(57)【要約】【課題】初期予熱時間を短縮するとともに熱的な安全性を向上させ、印刷紙の定着温度を容易に制御できる定着器およびこれを含む画像形成装置を提供する。【解決手段】印刷紙Ｐに形成されたトナー画像Ｔを定着させる画像形成装置の定着器１００において、軸回転する加圧ローラ１２０と、加圧ローラとともに印刷紙を挟むニップ部Ｎを形成し、加圧ローラからの回転力の伝達によって印刷紙とともに回転する定着ベルト１４０と、電源の印加によって熱を発生させ、発生した熱の少なくとも一部をニップ部側に伝達する発熱部１６０と、発熱部の加熱温度範囲で相が変化する材質で形成され、発熱部の熱によって潜熱を蓄積し、蓄積された潜熱をニップ部側に供給する相変化部１７０とを含んで構成される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷紙に形成されたトナー画像を定着させる画像形成装置の定着器において、
軸回転する加圧ローラと、
前記加圧ローラとともに印刷紙を挟むニップ部を形成し、前記加圧ローラからの回転力の伝達によって前記印刷紙とともに回転する定着ベルトと、
電源の印加によって熱を発生させ、発生した熱の少なくとも一部を前記ニップ部側に伝達する発熱部と、
前記発熱部の加熱温度範囲において相が変わる材質で形成され、前記発熱部の熱によって潜熱を蓄積し、蓄積された潜熱を前記ニップ部側に供給する相変化部と、
を含んで構成される定着器。
【請求項２】
前記相変化部は、前記発熱部に接することを特徴とする請求項１に記載の定着器。
【請求項３】
前記相変化部は、前記発熱部の前記ニップ部が形成される側である前面とその反対側である背面のうちの少なくともいずれか一面に具備されることを特徴とする請求項１または２に記載の定着器。
【請求項４】
前記相変化部は、固相と液相との間で相が変化することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の定着器。
【請求項５】
前記相変化部の融点は、前記ニップ部の定着温度以上であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の定着器。
【請求項６】
前記相変化部の材質は、溶融点が異なる複数の物質を混合して形成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の定着器。
【請求項７】
前記相変化部の融点は、複数の物質の混合比を変化させて調節することを特徴とする請求項６に記載の定着器。
【請求項８】
前記相変化部は、鉛と錫のうちの少なくともいずれか１つの材質を含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の定着器。
【請求項９】
前記相変化部は、前記印刷紙の幅方向と進行方向に亘る面で具備されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の定着器。
【請求項１０】
前記相変化部は、前記印刷紙の幅方向または進行方向に沿って一定間隔で配置された収容溝に配置されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の定着器。
【請求項１１】
前記発熱部および前記相変化部の外部を囲む支持部をさらに含むことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の定着器。
【請求項１２】
前記発熱部と前記定着ベルトの内周面との間に具備され、前記定着ベルト上にニップ部を形成するニップ形成部をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の定着器。
【請求項１３】
請求項１ないし１２のうちのいずれか１項の定着器を含む画像形成装置。
【請求項１４】
印刷紙に形成されたトナー画像を定着させる画像形成装置の定着器において、
加圧ローラと、
