(57)【要約】【課題】加熱加圧定着方式において追加のエネルギーを付与することのない省エネルギーで、定着ウォームアップ時間を短縮できるようにする。【解決手段】トナー像を記録媒体に熱及び加圧によって定着させる加熱ローラ１５ａと、加熱ローラに圧接するように設けられる加圧ローラ１５ｂと、前記加圧ローラ１５ｂに接触して加熱補助を行うために、酢酸ナトリウム水溶液を収容する容器よりなる補助加熱部１５２と、を備える。電源ＯＮ時に、補助加熱部１５２の内部にあるトリガー部材１５２ａにハンマー１５４により機械的ストレスを与えて酢酸ナトリウム水溶液に結晶化熱を発生させ、補助加熱を行う。【選択図】図２
2010107568.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を記録媒体に熱及び加圧によって定着させる加熱ローラと、
前記加熱ローラに圧接するように設けられる加圧ローラと、
前記加圧ローラに接触して加熱補助を行うために、酢酸ナトリウムの過飽和水溶液を収容する容器よりなる補助加熱部と、
を備えることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記容器の内部には、機械的ストレスが与えられることにより酢酸ナトリウムの結晶化を促すトリガー部を有することを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項３】
電源ＯＮ時に前記トリガー部へ機械的ストレスを与えるトリガー機構部を備えることを特徴とする請求項２記載の定着装置。
【請求項４】
前記トリガー機構部は、
電源ＯＮによりプランジャーをプルあるいはプッシュ駆動するソレノイドと、
トルクの遮断と伝達を行うスプリングクラッチと、
前記ソレノイドのプランジャーに一端が接続され、他端がスプリングクラッチに当接してトルクの遮断と伝達を制御するレバーと、
スプリングクラッチがトルクを伝達するとそれとともに回転して前記トリガー部へ当接して機械的ストレスを与えるハンマーと、
を備え、
電源ＯＮによりソレノイドがプランジャーを駆動すると、レバーが移動しスプリングクラッチがハンマーにトルクを伝達す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】
前記容器は、軟質プラスチックにより形成されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の定着装置。
【請求項６】
感光体と、前記感光体を帯電させる帯電装置と、帯電状態にある前記感光体に信号光を露光して静電潜像を形成する露光装置と、感光体表面の静電潜像を現像してトナー像を形成する現像装置と、前記感光体上のトナー像を記録媒体に転写する転写装置と、記録媒体上のトナー像を記録媒体に定着させる定着装置とを含む電子写真方式の画像形成装置において、
前記定着装置が、請求項１〜５のいずれか１つの定着装置であ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、感光体表面に静電潜像を形成してトナー像を形成し、それを記録媒体に転写して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】
電子写真方式の画像形成装置では、帯電状態にある感光体表面に、画像情報に基づく信号光を露光して静電潜像を形成し、この静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成し、このトナー像を記録媒体に転写して定着させることによって、画像が形成される。
【０００３】
そして、トナー像の記録媒体への定着には、たとえば、加熱ローラ（定着加熱ローラ）と、加熱ローラに圧接する加圧ローラと、を含む加熱加圧定着装置が用いられ、加熱ローラと加圧ローラとの圧接部に記録媒体が導入され、加熱加圧することによりトナー像が記録媒体に定着される。この時、加熱ローラの表面に記録媒体が巻き付き、加熱ローラが動作不良を起こすことがあるため、これを防止する目的で、加熱ローラの表面に軽く接触するように用紙剥離爪が設けられている。
【０００４】
印字速度の高速化に対して、加熱加圧定着装置としては、熱量を増やす、もしくは加圧を増やして記録媒体への加熱ローラ接触幅（以下、ニップと言う）を増やす方法が取られるが、熱量を増やすことは、近年のエネルギー削減に対して逆行し、又熱量を増やすと排出された記録媒体が熱く、人の手で触れないと言う問題を生じ、この為、冷却ファンなどで冷やす方法を取ることも要求される。
