(57)【要約】【課題】輻射方式だけに頼る場合よりも迅速な温度立ち上げが可能で、しかも、（１）発熱体、熱伝導体、無端移動体又は摺擦接点の摩耗による低寿命化、（２）発熱体や熱伝導体との摺擦による無端移動体の表面移動速度の不安定化、（３）摺擦接点での電気的なノイズの発生を何れも回避することができる定着装置１００を提供する。【解決手段】加熱ローラ１０１のローラ部１０２内周面と、これを加熱する加熱部材１０３とを接離させる接離機構１０６を設けた。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録体に密着する密着体と、発熱体の発熱によって該密着体を加熱する加熱手段とを備え、該密着体を介した該発熱体から該記録体への熱伝導を利用して、該記録体に可視像を定着せしめる定着装置において、
上記密着体と上記加熱手段とを接離させる接離手段を設けた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、
上記密着体に光照射するための発光体を、上記発熱体とは別に設けた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、
上記加熱手段として、互いに給電経路の異なる複数の上記発熱体を備えるものを用いた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、
上記密着体から離間している上記加熱手段と、該密着体との間に流体を介在させる流体介在手段を設けたことを特徴とする定着装置。
【請求項５】
請求項４の定着装置において、
上記流体介在手段として、上記密着体における上記加熱手段との接触面に流体を塗布する流体塗布手段を用いたことを特徴とする定着装置。
【請求項６】
請求項５の定着装置において、
上記流体塗布手段によって上記接触面に塗布された流体の膜厚を規制する膜厚規制部材を設けたことを特徴とする定着装置。
【請求項７】
請求項４、５又は６の定着装置において、
上記密着体として、上記加熱手段及び流体塗布手段をローラ中空に内包しつつ、ローラ外周面を上記記録体に密着させるローラ部材を用いたことを特徴とする定着装置。
【請求項８】
記録体の表面に可視像を形成する可視像形成手段と、該可視像を該記録体の表面に定着せしめる定着装置とを備える画像形成装置において、
上記定着装置として、請求項１、２、３、４、５、６又は７のものを用いたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録体に密着する密着体と、発熱体の発熱によってこの密着体を加熱する加熱手段とを備え、密着体を介した発熱体から記録体への熱伝導を利用して、記録体に可視像を定着せしめる定着装置及びこれを備える画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、転写紙等の記録体に画像を定着せしめる定着装置として、記録体に密着するローラ部材やベルト部材などの密着体を輻射方式で加熱することで、密着体を介した発熱体から記録体への熱伝達を行うものが知られている（例えば特許文献１等）。また、発熱体を有する加熱手段を駆動中の密着体に対して接触させることで、密着体を介した発熱体から記録体への熱伝達を行うものも知られている（例えば特許文献２や特許文献３等）。また、発熱体を内包する密着体から記録体への熱伝達を行うものも知られている（例えば特許文献４や特許文献５等）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−１１４２１８号公報
【特許文献２】
特開平１１−２４４６４号公報
【特許文献３】
特開平１０−６９１７７号公報
【特許文献４】
特開平１１−１５３１７号公報
【特許文献５】
実公昭５６−３７２３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１に記載の定着装置は、発熱体たるハロゲンランプによって密着体たるローラ部材を内部から輻射加熱するものである。しかしながら、この種の定着装置では、密着体の加熱を熱伝達効率の悪い輻射方式に頼っているため、発熱体に給電を開始してから密着体を所望の値に昇温せしめるまでの温度立ち上げに長時間を要してしまう。一般に、画像形成装置においては、画像形成命令を受け付けてから画像形成に必要な諸条件を整えるまでのウオーミングアップにある程度の時間を要するが、その大半が定着装置の温度立ち上げに費やされてしまう。このため、温度立ち上げ時間をできる限り短縮することが望まれている。
【０００５】