前記加圧ローラとともに印刷紙を挟むニップ部を形成する定着要素と、
電源の印加によって熱を発生させ、発生した熱の少なくとも一部を前記ニップ部側に伝達する発熱部と、
前記発熱部に隣接配置され、前記発熱部の熱によって潜熱を蓄積し、蓄積された潜熱を前記ニップ部側に供給する相変化部と、
を含んで構成される定着器。
【請求項１５】
前記相変化部は、前記発熱部の前記ニップ部が形成される側である前面とその反対側である背面のうちの少なくともいずれか一面に具備されることを特徴とする請求項１４に記載の定着器。
【請求項１６】
前記相変化部の材質は、溶融点が異なる複数の物質を混合して形成されることを特徴とする請求項１４または１５に記載の定着器。
【請求項１７】
前記相変化部の融点は、前記複数の物質の混合比を変化させて調節することを特徴とする請求項１４〜１６のいずれか１項に記載の定着器。
【請求項１８】
前記相変化部は、前記発熱部から伝達される熱の温度によって相が変化する物質で構成されることを特徴とする請求項１４〜１７のいずれか１項に記載の定着器。
【請求項１９】
前記相変化部は複数であり、前記発熱部の周囲に配置されることを特徴とする請求項１４〜１８のいずれか１項に記載の定着器。
【請求項２０】
前記複数の相変化部は、定着要素の回転軸と平行に配置されることを特徴とする請求項１９に記載の定着器。
【請求項２１】
前記複数の相変化部は、定着要素の回転方向と対応するように配置されることを特徴とする請求項１９に記載の定着器。
【請求項２２】
前記複数の相変化部は、相互間で離隔配置されることを特徴とする請求項１９〜２１のいずれか１項に記載の定着器。
【請求項２３】
前記相変化部は、第１特定相を有する第１物質を具備した第１相変化部と、第２特定相を有する第２物質を具備した第２相変化部とを含む請求項１４〜２２のいずれか１項に記載の定着器。
【請求項２４】
前記第１相変化部は、前記発熱部の第１温度によって相が変化し、前記第２相変化部は、前記発熱部の第２温度によって相が変化することを特徴とする請求項２３に記載の定着器。
【請求項２５】
前記相変化部は、前記定着要素と加圧ローラのうちの１つの回転軸と平行に配置されることを特徴とする請求項１４〜１９のいずれか１項に記載の定着器。
【請求項２６】
前記相変化部は、前記発熱部と直接接触して配置されることを特徴とする請求項１４〜２５のいずれか１項に記載の定着器。
【請求項２７】
印刷紙に形成されたトナー画像を定着させる画像形成装置の定着器において、
加圧ローラと、
前記加圧ローラとともに印刷紙を挟むニップ部を形成する定着要素と、
電源の印加によって熱を発生させ、発生した熱の少なくとも一部を前記ニップ部側に伝達する発熱部と、
前記定着要素と前記加圧ローラよりも熱容量が大きく、前記発熱部の熱によって潜熱を蓄積し、蓄積された潜熱を前記ニップ部側に供給する相変化部と、
を含んで構成される定着器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着器およびこれを含む画像形成装置に関し、より詳細には、構造を改善して初回の印刷時の待機時間を短縮させるとともに、印刷紙の流入による温度変化を最小化して印刷品質を向上させ、定着温度を容易に制御できる定着器およびこれを含む画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１を参照して、一般的な画像形成装置の構成を説明すれば、次の通りとなる。
【０００３】
電子写真式の画像形成装置は、一般的に、帯電、走査、現像、転写、および定着の段階を順に経て印刷紙Ｐに画像を形成する。
【０００４】
まず、帯電器２０に高圧のコロナ放電によってドラム３０の表面内外に陽および陰電荷を形成させる。その後、電荷が形成されたドラム３０の表面が回転し、光学系で走査パターン単位の信号によるレーザービームが走査され、ドラム表面に形成された陰電荷を文字形態で焼滅させて潜像を形成させる。