【０００５】
又、熱量を増し、ニップを増やすことは、加熱ローラへの記録媒体上のトナーが、益々加熱ローラに転写する（以下、定着オフセットと言う）トナーが、増える要因となる。最近のカラー印刷に於いては、各色（イエロー、マゼンダ、シアン、黒）のトナーが記録媒体上に積層されるため、モノ黒トナー１色のトナー積層厚が約１４μｍｍに対して、カラー色３色での黒は、約４０μｍｍ厚（空気を含むトナー積層厚）になり、粒径６μｍｍのトナーを加熱ローラ表面の熱で定着するには、熱を上げると共に圧力を高めて、断熱の高い空気を抜いて、加熱ローラへの接触距離を小さくし、この積層トナーを記録媒体に定着させる必要がある。
【０００６】
すなわち、特にカラー印刷においては定着オフセットが発生しやすく、トナーへのＷＡＸ添加や、加熱ローラへのフッ素系チューブへの対応で、オフセットの発生領域を下げているのが、実状である。又、定着前のトナーは、空気も含んだ量であることから、黒一色に比べてカラー印刷にはさらに大きな熱量と圧力が必要である。
【０００７】
加えて、記録媒体の用紙は、繊維の粗いものやコート紙のように表面の良いものまで種々あるが、上述のごとく用紙へのトナー定着は、繊維の粗いものは密度が粗い分だけ余計に熱量と加圧を必要とする。
【０００８】
そこで、加熱加圧定着方式において、外部加熱ローラを用いて加圧ローラの立ち上がり時間を短くすることが提案されている。
【特許文献１】特開２００４−２１２４１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
例えば、電源ＯＦＦで定着温度が常温レベルにまで低下している場合、電源ＯＮ時には定着ウォームアップのために多くの熱量が必要となるが、ウォームアップ時間を極力短縮させてユーザーを待たせなくすることが好ましい。特許文献１の定着装置では、立ち上がり時間短縮の点ですぐれているものの、余計な外部熱源が必要となるため、省エネルギーの点で好ましくない。
【００１０】
本発明は、加熱加圧定着方式において追加のエネルギーを付与することのない省エネルギーで、定着ウォームアップ時間を短縮できる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】
【００１１】
本発明は、トナー像を記録媒体に熱及び加圧によって定着させる加熱ローラと、前記加熱ローラに圧接するように設けられる加圧ローラと、前記加圧ローラに接触して加熱補助を行うために、酢酸ナトリウムの過飽和水溶液を収容する容器よりなる補助加熱部と、を備えることを特徴とする定着装置である。
【００１２】
また、本発明は、前記容器の内部には、機械的ストレスが与えられることにより酢酸ナトリウムの結晶化を促すトリガー部を有することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、電源ＯＮ時に前記トリガー部へ機械的ストレスを与えるトリガー機構部を備えることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明は、前記トリガー機構部が、電源ＯＮによりプランジャーをプルあるいはプッシュ駆動するソレノイドと、トルクの遮断と伝達を行うスプリングクラッチと、前記ソレノイドのプランジャーに一端が接続され、他端がスプリングクラッチに当接してトルクの遮断と伝達を制御するレバーと、スプリングクラッチがトルクを伝達するとそれとともに回転して前記トリガー部へ当接して機械的ストレスを与えるハンマーと、を備え、電源ＯＮによりソレノイドがプランジャーを駆動すると、レバーが移動しスプリングクラッチがハンマーにトルクを伝達することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明は、前記容器が、軟質プラスチックにより形成されることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明は、感光体と、前記感光体を帯電させる帯電装置と、帯電状態にある前記感光体に信号光を露光して静電潜像を形成する露光装置と、感光体表面の静電潜像を現像してトナー像を形成する現像装置と、前記感光体上のトナー像を記録媒体に転写する転写装置と、記録媒体上のトナー像を記録媒体に定着させる定着装置とを含む電子写真方式の画像形成装置において、前記定着装置が、上記いずれか１つの定着装置であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、トナー像を記録媒体に熱及び加圧によって定着させる加熱ローラと、加熱ローラに圧接するように設けられる加圧ローラと、前記加圧ローラに接触して加熱補助を行うために、酢酸ナトリウムの過飽和水溶液を収容する容器よりなる補助加熱部と、を備えることで、酢酸ナトリウムの結晶化熱を利用することにより余分な電力を必要とせず、加圧ローラに熱量を付与することができるため、定着ウォームアップ時間の短縮を図ることができる。