一方、上記特許文献２に記載の定着装置は、発熱体を有する加熱手段を密着体たるローラ部材の内周面（伝熱層）に当接せしめて、発熱体からローラ部材への接触熱伝導を可能にしたものである。また、上記特許文献３に記載の定着装置は、発熱体を有する加熱手段を密着体たるベルト部材（定着フィルム）のループ内周面に押圧せしめて、発熱体からベルト部材への接触熱伝導を可能にしたものである。これらの定着装置は、輻射よりも熱伝達効率の良い接触熱伝導方式によって密着体たるローラ部材やベルト部材を加熱することにより、温度立ち上げ時間を短縮することができる。しかしながら、発熱体を有する加熱手段と、ローラ部材やベルト部材とを摺擦させる構成になっているため、摺擦に伴う両者の摩耗によって定着装置の寿命を縮めてしまうという問題がある。また、摺擦によってローラ部材やベルト部材の表面移動速度を不安定にしてしまうという問題もある。
【０００６】
また一方、上記特許文献４に記載の定着装置は、内周面側に内包させた発熱体（抵抗発熱体層）によって密着体たるローラ部材を昇温せしめるものである。また、上記特許文献５に記載の定着装置は、内周面側に内包させた発熱体（発熱部）によって密着体たるベルト部材を昇温せしめるものである。これらの定着装置においても、ローラ部材やベルト部材の基体内で発熱体を発熱させることで、輻射方式に比べて温度立ち上げ時間を短縮することができる。しかも、発熱体を密着体と一緒に無端移動せしめることで、発熱体を有する加熱手段、密着体との摺擦を回避しているので、上述のような低寿命化や、表面移動速度の不安定化を回避することができる。しかしながら、密着体とともに移動する発熱体への給電を可能にすべく、例えば装置本体に固定した給電電極を、ローラ部材に設けた受電電極に突き当てて摺擦させるなど、発熱体への給電用電気経路に摺擦接点を設ける必要がある。そして、摺擦接点の摩耗によって定着装置の寿命を縮めてしまうという問題があった。また、安定した電流の受け渡しを摺擦接点で行うことができず、電気的なノイズを発生させて画像に悪影響を及ぼすおそれもあった。
【０００７】
本発明は以上の背景に鑑みてなされたものである。そして、その目的とするところは、輻射方式だけに頼る場合よりも迅速な温度立ち上げが可能で、しかも次に掲げる事項を何れも回避することができる定着装置及び画像形成装置を提供することである。
（１）加熱手段、密着体、摺擦接点等の摩耗による低寿命化
（２）加熱手段との摺擦による密着体の表面移動速度の不安定化
（３）摺擦接点での電気的なノイズの発生
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、記録体に密着する密着体と、発熱体の発熱によって該密着体を加熱する加熱手段とを備え、該密着体を介した該発熱体から該記録体への熱伝導を利用して、該記録体に可視像を定着せしめる定着装置において、上記密着体と上記加熱手段とを接離させる接離手段を設けたことを特徴とするものである。
この定着装置においては、発熱体を有する加熱手段が接離手段によって密着体に接触せしめられて発熱体から密着体に接触熱伝導させることで、輻射方式だけに頼る場合よりも迅速な定着装置の温度立ち上げを実現することができる。
また、温度立ち上げの後、ローラ部材やベルト部材等の密着体の駆動を開始するのに先立って、接離手段が加熱手段を密着体から離間させることで、加熱手段と密着体との摺擦を回避することができる。更には、その摺擦による密着体の表面移動速度の不安定化も回避することができる。
また、加熱手段と駆動中の密着体とを離間させることで、加熱手段を密着体の駆動に伴って移動させることがないので、給電用電気経路に摺擦接点を設けなくても発熱体に給電することができる。よって、摺擦接点の摩耗による定着装置の低寿命化と、摺擦接点での電気的なノイズの発生とを何れも回避することができる。
以上の結果、輻射方式だけに頼る場合よりも迅速な定着装置の温度立ち上げを実現しつつ、上述した（１）〜（３）の事項を何れも回避することができる。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１の定着装置において、上記密着体に光照射するための発光体を、上記発熱体とは別に設けたことを特徴とするものである。
この定着装置において、加熱手段を密着体から離間させているときには、密着体を発光体からの光照射によって輻射加熱することが可能である。よって、加熱手段の発熱体として輻射性能の低いものを用いても、駆動中の密着体の温度低下を抑えて、記録体に対して安定した加熱温度で定着処理を施すことができる。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１又は２の定着装置において、上記加熱手段として、互いに給電経路の異なる複数の上記発熱体を備えるものを用いたことを特徴とするものである。