【０００５】
次に、現像器の磁性ローラ４０とドラム３０が微細な間隔で互いに回転するとともに、陰成分を有するトナー粒子が、レーザービームが走査されたドラム３０の表面に付着して、表面に実際に文字を形成する。
【０００６】
ここで、光源１２から出たレーザービームは、信号処理によって動作するレーザービーム変調によって変調された後、レーザービームコリメータ（図示せず）によって走査されるのが一般的である。また、走査されるレーザービームは、ポリゴンミラー１４に走査された後、補正のためのレンズ１６を経ることによってぶれや歪みが補正され、反射ミラー１８を経てドラム３０の表面上に結ばれる。
【０００７】
転写器８０では、高圧のコロナ放電によって印刷紙Ｐの裏面に陽電荷を形成することによって、ドラム３０の表面に形成された陰トナー粒子を引き寄せ、印刷紙Ｐ上に画像を形成するようにする。
【０００８】
次に、定着器５０によって印刷紙Ｐ上に形成されたトナー画像に適当な熱と圧力をかけて融着させた後、印刷紙Ｐを出力する。
【０００９】
一方、ドラム３０の表面に残っている残余トナーは、掃除部７０を経てドラム３０で損傷なく除去されて廃トナーボックスに送られる。また、ドラム３０の表面に残っている残留電荷は、一定の光で中和されて初期状態となり、再び帯電器２０によって帯電されるようにする。
【００１０】
このような画像形成装置のうち、印刷紙に形成されたトナー画像を定着させる定着器は、定着の方式によってローラ方式とベルト方式とに大別される。
【００１１】
まず、図２を参照して、ローラ方式の定着器の構成について説明すれば、次の通りとなる。
【００１２】
ローラ方式の定着器５０は、基本的に、軸回転する加圧ローラ５２と、これに接触しながら回転し、加圧ローラ５２とともに印刷紙を挟むニップ部Ｎを形成する定着ローラ５４と、定着ローラ５４の中央部に具備され、定着ローラ５４に熱を伝達する発熱部５６とを含んで構成される。
【００１３】
印刷紙は、加圧ローラ５２と定着ローラ５４との間に流入し、加圧ローラ５２と定着ローラ５４との間の圧力および発熱部５６によって加熱された定着ローラ５４の表面熱によってトナー画像Ｔの定着が形成される。
【００１４】
しかし、このようなローラ方式の定着器は、定着ローラ５４内部に具備された発熱部５６の熱によって定着ローラ５４の外周面全体を加熱しなければならないため、定着ローラ５４を加熱するのに長い時間を要する。すなわち、このようなローラ方式の定着器は、定着ローラの熱容量が大きいため、初期の予熱時間が長いという問題点があった。
【００１５】
このような問題点を補うために、ベルト方式の定着器が提案された。
【００１６】
図３を参照して、ベルト方式定着器の構成について説明する。
【００１７】
ベルト方式の定着器６０は、軸回転する加圧ローラ６２と、加圧ローラ６２から回転力が伝達されて印刷紙Ｐとともに回転する定着ベルト６４と、電源の印加によって熱を発生させる発熱部６６とを含んで構成される。また、発熱部６６の前面で発熱部６６を保護する保護部６９が具備されており、発熱部６６の外側には支持部６８が具備されている。
【００１８】
すなわち、ベルト方式の定着器とは、定着ベルト６４が印刷紙Ｐとともに回転するものであり、定着ベルト６４内部に具備された発熱部６６が固定された状態で印刷紙Ｐを挟むニップ部Ｎに熱を伝達し、トナー画像Ｔの定着を行うものである。
【００１９】
したがって、回転する定着ベルト６４の外周面全体に熱を伝達せずに局部的にニップ部Ｎのみに熱を伝達するため、初期予熱時間を著しく短縮することができる。すなわち、ニップ部Ｎを形成する保護部６９や定着ベルト６４の熱容量が小さいため高速の昇温が可能となり、初期の余熱時間を減らして印刷待機時間を短縮させる。
【００２０】
しかし、前記のような構成を有するベルト方式の定着器は、局部的な加熱方式であって、ローラ方式の定着器に比べて初期の余熱時間を減らせるという利点はあるものの、熱容量が少なく、印刷紙の流入によって温度降下が生じるという問題点があった。
