(57)【要約】【課題】  消費電力を小さく抑えつつ，短時間に定着ローラの温度を定着温度に偏りなく調整することが可能であり，しかも複雑な装置構成を必要としない電子写真方式画像形成装置の定着装置及びその製造方法を提供する。【解決手段】  定着装置２１０は，両端が開放された管状の内部管２１４と，内部管を覆い包むように設置されて外部から伝えられた電流によって熱を発生させる発熱部２１３と，発熱部を覆い包むように設置されて発熱部から伝えられた熱によってトナー画像２５１を印刷紙２５０に定着させる定着ローラ２１２を備える。内部管２１４と定着ローラ２１２は，アルミニウムで形成されている。【選択図】  図４
2004163940.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端が開放された管状の内部管と，
前記内部管を覆い包むように設置され，電流によって熱を発生させる発熱部と，
前記発熱部を覆い包むように設置され，前記発熱部から伝えられた熱によってトナー画像を印刷紙に定着させる定着ローラと，
を備えることを特徴とする，電子写真方式画像形成装置の定着装置。
【請求項２】
前記内部管は，アルミニウムを含んで成ることを特徴とする，請求項１に記載の電子写真方式画像形成装置の定着装置。
【請求項３】
前記内部管の厚さは，０．５ｍｍ以下であることを特徴とする，請求項１または２に記載の電子写真方式画像形成装置の定着装置。
【請求項４】
前記定着ローラは，アルミニウムを含んで成ることを特徴とする，請求項１〜３のいずれかに記載の電子写真方式画像形成装置の定着装置。
【請求項５】
前記内部管と前記定着ローラは，相互に実質的に同一の熱膨張係数を有する材料より成ることを特徴とする，請求項１に記載の電子写真方式画像形成装置の定着装置。
【請求項６】
前記定着ローラの両端にはそれぞれエンドキャップが装着され，
前記各エンドキャップの少なくとも一方には，前記定着ローラの内部空間を外部に通じさせる空気孔が設けられていることを特徴とする，請求項１〜５のいずれかに記載の電子写真方式画像形成装置の定着装置。
【請求項７】
外部電源から電流が供給される電源供給部と，
前記発熱部の両端に設けられたリード部と，
前記各エンドキャップに設けられた電極と，
を備え，
前記発熱部の外面は，前記定着ローラの内面と接しており，
前記発熱部の内面は，前記内部管の外面に接しており，
前記発熱部は，前記外部電源から，前記電源供給部，前記各電極，前記各リード部を介して電流が供給されることによって発熱し，前記定着ローラを定着温度に調整することを特徴とする，請求項６に記載の電子写真方式画像形成装置の定着装置。
【請求項８】
さらに，前記発熱部と前記内部管とを電気的に絶縁し，前記発熱部と前記定着ローラとを電気的に絶縁する絶縁部を備えることを特徴とする，請求項１〜７のいずれかに記載の電子写真方式画像形成装置の定着装置。
【請求項９】
前記絶縁部は，
前記発熱部と前記内部管との間に位置する第１絶縁部と，
前記発熱部と前記定着ローラとの間に位置する第２絶縁部と，
から成ることを備えることを特徴とする，請求項８に記載の電子写真方式画像形成装置の定着装置。
【請求項１０】
前記絶縁部は，雲母，酸化マグネシウム，または酸化アルミニウムを含んで成ることを特徴とする，請求項８または９に記載の電子写真方式画像形成装置の定着装置。
【請求項１１】
前記発熱部，前記絶縁部，前記内部管，及び前記定着ローラは，所定圧力で加圧されることによって相互密着されたことを特徴とする，請求項８〜１０のいずれかに記載の電子写真方式画像形成装置の定着装置。
【請求項１２】
前記発熱部は，抵抗発熱コイルより成ることを特徴とする，請求項１〜１１のいずれかに記載の電子写真方式画像形成装置の定着装置。
【請求項１３】
内部管を第１絶縁部で覆い包む段階と，
前記第１絶縁部を発熱部で覆い包む段階と，
前記発熱部を第２絶縁部で覆い包む段階と，
前記内部管を定着ローラの内部に挿し込む段階と，
前記内部管の両端を密閉し，前記定着ローラの形状を円筒状に維持したまま前記内部管の内部に所定圧力を加えて前記内部管を拡管させ，前記発熱部，前記内部管，前記第１絶縁部，及び前記第２絶縁部を，相互密着させるとともに前記定着ローラの内面に密着させる段階と，
を有することを特徴とする，電子写真方式画像形成装置の定着装置の製造方法。
【請求項１４】