この定着装置においては、複数の発熱体に対してそれぞれ個別に給電の入切が行われることで、加熱手段による加熱能力が調整される。そして、記録体のサイズに合わせて加熱能力が調整されることで、記録体に対して安定した加熱温度で定着処理を施しながら、省エネルギー化を図ることができる。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項１、２又は３の定着装置において、上記密着体から離間している上記加熱手段と、該密着体との間に流体を介在させる流体介在手段を設けたことを特徴とするものである。
この定着装置においては、密着体とこれから離間している加熱手段との間に流体を介在させることで、発熱体から駆動中の密着体に接触熱伝導させることができる。よって、密着体を駆動しているときでも記録体に対して安定した加熱温度で定着処理を施しつつ、駆動中の密着体を輻射方式だけで加熱する場合に比べて省エネルギー化を図ることができる。
【００１２】
請求項５の発明は、請求項４の定着装置において、上記流体介在手段として、上記密着体における上記加熱手段との接触面に流体を塗布する流体塗布手段を用いたことを特徴とするものである。
この定着装置においては、密着体上で流体を蒸発させる構造になっていても、密着体における加熱手段との接触面に流体を塗布することで、密着体と加熱手段との間に流体を安定して介在させることができる。
【００１３】
請求項６の発明は、請求項５の定着装置において、上記流体塗布手段によって上記接触面に塗布された流体の膜厚を規制する膜厚規制部材を設けたことを特徴とするものである。
この定着装置においては、密着体に塗布した流体を密着体の駆動に伴って加熱手段との対向位置まで移動させるのに先立ってその膜厚を規制することで、加熱手段の周囲に過剰な量の流体を存在させることによる熱損を抑える。そして、このことにより、無駄なエネルギー消費を抑えることができる。
【００１４】
請求項７の発明は、請求項５又は６の定着装置において、上記密着体として、上記加熱手段及び流体塗布手段をローラ中空に内包しつつ、ローラ外周面を上記記録体に密着させるローラ部材を用いたことを特徴とするものである。
この定着装置においては、ローラ部材の中空を有効利用して加熱手段及び流体塗布手段を配設することで、装置本体の省スペース化を図ることができる。
【００１５】
請求項８の発明は、記録体の表面に可視像を形成する可視像形成手段と、該可視像を該記録体の表面に定着せしめる定着装置とを備える画像形成装置において、上記定着装置として、請求項１、２、３、４、５、６又は７のものを用いたことを特徴とするものである。
この画像形成装置においては、請求項１の定着装置と同様の作用により、輻射方式だけに頼る場合よりも迅速な定着装置の温度立ち上げを実現しつつ、上述した（１）〜（３）の事項を何れも回避することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した画像形成装置の一実施形態として、電子写真方式のプリンタ（以下、単にプリンタという）について説明する。
まず、図１を参照しながら、このプリンタの基本的な構成について説明する。図において、このプリンタは、潜像担持体たるドラム状の感光体１の周囲に、帯電チャージャ２、露光装置３、現像装置４、転写手段たる転写ローラ５、クリーニング装置６、除電装置７などを備えている。また、転写ローラ５の側方に、レジストローラ対８、紙搬送装置９、上案内板１０、下案内板１１、定着装置１００などを備えている。
【００１７】
上記感光体１は、図示しない駆動手段によって図中時計回りに回転せしめられる。上記帯電チャージャ２は、このように回転する感光体１の表面をコロナ放電等によって一様に帯電せしめる。上記露光装置３は、パーソナルコンピュータ等から送られてくる画像信号に基づいて、レーザ光などを照射して感光体１の表面に静電潜像を形成せしめる。この静電潜像は、感光体１の回転に伴って上記現像装置４との対向領域である現像領域まで搬送される。上記現像装置４は、現像ローラを有しており、これに担持した帯電済みのトナーを感光体１の静電潜像に付着させる。この付着により、静電潜像が可視像としてのトナー像に現像される。現像されたトナー像は、感光体１の回転に伴い、上記転写ローラ５との対向位置に搬送される。この対向位置では、弾性を発揮する転写ローラ５が所定の圧力で感光体１に当接してその当接部を柔軟に変形させることで、転写ニップを形成している。
【００１８】