【００１８】
本発明によれば、容器内部にトリガー部を有することで、何回でもトリガー部にストレス与えることで使用ができるため、簡単に酢酸ナトリウムの結晶化熱を繰り返し得ることができる。
【００１９】
本発明によれば、前記トリガー駆動機構部の駆動を電源ＯＮ時に行うことで、特に定着装置の立ち上げ時に必要となる熱量を補助的に付与することが可能となり、定着ウォームアップ時間の短縮を図ることができる。更に、電源ＯＮとともに駆動されてトリガー部へ機械的ストレスを加えるので、自動的に酢酸ナトリウムによる予備加熱を行うことができる。
【００２０】
本発明によれば、補助加熱部の容器に軟質プラスチックを用いることにより、加熱ローラの外周面に沿わして接触させることができ、効率よく熱を容器から加圧ローラに付与することができる。また、容器の外側からトリガー部へストレスも与えやすくなる。
【００２１】
本発明によれば、定着装置が、上記いずれか１つの定着装置であることで、酢酸ナトリウムの結晶化熱を利用することにより余分な電力を必要とせず、加圧ローラに熱量を付与することができるため、定着ウォームアップ時間の短縮を図った画像形成装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
図１は本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体の構成を示す説明図である。
【００２３】
まず、画像形成装置１００の全体構成について説明する。
本実施形態に係る画像形成装置１００は、通信ネットワーク等を介して外部から送信された画像データ等の入力コマンドに含まれる画像データに基づいて、所定のシート（記録用紙）に多色あるいは単色の画像を可視画像として形成するものである。この画像形成装置１００は、図１に示すように、露光装置（露光ユニット）Ｅ、当該露光ユニットＥによって潜像が形成された像担持体に相当する感光体１０１（１０１ａ〜１０１ｄ）、現像装置１０２（１０２ａ〜１０２ｄ）、帯電装置（帯電ローラ１０３（１０３ａ〜１０３ｄ））、クリーニングユニット１０４（１０４ａ〜１０４ｄ）、中間転写ベルト１１、転写装置（一次転写ローラ１３（１３ａ〜１３ｄ）、二次転写ローラ１４）、定着装置１５、用紙搬送路Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３、給紙カセット１６、手差し給紙トレイ１７、および排紙トレイ１８等を備えている。
【００２４】
この画像形成装置１００において扱われるカラー画像の画像データは、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、およびイエロー（Ｙ）の４色の各色相に対応した画像データを用いて、画像形成部５５（５５ａ〜５５ｄ）で可視画像の形成を行う。
【００２５】
各色を用いたカラー画像に応じたものである。従って、現像装置１０２（１０２ａ〜１０２ｄ）、感光体１０１（１０１ａ〜１０１ｄ）、帯電ローラ１０３（１０３ａ〜１０３ｄ）、クリーニングユニット１０４（１０４ａ〜１０４ｄ）は、各色に応じた４種類の潜像を形成するように、それぞれ４個ずつ設けられている。
【００２６】
各画像形成部５５ａ〜５５ｄは、同様の構成であり、例えば、ブラックの画像形成部５５ａは、感光体１０１ａ、現像装置１０２ａ、帯電ローラ１０３ａ、転写ローラ１３ａ、およびクリーニングユニット１０４ａ等から構成される。
この画像形成部５５ａ〜５５ｄは、中間転写ベルト１１の移動方向（副走査方向）に一列に配列されている。なお、上記ａ〜ｄの符号は、ａがブラックに、ｂがシアンに、ｃがマゼンタに、ｄがイエローに対応し、これら符号によって区別された上記の各手段により、４つの画像ステーションが構成されている。
【００２７】
