(57)【要約】【課題】消費電力が少なく、電源環境に関わらず稼働が可能となる定着装置及びこれを用いた画像形成装置を提供する。【解決手段】加熱手段を有する定着用回転体１１と、定着用回転体１１に接触して定着用回転体１１との間に定着ニップＮを形成する加圧ローラ１２とを備え、定着ニップに用紙Ｐを通過させ、熱と圧力とによって用紙Ｐ上のトナー像を定着させる定着装置８において、上記加熱手段は、揮発性液体燃料を収容する燃料容器２０と、燃料容器２０に連通した状態で定着用回転体１１内部に配置され、触媒を担持した触媒担持体１６と触媒担持体１６を予熱する点火装置１８とを収容し、気化した気化燃料と空気との混合ガスを触媒反応させる反応室１４とを備え、触媒反応により発生する酸化熱によって定着用回転体１１を加熱する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面が無端移動し加熱手段を有する定着部材と、表面が無端移動し該定着部材に接触して該定着部材との間に定着ニップを形成する加圧部材とを備え、該定着ニップに記録媒体を通過させ、熱と圧力とによって該記録媒体上のトナー像を該記録媒体に定着させる定着装置において、
上記加熱手段は、揮発性液体燃料を収容する燃料収容室と、該燃料収容室に連通した状態で上記定着部材内部に配置され、触媒を担持した触媒担持体と該触媒担持体を予熱する予熱手段とを収容し、気化した気化燃料と空気との混合ガスを触媒反応させる反応室とを備え、触媒反応により発生する酸化熱によって定着部材を加熱することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
請求項１の定着装置において、
上記定着部材の温度を検出する温度検出手段と、
該温度検出手段の検出結果に基づき、上記燃料収容室から上記反応室に供給される揮発性液体燃料の気化量を制御する制御手段とを備えることを特徴とする定着装置。
【請求項３】
請求項１又は２の定着装置において、
上記燃料収容室と上記反応室との間の連通口を開閉するシャッター機構を備えることを特徴とする定着装置。
【請求項４】
請求項１、２、又は３の定着装置において、
上記反応室内に外気を送り込む送風手段を備えることを特徴とする定着装置。
【請求項５】
記録媒体に未定着画像を形成担持させる画像形成手段と、記録媒体上の未定着画像を定着せしめる定着手段とを備える画像形成装置において、
上記定着手段として、請求項１、２、３、又は４の定着装置を用い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、記録媒体上の未定着画像を定着せしめる定着装置及びこれを用いた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を用いた画像形成装置においては、記録紙などの記録媒体に転写された未定着トナー像を定着させるための定着装置が搭載されている。定着装置としては、加熱手段を持つ定着ベルトなどの定着部材に加圧ローラ等の加圧部材を圧接させ、この圧接部（以下、定着ニップという）に未定着トナー像を担持した記録媒体を通過させることでトナーを軟化又は溶融させて記録媒体に定着させる熱定着装置が主流である。
【０００３】
上記熱定着装置の加熱手段としては、ハロゲンヒータやセラミックヒータなどが広く採用されている。また、特許文献１及び特許文献２には、加熱手段としてガスの燃焼熱を利用する定着装置が提案されている。特許文献１で提案される定着装置では、ガスを燃焼させ、この燃焼熱を定着ニップに直接的又は間接的に供給している。特許文献２で提案される定着装置では、定着ローラに引き込まれた供給路にガスを送り込み、ガスの炎により定着ローラを直接加熱している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、電子写真方式を用いた画像形成装置は、送電システムなどの電力インフラが整備された先進国で使用されることが多く、これらの場所で使用されることが前提であった。しかしながら、近年、電子写真方式を用いた画像形成装置は、電力インフラの整備が不十分な発展途上国で使用されることも多くなっている。安定化電源や無停電電源などの設備をもつオフィスやコピーセンターで使用されることが望ましいが、電源環境が整わない場所で使用されることも多くなっている。
【０００５】
上述したように、電気エネルギーを熱エネルギーに変換するヒータなどの加熱手段を用いた定着装置では、定着装置に多くの電力を投入しなければならない。その電力は、画像形成装置で画像形成動作を実行するのに必要な消費電力の三分の二近くを消費してしまう。さらに、定着装置（ヒータ）を起動する場合には、大きな突入電力が必要とする。そのため、電源環境が整わない場所では、装置を起動できなかったり、装置起動時に電源電圧の低下を起こしやすく、同一の電源ラインに接続される電子機器に悪影響を及ぼしたりする虞があった。