一方、図示しない給紙装置からは、記録体たる転写紙Ｐが所定のタイミングで送り出され、上記レジストローラ対８に挟まれる。このレジストローラ対８は、挟み込んだ転写紙Ｐを上記転写ニップにて感光体１上の上記トナー像に重ね合わせ得るタイミングで上記転写ニップに向けて送り出す。送り出された転写紙Ｐは、上案内板１０と下案内板１１との間を通過して転写ニップに向けて案内される。そして、転写ニップに挟まれて感光体１上のトナー像と重ね合わされる。
【００１９】
上記転写ニップ内においては、図示しない電源によって転写バイアスが印加される転写ローラ５と、感光体１上の静電潜像領域との間に転写電界が形成される。感光体上のトナー像は、この転写電界やニップ圧の影響を受けてドラム表面から転写紙Ｐ表面に転写される。トナー像が転写せしめられた転写紙Ｐは、転写ニップを出た後に上記紙搬送装置９上に送られる。この紙搬送装置９は、図示しない駆動手段によって図中反時計回りに回転駆動されるベルト駆動ローラ９ａと、従動ローラ９ｂとによって紙搬送ベルト９ｃを張架している。紙搬送ベルト９ｃは、ベルト駆動ローラ９ａの回転駆動によって図中反時計回りに無端移動せしめられる。紙搬送装置９上に送られた転写紙Ｐは、無端移動する紙搬送ベルト９ｃ上に保持されながら図中左方向に搬送される。そして、上記定着装置１００内でトナー像が表面に定着せしめられた後、機外へと排出される。
【００２０】
上記転写ニップを通過した後の感光体１表面には、転写紙Ｐに転写されずに残ってしまった残留トナーが付着している。この残留トナーは、感光体１の表面移動に伴って上記クリーニング装置６との対向領域を通過する際に、クリーニングブレードによって機械的に掻き取り除去される。このようにしてクリーニングされた感光体１表面は、上記除電装置７との対向位置で除電されて次の画像形成プロセスに備えられる。
【００２１】
以上の基本的な構成を備える本プリンタは、記録体たる転写紙Ｐの表面に可視像たるトナー像を形成する可視像形成手段を備えている。この可視像形成手段は、感光体１、帯電チャージャ２、露光装置３、現像装置４、転写ローラ５、除電装置７等によって構成されている。
【００２２】
次に、本実施形態に係るプリンタの特徴的な構成について説明する。
図２は上記定着装置１００と、これに電気を供給する定着電源１２とを示す断面図である。定着装置１００は、互いに当接して定着ニップを形成しながら当接部で表面を順方向に移動させるように回転駆動せしめられる加熱ローラ１０１と加圧ローラ１２０とを有している。
【００２３】
上記加圧ローラ１２０は、金属等の剛性の高い材料からなる芯金１２１と、これの周面に被覆されたゴム等の弾性材料からなる弾性層１２２とを有しており、弾性層を加熱ローラ１０１に圧接させている。この圧接によって弾性層１２２が弾性変形することで、密着性の高い定着ニップが形成される。弾性層１２２のローラ軸線方向の長さは芯金１２１よりも短くなっており、ローラ両端部で芯金１２１が突出している。これら芯金１２１の突出部は、それぞれ図示しない軸受けに回動自在に支持されており、一方の突出部にはローラに回転駆動力を伝達するための図示しないギヤが固定されている。
【００２４】
ローラ部材たる上記加熱ローラ１０１は、中空構造のローラ部１０２と、これの両端からそれぞれ突出する軸部とを有している。２つの軸部のうち、図中奥側の軸部１０２ａは、ローラ部１０２と同様に中空構造になっている。また、何れか一方の軸部には、ローラに回転駆動力を伝達するためのギヤが固定されている。本実施形態のプリンタでは、ローラ部材１０２の材料として、金属の中でも熱伝導率の比較的高いアルミが用いられており、ローラ部１０２の肉厚は１．０［ｍｍ］になっている。
【００２５】
加熱ローラ１０１の中空内部には、加熱手段たる加熱部材１０３と、接離手段たる接離機構１０６とが配設されている。加熱部材１０３は、発熱層１０４とこれに積層された補強層１０５とを有しており、全体として、ローラ部１０２の内周面と同じ曲率で湾曲した形状になっている。そして、発熱層１０４は、素材シート中に図示しない発熱体を埋設した構造になっており、素材シートには、リコンゴム、ポリイミド、ポリエステル不織布等の絶縁材料が用いられている。発熱体は、銅ニッケルやニクロム線等の金属線材からなり、編み目や蛇行線などの形状で素材シート中に所定密度で埋設されている。発熱体には、電源供給用の電源コード１３の一端が接続されている。補強層１０５は、金属、ガラス、セラミック、耐熱プラスチック等などといった剛性の比較的高い材料からなり、加熱部材１０３全体に対して容易に撓らせない程度の剛性を発揮させる役割を担っている。
【００２６】