本実施形態の露光装置である露光ユニットＥは、図示しない半導体レーザ、ポリゴンミラー４、第１反射ミラー７、および第２反射ミラー８等を備えており、ブラック、シアン、マゼンタ、およびイエローの各色相の画像データによって変調されたレーザビーム等の光ビームのそれぞれを感光体１０１ａ〜１０１ｄのそれぞれに照射する。感光体１０１ａ〜１０１ｄのそれぞれには、ブラック、シアン、マゼンタ、およびイエローの各色相の画像データによる静電潜像が形成される。
【００２８】
本実施形態では、露光ユニットＥは、レーザ照射部および反射ミラーを備えたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）を用いる手法のものであるが、発光素子をアレイ状に並べた、例えば、ＥＬやＬＥＤ書込みヘッドを用いる手法のものを使用してもよい。
【００２９】
感光体１０１は、図示しない駆動手段により軸線回りに回転駆動可能に支持され、図示しない円筒状または円柱状の導電性基体と、導電性基体の表面に形成される感光層とを含んで構成される。電子写真方式の画像形成分野（以後「この分野」と称す）で常用される感光体は、たとえば、導電性基体であるアルミニウム素管と、アルミニウム素管の表面に形成される有機感光層とを含み、ＧＮＤ電位に接続され、直径が３０ｍｍ程度である。有機感光層は、電荷発生物質を含む電荷発生層と、電荷輸送物質を含む電荷輸送層とを積層して形成される。有機感光層は、電荷発生物質と電荷輸送物質とを１つの層に含むものであってもよい。有機感光層の層厚は、たとえば、３０μｍである。また、アルミニウム素管と有機感光層との間に下地層を設けてもよい。
【００３０】
帯電ローラ１０３は、感光体１０１の表面を所定の極性及び電位に均一に帯電させる接触方式の帯電器である。本実施形態では、図１に示すように、接触型のローラ型の帯電ローラ１０３を使用しているが、帯電ローラ１０３に代えて、たとえば、ブラシ型帯電器、チャージャー型帯電器、スコロトロンといったコロナ帯電器などが使用できる。
【００３１】
現像装置１０２は、トナー供給手段（現像槽）と、トナー貯留手段（トナーホッパー）とを含んで構成される。トナー供給手段は、感光体１０１表面に圧接し、感光体１０１表面の静電潜像にトナーを供給し、静電潜像を現像してトナー像を形成する。トナー貯留手段は、トナーを貯留し、トナー供給手段におけるトナー消費量に応じて、トナー供給手段にトナーを供給する。現像装置１０２ａ〜１０２ｄのそれぞれは、ブラック、シアン、マゼンタ、およびイエローの各色相のトナーを収納しており、感光体１０１ａ〜１０１ｄのそれぞれに形成された各色相の静電潜像をブラック、シアン、マゼンタ、およびイエローの各色相のトナー像に顕像化する。
【００３２】
クリーニングユニット１０４は、感光体１０１表面に当接するように設けられ、トナー像の記録媒体への転写後に感光体１０１表面に残留するトナー、紙粉などを除去し、感光体１０１表面を清浄化する。
【００３３】
感光体１０１の上方に配置されている中間転写ベルト１１は、駆動ローラ１１ａと従動ローラ１１ｂとの間に張架されてループ状の移動経路を形成している。中間転写ベルト１１の外周面は、感光体１０１ｄ、感光体１０１ｃ、感光体１０１ｂおよび感光体１０１ａにこの順に対向する。
【００３４】
この中間転写ベルト１１を挟んで各感光体１０１ａ〜１０１ｄに対向する位置に、一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄが配置されている。中間転写ベルト１１が感光体１０１ａ〜１０１ｄに対向する位置のそれぞれが一次転写位置である。この中間転写ベルト１１は、厚さ１００〜１５０μｍ程度のフィルムで無端状に形成されている。
【００３５】
一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄには、感光体１０１ａ〜１０１ｄの表面に担持されたトナー像を中間転写ベルト１１上に転写するために、トナーの帯電極性と逆極性の一次転写バイアスが定電圧制御によって印加される。これによって、感光体１０１（１０１ａ〜１０１ｄ）に形成された各色相のトナー像は、中間転写ベルト１１の外周面に順次重ねて転写され、中間転写ベルト１１の外周面にフルカラーのトナー像が形成される。
【００３６】
但し、イエロー、マゼンタ、シアン、およびブラックの色相の一部のみの画像データが入力された場合には、４つの感光体１０１ａ〜１０１ｄのうち、入力された画像データの色相に対応する一部の感光体１０１のみにおいて、静電潜像およびトナー像の形成が行われる。例えば、モノクロ画像形成時には、ブラックの色相に対応した感光体１０１ａのみにおいて静電潜像の形成およびトナー像の形成が行われ、中間転写ベルト１１の外周面には、ブラックのトナー像のみが転写される。