【０００６】
また、ガスの燃焼熱を利用する定着装置では、エネルギーの変換が不要であるが、ガスボンベなどのガス供給源が必要となり、運搬に際して非常に不便をきたす。特許文献２のようにカセットコンロ用ガスボンベなどの比較的入手しやすいガス供給源を利用することもできるが、この場合には２時間程度の短時間の稼働しか行えない。
【０００７】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、消費電力が少なく、電源環境に関わらず稼働が可能となる定着装置及びこれを用いた画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、表面が無端移動し加熱手段を有する定着部材と、表面が無端移動し該定着部材に接触して該定着部材との間に定着ニップを形成する加圧部材とを備え、該定着ニップに記録媒体を通過させ、熱と圧力とによって該記録媒体上のトナー像を該記録媒体に定着させる定着装置において、上記加熱手段は、揮発性液体燃料を収容する燃料収容室と、該燃料収容室に連通した状態で上記定着部材内部に配置され、触媒を担持した触媒担持体と該触媒担持体を予熱する予熱手段とを収容し、気化した気化燃料と空気との混合ガスを触媒反応させる反応室とを備え、触媒反応により発生する酸化熱によって定着部材を加熱することを特徴とするものである。
【０００９】
なお、特許文献３には、本発明における「触媒を担持する触媒担持体」と同様に「加熱型触媒」を内蔵する加熱ローラを備える定着装置が記載されている。しかしながら、この加熱型触媒は、トナーが加熱されて潰されたことにより発生する臭気を処理する目的で設けられたものであり、加熱手段となり得るものではない。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、消費電力が少なく、電源環境に関わらず稼働が可能であるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態に係るプリンタの概略構成図。
【図２】実施例１に係る定着装置の断面構成を説明する構成図。
【図３】図２中、矢印Ｃ方向からみた断面構成を説明する構成図。
【図４】実施例１に係る定着装置の断面構成を説明する構成図。
【図５】実施例１に係る定着装置の起動時の定着温度制御を説明するフローチャート。
【図６】実施例１に係る定着装置の通紙時の定着温度制御を説明するフローチャート。
【図７】実施例２に係る定着装置の断面構成を説明する構成図。
【図８】図７中、矢印Ｃ方向からみた断面構成を説明する構成図。
【図９】実施例２に係る定着装置の起動時の定着温度制御を説明するフローチャート。
【図１０】実施例２に係る定着装置の通紙時の定着温度制御を説明するフローチャート。
【図１１】実施例３に係る定着装置の断面構成を説明する構成図。
【図１２】実施例４に係る定着装置の断面構成を説明する構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を電子写真方式の画像形成装置であるプリンタに適用した一実施形態について、複数の実施例を挙げて説明する。まず、各実施例に共通するプリンタの構成・動作について説明する。図１は、本実施形態に係るプリンタの概略構成図である。図１に示すように、このプリンタは、装置本体に画像形成手段となる画像形成部１０、画像形成部１０へ記録媒体たる用紙Ｐを給紙する図示しない給紙装置などを備えている。画像形成部１０は、感光体ドラム１の周囲に、帯電ローラ２、光書込ユニット３、現像装置４、転写ローラ５、クリーニングユニット６、除電ランプ７などを備え、用紙Ｐへの印字を行う。
【００１３】
上記画像形成部１０において、感光体ドラム１は、図中矢印Ａ方向に回転駆動されながら、感光体ドラム１に接触する帯電ローラ２により、その表面を一様に帯電される。その後、光書込ユニット３により画像情報に基づき走査露光されて、感光体ドラム１の表面に静電潜像が形成される。感光体ドラム１上に形成された静電潜像は、現像装置４により現像され、感光体ドラム１上にトナー像が形成される。
【００１４】
一方、図示しない給紙装置から用紙Ｐが矢印Ｂ方向に給送され、その用紙Ｐが感光体１とこれに対向配置された転写ローラ５との間に送り込まれる。このとき、転写ローラ５の作用によって、感光体１上のトナー像が用紙Ｐに転写される。転写終了後の用紙Ｐは、定着装置８によりトナー像が定着され、機外に排出される。なお、転写されずに感光体ドラム１上に残留した転写残トナーは、クリーニングユニット６により感光体ドラム１の表面から除去される。また、感光体ドラム１上の残留電荷は、除電ランプ７で除去される。
【００１５】
次に、本実施形態のプリンタの特徴部である定着装置８について、複数の実施例を挙げて説明する。
【００１６】
［実施例１］