前記内部管の内部に加えられる所定圧力は，１４０ｍｂａｒ以上であることを特徴とする，請求項１３に記載の電子写真方式画像形成装置の定着装置の製造方法。
【請求項１５】
両端が開放されており，アルミニウムを含んで成る内部管と，
前記内部管を覆い包み，外部電源から供給された電流によって熱を発生させる発熱部と，
前記発熱部を覆い包み，前記発熱部から伝えられた熱によって表面温度が上昇し，トナー画像を用紙に融着させる定着ローラと，
を備えることを特徴とする，電子写真方式画像形成装置の定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，電子写真方式画像形成装置の定着装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に，プリンタ，特にレーザプリンタは，印刷媒体に転写されたトナー粒子を固定する定着装置を含む。図１は，ハロゲンランプが熱源として適用された従来の電子写真方式画像形成装置の定着装置を概略的に示す横断面図であり，図２は，図１に示した定着装置と加圧ローラの関係を示す縦断面図である。
【０００３】
図１に示したように，定着装置１０は，管状の定着ローラ１１とその内部中央に設置されたハロゲンランプのような発熱部１２とを備える。定着ローラ１１の表面にはフッ素樹脂から成るコーティング層１１ａが形成されている。発熱部１２は，定着ローラ１１の内部で熱を発生し，定着ローラ１１は，その発熱部１２から伝えられる輻射熱によって加熱される。
【０００４】
図２に示したように，定着装置１０の下部には，印刷紙１４を介して対向するように加圧ローラ１３が位置する。加圧ローラ１３は，バネ装置１３ａによって弾力的に支持されており，定着装置１０と加圧ローラ１３との間を通過する印刷紙１４を定着装置１０の方向に所定圧力で加圧する。印刷紙１４上に形成されている粉末状のトナー画像１４ａには，印刷紙１４が定着装置１０と加圧ローラ１３との間を通過している間に，所定の圧力と熱が加えられる。トナー画像１４ａは，定着装置１０及び加圧ローラ１３が生じさせる所定温度の熱と圧力とによって印刷紙１４に融着される。
【０００５】
このようにハロゲンランプが熱源として適用された従来の定着装置は，電力消費が大きいため，印刷作業をしない期間には電力供給を遮断させる必要がある。このため，電源をオフにした後に画像形成のために電源を再びオンにしたとき，相当長いウォームアップ時間が要求となる。つまり，電源を印加した後，定着装置が所望の定着温度に到達するまでの一定時間，すなわち，Ｆｉｒｓｔ−Ｐｒｉｎｔ−Ｏｕｔ−Ｔｉｍｅ（以下，「ＦＰＯＴ」という）を待たなければならなかった。従来，ＦＰＯＴは，短くても数十秒，長いときは数分に達する場合もあった。
【０００６】
特に，従来の定着装置においては，熱源からの輻射熱によって定着ローラが加熱されるため，熱伝導速度が遅く，定着ローラから用紙に熱が逃げてしまうことによる局所的な温度低下が生じたとき，この温度偏差の補償が遅れてしまう。つまり，従来の定着装置は，温度分布を調節し難いという問題を有していた。また，従来，プリンタの動作が休止状態にある待機モードでも定着ローラ１１の温度を一定に維持するために，電力を熱源に一定周期で印加しなければならず，このため消費電力が大きくなっていた。さらに，従来の定着装置によれば，待機モードから画像出力のための動作モードへの転換にも長時間がかかるため，画像出力の高速化が困難であった。
【０００７】
図３は，電子写真方式の画像形成装置に適用される従来の定着装置の他の例を概略的に示す縦断面図である。
【０００８】
図３に示したように，この定着装置は，円筒形のフィルムチューブ２１の内部下側に加熱プレート２２が設けられ，加熱プレート２２の下側に印刷紙１４を介して加圧ローラ２３が対向するように設置されている。加圧ローラ２３は，バネ装置２３ａによって弾力的に支持されており，フィルムチューブ２１と加圧ローラ２３との間を通過する印刷紙１４をフィルムチューブ２１の方向に所定圧力で加圧する。
【０００９】
フィルムチューブ２１は，別途の回転装置によって回転し，加熱プレート２２と加圧ローラ２３との接触部分が局部的に加熱される。この従来の定着装置よれば，消費電力が抑えられるものの，高速プリントを実現することは困難であった。
【００１０】
以上のような問題点を解消するために，これまでにいくつかの定着装置が提案されている。
【００１１】