【００３７】
各一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄは、直径８〜１０ｍｍの金属（例えば、ステンレス）を素材とする軸の表面を導電性の弾性材（例えば、ＥＰＤＭ、発泡ウレタン等）により被覆して構成されており、導電性の弾性材によって中間転写ベルト１１に均一に高電圧を印加する。本実施形態では、転写電極として一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄを使用しているが、それ以外にブラシなども使用可能である。
【００３８】
各一次転写位置において、中間転写ベルト１１の外周面に転写されたトナー像は、中間転写ベルト１１の回転によって、二次転写ローラ１４との対向位置である二次転写位置に搬送される。二次転写ローラ１４は、画像形成時において、内周面が駆動ローラ１１ａの周面に接触する中間転写ベルト１１の外周面に所定のニップ圧で圧接されている。当該ニップ圧を定常的に得るために、二次転写ローラ１４若しくは中間転写ベルト駆動ローラ１１ａの何れか一方は、金属等の硬質材料からなり、他方は、弾性ローラ等の軟質材料（弾性ゴムローラまたは発泡性樹脂ローラ等）からなる。
【００３９】
給紙カセット１６または手差し給紙トレイ１７から給紙された用紙が二次転写ローラ１４と中間転写ベルト１１との間を通過する際に、二次転写ローラ１４にトナーの帯電極性（−）とは、逆極性（＋）の高電圧が印加される。このように、各感光体１０１（１０１ａ〜１０１ｄ）上の静電潜像は、各色相に応じたトナーにより顕像化されて、それぞれトナー像となり、これらトナー像は、中間転写ベルト１１上において積層される。その後、積層されたトナー像は、中間転写ベルト１１の回転によって、搬送されて来た用紙と中間転写ベルト１１との接触位置に移動し、この位置に配置されている二次転写ローラ１４によって、中間転写ベルト１１の外周面から用紙上にトナー像が転写される。
【００４０】
中間転写ベルト１１と感光体１０１との接触により中間転写ベルト１１に付着したトナー、および中間転写ベルト１１から用紙へのトナー像の転写の際に転写されずに、中間転写ベルト１１上に残存したトナーは、次工程でトナーの混色を発生させる原因となるため、中間転写ベルトクリーニングユニット１２によって除去されて回収される。中間転写ベルトクリーニングユニット１２には、中間転写ベルト１１に接触する例えばクリーニング部材としてクリーニングブレードが備えられている。このクリーニングブレードが接触する部分の中間転写ベルト１１は、裏側から中間転写ベルト従動ローラ１１ｂにて支持されている。
【００４１】
可視画像としてトナー像が転写された用紙は、加熱ローラ１５ａと加圧ローラ１５ｂを備える定着装置１５に導かれ、加熱ローラ１５ａと加圧ローラ１５ｂとの間を通過して、加熱および加圧処理を受ける。これによって、可視画像となるトナー像が用紙の表面に堅牢に定着する。トナー像が定着した用紙は、排紙ローラ１８ａによって排紙トレイ１８上に排出される。定着装置１５について、詳しくは後述する。
【００４２】
画像形成装置１００には、給紙カセット１６に収納されている用紙を二次転写ローラ１４と中間転写ベルト１１との間および定着装置１５を経由して排紙トレイ１８に送るための略垂直方向の用紙搬送路Ｐ１が設けられている。
【００４３】
用紙搬送路Ｐ１には、給紙カセット１６内の用紙を一枚ずつ用紙搬送路Ｐ１内に繰り出すピックアップローラ１６ａ、繰り出された用紙を上方に向けて搬送する搬送ローラｒ、搬送されてきた用紙を所定のタイミングで二次転写ローラ１４と中間転写ベルト１１との間に導くレジストローラ１９、および、用紙を排紙トレイ１８に排出する排紙ローラ１８ａが配置されている。
【００４４】
また、画像形成装置１００の内部には、手差し給紙トレイ１７からレジストローラ１９に至る間に、ピックアップローラ１７ａおよび搬送ローラｒを配置した用紙搬送路Ｐ２が形成されている。さらに、排紙ローラ１８ａから用紙搬送路Ｐ１におけるレジストローラ１９の上流側に至る間には、用紙搬送路Ｐ３が形成されている。
【００４５】
排紙ローラ１８ａは、正逆両方向に回転自在にされており、用紙の片面に画像を形成する片面画像形成時、および用紙の両面に画像を形成する両面画像形成における第２面画像形成時に正転方向に駆動されて用紙を排紙トレイ１８に排出する。