加熱ローラ１０１の中空内部に配設された上記接離機構１０６は、ローラ軸方向に延在する片持ち梁１０８や、これに吊り下げ固定された複数の接離ソレノイド１０７などを有している。片持ち梁１０８は、図示しない支柱に片持ち支持されながら、自由端側を中空の上記軸部１０２ａの端から上記ローラ部１０２内に挿入せしめられている。図２では接離ソレノイド１０７を１つしか示していないが、接離ソレノイド１０７は片持ち梁１０８の長さ方向に複数配設されている。各接離ソレノイド１０７の駆動軸先端には、上述の加熱部材１０３が接続されている。駆動停止時の接離ソノイド１０７は、本体から大きく延ばした駆動軸で加圧部材１０３を加熱ローラ１０１のローラ部１０２内周面に押し付けている。加熱部材１０３の発熱層１０４内の図示しない発熱体に一端側が接続された電源コード１３は、もう一端側を片持ち梁１０８上に這うように支持されながら、軸部１０２ａの中空を通ってローラ外に出ている。そして、ローラ外に配設された定着電源１２に接続されている。
【００２７】
図３は、本プリンタの電気回路の一部を示すブロック図である。図において、制御手段たる制御部１５０は、プリンタ内部の各機器を駆動制御して、画像形成プロセスを実行させる。この制御部１５０には、定着装置の接離ソレノイド１０７、上記加熱ローラ（１０１）の表面温度を検知する表面温度検知手段１５１、定着装置の各ローラの駆動源となる定着駆動モータ１５２などが接続されている。また、定着電源１２内に配設された電源ドライバ１２ａも接続されている。制御部１５０は、図示しないパーソナルコンピュータ等からプリントスタート命令信号が送られてくると、電源ドライバ１２ａに給電信号を送って定着電源１２から加熱部材１０３の発熱体１０４ａへの給電を開始させる。この給電に伴って発熱体１０４ａが発熱すると、発熱層１０４から上記加熱ローラ（１０１）に接触熱伝導が起こって加熱ローラ（１０１）が速やかに昇温せしめられる。
【００２８】
密着体たる加熱ローラ１０１の温度立ち上げ時間を短くするには、ローラ部１０２の材料としてアルミ等の熱伝導率の高いものを用いるとともに、その厚みをできるだけ薄くして加熱ローラ１０１の蓄熱量を少なくすることが望ましい。但し、蓄熱量を少なくすると、定着時の転写紙Ｐへの熱伝導に伴う加熱ローラ１０１の温度低下の応答を速めるため、温度を迅速に復帰させ得る加熱能力が加熱部材１０３に要求されることになる。
【００２９】
制御部１５０は、表面温度検知手段１５１から送られてくる表面温度信号が加熱ローラ１０１の昇温に伴って所定の閾値に達すると、接離ソレノイド１０７の駆動をＯＮする。すると、図４に示すように、接離ソレノイド１０７の駆動軸が本体内に向けて縮んで加熱部材１０３が加熱ローラ１０１のローラ部１０２内周面から約２００［μｍ］離間する。この後、制御部１５０（図３参照）の制御によって上記感光体や定着装置（の各ローラ）の駆動が開始されて、上記感光体上にトナー像が形成され始める。図２や図４では、湾曲した加熱部材１０３として、ローラ部１０２内周の１／４程度の長さのものを設けた例を示したが、内周面のほぼ全域を覆うような長さのものを設けてもよい。この場合、加熱部材１０３の形状は円筒に近いものになる。かかる加熱部材１０３については、接離ソレノイド１０７の他に、加熱部材１０３の径を広げたり縮めたりする機構を設けて、定着ニップから比較的離れた箇所をローラ部１０２内周面に接離させるようにする。
【００３０】
回転駆動中の加熱ローラ１０１は、金属線材からなる発熱体１０４ａの給電に伴う発光によって輻射加熱される。加熱ローラ１０１のローラ部１０２内周面からの離間に伴って、加熱部材１０３による加熱方式が効率の良い接触熱伝導方式から効率の悪い輻射方式に切り替わるのである。本プリンタでは、この輻射方式に切り替わっても加熱ローラ１０１の表面温度を上記閾値以上に保ち得る加熱能力を発揮させるように、発熱層１０４中における発熱体１０４ａの埋設密度をある程度高く設定している。具体的には、発熱層１０４として、厚さ１．０［ｍｍ］のシリコンゴムからなる素材シート中に発熱体１０４ａを２．０［Ｗ／ｃｍ２］のワット密度で配設せしめたものを用いている。また、できるだけ輻射の効率を高めるように、加熱部材１０３（発熱層１０４）とローラ部１０２内周面との間隙を２００［μｍ］という微小なものに留めている。また、ローラ部１０２の内周面のうち、少なくとも加熱ローラ１０１の熱が転写紙Ｐに奪われる定着ニップの箇所を加熱させるように加熱部材１０３を配設している。このような配設により、定着ニップにておもて面側から熱が奪われる加熱ローラ１０１に対して裏面側から熱を付与して、ローラ表面の温度変化を抑えることができる。
【００３１】