下記の特許文献１には，電気コイルから高周波数の交流を供給することによって定着ローラの表面に熱を直接伝導する熱誘導方式が開示されている。ここで電気コイルは，定着ローラのトナーが用紙に接触しない部分である非画像領域の周囲に設置されている。このような方式によれば，非画像領域から発生した熱は，定着ローラの画像領域の表面に流れる。このため，ＦＰＯＴが短縮する。
【００１２】
また，特許文献２，３，４，５，６，及び７には，熱源を定着ローラの内部に備えた定着装置が開示されている。かかる構成によれば，装置の小型化が実現する。
【００１３】
【特許文献１】特開平１１−２８２２９４号公報
【特許文献２】特開平４−３３５６９１号公報
【特許文献３】特開平４−３６０１８５号公報
【特許文献４】特開平８−１７１３０１号公報
【特許文献５】特開平８−２６２９０５号公報
【特許文献６】特開平８−３０５１９５号公報
【特許文献７】特開平９−９０８１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかし，上記の特許文献１に記載の熱誘導方式を用いた定着装置によれば，高周波電流を得るための付加的な回路が必要となり，装置構成が複雑となり，コストアップにも繋がってしまう。また，上記の特許文献２〜７に記載の定着装置は，定着ローラに対して局部的なヒートパイプが多数設けられた構造を有するため，部品加工や組み立て製造が非常に複雑となってしまう。しかも，ヒートパイプに接触する部分とヒートパイプに接触しない部分との間には温度差が生じ，高品質な印刷結果が得られないおそれもある。
【００１５】
本発明は，このような問題に鑑みてなされたものであり，その目的は，消費電力を小さく抑えつつ，短時間に定着ローラの温度を定着温度に偏りなく調整することが可能であり，しかも複雑な装置構成を必要としない電子写真方式画像形成装置の定着装置及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するために，本発明の第１の観点によれば，両端が開放された管状の内部管と，内部管を覆い包むように設置され，電流によって熱を発生させる発熱部と，発熱部を覆い包むように設置され，発熱部から伝えられた熱によってトナー画像を印刷紙に定着させる定着ローラとを備えることを特徴とする，電子写真方式画像形成装置の定着装置が提供される。
【００１７】
かかる定着装置によれば，発熱部において生じた熱が定着ローラ全体に効率よく，かつ均一に伝達する。
【００１８】
内部管をアルミニウムまたはアルミニウム合金によって形成することによって，定着装置の軽量化が実現する。内部管の厚さ（肉厚）を０．５ｍｍ以下とすれば，より一層の軽量化が可能となる。
【００１９】
定着ローラの構成材料としては，アルミニウムまたはアルミニウム合金が好ましい。定着装置の軽量化が図られるとともに，発熱部から伝導された熱による定着ローラの温度調整が迅速化する。
【００２０】
また，内部管と定着ローラは，相互に実質的に同一の熱膨張係数を有する材料より成ることが好ましい。発熱部が熱を発したときにも，内部管と定着ローラとの間に歪が生じなくなる。
【００２１】
定着ローラの両端にはそれぞれエンドキャップが装着され，各エンドキャップの少なくとも一方には，定着ローラの内部空間を外部に通じさせる空気孔が設けられていることが好ましい。発熱部の発熱によって定着ローラの内部空間の空気が膨張しても，空気を外部に逃がすことができる。この結果，定着ローラの内部空間における異常な圧力上昇が防止される。
【００２２】
また，本発明にかかる定着装置は，外部電源から電流が供給される電源供給部と，発熱部の両端に設けられたリード部と，各エンドキャップに設けられた電極とを備える。そして，発熱部の外面は，定着ローラの内面と接しており，発熱部の内面は，内部管の外面に接しており，発熱部は，外部電源から，電源供給部，各電極，各リード部を介して電流が供給されることによって発熱し，定着ローラを定着温度に調整する。かかる構成によれば，定着ローラは，効率よく，迅速に，しかも均一に定着温度に調整される。
【００２３】
さらに，発熱部と内部管とを電気的に絶縁し，発熱部と定着ローラとを電気的に絶縁する絶縁部を備えることが好ましい。例えば，発熱部が抵抗発熱コイルから成る場合には，発熱部から内部管あるいは定着ローラへの電流リークが防止される。また，絶縁部を，発熱部と内部管との間に位置する第１絶縁部と，発熱部と定着ローラとの間に位置する第２絶縁部とから構成することによって，上記の電流リークをより確実に防止することができる。雲母，酸化マグネシウム，または酸化アルミニウムを含む材料で絶縁部を形成すれば，極めて高い電気絶縁性が得られる。