【００２１】
すなわち、相対的に温度が低い印刷紙が流入することでニップ部の温度が低下し、印刷過程の前半と後半とに温度差が生じることで定着程度に差が生じる。したがって、印刷紙の上側と下側の定着程度に差が生じ、印刷品質に差が生じるという問題点があった。
【００２２】
これとともに、発熱部の温度が適正な温度以上で過熱されるようになり、印刷品質が均等でなくなるという問題点があった。さらに、このために、発熱部に印加される電源を精密に制御しなければならないという問題点があった。
【特許文献１】特開２０００−２５９０１５号公報
【特許文献２】特開平５−２８１８７０号公報
【特許文献３】特開平１１−１９０９５１号公報
【特許文献４】特開２００５−３３８７８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
本発明は、前記した従来の問題点を解決するために案出されたものであって、本発明は、初期の予熱時間を短縮させるとともに、印刷紙の流入による温度変化を最小化した定着器およびこれを含む画像形成装置を提供することを目的とする。
【００２４】
また、本発明は、印刷負荷の変化に拘らずに印刷紙の定着の程度を均等にし、一定した印刷品質が得られる定着器およびこれを含む画像形成装置を提供すること他の目的とする。
【００２５】
また、本発明は、発熱部の温度を適正な温度範囲内で制御し、印刷紙の定着温度を適正に維持させる定着器およびこれを含む画像形成装置を提供することをさらに他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
前記のような目的を達成するために、本発明は、印刷紙に形成されたトナー画像を定着させる画像形成装置の定着器において、軸回転する加圧ローラと、前記加圧ローラとともに印刷紙を挟むニップ部を形成し、前記加圧ローラから回転力が伝達されて前記印刷紙とともに回転する定着ベルトと、電源の印加によって熱を発生させ、発生した熱の少なくとも一部を前記ニップ部側に伝達する発熱部と、前記発熱部の加熱温度範囲で相（ｐｈａｓｅ）が変化する材質で形成され、前記発熱部の熱によって潜熱を蓄積し、蓄積された潜熱を前記ニップ部側に供給する相変化部とを含んで構成される。
【００２７】
また、前記相変化部は、前記発熱部に接することが好ましく、前記相変化部は、前記発熱部の前記ニップ部が形成される側である前面とその反対側である背面のうちの少なくともいずれか一面に具備されることがより好ましい。
【００２８】
一方、前記相変化部は、固状と液状との間で相が変化することが好ましい。また、前記相変化部の融点は、前記ニップ部の定着温度以上で構成される。
【００２９】
これとともに、前記相変化部の材質は、溶融点が異なる複数の物質を混合して形成されることも可能である。この場合に、前記相変化部の融点は、前記複数の物質の混合比を変化させて調節することが好ましい。
【００３０】
また、前記相変化部は、鉛（Ｐｂ）と錫（Ｓｎ）のうちの少なくともいずれか１つの材質を含む。
【００３１】
一方、相変化部は、前記印刷紙の幅方向と進行方向の前面に渡って具備されたり、前記印刷紙の幅方向または進行方向に沿って一定間隔に配置された収容溝に配置されたりする。
【００３２】
また、本発明に係る定着器は、前記発熱部および前記相変化部の外部を囲む支持部と、前記発熱部と前記定着ベルトの内周面との間に具備され、前記定着ベルト上にニップ部を形成するニップ形成部とをさらに含む。
【００３３】
また、本発明は、上述した定着器を含む画像形成装置を提供する。
【００３４】
また、本発明の定着器は、印刷紙に形成されたトナー画像を定着させる画像形成装置の定着器において、加圧ローラと、前記加圧ローラとともに印刷紙を挟むニップ部を形成する定着要素と、電源の印加によって熱を発生させ、発生した熱の少なくとも一部を前記ニップ部側に伝達する発熱部と、前記発熱部に隣接配置され、前記発熱部の熱によって潜熱を蓄積し、蓄積された潜熱を前記ニップ部側に供給する相変化部とを含む。