図示しない支柱に片持ち支持される片持ち梁１０８、これに直接あるいは間接的に固定された接離ソレノイド１０７及び加熱部材１０３は、何れも回転する加熱ローラ１０１からは独立した固定状態になっている。このため、図５に示すように加熱ローラ１０１が回転しても、これに連れ回ることなくローラ中空内で不動の状態を維持する。このように不動の状態を維持する加熱部材１０３内の発熱体と、加熱ローラ１０１の外に配設された定着電源１２とを結ぶ電源コード１３は、加熱ローラ１０１に連れ回るようなことがない。このため、本プリンタ１００の定着装置では、定着電源１２から発熱体１０４ａに至るまでの給電経路内に摺擦接点を設けることなく、発熱体への給電を可能にしている。
【００３２】
なお、先に示した図３において、定着装置１２の電源ドライバ１２ａは、制御部１５０からの信号に基づいて、定着装置１２からの出力電圧を切り替える電圧切り替え手段として機能するようになっている。この出力電圧の切り替えとは、出力電圧を非出力値である０［Ｖ］と、実質的な出力値である０［Ｖ］以外の値との切り替えではなく、後者の出力値を少なくとも２以上の値で切り替えることを意味する。具体的には、温度立ち上げ時に出力される比較的高い値の「立ち上げ用電圧」と、温度立ち上げ後の定常運転時に出力される比較的低い値の「定常運転用電圧」とで切り替える。図示しないパーソナルコンピュータ等からプリント開始命令信号を受信すると、制御部１５０は定着装置１２の電源ドライバ１２ａに、温度立ち上げ信号を送る。この温度立ち上げ信号を受信した電源ドライバ１２ａは、「立ち上げ用電圧」を定着装置１２から出力させる。そして、表面温度検知手段１５１により、加熱ローラ（１０１）の表面温度について例えば１４０［℃］などといった所定値以上が検知されると、制御部１５０は電源ドライバ１２ａに定常運転信号を送る。これを受信した電源ドライバ１２ａは、定着装置１２からの出力電圧値を、「立ち上げ用電圧」から「定常運転用電圧」に切り替えさせる。かかる構成では、温度立ち上げ時には、定常運転時よりも大きな値の「立ち上げ用電圧」の供給によって発熱体１０４ａの発熱量をより大きくすることで、更に迅速な温度立ち上げを実現することができる。また、温度立ち上げ後の定常運転時には、「立ち上げ用電圧」よりも小さな値の「定常運転用電圧」の供給によって発熱体１０４ａの発熱量をより小さくすることで、過剰な発熱による無駄なエネルギー消費を抑えることもできる。
【００３３】
次に、実施形態に係るプリンタに、より特徴的な構成を付加した各実施例について説明する。
［実施例１］
図６は、本実施例１に係るプリンタの定着装置１００を示す要部構成図である。加熱ローラ１０１内の加熱部材１０３は、定着ニップとは正反対側のローラ部１０２内周面に接離するように設けられている。加熱部材１０３の発熱層１０４の発熱体としては、発光しないものが用いられている。例えば、ＳＵＳ、アルミ、ステンレス鋼等からなる金属箔や、ガラス芯、シリコンゴム芯、セラミックヒータ、抵抗発熱体を樹脂材料で被覆したコード状ヒータなどである。このような発光しない発熱体を有する加熱部材１０３は、輻射方式の加熱効率が極めて悪い。よって、ローラ部１０２内周面から離間する加熱ローラ１０１の回転駆動中（以下、単に「ローラ駆動中」という）に、加熱ローラ１０１の温度を低下させてしまうおそれがある。そこで、本プリンタでは、加熱ローラ１０１内に、発光による輻射加熱が可能な発光体たる管状ランプヒータ１１０を配設している。かかる構成では、加熱部材１０３がローラ内周面から離間しているローラ駆動中に、管状ランプヒータ１１０が発光による輻射加熱を行うことができる。そして、ローラ部１０２を効率良く輻射加熱して安定した定着温度を維持することができる。また、ローラ駆動の直前には、管状ランプヒータ１１０が加熱部材１０３とともにローラ部１０２内周面を加熱することで、迅速な温度立ち上げを補助することもできる。なお、加熱部材１０３を定着ニップとは反対側のローラ部１０２内周面に接離させるように設けたのは、定着ニップの箇所を管状ランプヒータ１１０によって加熱させる目的からである。
【００３４】
［実施例２］
図７は、本実施例２に係るプリンタの定着装置１００を示す要部構成図である。また、図８は、加熱部材１０３を内周面から離間させた状態を示す要部構成図である。本プリンタの定着装置１００においては、ローラ部１０２内周の１／４程度の長さの加熱部材１０３が、加熱ローラ１０１内に４つ配設されている。それぞれの加熱部材１０３は、ローラ部１０２内周面に対して、それぞれ９０［°］ずつ位相した箇所に接離するように配設されている。このような配設により、ローラ部１０２内周面のほぼ全域に対して接触熱伝導方式の加熱を施すことができる。加熱部材１０３の発熱層１０４内の発熱体については、給電に伴って発光するタイプのものが用いられているので、ローラ駆動中には効率良い輻射加熱を行うことができる。
