１１２ａ，１１２ｂを用いた例を挙げたが、逆の変形、即ち、温度の上昇とともに長手方向の曲率が上がる（曲率半径が小さくなる）長尺状の板状体を用いても、面を逆に配置することで、同様の構成の感温流量調整機構を備えた定着装置を構成することができる。
【００７９】
たとえば、本実施形態において、熱変形部材として、熱変形板１１２ａ，１１２ｂに代えて、温度の上昇とともに長手方向の曲率が上がる（曲率半径が小さくなる）長尺状の一対の板状体を用いた場合には、湾曲時弧外側になる面同士を対向させて配置すればよい。そのように配置しておけば、温度上昇とともに熱変形部材の長手方向の曲率が上がり、両者が背反する状態となって端部が遠ざかり流路が広がる一方、温度下降とともに熱変形部材の長手方向の曲率が下がり、端部が近づいて流路が狭まる。
【００８０】
いずれにしても、熱変形部材は、温度上昇により流路側から後退する向きになるように配置される。
【００８１】
本実施形態においては、流路１０９の仕切り板に相当する熱変形板１１２ａ，１１２ｂの両方が熱変形部材を構成する例を挙げたが、どちらか一方のみが熱変形部材を構成し、他方は固定の仕切り板であっても構わない。熱変形部材が一方のみであっても、熱変形部材の変形によって中心側通気口側の端部が変化し、対向する固定の仕切り板との間に形成される流路は、中心側通気口に向けた領域で幅が広狭変化するので、本実施形態の場合と同様に機能するように設計することが可能である。
【００８２】
さらに、本実施形態において、熱変形部材としての熱変形板１１２ａ，１１２ｂは、一方の端部が中心側通気口１０７近傍に配置されるとともに、他方の端部が近傍で外縁側通気口１０８を挟んで対向配置されて、流路１０９を構成する一対の長尺状の仕切り板として構成される例を挙げたが、熱変形部材としては、温度に応じて長手方向の曲率が変化する長尺状の板状体が、流路の少なくとも一部を構成する状態で、長手方向の何れかの位置（端部であってもよい。）で固定されて、固定されない部位（固定されない端部から固定された部位の手前までの間を指す。）が、温度上昇により流路側から後退する向きに配されれば、熱変形部材によって流路が広狭変化するので、本実施形態の場合と同様に機能するように設計することが可能である。
【００８３】
［第２の実施形態］
図７は、本発明の例示的一態様である第２の実施形態の定着装置における加熱回転体たる定着ローラ２０１の端部構造を表す概略構成図である。当該図７は、第１の実施形態における定着ローラ１０１の図４における右方向からの側面図である図５に相当する角度から見た図であり、しかもその一部を拡大して抜き出している。
【００８４】
本実施形態においても、第１の実施形態と同様、外縁側通気口が３つ設けられ、流路が３つ形成されて、３組の端部温度調整機構を具備しているが、図７においてはこれらの内の１組のみを抜き出して拡大表示している。
【００８５】
また、図８は、図７のＥ−Ｅ断面図である。
【００８６】
これら図面に示されるように、本実施形態においては、定着ローラ２０１の回転軸方向における端部に、外部に露出する円盤状の外側板２０５が設けられるとともに、外側板２０５の内側における定着ローラ２０１の内周面に接触して円盤状の内側板２０６が、熱変形板（熱変形部材）２１２、摺動仕切り板（摺動可能に配された仕切り板）２１３及び固定仕切り板（仕切り板）２１７を挟んで間隔を置いて設けられている。
【００８７】
外側板２０５の中心（定着ローラ２０１の回転軸）近傍には中心側通気口２０７が設けられ、外側板２０５の外縁近傍には外縁側通気口２０８が設けられている。また、内側板２０６にはスリット２１６を含む６つのスリット（５つは不図示）が、外側板２０５にはスリット２１５，２１５’ を含む６つのスリット（４つは不図示）が、それぞれ中心側通気口２０５近傍から外縁側通気口２０５脇まで放射状に穿たれている。
【００８８】
図９は、端部温度調整機構の一部を構成する３つの部材を抜き出した図であり、（ａ）は摺動仕切り板２１３の平面図、（ｂ）は熱変形板２１２の斜視図、（ｃ）は固定仕切り板２１７の平面図である。
【００８９】
熱変形板２１２は、温度の下降とともに長手方向の曲率が上がる（曲率半径が小さくなる）長尺状の一対の板状体であって、バイメタルで構成され、図９（ｂ）に示されるように、一方の端部に突き出し部２１２’を有する。かかる熱変形板２１２は、湾曲時弧外側になる面が定着ローラ２０１の内周面に対向する状態で、外側板２０５及び内側板２０６に穿たれた嵌合孔に突き出し部２１２’が嵌め込まれて、定着ローラ２０１内周面に接触状態で固定されている（図７において、外側板２０５の嵌合孔に突き出し部２１２’が嵌め込まれた状態が描かれており、内側板２０６側については不図示。）。
【００９０】
摺動仕切り板２１３は、図９（ａ）に示されるように、大略長方形状であり、２つの長辺に張り出し部２１３’,２１３”を有し、張り出し部２１３”の端部には突起部２１３ｔが突出している。かかる摺動仕切り板２１３は、張り出し部２１３’が内側板２０６に穿たれたスリット２１６に、張り出し部２１３”が外側板２０５に穿たれたスリット２１５に、それぞれ摺動可能に嵌合している。また、摺動仕切り板２１３における定着ローラ２０１の内周面側の端部が、熱変形板２１２の突き出し部２１２’とは反対側の端部近傍と当接している。さらに、スリット２１５の中心側通気口２０７側の縁端と突起部２１３ｔとの間には、ばね（弾性体）２１４が嵌め込まれ、ばね２１４が摺動仕切り板２１３を熱変形板２１２との当接部分に押し付ける方向（矢印Ｆ方向）に押圧する。
【００９１】
固定仕切り板２１７は、図９（ｃ）に示されるように、大略長方形状であり、２つの長辺に張り出し部２１７’,２１７”を有する。かかる固定仕切り板２１７は、張り出し部２１７’が内側板２０６に穿たれた不図示のスリットに、張り出し部２１７” が外側板２０５に穿たれたスリット２１５’に、それぞれ嵌め込まれるとともに、定着ローラ２０１の内周面側の端部が当該内周面と当接して、固定配置されている。当該固定仕切り板２１７は、その長辺部分がスリット２１５及び内側板２０６のスリット（不図示）に嵌合し固定されることで一体化した状態になっている。
【００９２】
以上のように各部材が配されることで、摺動仕切り板２１３、固定仕切り板２１７、外側板２０５及び内側板２０６（さらに定着ローラ２０１の内周面、熱変形板２１２）で囲まれた空間が、中心側通気口２０７と外縁側通気口２０８とを連通する流路２０９を構成する。
【００９３】
定着ローラ２０１が、定着装置の稼働によって回転すると、流路２０９内に存在する空気が回転による遠心力で外側に引っ張られ、中心側通気口２０７側から外縁側通気口２０８側へと流れる気流が生じる。この空気流によって、外部の空気が流路２０９内に流れ込みかつ内部から吐き出され、定着ローラ２０１の端部近傍が冷却される。