図２及び図４は、実施例１に係る定着装置の断面構成を説明する構成図である。図３は、実施例１に係る定着装置の、図２中矢印Ｃ方向からみた断面構成を説明する構成図である。本実施例の定着装置８は、図２乃至図４に示すように、後述する加熱手段を有する定着部材たる定着用回転体１１と、定着用回転体１１に接触して定着用回転体１１との間に定着ニップＮを形成する加圧部材たる加圧ローラ１２とを備えている。さらに、定着用回転体１１は、定着用回転体１１の内部で加圧ローラ１２と対向し、定着ニップＮを形成するニップ形成部材１３を備えている。定着装置８においては、定着用回転体１１と加圧ローラ１２との間の定着ニップＮに、現像されたトナー像が転写された用紙Ｐが通紙され、用紙Ｐ上のトナー像が加熱・加圧されることによりトナー像が定着せしめられる。
【００１７】
上記定着用回転体１１は、薄肉で可撓性を有する無端状のベルト部材（フィルムも含む）で構成されている。例えば、定着用回転体１１は、ニッケル若しくはＳＵＳ等の金属材料又はポリイミド（ＰＩ）などの樹脂材料で形成された内周側の基材と、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）又はポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などで形成された外周側の離型層によって構成されている。離型層により、トナーが付着しないように離型性を持たせている。また、基材と離型層との間に、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム、又はフッ素ゴム等のゴム材料で形成された弾性層を介在させてもよい。シリコーンゴム層などの弾性層がある場合は、未定着画像を押し潰して定着させるときにベルト表面の微小な凹凸が画像に転写されて画像のベタ部にユズ肌状の光沢ムラ（ユズ肌画像）が残りにくい。
【００１８】
上記加圧ローラ１２は、芯金１２ａと、芯金１２ａの外周面側に設けられた発泡性シリコーンゴム、シリコーンゴム、又はフッ素ゴム等から成る弾性層１２ｂと、弾性層１２ｂの表面に設けられたＰＦＡ又はＰＴＦＥ等から成る離型層とを有する。加圧ローラ１２は、図示しないスプリング等の加圧手段によって定着用回転体１１側へ加圧され、定着用回転体１１を介してニップ形成部材１３に当接している。この加圧ローラ１２と定着用回転体１１とが圧接する箇所では、加圧ローラ１２の弾性層１２ｂが押しつぶされることで、所定の幅の定着ニップＮが形成されている。
【００１９】
また、上記加圧ローラ１２は、プリンタ本体に設けられた図示しないモータ等の駆動源からギヤ等を介して駆動力が伝達されて回転駆動するように構成されている。加圧ローラ１２が回転駆動すると、その駆動力が定着ニップＮで定着用回転体１１に伝達され、定着用回転体１１が従動回転するようになっている。
【００２０】
上記ニップ形成部材１３は、ベースパッド１３ａと、ベースパッド１３ａの表面に設けられた摺動層１３ｂと、ベースパッド１３ａを固定支持するステー１３ｃとを有する。上記ニップ形成部材１３のベースパッド１３ａは、定着用回転体１１の長手方向に沿って連続して長手状に配設されており、加圧ローラ１２の加圧力を受けてニップ部Ｎの形状を決めるものである。ベースパッド１３ａは、耐熱温度２００℃以上の耐熱性部材で構成されていることが望ましい。これにより、トナー定着温度域で、熱によるベースパッド１３ａの変形を防止し、安定した定着ニップＮの状態を確保して、出力画質の安定化を図っている。ベースパッド１３ａには、例えば、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などの一般的な耐熱性樹脂を用いることが可能である。また、ベースパッド１３ａには、強度確保のためにある程度硬い材料で構成されていることが望ましい。例えば、ベースパッド１３ａの材料としては、液晶ポリマー（ＬＣＰ）等の樹脂の他に、金属、あるいはセラミックなどを適用することができる。
【００２１】
上記ニップ形成部材１３の摺動層１３ｂは、ベースパッド１３ａの少なくとも定着用回転体１１と対向する表面に配設されていればよい。摺動層１３ｂは、アラミド系繊維、又はフッ素樹脂含浸ガラス繊維等によりメッシュ状に形成され、シリコーンオイル等の潤滑剤を含浸している。これにより、定着用回転体１１が回転する際、この摺動層１３ｂに対し定着用回転体１１が摺動することで、定着用回転体１１に生じる駆動トルクが低減され、定着用回転体１１への摩擦力による負荷が軽減される。なお、摺動層を有しない構成とすることも可能である。
【００２２】
また、ニップ形成部材１３のステー１３ｃは、ベースパッド１３ａが加圧ローラ１２による圧力で撓みが生じるのを防止し、加圧ローラ１２の長手方向に渡って均一なニップ幅が得られるようにしている。ステー１３ｃは、ニップ形成部材１３（ベースパッド１３ａ）の撓み防止機能を満足するために、ステンレスや鉄等の機械的強度が高い金属材料で形成することが望ましい。