【００３５】
４つの加熱部材１０３の発熱層１０４内にそれぞれ設けられた発熱体に対しては、それぞれ個別に給電の入切がなされるようになっている。具体的には、図７や図８では便宜上、図示を省略しているが、それぞれの発光体から延びる電源コード（図２の１３に相当する）は、図示しない定着電源の互いに異なる端子に接続されている。各発光体はそれぞれ給電経路が異なっているのである。定着電源の電源ドライバ（図３の１２ａ）は、これら端子に対してそれぞれ個別に接点を入切する。かかる構成では、各発熱体に対してそれぞれ個別に給電の入切が行われることで、４つの加熱部材１０３からなる加熱手段による加熱能力が調整される。そして、転写紙のサイズに合わせて加熱能力が調整されることで、転写紙に対して安定した加熱温度で定着処理を施しながら、省エネルギー化を図ることができる。
【００３６】
［実施例３］
図９は、本実施例３に係るプリンタの定着装置１００を示す要部構成図である。本プリンタの定着装置１００は、実施形態に示した定着装置の加熱ローラ１０１内に、流体塗布手段たるオイル塗布ローラ１１１と、膜厚規制部材たる膜厚規制ブレード１１２とを付加した構成になっている。オイル塗布ローラ１１１は、周面に多数の孔が設けられた中空のアルミ筒と、これの表面に被覆されたフェルトとを有し、アルミ筒内に流体たるオイル１３０を収容している。そして、加熱ローラ１０１のローラ部１０２内周面における定着ニップとは反対側の箇所に当接して従動回転するようになっている。この従動回転に伴い、上記孔からフェルト内に滲み出したオイル１３０が加熱ローラ１０１のローラ部１０２内周面に塗布されて液膜となる。液膜は、ローラ部１０２内周面に所定の間隙を介して配設された膜厚規制ブレード１１２によって膜厚が規制された後、加熱部材１０３とローラ部１０２内周面との間隙に進入する。そして、加熱部材１０３とローラ部１０２内周面との間に介在して、前者から後者への接触熱伝導を可能にする。加熱ローラ１０１の回転に伴って加熱部材１０３とローラ部１０２内周面との間隙を通り抜けたオイル１３０は、オイル塗布ローラ１１１によるオイル塗布位置に戻る。オイル１３０としては、ジメチルシリコーンオイル、ポリエチレングリコール、高級パラフィン系炭化水素類などが用いられている。
【００３７】
かかる構成の定着装置１００においては、加熱ローラ１０１のローラ部１０２内周面と、これから離間している加熱部材１０３との間にオイル１３０を介在させることで、発熱体から駆動中の加熱ローラ１０１に接触熱伝導させることができる。よって、加熱ローラ１０１を回転駆動しているときでも、転写紙Ｐに対して安定した加熱温度で定着処理を施しつつ、回転駆動中の加熱ローラ１０１を輻射方式だけで加熱する場合に比べて省エネルギー化を図ることができる。また、液膜を加熱ローラ１０１の回転に伴って加熱部材１０３との対向位置まで移動させるのに先立ってその膜厚を規制することで、加熱部材１０３の周囲に過剰な量の流体を存在させることによる熱損を抑える。そして、このことにより、無駄なエネルギー消費を抑えることができる。
【００３８】
なお、ローラ部１０２内周面と、これから離間している加熱部材１０３との間にオイル１３０を介在させる手段として、ローラ部１０２の中空構造を利用してもよい。具体的には、図１０に示すように、て、加熱部材１０３が浸る程度の量のオイル１３０をローラ部１０２内に充填するのである。充填されたオイル１３０は定着ニップの箇所に溜まり、ローラに連れ回らずに重力によってそこに留まることになる。よって、このようにローラ１０２内にオイル１３０を充填することで、ローラ部１０２の中空構造に流体介在手段としての機能を発揮させることができる。但し、この場合、オイル１３０として揮発性のものを用いると、その蒸発に伴う液量低下を補うべく、ローラ１０２内にオイル１３０を定期的に補充する手間を強いられる。また、加熱部材１０３の周囲に過剰な量のオイル１３０を存在させてそれに熱伝導させることにより、熱損を大きくしてしまう。一方、図９に示した定着装置では、オイル１３０を蒸発させても、ローラ部１０２内周面に新たなオイル１３０を塗布することで、ローラ部１０２内周面と加熱部材１０３との間にオイル１３０を安定して介在させることができる。
【００３９】