【００９４】
このとき、たとえば、小サイズの記録材が連続的に通紙されると、定着ローラ２０１端部近傍の温度が上昇するが、その温度上昇によって熱変形板２１２の曲率が下がり（曲率半径が大きくなり）、固定されていない端部が定着ローラ２０１の内周面に近づく。そして、当該変形した端部に当接する摺動仕切り板２１３が、ばね２１４の押圧力によって、定着ローラ２０１の内周面方向（図７中の矢印Ｆ方向）に摺動する。すると、摺動仕切り板２１３の中心側通気口２０７近傍の端部が固定仕切り板２１７の同端部から遠ざかり、中心側通気口２０７に向けた流路２０９の幅が拡がって、そこを流れる空気流量が増加するため、温度上昇傾向にある定着ローラ２０１端部近傍の冷却効率が向上する。
【００９５】
その後、たとえば、大サイズの記録材が連続的に通紙されると、定着ローラ２０１の端部近傍の温度が下降するが、その温度下降によって熱変形板２１２の曲率が上がり（曲率半径が小さくなり）、固定されていない端部が中心側通気口２０７側に近づく。そして、当該変形した端部に当接する摺動仕切り板２１３が、ばね２１４の押圧力に抗って、中心側通気口２０７方向（図１０中の矢印Ｇ方向）に摺動する。ここで、図１０は、図７に表された定着ローラ２０１の端部が温度低下した際の当該端部構造の状態を表す概略構成図である。
【００９６】
摺動仕切り板２１３の摺動により、摺動仕切り板２１３の中心側通気口２０７近傍の端部が固定仕切り板２１７の同端部に近づいて、中心側通気口２０７に向けた流路２０９の幅が狭まり、そこを流れる空気流量が減少するため、温度下降傾向に転じていた定着ローラ２０１端部近傍の冷却効率が低下する。
【００９７】
なお、摺動仕切り板２１３の中心側通気口２０７近傍の端部は、本実施形態の例では、如何に低温となっても固定仕切り板２１７と間隙を保つように配置されているが、温度によっては、両者が接触して流路２０９が閉じてしまうように設計しても構わない。
【００９８】
このように、本実施形態によれば、流路２０９を流れる空気流量が自律的に制御されるため、簡易な構成で、定着ローラ２０１の軸方向における温度分布のばらつきを精度よく抑制することができる。
【００９９】
なお、本実施形態において、対向する仕切り板の内、一方の摺動仕切り板２１３のみが摺動可能に配されているが、固定仕切り板２１７の側も摺動可能に構成されていても構わない。この場合、対向する仕切り板同士を線対称に構成すればよい。本実施形態を例にすれば、摺動仕切り板２１３と線対称の構成を固定仕切り板２１７の側にも配することで、本実施形態と同様に機能する定着装置を構成することができる。ただし、熱変形部材は、両仕切り板に共用させることができる。熱変形部材を共用させる具体的な構成例は、次の第３の実施形態及びその変形例において説明する。
【０１００】
本実施形態においては、熱変形部材として温度の下降とともに長手方向の曲率が上がる（曲率半径が小さくなる）熱変形板２１２を用いた例を挙げたが、逆の変形、即ち、温度の上昇とともに長手方向の曲率が上がる（曲率半径が小さくなる）長尺状の板状体を用いても、面を逆に配置することで、同様の構成の感温流量調整機構を備えた定着装置を構成することができる。
【０１０１】
たとえば、本実施形態において、熱変形部材として、熱変形板２１２に代えて、温度の上昇とともに長手方向の曲率が上がる（曲率半径が小さくなる）長尺状の板状体を用いた場合には、湾曲時弧内側になる面を定着ローラ２０１の内周面に対向させて配置すればよい。そのように配置しておけば、温度上昇とともに熱変形部材の長手方向の曲率が上がり、固定されていない端部が定着ローラ２０１の内周面に近づき、これに当接する摺動仕切り板２１３が定着ローラ２０１の内周面方向（図７中の矢印Ｆ方向）に摺動して流路が広がる一方、温度下降とともに熱変形部材の長手方向の曲率が下がり、同端部が中心側通気口２０７側に近づき、これに当接する摺動仕切り板２１３が中心側通気口２０７方向（図１０中の矢印Ｇ方向）に摺動して流路が狭まる。
【０１０２】
いずれにしても、熱変形部材は、温度下降により加熱回転体の内周面に近づく向きになるように配置される。
【０１０３】
［第３の実施形態］
図１１は、本発明の例示的一態様である第３の実施形態の定着装置における加熱回転体たる定着ローラ３０１の端部構
造を表す概略構成図である。当該図１１は、第１の実施形態における定着ローラ１０１の図４における右方向からの側面図である図５に相当する角度から見た図であり、しかもその一部を拡大して抜き出している。
【０１０４】
本実施形態においても、第１の実施形態と同様、外縁側通気口が３つ設けられ、流路が３つ形成されて、３組の端部温度調整機構を具備しているが、図１１においてはこれらの内の１組のみを抜き出して拡大表示している。
【０１０５】
本実施形態においては、定着ローラ３０１の回転軸方向における端部を封止するように、外部に露出する円盤状の外側板３０５が設けられるとともに、第１の実施形態と同様、外側板３０５の内側における定着ローラ３０１の内周面に接触して円盤状の内側板（不図示）が、熱変形板（熱変形部材）３１２、天板（可動仕切り板）３１８及び摺動仕切り板（摺動可能に配された仕切り板）３１３，３１３’を挟んで間隔を置いて設けられている。
【０１０６】
外側板３０５の中心（定着ローラ３０１の回転軸）近傍には中心側通気口３０７が設けられ、外側板３０５の外縁近傍には外縁側通気口３０８が設けられている。
【０１０７】
本実施形態において、摺動仕切り板３１３は、第２の実施形態における摺動仕切り板２１３と近似した形状・構造で、外側板３０５及び内側板（不図示）の双方と摺動可能に設けられている。すなわち、外側板３０５との関係について述べれば、摺動仕切り板３１３は、その張り出し部が外側板３０５に穿たれたスリット３１５に、摺動可能に嵌合し、スリット３１５の中心側通気口３０７側の縁端と摺動仕切り板３１３の張り出し部に設けられた突起部との間には、ばね（弾性体）３１４が嵌め込まれ、ばね３１４が摺動仕切り板３１３を定着ローラ３０１の内周面方向（矢印Ｈ方向）に押圧する。
【０１０８】
このように、摺動仕切り板３１３は、第２の実施形態における摺動仕切り板２１３と同様の構成で配されるが、第２の実施形態において熱変形板２１２と当接している端部が、本実施形態においては、図１１に示されるように天板３１８に当接している点が異なる。
【０１０９】
また、本実施形態においては、第２の実施形態における固定仕切り板２１７の代わりに、摺動仕切り板３１３’が、ばね（弾性体）３１４’とともに設けられる。この摺動仕切り板３１３’及びばね３１４’は、外側板３０５に設けられた外縁側通気口３０８を挟んで、摺動仕切り板３１３に対向配置される。正確には、外側板３０５の半径であって外縁側通気口３０８中央を通る線を基準に、摺動仕切り板３１３及びばね３１４と線対称の位置に摺動仕切り板３１３’及びばね３１４’が設けられる。
