JP2006293287A - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】温度低下を抑えてウォーミングアップ時間の短縮および定着ローラへの損傷防止さらには省スペース化が図れる構成を備えた定着装置を提供する。
【解決手段】加熱部材３０と加圧部材３２との間に記録媒体Ｓを通して搬送しながらその記録媒体Ｓ上のトナー画像を加熱定着する定着装置において、上記加熱部材３０の表面に沿って配置される外部発熱部材１０１を有し、上記加熱部材３０は凸形状を有し、上記外部発熱部材１０１はこの表面に沿って凹形状に加熱するとともに上記加熱部材３０に対して非接触であり、電源投入時あるいは待機時からの復帰時などで１枚目の定着が行われる際に加熱部材３０がオフ状態にあってもオン状態を維持することを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、定着装置および画像形成装置に関し、さらに詳しくは、加熱構造に関する。

複写機やファクシミリ装置あるいはプリンタや印刷機などの画像形成装置には、記録用紙やＯＨＰフィルムなどのシート状記録媒体（以下、記録用紙を対象として説明する）上に転写されて担持されている未定着画像を加熱定着して複写物や印刷出力を得るようになっている。

定着装置の構成には、加熱源を内蔵した定着ローラとこれに対向当接して記録用紙の挟持搬送部であるニップ部を形成可能な加圧ローラとを組み合わせた熱ローラ定着方式を用いた構成が知られている（例えば、特許文献１）。

一方、定着装置では、熱源が内蔵されている場合、定着ローラの肉厚および熱伝導性が原因する熱容量の度合いが定着温度までのウォーミングアップ時間に影響することが知られている。
そこで、従来では、熱源を定着ローラの外部に配置する構成が提案されている（特許文献２，３）。

特許文献２においては、定着ローラの外周面に接触する加熱ベルトを加熱し、加熱ベルトが接触している定着ローラ表面での温度の立ち上げ時間を短縮する構成が開示されており、また、特許文献３には、定着ローラを電磁誘導発熱体として構成し、定着ローラの外周面近傍に配置された磁束生成コイルへ通電する際に生起される定着ローラ表面での渦電流を用いて定着ローラ表面を発熱させる構成が開示されている。

定着ローラのウォーミングアップ時間を短縮する構成としては、熱源の配置構成だけでなく、定着ローラからの放熱を抑えるようにした構成があり（例えば、特許文献４）、この構成では、内蔵熱源を有する定着ローラの外周面近傍に熱反射部材と断熱材とを配置して定着ローラ表面からの放熱を抑えて温度の低下を抑制するようにしている。

特許第３１５３７３２号（段落「００１５」欄、図１） 特開２００４−５４２２５号公報（段落「００５１」欄） 特開２００２−１２４３７１号公報（段落「００５２」欄） 特開２０００−８９５９６号公報（段落「００２９」欄）

しかし上記特許文献に開示されている構成においては、定着ローラ外周面での温度低下を抑制することができ、これにより、ウォーミングアップ時間の短縮および消費電力の低減が可能となるが、次のような問題がある。
まず、定着ローラ外周面に接触する加熱部材を設けた構成においては、加熱部材が定着ローラ表面に接触していることにより定着ローラ周面が摺擦によるローラ表層部の摩耗などの劣化が発生しやすくなる虞があることや電磁誘導の際には定着ローラの肉厚が影響する場合があり、これにより、材質の選択や肉厚の薄層かなどによる剛性低下を招く虞がある。

前述したようなウォーミングアップ時間の短縮や消費電力を低減する場合には、定着ローラに熱源を装備している場合でいうと、定着待機時には熱源への通電が停止されており、画像形成の開始に合わせて通電を再開して定着温度を設定するようになっている。このような場合も含めて、温度の立ち上がりを早めるには定着ローラでの熱伝導性を向上させるためにローラ自体が薄肉で構成されることが多い。

しかし、このようなローラを用いた場合には、熱容量が小さいことが原因して搬送される記録用紙側での温度の影響を受けやすく、記録用紙側に熱を奪われて定着ローラ側の表面温度が低下する虞がある。特に、画像形成装置の始動時や待機時での通電オフ状態から待機解除に基づくオン状態へ復帰する場合に搬送されてくる１枚目の記録用紙を対象とした場合、加圧ローラが冷えていることも原因して定着ローラの温度が下がりやすくこの結果として、定着不良が発生する虞がある。
このような温度低下を防止するために定着ローラに対してはサーミスタなどの高感度な温度検知手段を設けて通電制御を行うようになっているが、温度低下を検知した時点で熱源への通電状態を切り換えても温度上昇には時間がかかり、その間に記録用紙が通過してしまうと定着不良を起こしたまま排出されてしまうことになり、温度検知による温度管理を行う場合でも定着不良が解消されていないことになる。

一方、熱源での工夫ではなく断熱作用を得るようにした構成の場合には、定着ローラ表面での温度低下は抑制されるものの、定着ローラのウォーミングアップ時間の短縮を行う構成ではなく、この結果として、ウォーミングアップ時間の短縮が未解決のままとなっている。