図１１は本実施例３に係る定着装置１００の変形例を示す要部構成図である。この変形例装置においては、上述のオイル塗布ローラ（１１１）の代わりに、オイル塗布部材１１３が用いられている。このオイル塗布部材１１３は、図示しない発熱体が埋設せしめられた発熱板１１５と、これに固定されたフェルト１１４とを有している。フェルト１１４には、ローラ端部に設けられた図示しないオイル供給機構から供給されるオイル１３０が浸潤している。フォルト１１４内に浸潤しているこのオイル１３０は、発熱板１１５によって加熱されながらローラ部１０２内周面に塗布される。塗布に先立って加熱されるのである。かかる構成では、オイル１３０を塗布に先立って加熱することで、定着ニップにおける温度変動を抑えることができる。
【００４０】
これまで、加熱ローラ１０１に圧接せしめられて定着ニップを形成する圧接部材として加圧ローラ１２０を設けた例について説明したが、発熱体を内包することで加熱機能を発揮するものを用いると、転写紙Ｐに対してその両面側から定着処理を施すことができる。そして、両面側からの定着処理により、定着温度（加熱部材の表面温度）をより低くすることが可能になるため、更に迅速な温度立ち上げを実現することができる。
【００４１】
以上、画像形成装置の一実施形態として、電子写真方式によって画像を形成するプリンタの例について説明したが、他の方式によって画像を形成する画像形成装置にも本発明の適用が可能である。また、密着体としてローラ部材を用いた例について説明したが、ベルト部材などの他のものを用いても良い。
【００４２】
【発明の効果】
請求項１、２、３、４、５、６、７又は８の発明によれば、輻射方式だけに頼る場合よりも迅速な定着装置の温度立ち上げを実現しつつ、上述した（１）〜（３）の事項を何れも回避することができるという優れた効果がある。
特に、請求項２の発明によれば、密着体を駆動しているときでも、記録体に対して安定した加熱温度で定着処理を施すことができるという優れた効果がある。
また特に、請求項３の発明によれば、記録体に対して安定した加熱温度で定着処理を施しながら、省エネルギー化を図ることができるという優れた効果がある。
また特に、請求項４、５、６又は７の発明によれば、密着体を駆動しているときでも記録体に対して安定した加熱温度で定着処理を施しつつ、駆動中の密着体を輻射方式だけで加熱する場合に比べて省エネルギー化を図ることができるという優れた効果がある。
また特に、請求項５、６又は７の発明によれば、定着装置が密着体上で流体を蒸発させる構造になっていても、密着体と加熱手段との間に流体を安定して介在させることができるという優れた効果がある。
また特に、請求項６の発明によれば、加熱手段の周囲に過剰な量の流体を存在させることに無駄なエネルギー消費を抑えることができるという優れた効果がある。
また特に、請求項７の発明によれば、ローラ部材の中空を有効利用して加熱手段及び流体塗布手段を配設することで、装置本体の省スペース化を図ることができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係るプリンタの概略構成図。
【図２】同プリンタの定着装置と、これに電気を供給する定着電源とを示す斜視図。
【図３】同プリンタの電気回路の一部を示すブロック図。
【図４】加熱ローラを回転駆動させる直前の同定着装置を示す要部構成図。
【図５】加熱ローラを回転駆動させている最中の同定着装置を示す要部構成図。
【図６】実施例１に係るプリンタの定着装置を示す要部構成図。
【図７】実施例２に係るプリンタの定着装置を示す要部構成図。
【図８】同定着装置について加熱部材を内周面から離間させた状態を示す要部構成図。
【図９】実施例３に係るプリンタの定着装置を示す要部構成図。
【図１０】流体介在手段としてローラ部の中空構造を利用した定着装置を示す要部構成図。
【図１１】実施例３に係るプリンタの定着装置の変形例を示す構成図。
【符号の説明】
Ｐ              転写紙
１００          定着装置
１０１          加熱ローラ（密着体）
１０３          加熱部材（加熱手段）
１０４ａ        発熱体
１０６          接離機構（接離手段）
１１０          管状ランプヒータ（発光体）
１１１          オイル塗布ローラ（オイル塗布手段）
１１２          膜厚規制ブレード（膜厚規制部材）
１１３          オイル塗布部材（オイル塗布手段）
【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５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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