【０１１０】
摺動仕切り板３１３’及びばね３１４’は、配される位置以外については、天板３１８に当接する点を含めて全て摺動仕切り板３１３及びばね３１４と同様の構成であるため、その詳細な説明は割愛する。
【０１１１】
天板３１８は、一対の摺動仕切り板３１３，３１３’を定着ローラ３０１の内周面側の端部で橋渡し、外縁側通気口３０８から露出する位置に、外側板３０５及び内側板（不図示）と略垂直に接触乃至近接状態で支持され、一対の摺動仕切り板３１３，３１３’の摺動移動に連れて移動する。したがって、天板３１８は、ばね３１４，３１４’によって、（一対の摺動仕切り板３１３，３１３’を介して）間接的に、定着ローラ３０１の内周面側押圧された状態になっている。当該天板３１８は、外縁側通気口３０８からその一部が外部に露出する領域に位置する際、外縁側通気口３０８における流路３０９側のみが流路３０９に連通する開口面積になる。
【０１１２】
熱変形板３１２は、温度の下降とともに長手方向の曲率が上がる（曲率半径が小さくなる）長尺状の一対の板状体であって、バイメタルで構成され、湾曲時弧内側になる面が天板３１８に対向しつつ、その両端が天板３１８に当接し、かつ、弧外側になる面の中央部が定着ローラ３０１の内周面に当接しており、天板３１８と定着ローラ３０１の内周面との間に嵌め込まれた状態になっている。
【０１１３】
熱変形板３１２は、湾曲の程度によって、天板３１８と定着ローラ３０１の内周面との間に嵌め込まれた部分の厚み、すなわち、両端を結ぶ線（天板３１８の当接面に相当）と熱変形板３１２の長手方向の中心点（定着ローラ３０１との当接点）との距離が変化する状態になっている。具体的には、温度の下降とともに前記厚みが増し、上昇とともに前記厚みが減ずる。
【０１１４】
以上のように各部材が配されることで、一対の摺動仕切り板３１３，３１３’、天板３１８、外側板３０５及び内側板３０６で囲まれた空間が、中心側通気口３０７と外縁側通気口３０８とを連通する流路３０９を構成する。そのため、外縁側通気口３０８は、外側板３０５に形成された孔の全面積の内、定着ローラ３０１の内周面側の領域が天板３１８に阻まれて閉ざされ、天板３１８よりも中心側通気口３０７側の領域のみが開口面積となっている。
【０１１５】
定着ローラ３０１が、定着装置の稼働によって回転すると、流路３０９内に存在する空気が回転による遠心力で外側に引っ張られ、中心側通気口３０７側から外縁側通気口３０８側へと流れる気流が生じる。この空気流によって、外部の空気が流路３０９内に流れ込みかつ内部から吐き出され、定着ローラ３０１の端部近傍が冷却される。
【０１１６】
このとき、たとえば、小サイズの記録材が連続的に通紙されると、定着ローラ３０１端部近傍の温度が上昇するが、その温度上昇によって熱変形板３１２の曲率が下がり（曲率半径が大きくなり）、前記厚みが減ずるため、これに当接する摺動仕切り板３１３，３１３’が、ばね３１４，３１４’の押圧力によって、定着ローラ３０１の内周面方向（図１１中の矢印Ｈ方向）」に摺動し、それに連れて天板３１８も定着ローラ３０１の内周面方向に移動する。すると、摺動仕切り板３１３，３１３’の中心側通気口３０７近傍の端部同士が遠ざかり、中心側通気口３０７に向けた流路３０９の幅が拡がるとともに、天板３１８の移動により外縁側通気口３０８の開口面積が増大し、結果、流路３０９を流れる空気流量が増加するため、温度上昇傾向にある定着ローラ３０１端部近傍の冷却効率が向上する。
【０１１７】
その後、たとえば、大サイズの記録材が連続的に通紙されると、定着ローラ３０１の端部近傍の温度が下降するが、その温度下降によって熱変形板３１２は、その曲率が上がり（曲率半径が小さくなり）、前記厚みが増大ずるため、これに当接する摺動仕切り板３１３，３１３’が、ばね３１４，３１４’の押圧力に抗って、中心側通気口３０７方向（図１２中の矢印Ｉ方向）」に摺動し、それに連れて天板３１８も中心側通気口３０７方向に移動する。ここで、図１２は、図１１に表された定着ローラ３０１の端部が温度低下した際の当該端部構造の状態を表す概略構成図である。
【０１１８】
摺動仕切り板３１３，３１３’の摺動により、摺動仕切り板３１３，３１３’の中心側通気口３０７近傍の端部同士が近づいて、中心側通気口３０７に向けた流路３０９の幅が狭まるとともに、天板３１８の移動により外縁側通気口３０８の開口面積が減少し、結果、流路３０９を流れる空気流量が減少するため、温度下降傾向に転じていた定着ローラ３０１端部近傍の冷却効率が低下する。
【０１１９】
なお、摺動仕切り板３１３，３１３’の中心側通気口３０７近傍の端部は、本実施形態の例では、如何に低温となっても相互に間隙を保つように配置されているが、温度によっては、両者が接触して流路３０９が閉じてしまうように設計しても構わない。また、外縁側通気口３０８の開口面積についても同様に、天板３１８が外縁側通気口３０８よりも中心側通気口３０７側に移動して、開口面積がゼロになるように設計しても構わない。
【０１２０】
このように、本実施形態によれば、流路３０９を流れる空気流量が自律的に制御されるため、簡易な構成で、定着ローラ３０１の軸方向における温度分布のばらつきを精度よく抑制することができる。
【０１２１】
なお、本実施形態において、熱変形板３１２は、その両端が天板３１８に当接し、かつ、弧外側になる面の中央部が定着ローラ３０１の内周面に当接した態様を例示しているが、上下反転させて、その両端が定着ローラ３０１の内周面に当接し、かつ、弧外側になる面の中央部が天板３１８に当接した態様であっても構わない。熱変形板３１２を上下反転させても、本実施形態では、曲率変化に伴う前記「厚み」の変化を利用しているため、同様に機能する定着装置を構成することができる。
【０１２２】
また、外縁側通気口３０８の開口面積を増減させる機能については、摺動仕切り板３１３，３１３’を配することなく、ばね３１４，３１４’等の弾性部材によって直接的に天板３１８を定着ローラ３０１の内周面方向に押圧する構成であっても問題なく奏される。したがって、固定された仕切り板と天板３１８等の可動仕切り板で流路を形成し、当該可動仕切り板を弾性部材によって直接的に押圧する構成であっても、外縁側通気口の開口面積を増減させる点について、本実施形態と同様に機能する定着装置を構成することができる。
【０１２３】