【００３５】
前記相変化部は、前記発熱部の前記ニップ部が形成される側である前面とその反対側である背面のうちの少なくともいずれか一面に具備され、前記相変化部の材質は、溶融点が異なる複数の物質を混合して形成され、前記相変化部の融点は、前記複数の物質の混合比を変化させて調節することが好ましい。また、前記相変化部の融点は、前記複数の物質の混合比を変化させて調節することが好ましく、前記相変化部は、発熱部から伝達される熱の温度によって相が変化する物質で構成されることが好ましい。
【００３６】
前記相変化部は複数であって、前記発熱部の周囲に配置されたり、前記複数の相変化部は、定着要素の回転軸と平行して配置されたり、前記複数の相変化部は、定着要素の回転方向と対応するように配置されたりする。前記複数の相変化部は、相互に離隔配置されることが好ましい。
【００３７】
一方、前記相変化部は、第１特定相（ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ  ｐｈａｓｅ）を有する第１物質を具備した第１相変化部と、第２特定相を有する第２物質を具備した第２相変化部とを含んでいる。前記第１相変化部は、前記発熱部の第１温度によって相が変化することが好ましく、前記第２相変化部は、前記発熱部の第２温度によって相が変化することが好ましい。
【００３８】
前記相変化部は、前記定着要素と加圧ローラのうちの１つの回転軸と平行に配置されたり、前記相変化部は、前記発熱部と直接接触して配置されたりする。
【００３９】
また、印刷紙に形成されたトナー画像を定着させる画像形成装置の定着器において、加圧ローラと、前記加圧ローラとともに印刷紙を挟むニップ部を形成する定着要素と、電源の印加によって熱を発生させ、発生した熱の少なくとも一部を前記ニップ部側に伝達する発熱部と、前記定着要素と前記加圧ローラよりも熱容量が大きく、前記発熱部の熱によって潜熱を蓄積し、蓄積された潜熱を前記ニップ部側に供給する相変化部とを含む。
【発明の効果】
【００４０】
前記のような構成を有する本発明に係る定着器およびこれを含む画像形成装置は、次のような効果を有する。
【００４１】
第１に、相変化によって発熱部から発生した熱を潜熱に蓄積し、これをニップ部側に供給する相変化部を具備することによって、印刷紙の流入による温度降下を最小化し、均等な定着過程において均等な温度分布を維持して印刷品質を向上させるという利点がある。
【００４２】
すなわち、従来のローラ方式に比べて初期の予熱時間を格段に短縮し、待機時間を減少させるとともに、印刷紙の流入による温度変化量を画期的に減らすことで均等な定着温度を維持できるようになり、印刷紙の定着を均等にして熱的な安全性を満たすことができるようになる。
【００４３】
特に、相変化部を構成する物質の混合比を変化させることで定着温度に適合した融点での調節が可能であり、初期の予熱時間が短縮される高温昇温特性を維持しつつも、印刷紙の流入による温度降下をより効率的に短縮させることができる。
【００４４】
第２に、高速印刷などによる印刷負荷が増加しても、印刷負荷の変化にかかわらずに温度降下を最小化することができ、印刷品質を均等に維持できるという利点がある。
【００４５】
第３に、相変化部によって発熱部の温度が相変化部の融点以上になれば、残った熱は相変化部に伝達され、相変化部の潜熱として蓄積されるため、ニップ部の温度を定着に適当な温度で容易に調節できるようになるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
以下、添付の図面に基づき、本発明の好適な実施の形態を詳細に説明するが、本発明がこれらの実施形態によって制限または限定されることはない。図中、同じ参照符号は同じ部材を示す。
【００４７】
まず、図４を参照して、本発明の一実施形態に係る定着器の構成を説明すれば、次の通りとなる。