【００４６】
一方、両面画像形成における第１面画像形成時には、排紙ローラ１８ａは、用紙の後端が定着装置１５を通過するまで正転方向に駆動された後、用紙の後端部を挟持した状態で逆転方向に駆動されて用紙を用紙搬送路Ｐ３内に導く。これによって、両面画像形成時に片面のみに画像が形成された用紙は、表裏面および前後端を反転した状態で用紙搬送路Ｐ１に導かれる。
【００４７】
レジストローラ１９は、給紙カセット１６若しくは手差し給紙トレイ１７から給紙され、または用紙搬送路Ｐ３を経由して搬送された用紙を中間転写ベルト１１の回転に同期したタイミングで二次転写ローラ１４と中間転写ベルト１１との間に導く。このため、レジストローラ１９は、感光体１０１や中間転写ベルト１１の動作開始時には、回転を停止しており、中間転写ベルト１１の回転に先立って給紙または搬送された用紙は、前端をレジストローラ１９に当接させた状態で用紙搬送路Ｐ１内における移動を停止する。この後、レジストローラ１９は、二次転写ローラ１４と中間転写ベルト１１とが圧接する位置で用紙の前端部と中間転写ベルト１１上に形成されたトナー像の前端部とが対向するタイミングで回転を開始する。
【００４８】
なお、画像形成部５５ａ〜５５ｄの全てにおいて、画像形成が行われるフルカラー画像形成時には、一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄが中間転写ベルト１１を感光体１０１ａ〜１０１ｄの全てに圧接させる。一方、画像形成部５５ａのみにおいて、画像形成が行われるモノクロ画像形成時には、一次転写ローラ１３ａのみが中間転写ベルト１１を感光体１０１ａに圧接させる。
【００４９】
次に定着装置１５について詳しく説明する。
図２（ａ）は、図１に示す定着装置１５の補助加熱部１５２を動作させないときの部分拡大断面図である。図２（ｂ）は、図１に示す定着装置１５の補助加熱部１５２を動作させ始めたときの部分拡大断面図である。
【００５０】
図１、図２に示すように、定着装置１５は、加熱ローラ（加熱ローラ）１５ａと、加圧ローラ１５ｂと、補助加熱部１５２とから大きく構成される。
【００５１】
加熱ローラ１５ａは、図示しない駆動手段によりその軸線回り、すなわち矢符Ａの方向に回転駆動可能に支持され、その内部には、ヒータランプ１５１が設けられる。
加熱ローラ１５ａには、この分野で常用されるものを使用でき、たとえば、円筒状のアルミニウム製素管１５ａ１の表面にフッ素樹脂を含む被覆層１５ａ２を形成してなるローラが挙げられる。このローラの場合、アルミニウム製素管１５ａ１の内部にヒータランプ１５１が配置される。図示しない駆動手段には、たとえば、モータが用いられる。モータは、その駆動速度を可変に設けられ、加熱ローラ１５ａの回転速度を変更できる。また、クラッチ部を設けることによって、加熱ローラ１５ａの正回転および逆回転が可能になる。
【００５２】
加圧ローラ１５ｂは、加熱ローラ１５ａに対向しかつ圧接し、回転自在に設けられる。加圧ローラ１５ｂは、加熱ローラ１５ａの回転に従動して回転する。加圧ローラ１５ｂには、この分野で常用されるものを使用でき、たとえば、アルミニウム製素管１５ｂ１と、アルミニウム製素管１５ｂ１の表面に形成される弾性体層１５ｂ２とを含むローラが用いられる。弾性体層１５ｂ２を構成する弾性体としては、特に制限はないが、シリコーンゴムが好ましい。シリコーンゴムを用いることによって、次のような利点が得られる。加熱ローラ１５ａの表面層の硬度が高く、一方加圧ローラ１５ｂの表層である弾性体層１５ｂ２を構成するシリコーンゴムは弾性に富むため、加熱ローラ１５ａと加圧ローラ１５ｂとの圧接部（以後「ニップ部」と称す）において、加圧ローラ１５ｂの表層が変形し、記録媒体が加熱ローラ１５ａの表面にやや巻き付くような状態になり、トナー像の記録媒体への定着が一層進行する。なお、加熱ローラ１５ａに巻き付く記録媒体は、図示しない用紙剥離爪によって容易に加熱ローラ１５ａ表面から剥離される。また、ニップ部の面積が大きくなり、記録媒体に対する加熱容量が高まる。さらに、柔軟性のある加圧ローラ１５ｂで加圧することで、トナーの形状を変形させることなく定着させ得る。
【００５３】
加熱ローラ１５ａと加圧ローラ１５ｂとのニップ部には、ニップ部への入紙案内を行う入紙案内板１５６を経由して、トナー像を担持する記録媒体が送給される。この際、記録媒体は、トナー像担持面が加熱ローラ１５ａ表面に接触するように送給される。なお、ニップ部の出口（出紙口）側には、定着装置１５からの出紙案内を行う、図示しない上下一対の出紙案内板が設けられる。