さらに、本実施形態では、可動仕切り板に相当する天板３１８と加熱回転体に相当する定着ローラ３０１の内周面との間に、熱変形部材に相当する熱変形板３１２が嵌め込まれた状態になっているが、熱変形部材が嵌め込まれる箇所において、可動仕切り板に対向する面は、加熱回転体の内周面に限定されるものではなく、外側板との位置関係が相対的に固定された面（たとえば、外側板から突設された可動仕切り板と平行な面）であればよく、当該固定面と前記可動仕切り板との間に熱変形部材が嵌め込んだ状態にすることで、外縁側通気口の開口面積を増減させる点について、本実施形態と同様に機能する定着装置を構成することができる。
【０１２４】
このような構成の場合には、可動仕切り板は、天板３１８の如く外側板の略半径方向かつ前記可動仕切り板の略垂直方向である必要すらなく、外縁側通気口にその一部が露出する位置で流路の内外方向に変位可能であれば、可動仕切り板を任意の角度で支持して、それに対向した「外側板との位置関係が相対的に固定された面」との間に熱変形部材を嵌め込んで、本実施形態と同様に機能する定着装置を構成することが可能である。
【０１２５】
勿論、本実施形態のように、可動仕切り板の変位が、外側板の略半径方向かつ前記可動仕切り板の略垂直方向であり、前記外側板と相対的に固定された面が、前記加熱回転体の内周面であるように構成することがより好ましい。このように構成すれば、熱変形部材が加熱回転体の端部近傍における内周面と当接しており、前記加熱回転体の端部近傍の温度変化に対してより感度よく反応して流路中を流れる空気流量が自律的に調整されるため、簡易な構成で、加熱回転体の軸方向における温度分布のばらつきをより精度よく抑制することができる。
【０１２６】
ところで、熱変形部材は、可動仕切り板とそれに対向する面との間に嵌め込まれる上記構成のほか、変形例として、第２の実施形態における熱変形板２１２のように、その一端乃至近傍が定着ローラ３０１の内周面または近傍に固定され、他方の端部のみが天板３１８に接触するような構成であっても、本実施形態と同様に機能する定着装置を構成することができる。すなわち、固定されない端部が、温度下降によって定着ローラ３０１の内周面側に近づき、温度上昇によって中心側通気口２０７側に近づくので、当該端部近傍を天板３１８に当接させることで、本実施形態と同様の作用及び効果を奏する定着装置を構成することができる。
【０１２７】
この変形例においても、第２の実施形態と同様、湾曲時弧内あるいは弧外になる面のいずれの面をどちらに向けても、同様に機能するように設計することが可能である。
【０１２８】
また、この変形例において、熱変形部材の一端乃至近傍は、加熱回転体の内周面または近傍に固定される場合のほか、前記外側板との位置関係が相対的に固定されるようにすれば、外縁側通気口の開口面積を増減させる点について、本実施形態と同様に機能する定着装置を構成することができる。
【０１２９】
このような構成の場合には、可動仕切り板は、天板３１８の如く外側板の略半径方向かつ前記可動仕切り板の略垂直方向である必要すらなく、外縁側通気口にその一部が露出する位置で流路の内外方向に変位可能であれば、可動仕切り板を任意の角度で支持して、それを流路外から直接的または間接的に、熱変形部材の固定されない他端または近傍が当接した状態にして、本実施形態及び上記変形例と同様に機能する定着装置を構成することが可能である。
【０１３０】
勿論、上記変形例のように、可動仕切り板の変位が、外側板の略半径方向かつ前記可動仕切り板の略垂直方向であり、前記熱変形部材の固定される部位が前記加熱回転体の内周面または近傍であるように構成することがより好ましい。このように構成すれば、熱変形部材が加熱回転体の端部近傍における内周面と当接または接近しており、前記加熱回転体の端部近傍の温度変化に対してより感度よく反応して流路中を流れる空気流量が自律的に調整されるため、簡易な構成で、加熱回転体の軸方向における温度分布のばらつきをより精度よく抑制することができる。
【０１３１】
［第４の実施形態］
図１３は、本発明の例示的一態様である第４の実施形態の定着装置における加熱回転体たる定着ローラ４０１の端部構造を表す概略構成図である。当該図１３は、本実施形態における定着ローラ４０１の端部近傍の断面図として描かれている。本実施形態においては、図面における上下一対で構成される端部温度調整機構を具備している。
【０１３２】
図１３に示されるように、本実施形態においては、定着ローラ４０１の回転軸方向における端部に、外部に露出する円盤状の外側板４０５が設けられるとともに、外側板４０５の内側における定着ローラ４０１の内周面に接触して円盤状の内側板４０６が、熱変形板（熱変形部材）４１２、仕切り板４１３、ばね（弾性体）４１４を挟んで間隔を置いて設けられている。
【０１３３】
図１４は、本実施形態における端部温度調整機構を構成する部材の分解斜視図である。ただし、本図においては、一対で構成される端部温度調整機構のうち、一方のみが代表して描かれている。
【０１３４】
図１４に示されるように、一対の仕切り板４１３，４１３’が、外側板４０５及び内側板４０６の間に、これらに対して垂直に挟み込まれている。
【０１３５】
外側板４０５の中心（定着ローラ４０１の回転軸）近傍には、他の実施形態と同様、中心側通気口４０７が設けられているが、本実施形態においては、外側板４０５の外縁近傍には外縁側通気口に相当する孔は穿たれていない。
【０１３６】
また、内側板４０６にはスリット４１６，４１６’を含む４つのスリットが、外側板４０５にはスリット４１５，４１５’ を含む４つのスリットが、それぞれ中心側通気口２０５近傍から放射状に穿たれている。そして、スリット４１５，４１６には仕切り板４１３に設けられた張り出し部が、スリット４１５’，４１６’には仕切り板４１３’に設けられた張り出し部が、それぞれ嵌合している。
【０１３７】
スリット４１６，４１６’と仕切り板４１３，４１３’の張り出し部とは、嵌合し固定されることで一体化しており、内側板４０６の定着ローラ４０１の回転軸方向位置が固定されている。これに対して、スリット４１５，４１５’と仕切り板４１３，４１３’の張り出し部とは、固定されておらず、外側板４０５が定着ローラ４０１の回転軸方向（図１３における矢印Ｌ方向とその逆方向）に移動可能に支持されている。
【０１３８】
内側板４０６の一対のスリット４１６，４１６’間には、外側板４０５に向けて突起部４１９が設けられており、当該突起部４１９には穿孔４１９’が設けられている。また、外側板４０５の一対のスリット４１５，４１５’間の突起部４１９に対応する位置には、内側板４０６に向けて突起部４２０が設けられており、当該突起部４２０には穿孔４２０’が設けられている。この穿孔４１９’，４２０’には、ばね（弾性体）４１４の両端部が引っ掛けられて接続され、内側板４０６と外側板４０５とを引き寄せるように作用している。
【０１３９】