【００４８】
上述したように、定着器１００は、画像形成装置において印刷紙Ｐに形成されたトナー画像Ｔを適正な圧力と温度によって印刷紙Ｐ上に定着させる機器であって、本実施形態に係る定着器１００は、加圧ローラ１２０と、定着ベルト１４０と、発熱部１６０と、相変化部１７０とを含んで構成される。
【００４９】
加圧ローラ１２０は、駆動力の印加によって軸回転するローラであって、長さ方向に長く形成された円筒状で形成されるのが一般的である。本実施形態では、図４に示されたように、加圧ローラ１２０内部の一定部分が空いている円筒状で形成された形態を例示している。
【００５０】
定着ベルト１４０は、上述した加圧ローラ１２０とともにニップ部Ｎを形成する構成要素であって、加圧ローラ１２０からの回転力の伝達によって印刷紙Ｐとともに回転するように構成される。また、定着ベルト１４０は、加圧ローラ１２０に対応するように、長さ方向に長く形成されたベルト状で構成される。
【００５１】
ここで、ニップ部Ｎとは、加圧ローラ１２０と定着ベルト１４０が接触しながら印刷紙Ｐを挟む部位を指称する。
【００５２】
定着ベルト１４０は、円滑な回転のために一定の弾性力を有することが一般的であり、後述する発熱部１６０から発生した熱の伝達によってニップ部Ｎに流入する印刷紙Ｐに形成されたトナー画像Ｔを定着させる。
【００５３】
一方、定着ベルト１４０と加圧ローラ１２０との間には、印刷紙Ｐの定着に必要な一定の圧縮力が存在することが好ましい。
【００５４】
発熱部１６０は、外部からの電源の印加によって熱を発生させ、発生した熱の少なくとも一部をニップ部Ｎ側に伝達する役割を行う。ここで、発熱部１６０から熱を発生させる方式は、電熱線やランプを用いるなど多様な具現が可能である。
【００５５】
ここで、発熱部１６０の前面、より具体的には、発熱部１６０と定着ベルト１４０の内周面との間にはニップ形成部１５０が具備され、定着ベルト１４０が加圧ローラ１２０とともに印刷紙Ｐを挟むニップ部Ｎを形成し、発熱部１６０を保護する役割を行う。
【００５６】
これとともに、ニップ形成部１５０は、発熱部１６０から発生した熱を定着ベルト１４０のニップ部Ｎ側に伝達する。
【００５７】
相変化部１７０は、発熱部１６０の加熱温度範囲内で相が変化する材質で形成されており、発熱部１６０の熱によって潜熱を蓄積し、これをニップ部に供給する役割を行う構成要素である。
【００５８】
本実施形態において、相変化部１７０は、発熱部１６０と接するように構成され、発熱部１６０の熱の伝導によって伝達される。
【００５９】
相変化部１７０の位置には制限がないが、本実施形態では、図４に示すように、相変化部１７０が２つで形成されており、発熱部１６０の前面と背面にそれぞれ配置された形態を例示している。相変化部１７０の具備位置に対する変形例は、図６Ａおよび図６Ｂを参照して後述する。
【００６０】
相変化部１７０の相は、固相と液相または液相と気相の間で変化する。本実施形態では、容積変化が相対的に少ない上にパッケージングし易いように、固相と液相との間で相が変化する形態を例示している。
【００６１】
一方、相変化部１７０の融点は、発熱部１６０の加熱温度範囲内に存在する。
【００６２】
一般的に、熱が伝達する過程における熱損失によって、発熱部１６０の温度よりもニップ部Ｎの定着温度が少し低く形成される。作動環境に応じて異なるが、本実施形態では、その数値を解析した結果、発熱部１６０の温度が約２３０〜２４０℃の範囲に、ニップ部Ｎの定着温度が約１８０〜２００℃の範囲に存在している。
【００６３】
相変化部１７０は、発熱部１６０に接して構成されるため、融点がニップ部Ｎの定着温度以上であることが好ましい。
【００６４】
このような条件を満たす相変化部１７０の材質として、例えば、融点が２３２℃である錫、融点が１８３℃である鉛−錫の合金が適用される。
【００６５】