【００５４】
加熱ローラ１５ａと加圧ローラ１５ｂとは、圧接下のもとで回転することによって、ニップ部に供給され、トナー像が付着する記録媒体を加熱加圧し、トナー像を記録媒体に定着（融着）させる。
【００５５】
用紙剥離爪は、加熱ローラ１５ａの回転方向、すなわち矢符Ａの方向において、ニップ部下流側で、加熱ローラ１５ａ表面に軽く接触するように設けられる。用紙剥離爪は、複数個設けられるが、１個だけ設けることも可能であり、この分野で常用される材料を使用できる。たとえば、ポリイミド、ポリアミドイミドなどの合成樹脂が挙げられる。また、用紙剥離爪の少なくとも先端部には、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、（ＰＦＡ）などのフッ素樹脂を被覆することができる。同様に加圧ローラ１５ｂのニップ部下流側で表面に軽く接触するように用紙剥離爪を設けてもよい。
【００５６】
温度センサ１５７は、加熱ローラ１５ａにおけるニップ部の反対面に設けられ、加熱ローラ１５ａの表面温度を検出することによって、加熱ローラ１５ａの表面温度を制御する。温度センサ１５７には、たとえば、サーミスタが使用される。温度センサ１５７の検出結果は、定着装置１５を含む画像形成装置の全動作を制御する図示しないＣＰＵに送られ、ＣＰＵはその検出結果に応じて、予め定められる表面温度との差を算出し、誤差分が０になるように、ヒータランプ１５１に電圧を印加する図示しない電源手段に制御信号を送り、ヒータランプ１５１の発熱温度を制御することによって、加熱ローラ１５ａの表面温度を制御する。
【００５７】
次に、補助加熱部１５２について述べる。
【００５８】
酢酸ナトリウムの結晶には無水物（ＮａＣＨＣＯ２）と三水和物（ＮａＣＨＣＯ２・３Ｈ２Ｏ）とがあり、それぞれ水に溶けやすい物質である。この酢酸ナトリウム（無水物）を水に溶かすとき加熱して過飽和水溶液を作る。これを常温までゆっくり冷却すると、結晶が析出せずに安定する。この状態で、水溶液中のトリガーとなる金属などに機械的ストレスを加えると、それをきっかけに三水和物の結晶ができて発熱する。この反応式を以下に示す。
【００５９】
ＮａＣＨＣＯ２＋３Ｈ２Ｏ＝ＮａＣＨＣＯ２・３Ｈ２Ｏ＋Ｑ
【００６０】
この反応式のＱは結晶化熱（反応熱）であり、補助加熱部１５２による加熱はこの結晶化熱を利用するものである。
【００６１】
補助加熱部１５２は、酢酸ナトリウムの過飽和水溶液を収容している。そして、補助加熱部１５２の内部に金属などで構成されたトリガー部材１５２ａを備え、過飽和状態にある酢酸ナトリウム水溶液中にあるトリガー部材１５２ａをたたくなどの刺激（機械的ストレス）を与えると発熱し、この結晶化熱を接触している加圧ローラ１５ｂに与えて補助熱量として利用する。具体的には、補助加熱部１５２はせいぜい５０℃程度までしか上昇はしないが、電源ＯＦＦ状態で定着温度が室温レベルにあれば、その補助効果が大きい。つまり、酢酸ナトリウムの結晶化熱を利用することにより余分な電力を必要とせず、加圧ローラに熱量を付与することができるため、定着ウォームアップ時間の短縮を図ることができる。
【００６２】
なお、定着装置１５の加圧ローラ１５ｂの温度が徐々に上昇し、８０℃程度にまで達すれば、補助加熱部１５２もその温度に達し、補助加熱部１５２に収容されている酢酸ナトリウムの三水和物の結晶がなくなり、無水物の過飽和水溶液に戻っていく。従って、何回でもトリガー部材１５２ａにストレスを与えることで使用ができるため、簡単に酢酸ナトリウムの結晶化熱を繰り返し得ることができ、半永久的に使える。
【００６３】
トリガー部材１５２ａへの機械的ストレスを与えるトリガー機構部の動作について、図３及び図４を用いて説明する。図３は、定着装置１５の補助加熱部１５２とトリガー駆動機構部１６０との位置関係を示した部分拡大斜視図である。図４は、トリガー駆動機構部の動作を示す概略図である。
【００６４】
補助加熱部１５２の内部には鉄などでできたヘアクリップのような形をしたトリガー部材１５２ａが内壁に固定されて入っている。この部分にトリガー駆動機構部１６０により、補助加熱部１５２の外側からトリガー部材１５２ａにストレスを与える。
【００６５】