内側板４０６と外側板４０５との間には、さらに、ばね４１４に並列して、熱変形板４１２が配される。熱変形板４１２は、温度の下降とともに長手方向の曲率が上がる（曲率半径が小さくなる）長尺状の一対の板状体であって、一般にバイメタルと称されている部材であり、その一端が内側板４０６に、他端が外側板４０５にそれぞれ接するようにして両者間に配されている。
【０１４０】
本実施形態の定着装置においては、ばね４１４で内側板４０６と外側板４０５とを引き寄せる作用を熱変形板４１２で突っ張って阻止している状態になっており、両側板の間隙は、温度によって湾曲して変化する熱変形板４１２の全長（端部同士の距離）と一致する。
【０１４１】
図１３に示す低温状態では、熱変形板４１２の長手方向の曲率が高く（曲率半径が小さく）、その全長が短くなっており、内側板４０６と外側板４０５との間隙が狭く、外側板４０５は定着ローラ４０１に納まっている。一方、高温状態になると、図１５に示されるように、熱変形板４１２の長手方向の曲率が低く（曲率半径が大きく）、その全長が長くなり、内側板４０６と外側板４０５との間隙も広がり、外側板４０５が定着ローラ４０１の端部から突出した位置に（矢印Ｍ方向へ）移動する。ここで、図１５は、図１３に表された定着ローラ４０１の端部が温度上昇した際の当該端部構造の状態を表す概略構成図である。
【０１４２】
図１５に示されるように、外側板４０５が定着ローラ４０１の端部から突出した位置にあると、外側板４０５と定着ローラ４０１の縁端との間に間隙４０８が生じる。この間隙が、本発明にいう外縁側通気口を構成する。そして、内側板４０６と外側板４０７との間隙全体が、中心側通気口４０７と外縁側通気口を構成する間隙４０８とを連通する流路を構成する。
【０１４３】
定着ローラ４０１が、定着装置の稼働によって回転し、たとえば、小サイズの記録材が連続的に通紙されると、定着ローラ４０１端部近傍の温度が上昇するが、その温度上昇によって熱変形板４１２の曲率が下がって（曲率半径が大きくなって）、図１５に示されるように、外側板４０５が矢印Ｍ方向に移動して定着ローラ４０１の端部から突出し、間隙４０８が生じる。すると、既述のように中心側通気口４０７と間隙４０８とを連通する流路内に存在する空気が、定着ローラ４０１の回転による遠心力で外側に引っ張られ、中心側通気口４０７側から間隙４０８側へと流れる気流が生じ、外部の空気が当該流路内に流れ込みかつ内部から吐き出され、定着ローラ４０１の端部近傍が冷却される。より高温になればなるほど、熱変形板４１２の曲率はより下がり、定着ローラ４０１の端部からの外側板４０５の突出の程度も大きくなり、それに連れて間隙４０８の開口面積が大きくなるため、前記流路を流れる空気流量も増加し、温度上昇傾向にある定着ローラ４０１端部近傍の冷却効率が一層向上する。
【０１４４】
その後、たとえば、大サイズの記録材が連続的に通紙されると、定着ローラ４０１の端部近傍の温度が下降するが、より低温になればなるほど、熱変形板４１２の曲率は上がり、外側板４０５が矢印Ｌ方向に移動して、定着ローラ４０１の端部からの外側板４０５の突出の程度も小さくなり、それに連れて間隙４０８の開口面積が小さくなるため、前記流路を流れる空気流量も減少し、温度上昇傾向に転じていた定着ローラ４０１端部近傍の冷却効率が低下する。そして、一層低温状態になれば、図１３に示すように、熱変形板４１２の曲率はより上がり、定着ローラ４０１に外側板４０５に納まった状態になり、図１５における間隙４０８が消滅し、前記流路内を空気が流れなくなり、空冷による冷却効果が失われる。
【０１４５】
このように、本実施形態によれば、前記流路を流れる空気流量（本実施形態においては、流量ゼロを含む。）が自律的に制御されるため、簡易な構成で、定着ローラ４０１の軸方向における温度分布のばらつきを精度よく抑制することができる。
【０１４６】
［第５の実施形態］
図１６は、本発明の例示的一態様である第５の実施形態の定着装置における加熱回転体たる定着ローラ５０１の端部構造を表す概略構成図である。当該図１６は、第１の実施形態における定着ローラ１０１の図４における右方向からの側面図である図５に相当する角度から見た図である。
【０１４７】
また、図１７は、本実施形態における端部温度調整機構を構成する部材の分解斜視図である。ただし、本図においては、３組あるうち１組の仕切り板５１３，５１３’のみが代表して描かれている。
【０１４８】
これら図面に示されるように、本実施形態においては、定着ローラ５０１の回転軸方向における端部に、外部に露出する円盤状の外側板５０５が設けられるとともに、外側板５０５の内側における定着ローラ５０１の内周面に接触して円盤状の内側板５０６が、３組６枚の仕切り板５１３，５１３’を挟んで間隔を置いて設けられている。
【０１４９】
外側板５０５の中心（定着ローラ５０１の回転軸）近傍には中心側通気口５０７が設けられ、外側板５０５の外縁近傍には３つの外縁側通気口５０８が設けられており、３組の仕切り板５１３，５１３’の各組は、それぞれ外縁側通気口５０８を挟み込みつつ中心側通気口５０７近傍から放射状に相互に遠ざかるように配される。
【０１５０】
なお、仕切り板５１３，５１３’の形状・構造や内側板５０６及び外側板５０５との結合の態様は、第２の実施形態における固定仕切り板２１７の形状・構造や内側板２０６及び外側板２０５との結合の態様と同様なので、その詳細な説明は割愛する。
【０１５１】
本実施形態においては、外縁側通気口５０８の開口部に、板状の熱変形片（熱変形部材、板状片）５１２が接続している。
【０１５２】
図１８は、本実施形態における外縁側通気口５０８周辺の拡大斜視図である。
【０１５３】
熱変形片５１２は、温度の上昇とともに曲率が上がる（曲率半径が小さくなる）板状の金属片であり、一般にバイメタルと称されている部材であり、その湾曲しない一辺が外縁側通気口５０８の縁に固定されて、低温時全体として外縁側通気口５０８の一部を塞ぎ得る位置に配されている。なお、ここでいう「低温」とは、定着ローラ５０１の設定温度範囲の下限時における熱変形片５１２の温度に比して低温であることを意味し、外縁側通気口の位置や数、各種材料の選択、構造等各種条件により変動するため、一義的に温度を定義できるものではない。
【０１５４】
熱変形片５１２と外側板５０５との接続は、別体の物を溶接や接着、あるいはビス止め等によって固着させてもよいし、部位により材料を変えて一体成型して製造しても構わない。また、用いる熱変形部材としては、熱変形により湾曲するのが必ずしも長手方向である必要はなく、短い辺が湾曲する物であってもよいし、正方形の物であってもよい。いずれにしても、熱変形部材の湾曲しない一辺が外縁側通気口の縁に固定するように構成すれば構わない。