本発明は上記従来の定着装置における問題に鑑み、温度低下を抑えてウォーミングアップ時間の短縮および定着ローラへの損傷防止さらには省スペース化が図れる構成を備えた定着装置および画像形成装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は以下の構成を備える。
（１）加熱部材と加圧部材との間に記録媒体を通して搬送しながらその記録媒体上のトナー画像を加熱定着する定着装置において、
前記加熱部材の表面に沿って配置される外部発熱部材を有し、
前記加熱部材は凸形状を有し、前記外部発熱部材は、外部加熱部材の表面に沿って凹形状に加熱するとともに前記外部発熱部材は上記加熱部材に対して非接触であることを特徴とする定着装置。
（２）前記外部発熱部材は、前記加熱部材の熱源のオンオフ状態と独立してオンオフする制御部を備えることを特徴とする（１）に記載の定着装置。
（３）前記外部加熱部材は、前記加熱部材に対して近接することで非接触な状態で配置されていることを特徴とする（１）または（２）に記載の定着装置。
（４）前記外部発熱部材は前記加熱部材側とは反対側に断熱材を配置したことを特徴とする（１）乃至３のいずれかに記載の定着装置。
（５）前記外部発熱部材はこれを覆うように接触している断熱部材を備えていることを特徴とする（１）乃至（４）のいずれかに記載の定着装置。
（６）前記外部発熱部材は総厚１ｍｍ以下の発熱シート状であることを特徴とする（１）乃至（５）のいずれかに記載の定着装置。
（７）前記外部発熱部材は変形可能であることを特徴とする（１乃至７のいずれかに記載の定着装置。
（８）前記断熱材は内部に芯材を有し、これをラミネートフィルムで真空加工した真空断熱材であることを特徴とする（１）乃至（７）のいずれかに記載の定着装置。
（９）前記加熱及び加圧部材と該加熱部材と非接触な外部発熱部材とはユニット筐体内に配置され、該外部発熱部材は、前記ユニット筐体と加熱部材との間に位置決めされていることを特徴とする（１）乃至（８）のいずれかに記載の定着装置。
（１０）前記外部発熱部材は前記ユニット筐体に取り付けられていることを特徴とする（１）乃至（９）のいずれかに記載の定着装置。
（１１）前記断熱材は前記ユニット筐体に取り付けられていることを特徴とする（１）乃至（１０）のいずれかに記載の熱定着装置。
（１２）（１）乃至（１１）のいずれかに記載の定着装置を用いることを特徴とする画像形成装置。

請求項１および３記載の発明によれば、加熱部材の表面に沿って凹形状でかつ非接触な状態で加熱する外部発熱部材を設けたので、加熱部材表面と均一な距離を保ちながら熱供給が可能となり、特に、加熱部材の外表面の温度上昇を促進させる際に加熱部材の表面への損傷を来すことなく温度上昇を可能にすることができる。
しかも、加熱部材と非接触な外部発熱部材は、自らが発熱する熱供給源となりうるので、これとは別の熱源を用いて間接的な熱供給を行う場合や熱反射部材を設けた場合と違って、加熱部材の表面温度が低下するのを防止するための構成を簡略化できると共に加熱部材に対する熱供給領域での熱損失、つまり、別の熱源により加熱された部材による加熱部材の加熱を行う場合の熱源により加熱された部材での放熱がないことにより加熱部材の蓄熱維持を安定させることができる。
これにより、加熱部材でのウォーミングアップ時間の短縮および立ち上がり直後の温度落ち込みを確実になくすことが可能となる。

請求項２記載の発明によれば、外部発熱部材が加熱部材の熱源でのオンオフと独立してオンオフされるので、記録媒体が通過する際の熱従受による温度低下を抑えて定着不良の発生を防止することが可能となる。

請求項４記載の発明によれば、外部発熱部材に断熱材を配置した構成ととすることで外部加熱部材からの余分な熱放出を防止し、効率よく加熱することが可能となる。

請求項５記載の発明によれば、断熱材の構成として、外部発熱部材を覆うような形状としてかつ外部発熱部材と接触させる構成とすることで一体化することができ、省スペース化を図ることが可能となる。

請求項６記載の発明によれば、外部発熱部材が総厚１ｍｍ以下の発熱シート状に構成されているので、定着装置の省スペース化を図ることが可能となる。

請求項７記載の発明によれば、外部発熱部材は変形可能とすることで加熱部材の表面形状に沿って配置することができ、熱供給を効果的に行うとともに定着装置の限られた空間に配置させることができるので、定着装置の省スペース化を図ることが可能となる。

請求項８記載の発明によれば、断熱材の構成として、内部に芯材を有し、これをラミネートフィルムで真空加工した真空断熱材とすることにより薄肉化が可能となり、定着装置の限られた空間に配置させることができ、定着装置の省スペース化を図ることが可能となる。