このトリガー駆動機構部１６０は、ハンマー１５４、スプリングクラッチ１５５、ソレノイド１５８，レバー１５９とから構成されている。ハンマー１５４の先端部が、補助加熱部１５２の内部に固定されているトリガー部材１５２ａに対し、補助加熱部１５２の外部から衝突させて変形させる。こうして、補助加熱部１５２内の酢酸ナトリウムに結晶化を促す。
【００６６】
ハンマー１５４の駆動には、スプリングクラッチ１５５とソレノイド１５８とレバー１５９とを用いる。レバー１５９の一端１５９ａがソレノイド１５８のプランジャー１５８ａに取り付けられ、直角に折り曲げられた他端の先端１５９ｂがスプリングクラッチ１５５に引っかけられて、トルク伝達を遮断している。レバー１５９は、支点１５９ｃに軸支され左右に回動自在である。スプリングクラッチ１５５は、レバー１５９の先端１５９ｂによりトルクの伝達・遮断が行えるようになっている。そして、スプリングクラッチは、接続されている軸１５３及びそれに取り付けられたハンマー１５４にトルクを伝達して回転させることができる。
【００６７】
具体的には、本体画像形成装置１００の電源ＯＮしたときに、ソレノイド１５８のプランジャー１５８ａが引かれ、レバー１５９の他端の先端１５９ｂがスプリングクラッチ１５５から外れ、回転軸１５３が紙面左方向に回転すると同時に、軸１５３に取付けたハンマー１５４が左方向に回転する。そして、ハンマー１５４の先端が、補助加熱部１５２の容器の外壁を叩き、その内壁に固定されているトリガー部材１５２ａに機械的ストレス与える。
【００６８】
一定時間後、ソレノイド１５８のプランジャー１５８ａを元の位置に戻す駆動を行う。これによって、レバー１５９が回転し、先端１５９ｂがスプリングクラッチ１５５に引っかかる。プランジャー１５８ａの移動と共にレバー１５９の回転とともに回転軸１５３が回転しスプリングが締まることに従い、ハンマー１５４が右方向に動いて静止する。
【００６９】
このようにトリガー駆動機構部１６０の駆動を電源ＯＮ時に行うことで、特に定着装置の立ち上げ時に必要となる熱量を補助的に付与することが可能となり、定着ウォームアップ時間の短縮を図ることができる。更に、電源ＯＮとともに駆動されてトリガー部材１５２ａへ機械的ストレスを加えるので、自動的に酢酸ナトリウムによる予備加熱を行うことができる。
【００７０】
ここで、補助加熱部１５２の容器には軟質プラスチック、例えば、耐熱性があり、強度的にも強いポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニリデン等を用いることができるが、その中で高密度ポリエチレンが特に剛性が強いため好ましい。
【００７１】
また、本発明では、補助加熱部１５２の容器の厚みは、０．１ｍｍから０．８ｍｍである。この理由は、一定レベルの強度と可とう性を必要とするからである。すなわち、０．１ｍｍ未満であれば、強度的に不足するし、逆に０．８ｍｍを越えると、硬くなりすぎ加圧ローラ１５ｂ面への接触ができなくなるからである。
【００７２】
こうして、容器に可撓性を持たせることで、加熱ローラの外周面に沿わして接触させることができ、効率よく熱を容器から加圧ローラに付与することができる。また、容器の外側からトリガー部へストレスも与えやすくなる。
【００７３】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと解される。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の実施形態である定着装置を備える画像形成装置の断面図である。
【図２】図１に示す定着装置の部分拡大断面図である。
【図３】定着装置の補助加熱部とトリガー駆動機構部との位置関係を示した部分拡大斜視図である。
【図４】トリガー駆動機構部の動作を示す概略図である。
【符号の説明】
【００７５】
１５  定着装置
１５ａ  加熱ローラ
１５ａ１  アルミニウム製素管
１５ａ２  被覆層
１５ｂ  加圧ローラ
１５ｂ１  アルミニウム製素管
１５ｂ２  弾性体層
１５１  ヒータランプ
１５２  補助加熱部
１５２ａ  トリガー部材
１５３  回転軸
１５４  ハンマー
１５５  スプリングクラッチ
１５６  入紙案内板
１５７  温度センサ
１５８  ソレノイド
１５８ａ  プランジャー
１５９  レバー
１５９ａ  レバー一端
１５９ｂ  レバー先端
１５９ｃ  支点
１６０  トリガー駆動機構部
【図１】
2010107568.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2010107568.tif 000006