【０１５５】
以上のように各部材が配されることで、仕切り板５１３，５１３’ 、外側板５０５及び内側板５０６（さらに定着ローラ５０１の内周面）で囲まれた空間が、中心側通気口５０７と外縁側通気口５０８とを連通する流路５０９を構成する。
【０１５６】
定着ローラ５０１が、定着装置の稼働によって回転すると、流路５０９内に存在する空気が回転による遠心力で外側に引っ張られ、中心側通気口５０７側から外縁側通気口５０８側へと流れる気流が生じる。この空気流によって、外部の空気が流路５０９内に流れ込みかつ内部から吐き出され、定着ローラ５０１の端部近傍が冷却される。
【０１５７】
このとき、たとえば、小サイズの記録材が連続的に通紙されると、定着ローラ５０１端部近傍の温度が上昇するが、その温度上昇によって熱変形片５１２の曲率が上がり（曲率半径が小さくなり）、矢印Ｊ方向に捲り上がる。すると、外縁側通気口５０８の一部を塞ぐように位置していた熱変形片５１２が後退して、外縁側通気口５０８の開口面積が大きくなり、そこを流れる空気流量が増加するため、温度上昇傾向にある定着ローラ２０１端部近傍の冷却効率が向上する。
【０１５８】
その後、たとえば、大サイズの記録材が連続的に通紙されると、定着ローラ５０１の端部近傍の温度が下降するが、その温度下降によって熱変形片５１２の曲率が下がり（曲率半径が大きくなり）、矢印Ｋ方向に戻る。すると、外縁側通気口５０８から後退していた熱変形片５１２が、外縁側通気口５０８の一部を塞ぐ方向へと沈み込み、外縁側通気口５０８の開口面積が小さくなって、そこを流れる空気流量が減少するため、温度下降傾向に転じていた定着ローラ５０１端部近傍の冷却効率が低下する。
【０１５９】
なお、熱変形片５１２は、本実施形態の例では、如何に低温となっても外縁側通気口５０８と間隙を保つように配置されているが、温度によっては、両者が接触して開口面積がゼロになるように設計しても構わない。
【０１６０】
このように、本実施形態によれば、流路５０９を流れる空気流量が自律的に制御されるため、簡易な構成で、定着ローラ５０１の軸方向における温度分布のばらつきを精度よく抑制することができる。
【０１６１】
なお、本実施形態においては、熱変形部材として、温度の上昇とともに曲率が上がる（曲率半径が小さくなる）熱変形片５１２を用いた例を挙げているが、温度の上昇とともに曲率が下がる（曲率半径が大きくなる）熱変形片を用いて同様の構成とすることも可能である。この場合、既述の意味における「低温」で曲率が大きく（曲率半径が小さく）なった状態で、全体として外縁側通気口の少なくとも一部を塞いで開口面積が小さくなり、高温で曲率が小さく（曲率半径が大きく）なった状態で、外縁側通気口の開口面積が大きくなるように、熱変形片の接続の角度を調整すればよい。
【０１６２】
以上、本発明について、５種類の好ましい実施形態を挙げて説明したが、本発明の定着装置はこれら実施形態の構成に限定されるものではない。たとえば、上記実施形態においては、加熱側及び加圧側の双方とも円筒体（ローラ）である、いわゆる２ローラ方式の定着装置を例に挙げて説明しているが、本発明の構成は加熱側のみが特徴的なのであり、加圧側がベルト状やパット状等如何なる構成であっても適用可能である。
【０１６３】
また、本発明の定着装置を備えた本発明の画像形成装置として、４色の作像ユニットが並列配置されてなる、いわゆるタンデム方式のフルカラー画像形成装置を例に挙げて説明したが、本発明の定着装置は、熱及び圧力によって定着する定着装置を備えたあらゆる画像形成装置に適用可能であり、勿論上記例に限定されるものではない。したがって、１つの感光体に４つの画像形成ユニットで順次各色画像を形成して、その都度中間転写体または記録材に転写し、積層してフルカラー画像を形成するいわゆるロータリー方式の画像形成装置や、さらには単色画像を形成するモノクロタイプの画像形成装置であっても、本発明の定着装置を適用可能である。
【０１６４】
その他、当業者は、従来公知の知見に従い、本発明の定着装置及び画像形成装置を適宜改変することができる。かかる改変によってもなお本発明の定着装置乃至画像形成装置の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。
【符号の説明】
【０１６５】
１，１０１，２０１，３０１，４０１，５０１：定着ローラ（加熱回転体）
２：加圧ローラ（加圧回転体）
３：ヒータ（発熱源）
４：軸心
５，１０５，２０５，３０５，４０５，５０５：外側板
６，１０６，２０６，４０６，５０６：内側板
７，１０７，２０７，３０７，４０７，５０７：中心側通気口
８，１０８，２０８，３０８，５０８：外縁側通気口
９，１０９，２０９，３０９，５０９：流路
１０：定着装置
１１：温度検知手段
４１：装置本体
４２：給紙部
４３：作像部
４４：転写ベルト装置
４５：ローラ群
４６：転写ベルト
４７：ローラ
４８：第１転写ローラ
４９：第２転写ローラ
５１：作像ユニット
５２：感光体
５３：帯電ローラ
５４：光書込み部
５５：現像装置
１１２，２１２，３１２，４１２：熱変形板（熱変形部材、板状体）
２１３，３１３：摺動仕切り板（摺動可能に配された仕切り板）
２１４，３１４，４１４：ばね（弾性体）
２１５，２１６，３１５，４１５，４１６：スリット
２１７：固定仕切り板（仕切り板）
３１８：天板（可動仕切り板）
４０８：間隙（外縁側通気口）
４１３，５１３：仕切り板
４１９：突起部
５１２：熱変形片（熱変形部材、板状片）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１６６】
【特許文献１】特開２０００−２２１８３５号公報
【特許文献２】特開２００８−０３３２４０号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱源を有する円筒状の加熱回転体、及び、該加熱回転体と周面が相互に接触して定着用のニップ部を形成する加圧回転体を有する定着装置において、
前記加熱回転体の回転軸方向における一端または両端に、外部に露出する円盤状の外側板が設けられるとともに、該外側板の内側における前記加熱回転体の内周面に円盤状の内側板が、前記外側板と間隔を開けて設けられ、
前記外側板には、その中心近傍に中心側通気口が設けられるとともに、その外縁または近傍に外縁側通気口が設けられ、かつ、
前記外側板と前記内側板との間に、前記中心側通気口と前記外縁側通気口とを連通する流路が設けられている
ことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記外側板と前記内側板との間に、温度に応じた曲率の変化によって前記加熱回転体の回転時に前記流路中を流れる空気流量を増減させるバイメタルで構成された熱変形部材が、配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。