参考までに、鉛の融点は３２７℃であり、錫の融点は２３２℃であるが、２つの元素を混合すれば、混合された合金の融点は、共晶反応によって２つの元素の融点よりも低くなる。より具体的には、鉛と錫を６３：３７の比率で混合すれば、混合した合金の融点は１８３℃となる。
【００６６】
このように、相変化部１７０の材質は、溶融点が異なる複数の物質を混合して形成され、この場合に、相変化部１７０の融点は、複数の物質の混合比を変化させて調節される。
【００６７】
本実施形態では、発熱部１６０と相変化部１７０の外部を囲む支持部１８０が含まれており、支持部１８０が発熱部１６０と相変化部１７０を収容する。
【００６８】
また、熱の放熱を最小化するために、支持部１８０の少なくとも一部には、相変化部１７０の放熱を抑制する断熱部材を具備することが好ましい。
【００６９】
一方、定着ベルト１４０はポリイミド（ＰＩ）、ニップ形成部１５０は耐摩耗性および潤滑性を有する材質で形成されており、ニップ形成部１５０は発熱部１６０や相変化部１７０に比べて厚さが著しく薄いため、熱容量も極めて小さい。
【００７０】
本実施形態では、定着ベルト１４０の内周面の一部に回転案内部１９０が具備されており、定着ベルト１４０の回転を案内する役割を行う。
【００７１】
図５Ａおよび図５Ｂを参照して、上述した構成を有する定着器の予熱過程と定着過程における相変化部の機能と作用について具体的に説明する。
【００７２】
上述したように、相変化部１７０は、発熱部１６０の熱を潜熱として蓄積し、蓄積された潜熱をニップ部Ｎ側に供給する。
【００７３】
予熱過程においては、まず、発熱部１６０への電源の印加によって熱が発生する。発生した熱の一部は発熱部１６０の前方のニップ部Ｎ側に伝達され、残りの一部は発熱部１６０の前面と背面に形成された相変化部１７０に伝達される。
【００７４】
図５Ａに示すように、ニップ部Ｎの温度が定着温度Ｔｍａｘに到達した時点ｔ１において、相変化部１７０は、発熱部１６０から伝達された熱によって溶融しながら潜熱を蓄積する。
【００７５】
このとき、相変化部１７０の融点は、ニップ部Ｎの定着温度Ｔｍａｘ以上であることが好ましく、ニップ部Ｎの温度が定着温度に到達する際に、相変化部１７０の温度が融点に到達するように設定するのが好ましい。
【００７６】
次に、図５Ｂに示すように、予熱が完了した後、印刷紙の流入を経て定着が行われる定着過程においては、相対的に温度が低い印刷紙の流入に伴ってニップ部Ｎの温度が低くなり、印刷紙が排出されれば再び温度は上がり、発熱部１６０の熱によって最高温度まで上昇する（ｔ２時点）という過程を繰り返す。
【００７７】
このような一連の過程のうち、印刷紙が流入する際には、相変化部１７０が凝固するとともに、相変化部１７０が相変化によって蓄積しておいた潜熱をニップ部Ｎ側に供給し、熱容量が少ない発熱部１６０の温度降下を補う。
【００７８】
したがって、図５Ａおよび図５Ｂに示すように、本発明に係る定着器は、印刷紙Ｐが流入する際において、従来ではＴ２まで温度が低下していたが、本発明では温度の低下がＴ１までとなり、ニップ部Ｎの温度降下が従来に比べて著しく減少されたことを確認することができる。
【００７９】
このように、本発明は、相変化部１７０によって潜熱を蓄積し、これを定着過程においてニップ部Ｎ側に供給することで、印刷紙が流入する際に少ない熱容量による温度降下を最小化できる。
【００８０】
また、発熱部１６０の温度が相変化部１７０の融点以上となれば、残りの熱は相変化部１７０に伝達されて相変化部１７０の潜熱として蓄積されるため、ニップ部Ｎの温度定着において適当な温度で調節が可能となる。すなわち、ニップ部Ｎの最高温度を一定範囲内で容易に調節できる。
【００８１】
図６Ａおよび図６Ｂを参照して、本発明の相変化部の具備位置を相違させた変形例について説明する。
【００８２】
上述した実施形態では、相変化部１７２が発熱部１６０の前面と背面にそれぞれ配置された形態で構成されているが、本変形例は、相変化部１７２が単一層で形成された形態で構成される。