【００２３】
そして、上記定着装置８は、加熱手段として、揮発性液体燃料を収容する燃料収容室を構成する燃料容器２０と、気化した気化燃料と空気との混合ガスを触媒反応させる反応室を構成する反応器１４とを備えている。また、この定着装置８は、定着用回転体１１の外周面に、定着用回転１１体の表面温度を検出する温度検出手段たる温度センサ１５を備えている。定着装置８においては、後述するように、制御部２５によって反応器１４内での触媒反応が制御され、定着用回転体１１が触媒反応により発生する酸化熱によって所定の目標温度に加熱される。
【００２４】
上記反応器１４は、円筒状に形成され、定着用回転体１１の内部上方に配置される。そして、この反応器１４内の上方には、触媒を担持する触媒担持体１６と、触媒担持体１６を予熱する予熱手段たる点火装置１８とを備えている。
【００２５】
上記反応器１４内の触媒担持体１６は、白金族金属およびニッケル、コバルト、鉄、マンガン、クロムなどの金属酸化物からなる触媒をスパッタ装置などで通気性のある担持体に保持させている。本実施例において、触媒担持体１６は、触媒たる白金がマグネトロンスパッタ装置により担持体たるガラス繊維濾紙（商品名：ＧＡ―５５  東洋（株）社製）（大きさ１１０ｍｍ）に成膜されて構成されている。そして、触媒担持体１６は、反応器１４の長手方向に沿って板状に形成され、これをステンレス金属板１７により周囲を挟んだ状態で反応器１４内に保持されている。
【００２６】
上記点火装置１８は、上記触媒担持体１６の上方で、長手方向端部近傍に点火部がくるように配置され、点火用電源１９をＯＮにすることにより点火される。この点火装置１８は、触媒担持体１６が触媒反応を開始する活性化温度に達するまで、触媒担持体１６を予熱するものである。本実施例では、ＤＣ３Ｖの点火用電源１９にニクロム線を用いた点火部を導線で接続した点火装置１８を用いている。
【００２７】
上記燃料容器２０は、定着用回転体１１の長手方向に延設される供給路２１を介して反応器１４と連通し、上記定着用回転体１１と上記加圧ローラ１２が設置されるスペースから長手方向に延長されるスペース内に設置されている。そして、この燃料容器２０には、揮発性液体燃料を吸収させた液体吸収体２２が収容されている。揮発性液体燃料には、ベンジン、ホワイトガソリンなどの常温で気化し、比較的入手しやすい液体燃料を用いることができる。本実施例では、ステンレスよりなる燃料容器２０内に、揮発性液体燃料たるベンジンを脱脂綿よりなる液体吸収体２２に吸収させて収容している。
【００２８】
また、上記供給路２１には、定着用回転体１１の長手方向に移動可能で、反応器１４と燃料容器２０とを連通させたり、遮蔽させたりすることができるシャッター２３が設置されている。このシャッター２３には、その稼働領域内に供給路２１の断面と同形状の連通口２３ａが開けられている。本実施例では、厚み０．５ｍｍ程度の鉄板に、供給路２１と略同等の径からなる円形の連通口２３ａを開けたシャッター２３を用いている。シャッター２３は、図２中左側に移動することにより反応器１４と燃料容器２０とを連通させ、図２中右側に移動することにより反応器１４と燃料容器２０とを遮蔽する構成とした。上記燃料容器２０は、シャッター２３が閉じられている状態、及び未使用時には密閉状態となる。
【００２９】
また、上記反応器１４には、反応器１４内に外気を長手方向に沿って送り込む送風装置２４が、定着用回転体１１の燃料容器２０が設置された側とは反対側の長手方向の一端部に取り付けられている。送風装置２４は、図２中矢印Ｅ方向で示すように、長手方向の一端部から外気を取り込む、又は図４中矢印Ｈ方向で示すように、長手方向の他端部から外気を取り込むことができるように切り替え可能な構成となっている。本実施例では、送風装置として、ＤＣファン（山洋電気社製１０９Ｐ０４１２Ｈ６０２  角径４０ｍｍ×２０ｍｍ厚  ＤＣ１２Ｖ）を用い、ＤＣ電源への電力供給・停止又はプラスマイナスの切り替えで送風方向の調整を行っている。
【００３０】
次に、上記構成の定着装置８の温度制御について説明する。図５は、実施例１に係る定着装置の起動時の定着温度制御を説明するフローチャートである。図６は、実施例１に係る定着装置の通紙時の定着温度制御を説明するフローチャートである。
【００３１】
まず、起動時には、シャッター２３を図１中左側に移動させ、反応器１４と燃料容器２０とを連通させる。これにより、燃料容器２０内で気化した気化燃料は、図２中矢印Ｄ方向で示すように、供給路２１を介して反応器１４内に供給される。反応器１４内に供給された気化燃料は、反応器１４内の空気と混合して混合ガスとなる。燃料容器２０内の揮発性液体燃料の気化のためには、ある程度の熱エネルギーが必要であるが、本実施例では外気（燃料容器の周りの空気）の熱量を用いる。揮発性液体燃料としてベンジンなどを用いれば、通常の室温環境２５℃程度では、気化のための熱供給源を設置する必要はない。