【００２４】
発熱部，絶縁部，内部管，及び定着ローラは，製造段階において，所定圧力で加圧され，相互密着される。このように，一回の工程によって各部位が密着固定されるため，定着装置の製造が簡素化される。
【００２５】
上記課題を解決するために，本発明の第２の観点によれば，内部管を第１絶縁部で覆い包む段階と，第１絶縁部を発熱部で覆い包む段階と，発熱部を第２絶縁部で覆い包む段階と，内部管を定着ローラの内部に挿し込む段階と，内部管の両端を密閉し，定着ローラの形状を円筒状に維持したまま内部管の内部に所定圧力を加えて内部管を拡管させ，発熱部，内部管，第１絶縁部，及び第２絶縁部を，相互密着させるとともに定着ローラの内面に密着させる段階とを有することを特徴とする，電子写真方式画像形成装置の定着装置の製造方法が提供される。
【００２６】
この製造方法によれば，熱伝導効率の高い定着装置を，複雑な工程を実施することなく製造することが可能となる。
【００２７】
この製造段階において，内部管の内部に加えられる所定圧力を１４０ｍｂａｒ以上に調整すれば，発熱部，内部管，第１絶縁部，第２絶縁部，及び定着ローラをより強固に密着させることができる。
【００２８】
上記課題を解決するために，本発明の第３の観点によれば，両端が開放されており，アルミニウムを含んで成る内部管と，内部管を覆い包み，外部電源から供給された電流によって熱を発生させる発熱部と，発熱部を覆い包み，発熱部から伝えられた熱によって表面温度が上昇し，トナー画像を用紙に融着させる定着ローラとを備えることを特徴とする，電子写真方式画像形成装置の定着装置が提供される。
【００２９】
この定着装置によれば，発熱部において生じた熱が定着ローラ全体に効率よく，かつ均一に伝達する。また，定着装置の軽量化も実現する。
【発明の効果】
【００３０】
以上のように，本発明によれば，定着ローラの表面温度を常温から定着温度に上昇させるための時間を短縮させることが可能となる。また，発熱部から定着ローラへの熱伝導効率が高いため，省電力化も実現する。また，定着装置全体の軽量化も可能である。さらに，装置構成が複雑ではないため，製造工程が簡素化され，結果として，生産コストの低減に繋がる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００３２】
図４は，本発明の実施の形態にかかる定着装置が適用された電子写真方式画像形成装置の定着部を概略的に示す縦断面図である。また，図５は，図４に示した定着装置の構造及び電源供給装置との連結関係を示す横断面図である。
【００３３】
図４及び図５に示したように，本実施の形態にかかる電子写真方式画像形成装置の定着部２００は，矢印Ａ方向に回転する定着装置２１０と，印刷紙２５０を介して対向するように設置され，定着装置２１０に接触しつつ矢印Ｂ方向に回転する加圧ローラ２２０とを備える。
【００３４】
定着装置２１０は，例えばフッ素樹脂から成る保護層２１１と，この保護層２１１が表面に形成された円筒形の定着ローラ２１２と，定着ローラ２１２の内部に軸方向にその外周面が密着接触するように設置され，画像形成装置の本体フレーム４００に設置された電源供給部３００から電流が供給されて熱を発生させる発熱部２１３と，発熱部２１３の内部に軸方向に密着接触するように設置され，両端が開放された内部管２１４と，を備える。
【００３５】
内部管２１４については，ステンレススチール，アルミニウム（Ａｌ），または銅（Ｃｕ）によって構成することが好ましい。表１は，銅とアルミニウムの物性値，及びこれらの比率を示している。
【００３６】
【表１】
2004163940.tif 000003
【００３７】
表１中，“熱エネルギー＝比熱×質量×温度差”であり，“温度差＝定着温度−常温”である。
【００３８】
表１から明らかなように，アルミニウムは，銅に比べて質量（比重）が小さく，比熱が大きいため，同じ温度差で熱エネルギーが大きくなる。したがって，内部管２１４の材料として，熱伝導の点で，アルミニウムの方が銅に比べてより好ましい。
【００３９】
したがって，本実施の形態において，内部管２１４は，アルミニウムから構成されており，その厚み（肉厚）は，０．５ｍｍ以下である。
【００４０】