【００８３】
より具体的に説明すると、図６Ａは、相変化部１７２が発熱部１６０の前面、具体的には、発熱部１６０とニップ形成部１５０との間に具備された形態で形成されており、図６Ｂは、相変化部１７４が発熱部１６０の後面、具体的には、発熱部１６０と支持部１８０との間に具備された形態で形成されている。
【００８４】
このように、相変化部の具備位置は多様な変形が可能であり、発熱部の側面部位に具備されたり、発熱部の外面を囲む形態で具備されることも可能である。
【００８５】
図７Ａないし図７Ｃを参照して、本発明の相変化部の配置形態を相違させた変形例について説明する。
【００８６】
相変化部２７０、３７０、４７０は、印刷紙の幅方向と印刷紙の進行方向に亘って多様な形態で配置が可能である。
【００８７】
図７Ａは、ハウジング２７５の内部に相変化部２７０が印刷紙の幅方向と進行方向に亘る面で具備された形態を例示している。
【００８８】
また、図７Ｂおよび図７Ｃは、相変化部３７０、４７０が印刷紙の幅方向または進行方向に沿って一定間隔で配置された収容溝に配置された形態を例示している。より具体的に、図７Ｂは、ハウジング３７５上において印刷紙の幅方向に一定間隔で配置された円形の溝に相変化部３７０が具備された形態で形成されており、図７Ｃは、ハウジング４７５上において印刷紙の進行方向に沿って区画された長方形溝に相変化部４７０が具備された形態で形成されている。
【００８９】
上述したように、本発明の好ましい実施形態を参照して説明したが、該当の技術分野において熟練した当業者にとっては、特許請求の範囲に記載された本発明の思想および領域から逸脱しない範囲内で、本発明を多様に修正および変更させることができることを理解することができるであろう。すなわち、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲に基づいて定められ、発明を実施するための最良の形態により制限されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】一般的な電子写真式の画像形成装置を示した構成図である。
【図２】従来のローラ方式の定着器を概略的に示した断面図である。
【図３】従来のベルト方式の定着器を概略的に示した断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る定着器を概略的に示した断面図である。
【図５Ａ】予熱過程と定着過程において、時間によるニップ部の温度変化を示したグラフである。
【図５Ｂ】予熱過程と定着過程において、時間によるニップ部の温度変化を示したグラフである。
【図６Ａ】本発明の相変化部の具備位置を相違させた変形例を概略的に示した断面図である。
【図６Ｂ】本発明の相変化部の具備位置を相違させた変形例を概略的に示した断面図である。
【図７Ａ】本発明の相変化部の配置形態を相違させた変形例を概略的に示した断面図である。
【図７Ｂ】本発明の相変化部の配置形態を相違させた変形例を概略的に示した断面図である。
【図７Ｃ】本発明の相変化部の配置形態を相違させた変形例を概略的に示した断面図である。
【符号の説明】
【００９１】
１４：ポリゴンミラー
１６：レンズ
１８：反射ミラー
２０：帯電器
３０：ドラム
４０：磁性ローラ
５０：定着器
５２、６２、１２０：加圧ローラ
５４：定着ローラ
５６：発熱器
６４、１４０：定着ベルト（定着要素）
６６、１６０：発熱部
６８、１８０：支持部
６９：保護部
７０：掃除部
１５０：ニップ形成部
１７０、１７２、１７４、２７０、３７０、４７０：相変化部
１９０：回転案内部
２７５、３７５、４７５：ハウジング
Ｐ：印刷紙
Ｎ：ニップ
Ｔ：トナー画像
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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