【００３２】
そして、上記反応器１４内の点火装置１８が点火用電源１９によって操作され、近接する触媒担持体１６が加熱される。触媒担持体１６が活性化温度まで達したら、点火装置１８を停止する。反応器１４内では、点火装置１８によって、触媒担持体１６が触媒反応を開始する活性化温度まで昇温すると、触媒担持体１６表面で混合ガスが触媒反応を始める。触媒反応により発生する酸化熱により定着用回転体１１が加熱されることになる。
【００３３】
一方、制御部２５では、図５に示すように、定着用回転体１１の目標温度（定着温度）が設定され（ステップＳ１）、温度センサ１５により検出された検出温度と目標温度との比較が行われる（ステップＳ２）。このステップＳ２で検出温度が目標温度より低いと判定された場合には、送風装置２４のファンを回転させ、外気を図２中矢印Ｅ方向から取り込み、反応器１４内の加熱された混合ガスを図２中矢印Ｆ・Ｇ方向に送り燃料容器２０に吹き付ける（ステップＳ３）。起動時には、反応器１４内に気化した燃料が少ないため、送風装置２４のファンを回転させ、反応器１４内の加熱された混合ガスを燃料容器２０に吹き付けることにより、燃料容器２０の温度を上昇させる（ステップ４）。これにより、燃料容器２０から反応器１４内に供給される気化燃料の量が増え、反応器１４内での触媒反応による酸化熱が多く発生し、定着用回転体１１の温度が速やかに上昇する（ステップ５）。そして、ステップＳ２で温度センサ１５による検出温度が目標温度に達していると判定された場合には、画像形成部１０での印字・定着装置への通紙を開始する（ステップＳ６）。
【００３４】
本実施例では、定着用回転体１１の目標温度を１３０℃とし、送風装置２４の風量を０．１ｍｍ３／ｍｉｎとする。反応器１４中の触媒担持体１６の発熱部分の近傍の温度を２５０℃程度とすることにより、これに対向する定着用回転体の温度を１３０℃程度に加熱することができることがわかった。また、送風装置２４を稼働しない場合には１３０℃昇温まで１分程度かかっていたが、送風装置の稼働により２０秒となった。
【００３５】
印字中も、制御部２５により定着用回転体１１の温度制御が続けられる。具体的には、図６に示すように、温度センサ１５により検出された検出温度と目標温度との比較が行われ（ステップ７）、検出温度と目標温度が一致している場合には、送風装置２４のファンを停止させる（ステップ８）。ステップ７で温度センサ１５による検出温度が目標温度よりも低いと判定された場合には、上述したように、送風装置２４のファンを回転させ、外気を図中矢印Ｅ方向から取り込む。そして、反応器１４内の加熱された混合ガスを図２中矢印Ｆ・Ｇ方向に送り燃料容器２０に吹き付ける（ステップＳ９）。これにより、燃料容器２０の温度が上昇し（ステップＳ１０）、燃料容器２０から反応器１４内に供給される気化燃料の量が増え、反応器１４内での触媒反応による酸化熱が多く発生し、定着用回転体１１の温度が上昇する（ステップ１１）。
【００３６】
ステップＳ７で定着用回転体１１の検出温度が目標温度よりも高いと判定された場合には、送風装置２４のファンを逆回転させる。そして、図４に示すように、燃料容器２０側（図中矢印Ｈ方向）から反応器１４内に外気を取り込み、反応器１４内の混合ガスを図中矢印Ｉ・Ｇ方向に送る（ステップ１２）。このとき、燃料容器２０は、外気（燃料容器２０の周囲の空気）により冷やされることになる（ステップ１３）。これにより、燃料容器２０内で気化する気化燃料の量が減り、触媒反応による酸化熱の発生が少なくなって定着用回転体１１の温度が下降する（ステップ１４）。
【００３７】
このように、ステップＳ１からステップＳ１４までの処理を繰り返して送風装置２４を制御することにより、触媒反応に使用される気化燃料の量を制御することができる。そして、印字終了後又は通紙終了後には、シャッター２３を閉じることにより、燃料容器２０から反応器１４への燃料供給が止まり、触媒反応を停止させることができる。
【００３８】
［実施例２］
図７は、実施例２に係る定着装置の構成を説明する構成図である。図８は、図中Ｃ方向からみた断面構成を説明する構成図である。本実施例の定着装置は、実施例１に係る定着装置８に対して、送風装置を持たず、制御部３４は、シャッター３３の開閉度により反応器３２内での触媒反応が制御されるものである。なお、実施例１と同様な構成・動作、及び作用・効果等については、適宜省略して説明する。また、同様な構成部材には、同一の符号を付して説明する。
【００３９】