定着ローラ２１２は，発熱部２１３から伝えられた熱によって加熱されて印刷紙２５０に粉末状のトナー画像２５１を定着させるものである。この定着ローラ２１２の材質として，ステンレススチール，アルミニウム，または銅を採用することが可能である。表２は，アルミニウム（各種アルミニウム合金）と銅の各物性値を示している。なお，表２において，各アルミニウム合金に付されている４桁の数字は，ＪＩＳ（日本工業規格）の合金番号である。
【００４１】
【表２】
2004163940.tif 000004
【００４２】
表２に示したように，各アルミニウム（アルミニウム合金）の熱膨張係数は，２３．８〜２５．７μｓ／℃の範囲内に収まっており，各合金は，熱膨張・収縮については同等である。
【００４３】
定着ローラ２１２は，内部管２１４に追従して熱膨張・収縮することが好ましい。したがって，本実施の形態においては，定着ローラ２１２と内部管２１４は同一の材料で構成される。上記のように，内部管２１４の材料としてアルミニウムを採用した場合，定着ローラ２１２の材料としても同じアルミニウムを採用する。
【００４４】
発熱部２１３は，絶縁体（絶縁部）２１６によって，定着ローラ２１２と内部管２１４から絶縁されている。絶縁体２１６は，第１絶縁体（第１絶縁部）２１６ａと第２絶縁体（第２絶縁部）２１６ｂよりなっている。第１絶縁体２１６ａは，発熱部２１３と内部管２１４との間に位置し，第２絶縁体２１６ｂは，発熱部２１３と定着ローラ２１２との間に位置している。したがって，発熱部２１３は，内部管２１４から第１絶縁体２１６ａの厚さだけ離隔されており，また定着ローラ２１２から第２絶縁体２１６ｂの厚さだけ離隔されている。
【００４５】
本実施の形態において，絶縁体２１６は，雲母より成るシート型絶縁体を多数枚重畳することによって形成されたものである。この他，絶縁体２１６を酸化マグネシウム（ＭｇＯ）や酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）から形成することも可能である。
【００４６】
発熱部２１３は，電源供給部３００から電流が供給されて熱を発生させるものであって，定着ローラ２１２の内面と内部管２１４の外面に接触している。発熱部２１３は，例えば，抵抗発熱コイルによって構成可能である。
【００４７】
定着装置２１０は，その両端にそれぞれ，エンドキャップ２１７と動力伝達エンドキャップ２１８を備えている。動力伝達エンドキャップ２１８とエンドキャップ２１７は，相互に構成が類似している。ただし，動力伝達エンドキャップ２１８には動力伝達手段２１８ａが備えられており，この点で両構成が異なる。この動力伝達手段２１８ａは，定着装置２１０を支持するフレーム４００に設置されている電動装置（図示せず）に連結されており，これによって定着装置２１０が回転する。本実施の形態において，動力伝達手段２１８ａは，動力伝達エンドキャップ２１８の外周面に形成されたギア機構であり，このギア機構が電動装置（図示せず）に備えられたギアと相互噛み合うことによって電動装置の回転運動が定着装置２１０に伝達される。
【００４８】
エンドキャップ２１７には，空気孔２１９が形成されている。この空気孔２１９によって，エンドキャップ２１７が定着装置２１０に装着された後も定着装置２１０の内部空間２３０が密閉されなくなり，定着装置２１０の内部空間２３０の圧力を大気圧に維持することができる。したがって，発熱部２１３から伝えられた熱によって内部管２１４が加熱されても，定着装置２１０の内部空間２３０は，空気孔２１９を介して外部空間と通じているため，大気圧に維持される。また，空気孔２１９を動力伝達エンドキャップ２１８に設けるようにしてもよいし，エンドキャップ２１７と動力伝達エンドキャップ２１８の両方に設けるようにしてもよい。
【００４９】
エンドキャップ２１７と動力伝達エンドキャップ２１８にはそれぞれ，電極２２０が設けられている。各電極２２０は，発熱部２１３の両端から延びるように形成されたリード部２１３ａに電気的に接続されている。外部電源が出力した電流は，電源供給装置３００，電極２２０，及びリード部２１３ａを経て発熱部２１３に供給される。
【００５０】
次に，以上のような構成を有する定着装置２１０の製造方法を説明する。
【００５１】
まず，第１絶縁体２１６ａが内部管２１４の外周面を覆い包むように設置される。次に，第１絶縁体２１６ａを覆い包むように発熱部２１３が設置される。次いで，発熱部２１３を覆い包むように第２絶縁体２１６ｂが設置される。