【請求項３】
前記熱変形部材として、前記流路の少なくとも一部を構成するとともに、前記曲率の変化を長手方向で起こす長尺状の板状体が、長手方向の何れかの位置で固定されるとともに、固定されない部位が温度上昇により前記流路側から後退する向きに配されてい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】
一方の端部が前記中心側通気口近傍に配置されるとともに、他方の端部が近傍で前記外縁側通気口を挟んで対向配置されて、前記流路を構成する長尺状の一対の仕切り板が設けられ、かつ、
前記一対の仕切り板の内の少なくとも一方が、前記熱変形部材で構成されるとともに、前記他方の端部またはその近傍で固定されている
ことを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
【請求項５】
一方の端部が前記中心側通気口近傍に配置されるとともに、他方の端部が近傍で前記外縁側通気口を挟んで対向配置されて、前記流路を構成する長尺状の一対の仕切り板が設けられ、
前記一対の仕切り板が、前記一方の端部から前記他方の端部に向けて両者の間隔が広がるように配されるとともに、その内の少なくとも一方が、前記外側板及び前記内側板に対して自身の長手方向に摺動可能であり、
摺動可能に配された前記仕切り板を前記加熱回転体の内周面方向に押圧する弾性部材が設けられ、
前記熱変形部材として、前記曲率の変化を長手方向で起こす長尺状の板状体が、その一端または近傍が前記加熱回転体の内周面または近傍で固定されるとともに、その固定されない他端または近傍が摺動可能に配された前記仕切り板における前記加熱回転体の内周面側の端部と直接的または間接的に当接された状態で、設けられ、かつ、
前記板状体が、その固定されない他端が温度上昇とともに前記加熱回転体の内周面側に近づく向きに、配される
ことを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
【請求項６】
前記外縁側通気口が、前記外側板に設けられた開口であり、
対向する辺がそれぞれ前記外側板及び前記内側板と接触または近接状態で支持されて、前記流路の少なくとも一部を構成する可動仕切り板と、該可動仕切り板を前記流路から後退させる方向に直接的または間接的に押圧する弾性部材と、が設けられ、
前記可動仕切り板が、その一部を前記外縁側通気口から外部に露出させる領域で、前記流路の内外方向に変位可能に構成され、かつ、
前記熱変形部材として、温度の下降により長手方向で曲率上昇する長尺状の板状体が、その両端及び長手方向中心のいずれかの側において前記可動仕切り板に前記流路外から直接的または間接的に当接するとともに、前記可動仕切り板に当接しない側において、前記可動仕切り板に対向し前記外側板と相対的に固定された面に当接して、両者間に嵌め込まれた状態で配されている
ことを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
【請求項７】
前記可動仕切り板の変位が、前記外側板の略半径方向かつ前記可動仕切り板の略垂直方向であり、かつ、
前記外側板と相対的に固定された面が、前記加熱回転体の内周面である
ことを特徴とする請求項６に記載の定着装置。
【請求項８】
前記外縁側通気口が、前記外側板に設けられた開口であり、
対向する辺がそれぞれ前記外側板及び前記内側板と接触または近接状態で支持されて、前記流路の少なくとも一部を構成する可動仕切り板と、該可動仕切り板を前記流路から後退させる方向に直接的または間接的に押圧する弾性部材と、が設けられ、
前記可動仕切り板が、その一部を前記外縁側通気口から外部に露出させる領域で、前記流路の内外方向に変位可能に構成され、
前記熱変形部材として、前記曲率の変化を長手方向で起こす長尺状の板状体が、その一端または近傍が前記外側板と相対的に固定されるとともに、その固定されない他端または近傍が前記可動仕切り板に前記流路外から直接的または間接的に当接した状態で、設けられ、かつ、
前記板状体が、その固定されない他端が温度下降とともに前記可動仕切り板を前記流路側へ押圧する向きに、配されている
ことを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
【請求項９】
前記可動仕切り板の変位が、前記外側板の略半径方向かつ前記可動仕切り板の略垂直方向であり、かつ、
前記熱変形部材の前記他端または近傍が、前記加熱回転体の内周面または近傍に固定されている
ことを特徴とする請求項８に記載の定着装置。
【請求項１０】
前記外側板が、前記加熱回転体の回転軸方向に移動可能に支持され、
前記外縁側通気口が、前記外側板の前記加熱回転体端部からの突出時に該外側板と前記加熱回転体の縁端との間に生ずる間隙であり、
前記熱変形部材として、温度の下降により長手方向で曲率上昇する長尺状の板状体が、その両端を前記内側板及び前記外側板にそれぞれ当接させて両者間に配置され、かつ、
前記内側板及び前記外側板に両端が接続されて両者を引き寄せる弾性部材が、前記熱変形部材と並列に設けられている
ことを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
【請求項１１】
前記外縁側通気口が、前記外側板に設けられた開口であり、
前記熱変形部材として、温度変化で湾曲しない一辺で前記外縁側通気口の縁に固定されるとともに、低温時全体として当該外縁側通気口の少なくとも一部を塞ぎ得る位置に、板状片が配される
ことを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれかに記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
発熱源を有する円筒状の加熱回転体、及び、該加熱回転体と周面が相互に接触して定着用のニップ部を形成する加圧回転体を有する定着装置において、
前記加熱回転体の回転軸方向における一端または両端に、外部に露出する円盤状の外側板が設けられるとともに、該外側板の内側における前記加熱回転体の内周面に円盤状の内側板が、前記外側板と間隔を開けて設けられ、
前記外側板には、その中心近傍に中心側通気口が設けられるとともに、その外縁または近傍に外縁側通気口が設けられ、かつ、
前記外側板と前記内側板との間に、前記中心側通気口と前記外縁側通気口とを連通する流路が設けられている
ことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記外側板と前記内側板との間に、温度に応じた曲率の変化によって前記加熱回転体の回転時に前記流路中を流れる空気流量を増減させるバイメタルで構成された熱変形部材が、配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。
【請求項３】
前記熱変形部材として、前記流路の少なくとも一部を構成するとともに、前記曲率の変化を長手方向で起こす長尺状の板状体が、長手方向の何れかの位置で固定されるとともに、固定されない部位が温度上昇により前記流路側から後退する向きに配されてい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】
一方の端部が前記中心側通気口近傍に配置されるとともに、他方の端部が近傍で前記外縁側通気口を挟んで対向配置されて、前記流路を構成する長尺状の一対の仕切り板が設けられ、かつ、
前記一対の仕切り板の内の少なくとも一方が、前記熱変形部材で構成されるとともに、前記他方の端部またはその近傍で固定されている
ことを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
【請求項５】
一方の端部が前記中心側通気口近傍に配置されるとともに、他方の端部が近傍で前記外縁側通気口を挟んで対向配置されて、前記流路を構成する長尺状の一対の仕切り板が設けられ、
前記一対の仕切り板が、前記一方の端部から前記他方の端部に向けて両者の間隔が広がるように配されるとともに、その内の少なくとも一方が、前記外側板及び前記内側板に対して自身の長手方向に摺動可能であり、
摺動可能に配された前記仕切り板を前記加熱回転体の内周面方向に押圧する弾性部材が設けられ、
前記熱変形部材として、前記曲率の変化を長手方向で起こす長尺状の板状体が、その一端または近傍が前記加熱回転体の内周面または近傍で固定されるとともに、その固定されない他端または近傍が摺動可能に配された前記仕切り板における前記加熱回転体の内周面側の端部と直接的または間接的に当接された状態で、設けられ、かつ、
前記板状体が、その固定されない他端が温度上昇とともに前記加熱回転体の内周面側に近づく向きに、配される
ことを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
【請求項６】
前記外縁側通気口が、前記外側板に設けられた開口であり、
対向する辺がそれぞれ前記外側板及び前記内側板と接触または近接状態で支持されて、前記流路の少なくとも一部を構成する可動仕切り板と、該可動仕切り板を前記流路から後退させる方向に直接的または間接的に押圧する弾性部材と、が設けられ、
前記可動仕切り板が、その一部を前記外縁側通気口から外部に露出させる領域で、前記流路の内外方向に変位可能に構成され、かつ、
前記熱変形部材として、温度の下降により長手方向で曲率上昇する長尺状の板状体が、その両端及び長手方向中心のいずれかの側において前記可動仕切り板に前記流路外から直接的または間接的に当接するとともに、前記可動仕切り板に当接しない側において、前記可動仕切り板に対向し前記外側板と相対的に固定された面に当接して、両者間に嵌め込まれた状態で配されている
ことを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
【請求項７】
前記可動仕切り板の変位が、前記外側板の略半径方向かつ前記可動仕切り板の略垂直方向であり、かつ、
前記外側板と相対的に固定された面が、前記加熱回転体の内周面である
ことを特徴とする請求項６に記載の定着装置。
【請求項８】
前記外縁側通気口が、前記外側板に設けられた開口であり、
対向する辺がそれぞれ前記外側板及び前記内側板と接触または近接状態で支持されて、前記流路の少なくとも一部を構成する可動仕切り板と、該可動仕切り板を前記流路から後退させる方向に直接的または間接的に押圧する弾性部材と、が設けられ、
前記可動仕切り板が、その一部を前記外縁側通気口から外部に露出させる領域で、前記流路の内外方向に変位可能に構成され、
前記熱変形部材として、前記曲率の変化を長手方向で起こす長尺状の板状体が、その一端または近傍が前記外側板と相対的に固定されるとともに、その固定されない他端または近傍が前記可動仕切り板に前記流路外から直接的または間接的に当接した状態で、設けられ、かつ、
前記板状体が、その固定されない他端が温度下降とともに前記可動仕切り板を前記流路側へ押圧する向きに、配されている
ことを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
【請求項９】
前記可動仕切り板の変位が、前記外側板の略半径方向かつ前記可動仕切り板の略垂直方向であり、かつ、
前記熱変形部材の前記他端または近傍が、前記加熱回転体の内周面または近傍に固定されている
ことを特徴とする請求項８に記載の定着装置。
【請求項１０】
前記外側板が、前記加熱回転体の回転軸方向に移動可能に支持され、
前記外縁側通気口が、前記外側板の前記加熱回転体端部からの突出時に該外側板と前記加熱回転体の縁端との間に生ずる間隙であり、
前記熱変形部材として、温度の下降により長手方向で曲率上昇する長尺状の板状体が、その両端を前記内側板及び前記外側板にそれぞれ当接させて両者間に配置され、かつ、
前記内側板及び前記外側板に両端が接続されて両者を引き寄せる弾性部材が、前記熱変形部材と並列に設けられている
ことを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
【請求項１１】
前記外縁側通気口が、前記外側板に設けられた開口であり、
前記熱変形部材として、温度変化で湾曲しない一辺で前記外縁側通気口の縁に固定されるとともに、低温時全体として当該外縁側通気口の少なくとも一部を塞ぎ得る位置に、板状片が配される
ことを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれかに記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１３−２５０９１（Ｐ２０１３−２５０９１Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５９８３６（Ｐ２０１１−１５９８３６）
【出願日】平成２３年７月２１日（２０１１．７．２１）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２１日（２０１１．７．２１）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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