図７及び図８に示す定着装置は、加熱手段として、揮発性液体燃料を収容する燃料収容室たる燃料容器３０と、気化した気化燃料と空気との混合ガスを触媒反応させる反応器３２とを備えている。また、この定着装置は、定着用回転体１１の外周面に、定着用回転体１１の表面温度を検出する温度検出手段たる温度センサ１５を備えている。定着装置においては、後述するように、制御部３４によって、反応器３２内での触媒反応が制御され、定着用回転体１１が触媒反応により発生する酸化熱によって所定の目標温度に加熱される。
【００４０】
上記反応器３２は、略角筒状に形成され、定着用回転体１１の長手方向長さと略同等の長さを有し、定着用回転体１１の内部上方に配置される。そして、この反応器３２内の上方には、実施例１と同様に、触媒を担持する触媒担持体１６と、触媒担持体１６を予熱する点火装置１８とを備えている。さらに、反応器３２の底板３２ａには、燃料容器３０と連通する複数の開口部３２ｂが開けられている。
【００４１】
上記燃料容器３０は、上記反応器３２の底板３２ａに複数開けられた開口部３２ｂを通して反応器３２と連通している。この燃料容器３０は、反応器３２の下方に配置される第一燃料容器３０ａと、定着用回転体１１と加圧ローラ１２が設置されるスペースから長手方向に延長されるスペース内に設置されている第二燃料容器３０ｂとから構成されている。そして、この第一燃料容器３０ａと第二燃料容器３０ｂとからなる燃料容器３０内には、実施例１と同様にベンジンを含有する脱脂綿２２が収容されている。本実施例の燃料容器３０は、上述した燃料容器２０に比べ、より多くの揮発性液体燃料を収容することができ、反応器３２により多くの気化燃料を供給することが可能となる。
【００４２】
また、上記反応器３２の底部には、長手方向に移動可能で、反応器３２と第一燃料容器３０ａとを連通させたり、遮蔽させたりすることができるシャッター３３が設置されている。このシャッター３３には、その稼働領域内に反応器３２の底板３２ａに開けられた開口部と同形状の連通口３３ａが設けられている。本実施例では、シャッター３３の長手方向の移動距離により連通口３３ａの開口率を変更することができ、燃料容器３０から反応器３２へ供給する気化燃料の供給量を調整することができる。上記燃料容器３０は、シャッター３３が閉じられている状態、及び未使用時には密閉状態となる。
【００４３】
次に、上記構成の定着装置の温度制御について説明する。図９は、実施例１に係る定着装置の起動時の定着温度制御を説明するフローチャートである。図１０は、実施例１に係る定着装置の通紙時の定着温度制御を説明するフローチャートである。
【００４４】
まず、起動時には、シャッター３３を図７中左側に移動させ、連通口３３ａの開口率を最大にして反応器３２と燃料容器３０とを連通させる。これにより、燃料容器３０内で気化した気化燃料は、開口部３２ｂと連通口３３ａを通って反応器３２内に供給される。反応器３２内に供給された気化燃料は、反応器３２内の空気と混合して混合ガスとなる。そして、反応器３２内の点火装置１８が点火用電源１９によって操作され、近接する触媒担持体１６が加熱される。触媒担持体１６が活性化温度まで達したら、点火装置１８を停止する。反応器３２内では、点火装置１８によって、触媒担持体１６が触媒反応を開始する活性化温度まで昇温すると、触媒担持体１６表面で混合ガスが触媒反応を始める。触媒反応により発生する酸化熱により定着用回転体１１が加熱されることになる。
【００４５】
一方、制御部３４では、図９に示すように、定着用回転体１１の目標温度（定着温度）が設定され（ステップＳ２１）、温度センサ１５により検出された検出温度と目標温度との比較が行われる（ステップＳ２２）。このステップＳ２２で検出温度が目標温度より低いと判定された場合には、シャッター３３の開口率を増やす（ステップＳ２３）。これにより、燃料容器３１から反応器３２内に供給される気化燃料の量が増え、反応器３２内での触媒反応による酸化熱が多く発生し、定着用回転体１１の温度が速やかに上昇する（ステップ２４）。そして、ステップＳ２２で温度センサ１５による検出温度が目標温度に達していると判定された場合には、画像形成部１０での印字・定着装置への通紙を開始する（ステップＳ２５）。
【００４６】
印字中も、制御部３４により定着用回転体１１の温度制御が続けられる。具体的には、図１０に示すように、温度センサ１５により検出された検出温度と目標温度との比較が行われ（ステップ２６）、検出温度と目標温度が一致している場合には、シャッター３３の開口率を固定する（ステップ２７）。ステップ２６で温度センサ１５による検出温度が目標温度よりも低いと判定された場合には、上述したように、シャッター３３の開口率を増やす（ステップＳ２８）。これにより、燃料容器３１から反応器３２内に供給される気化燃料の量が増え、反応器３２内での触媒反応による酸化熱が多く発生し、定着用回転体１１の温度が上昇する（ステップ２９）。
【００４７】