【００５２】
一方，定着ローラ２１２の外周面には，保護層２１１が形成される。
【００５３】
そして，発熱部２１３，第１絶縁体２１６ａ，及び第２絶縁体２１６ｂが設けられた内部管２１４を，保護層２１１が形成された定着ローラ２１２の内側に挿し込む。
【００５４】
次いで，内部管２１４を拡管する装置（図示せず）を利用して，内部管２１４の両端を封止し，その内部に形成される内部空間に所定圧力を加えて内部管２１４を拡管する。このときの圧力は，１４０ｍｂａｒ（ｈＰａ）以上であることが好ましい。
【００５５】
内部管２１４が拡管されたとき，定着ローラ２１２は原形を維持している。このため，発熱部２１３と絶縁体２１６は塑性変形する。したがって，発熱部２１３，内部管２１４，第１絶縁体２１６ａ，及び第２絶縁体２１６ｂは，定着ローラ２１２の内面方向に圧着される。また，発熱部２１３は，抵抗発熱コイルより構成されており，内部管２１４が拡張することによって，隣接するコイル線の間の空間には第１絶縁体２１６ａと第２絶縁体２１６ｂが入り込む。これによって，内部管２１４と定着ローラ２１２が完全に密着する。
【００５６】
これに対して，内部管２１４を拡管する圧力が不十分な場合（例えば，１４０ｍｂａｒ未満である場合）には，内部管２１４が拡管された際に，第１絶縁体２１６ａと第２絶縁体２１６ｂが発熱部２１３を構成しているコイル線の間の空間を完全に充填できなくなる。したがって，発熱部２１３を構成するコイル線の間の空間には空気層が形成されてしまう。また，定着ローラ２１２，発熱部２１３，及び内部管２１４が接触する部分も完全に密着されず，ここに空気層が形成され得る。この空気層は，発熱部２１３から定着ローラ２１２への熱伝導効率を低下させ，ＦＰＯＴを大きくしてしまう。本実施の形態によれば，内部管２１４を拡管するための圧力が適切に調整されているため，上記の空気層の発生が防止され，発熱部２１３から定着ローラ２１２への熱伝導において高い効率が得られる。
【００５７】
以上のように構成された本実施の形態にかかる電子写真方式画像形成装置の定着装置の動作について，図面を参照しながら説明する。
【００５８】
外部電源が出力した電流は，電源供給装置３００，電極２２０，及びリード部２１３ａを経て発熱部２１３に供給される（図５参照）。
【００５９】
発熱部２１３は，電流が供給されることによって抵抗熱を発生させる。発熱部２１３から発生した熱は，定着ローラ２１２と内部管２１４に伝わる。定着ローラ２１２は，発熱部２１３から伝えられた熱によって，温度が上昇して定着温度に到達する。
【００６０】
図６は，本実施の形態にかかる定着装置に第１の条件下で電流を供給して，温度を常温から定着温度に上昇させたときの時間−温度特性を示すグラフである（第１実験）。この実験では，定着装置の中央部と両端部（すなわち，エンドキャップ及び動力伝達エンドキャップ）の３箇所の温度変化を測定した。
【００６１】
図６のグラフの横軸は時間を表し，縦軸は温度を表している。発熱部２１３（図５参照）の抵抗が３６．７３Ωであり，その発熱容量（ヒータ容量）が１１６８Ｗのとき，この発熱部２１３に電流を供給すると，定着装置２１０（図５参照）は，常温から約１２秒で定着温度（１８０℃）に達する。このときの電流は，最大９．２Ａ（実効値５．７４Ａｒｍｓ）である。
【００６２】
内部に作動流体が収容されたヒートパイプが適用された従来の定着装置を同一条件下におくと，定着装置が常温から定着温度まで上がるのに約１７秒を要する。つまり，本実施の形態にかかる定着装置によれば，第１実験から明らかなように，従来の定着装置に比べて，常温から定着温度まで上昇するために要する時間が，少なくとも５秒短縮する。この結果，ＦＰＯＴの大幅な短縮が実現する。
【００６３】
図７は，本実施の形態にかかる定着装置に第２の条件を適用した場合の時間−温度特性を示すグラフである（第２実験）。
【００６４】
図７に示したように，発熱部２１３（図５参照）の抵抗が５５．８Ω，その発熱容量が８６３Ｗのとき，この発熱部２１３に電流を供給すると，定着装置２１０（図５参照）は，常温から約１８秒で定着温度に達する。このときの電流は，最大６．７Ａ（実効値４Ａｒｍｓ）である。
【００６５】
この第２実験の結果と第１実験の結果を比較すれば明らかなように，発熱部２１３の電気的な仕様（例えば，抵抗値）を選定することによって，発熱容量の低減（約３００Ｗ減）と消費電流の低減（実効値約１．７４Ａｒｍｓ減）が可能となる。