ステップＳ２６で定着用回転体１１の検出温度が目標温度よりも高いと判定された場合には、シャッター３３の開口率を減らす（ステップ３０）。これにより、燃料容器３１から反応器３２内に供給される気化燃料の量が減り、触媒反応による酸化熱の発生が少なくなって定着用回転体１１の温度が下降する（ステップ１４）。
【００４８】
このように、ステップ２１からステップＳ３１までの処理を繰り返してシャッター３３の開口率を制御することにより、触媒反応に使用される気化燃料の量を制御することができる。シャッター３３の開口率は、定着用回転体１１の検出温度と目標温度との差分量に応じて連続的又は段階的に決定してもよい。そして、印字終了後（通紙終了）には、シャッター３３を閉じることにより、燃料容器３１から反応器３２への燃料供給が止まり、触媒反応を停止させることができる。
【００４９】
実施例１及び実施例２で説明した定着装置を、図１に示されるプリンタ（リコー社製プリンタ：ＭＰ  Ｃ２２０１）に搭載した。通常、このプリンタは、定格１５００Ｗ（１００Ｖ）であるが、本実施例で説明した定着装置を搭載したプリンタでは、最大５００Ｗで黒ベタ画像を通紙可能であった。なお、装置全体の電力は、日置電機社製パワーハイテスタ３３３２を用いて測定した。
【００５０】
［実施例３］
図１１は、実施例３に係る定着装置の構成を説明する構成図である。なお、実施例１と同様な構成・動作、及び作用・効果等については、適宜省略して説明する。また、同様な構成部材には、同一の符号を付して説明する。
【００５１】
本実施例に係る定着装置は、図１１に示すように、燃料容器２０に近い供給路２１を加熱するべく、気化用ヒータ３６が設置されている。定着装置の起動時に燃料容器２０内の揮発性液体燃料を気化させるために、実施例１に係る定着装置８では燃料容器２０の周りの空気の熱量を用いたが、本実施例では気化用ヒータ３６からの熱を利用するものである。
【００５２】
具体的には、起動時にまずシャッター２３を開け、反応器１４と燃料容器２０とを連通させる。そして、気化用ヒータ３６を点灯させることにより、燃料容器２０内の液体燃料の気化を促進させる。その後、点火装置１８により触媒担持体１６を活性化温度まで上昇させる。触媒担持体１６の予熱直後から反応器１４内には気化燃料が多く供給されることになるため、実施例１に比べ触媒反応がより促進され、定着用回転体１１の温度上昇をより早めることができる。
【００５３】
触媒担持体１６による触媒反応開始後は気化用ヒータ３６を消し、実施例１で説明したように、ステップＳ１からステップＳ１４までの処理を繰り返して送風装置２４を制御することにより、触媒反応に使用される気化燃料の量を制御する。そして、印字終了後又は通紙終了後には、シャッター２３を閉じることにより、燃料容器２０から反応器１４への燃料供給が止まり、触媒反応を停止させることができる。
【００５４】
［実施例４］
図１２は、実施例４に係る定着装置の構成を説明する構成図である。なお、実施例１と同様な構成・動作、及び作用・効果等については、適宜省略して説明する。また、同様な構成部材には、同一の符号を付して説明する。
【００５５】
本実施例に係る定着装置は、図１２に示すように、燃料容器３７の一側面（供給路２１が接続される側面とは反対側の側面）３７ａが変形可能な状態で構成されている。具体的には、まずシャッター２３を開け、反応器１４と燃料容器３７とを連通させる。そして、燃料容器３７の一側面３７ａを図中矢印Ｊ方向に押し、外力で変形させる。これにより、燃料容器３７内の液体燃料は、液体吸収体２２により強制的に押し出され、押し出されて気化した気化燃料が供給路を介して反応器１４内に供給されることになる。そして、点火装置１８により触媒担持体１６を活性化温度まで上昇させ、触媒反応を開始させる。触媒担持体１６の予熱直後から気化燃料が多く供給されることになるため、実施例１に比べ触媒反応がより促進され、定着用回転体１１の温度上昇をより早めることができる。
【００５６】
触媒担持体１６による触媒反応開始後は実施例１で説明したように、ステップＳ１からステップＳ１４までの処理を繰り返して送風装置２４を制御することにより、触媒反応に使用される気化燃料の量を制御する。そして、印字終了後又は通紙終了後には、シャッター２３を閉じることにより、燃料容器２０から反応器１４への燃料供給が止まり、触媒反応を停止させることができる。
【００５７】
なお、本実施形態に係るプリンタにおいては、ひとつの感光体１及びひとつの現像装置４を有するモノクロプリンタについて説明したが、これに限定されない。本発明は、一つの感光体上に各色のトナー像を順次形成し、感光体上の各色トナー像を順次中間転写体又は用紙に重ね合わせて転写するカラープリンタに適用してもよい。画像形成ユニットを複数組並べて配置し、各画像形成ユニットの感光体上に互いに異なる色のトナー像を形成し、各感光体上のトナー像を中間転写体又は用紙に重ね合わせて転写するタンデム型のカラープリンタに適用してもよい。
【００５８】
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様Ａ）
表面が無端移動し加熱手段を有する定着用回転体１１などの定着部材と、表面が無端移動し該定着部材に接触して該定着部材との間に定着ニップを形成する加圧ローラ１２などの加圧部材とを備え、該定着ニップに用紙Ｐなどの記録媒体を通過させ、熱と圧力とによって該記録媒体上のトナー像を該記録媒体に定着させる定着装置８などの定着装置において、上記加熱手段は、揮発性液体燃料を収容する燃料容器２０、３１、３７などの燃料収容室と、該燃料収容室に連通した状態で上記定着部材内部に配置され、触媒を担持した触媒担持体１６などの触媒担持体と該触媒担持体を予熱する点火装置１８などの予熱手段とを収容し、気化した気化燃料と空気との混合ガスを触媒反応させる反応室１４、３２などの反応室とを備え、触媒反応により発生する酸化熱によって定着部材を加熱する。
これによれば、上記実施形態について説明したように、加熱手段は、触媒反応により発生する酸化熱を熱エネルギーとして利用する。そのため、予熱手段に供給する電力程度で装置を起動することができ、電源環境に関わらず装置の稼働が可能となる。
（態様Ｂ）
（態様Ａ）の定着装置において、上記定着部材の温度を検出する温度センサ１５などの温度検出手段と、該温度検出手段の検出結果に基づき、上記燃料収容室から上記反応室に供給される揮発性液体燃料の気化量を制御する制御部２５・３４などの制御手段とを備える。
これによれば、上記実施形態について説明したように、制御手段は、温度検出手段の検出結果に基づき、検出温度が定着部材の目標温度よりも低い場合には揮発性液体燃料の気化量を増やし、定着部材の温度を上昇させる。また、検出温度が定着部材の目標温度よりも高い場合には揮発性液体燃料の気化量を減らして、定着部材の温度を下降させることができる。
（態様Ｃ）
（態様Ａ）又は（態様Ｂ）の定着装置において、上記燃料収容室と上記反応室との間の連通口を開閉するシャッター２３・３３などのシャッター機構を備える。
これによれば、上記実施形態について説明したように、シャッター機構により燃料収容室と反応室とを連通させたり、遮蔽させたりすることができ、燃料収容室から反応室へ供給される気化燃料の供給量を調整することができる。
（態様Ｄ）
（態様Ａ）（態様Ｂ）又は（態様Ｃ）の定着装置において、上記反応室内に外気を送り込む送風装置２４などの送風手段を備える。
これによれば、上記実施形態について説明したように、送風手段からの送風が反応室を通って燃料容器に向かう方向であれば、反応室内で加熱された送風が燃料容器に届くので、燃料収容室が昇温し燃料収容室から反応室へ供給する気化燃料の量を増やすことができる。また、送風手段からの送風が燃料収容室から反応室に向かう方向であれば、燃料収容室の周囲の空気によって燃料収容室が冷やされるので、燃料収容室から反応室へ供給する気化燃料の量を減らすことができる。
（態様Ｅ）
記録媒体に未定着画像を形成担持させる画像形成手段と、記録媒体上の未定着画像を定着せしめる定着手段とを備える画像形成装置において、上記定着手段として、（態様Ａ）（態様Ｂ）（態様Ｃ）又は（態様Ｄ）の定着装置を用いる。
これによれば、上記実施形態について説明したように、予熱手段に供給する電力程度で装置を起動することができ、電源環境に関わらず装置の稼働が可能となる。
【符号の説明】
【００５９】
１１  定着用回転体
１２  加圧ローラ
１３  ニップ形成部材
１４  反応器
１５  温度センサ
１６  触媒担持体
１８  点火装置
１９  点火用電源
２０  燃料容器
２１  供給路
２２  液体吸収体
２３  シャッター
２４  送風装置
２５  制御部
３０  燃料容器
３１  液体吸収体
３２  反応器
３３  シャッター
３４  制御部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６０】
【特許文献１】特開２００６−１０９４２３号公報
【特許文献２】特開平９−１７９４３０号公報
【特許文献３】特許第４６４１８３０号公報
【図１】
2015075511.tif 000003
【図２】
2015075511.tif 000004
【図３】
2015075511.tif 000005
【図４】
2015075511.tif 000006
【図５】
2015075511.tif 000007
【図６】
2015075511.tif 000008
【図７】
2015075511.tif 000009
【図８】
2015075511.tif 000010
【図９】
2015075511.tif 000011
【図１０】
2015075511.tif 000012
【図１１】
2015075511.tif 000013
【図１２】
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