【００６６】
第２実験の条件下では，定着装置２１０は，常温から約１８秒で定着温度に達する。一方，ヒートパイプを備えた従来の定着装置の場合，第１実験の条件（温度上昇が速まる条件）を適用しても，常温から定着温度まで１７秒を要する。これらの結果を比較すると明らかなように，発熱部２１３を備えた本実施の形態にかかる定着装置２１０によれば，従来の定着装置に対して，発熱容量に関して約３００Ｗの低減が可能であり，消費電流に関しても約１．７４Ａｒｍｓ（実効値）の低減が可能である。よって，本実施の形態によれば，消費電流及び消費電力の低減が実現する。
【００６７】
以上のように，本実施の形態によれば次のような効果を得ることができる。
【００６８】
第１に，アルミニウムから成る内部管２１４が用いられているため，熱伝導効率が高まる。この結果，定着ローラ２１２の表面が常温から定着温度に上昇するために要する時間が短縮する。
【００６９】
第２に，発熱部２１３の発熱容量を小さくすることによって，定着装置２１０の消費電流及び消費電力の低減が可能となる。したがって，例えば，電子写真方式画像形成装置に実装される電力制御回路基板に小電力タイプの電子素子を採用することができる。
【００７０】
第３に，アルミニウムから成る内部管２１４が用いられているため，定着装置２１０の軽量化が図られ，回転慣性（慣性モーメント）が小さくなる。この結果，動力伝達エンドキャップ２１８に加えられるトルク値が小さくなる。したがって，定着ローラ２１２を回転させるために消費される電力が低減する。
【００７１】
第４に，内部管２１４を製造する工程が単純化するため，定着装置２１０の生産コストが低減する。
【００７２】
第５に，定着ローラ２１２と内部管２１４は同じ材質（ここではアルミニウム）によって形成されるため，定着ローラ２１２と内部管２１４の熱膨張係数が一致する。これによって，雲母絶縁シート（図示せず）が剥がれてしまうといった不具合が防止される。なお換言すれば，定着ローラ２１２と内部管２１４の各熱膨張係数については，雲母から成る絶縁シートが剥がれない程度に実質的に一致していることが好ましい。  
【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。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了解される。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明は，例えば，プリンタ，複写装置，ファクシミリに備えられた定着装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】従来の電子写真方式画像形成装置の定着装置を概略的に示す横断面図である。
【図２】図１に示した従来の電子写真方式画像形成装置の定着装置及び加圧ローラの関係を示す縦断面図である。
【図３】他の従来の定着装置の構成を概略的に示す縦断面図である。
【図４】本発明の実施の形態にかかる定着装置が適用された電子写真方式画像形成装置の概略的な縦断面図である。
【図５】図４に示した定着装置の構造及び電源供給装置と連結関係を示す横断面図である。
【図６】本実施の形態にかかる定着装置に第１の条件下で電流を供給したときの時間−温度特性曲線図である。
【図７】本実施の形態にかかる定着装置に第２の条件下で電流を供給したときの時間−温度特性曲線図である。
【符号の説明】
【００７６】
２００    定着部
２１０    定着装置
２１１    保護層
２１２    定着ローラ
２１３    発熱部
２１４    内部管
２１６    絶縁体
２１６ａ    第１絶縁体
２１６ｂ    第２絶縁体
２２０    電極
２３０    内部空間
２５０    印刷紙
２５１    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５】
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【図６】
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【図７】
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