請求項９記載の発明によれば、定着装置の構成として、ユニット筐体を有し、外部発熱部材が前記筐体と加熱部材の間に配置されることで定着装置の省スペース化を図ることが可能となる。

請求項１０記載の発明によれば、外部発熱部材は前記ユニット筐体に取り付けられていることでメンテナンスが容易でかつ定着装置の省スペース化を図ることが可能となる。

請求項１１記載の発明によれば、断熱材が前記ユニット筐体に取り付けられていることによりメンテナンスが容易でかつ定着装置の省スペース化を図ることが可能となる。

請求項１２記載の発明によれば、定着装置の構成として加熱部材の近傍で均一間隔を以て配置されて加熱部材の形態に応じて設置される外部発熱部材が備えられているので、メンテンナンス性の向上および省スペース化が可能な画像形成装置を得ることが可能となる。

以下、図示実施例により本発明を実施するための最良の形態について説明する。

図１には、この発明に係る定着装置を備える電子写真方式の複写機であって、その内部機構の全体概略構成を示す。

図中符号１００は、複写機装置本体（画像形成装置本体）である。複写機装置本体１００は、その上に画像読取装置２００が取り付けられ、シートバンク３００上に載置されている。
また、画像読取装置２００の上には、背面側を支点に上下に開閉自在の自動原稿搬送装置４００が設けられている。

複写機装置本体１００には、内部に像担持体として、ドラム状の感光体１０が備えられている。
感光体１０の周囲には、画像形成処理を実施するために、図中左側に配置する帯電装置１１から、感光体１０の回転方向（反時計方向）Ａに沿った順で、下側に現像装置１２、右側に転写装置１３、上側にクリーニング装置１４がそれぞれ配置されている。

現像装置１２では、トナーとして、重合法により製造した重合トナーが用いられ、その重合トナーが現像ローラを用いて感光体１０上の静電潜像に付着することで静電潜像が可視像化される。

また、転写装置１３は、上下のローラ１５，１６の間に転写ベルト１７を掛け回して構成し、その転写ベルト１７を転写位置Ｂで感光体１０の周面に押し当てるようになっている。

図１中、帯電装置１１およびクリーニング装置１４の左側に設けるものは、現像装置１２に新しいトナーを補給するトナー補給装置２０である。

また、複写機装置本体１００の内部には、シートバンク３００の後述するシートカセット６１から送り出したシート（記録媒体）Ｓが転写位置Ｂを経てスタック位置まで下方から上方へと搬送するシート搬送装置Ｃが備えらえている。
シート搬送装置Ｃは、供給路Ｒ１、手差し供給路Ｒ２、およびシート搬送路Ｒを有している。

シート搬送路Ｒには、感光体１０の上流位置に一対のレジストローラ２１が設けられている。
また、感光体１０の下流位置には、定着装置２２を備える。詳しくは後述するが、定着装置２２には、定着温度に加熱する加熱ローラ（加熱部材）３０とそれに押し当てる加圧ローラ（加圧部材）３２とが設けられている。

定着装置２２のさらに下流には、排出分岐爪３４、排出ローラ３５，第１加圧ローラ３６，第２加圧ローラ３７，腰付ローラ３８が設けられている。そして、その先に、画像形成済みのシートをスタックする排出スタック部３９が設けられている。

複写機装置本体１００には、図中右側面に、スイッチバック装置４２が設けられている。
スイッチバック装置４２は、シート搬送路Ｒの排出分岐爪３４位置から分岐し、一対のスイッチバックローラ４３を備えるスイッチバック位置４４まで導く反転路Ｒ３と、スイッチバック位置４４から、再びシート搬送路Ｒのレジストローラ２１まで導く再搬送路Ｒ４とを有するシート搬送装置Ｄを備える。
シート搬送装置Ｄには、シートを搬送する複数対のシート搬送ローラ６６が備えられている。

現像装置１２の図中左側には、レーザ書込装置４７が設けられている。
レーザ書込装置４７には、不図示のレーザ光源、走査用の回転多面鏡４８、ポリゴンモータ４９、ｆθレンズ等の走査光学系５０などが備えられている。

一方、画像読取装置２００には、光源５３、複数のミラー５４、結像用光学レンズ５５、ＣＣＤ等のイメージセンサ５６などが設けられており、上面には、コンタクトガラス５７が配置されている。

コンタクトガラス５７の上の自動原稿搬送装置４００には、原稿の載置位置に不図示の原稿セット台が設けられるとともに、排出位置に不図示の原稿スタック台が備えられている。また、原稿シートを、原稿セット台から画像読取装置２００のコンタクトガラス５７上の読取位置を経て原稿スタック台まで搬送する不図示の原稿搬送路を有するシート搬送装置が設けられている。
シート搬送装置には、原稿シートを搬送する不図示のシート搬送ローラが複数配備されている。

他方、シートバンク３００には、内部に、記録媒体であるシートＳを収納するシートカセット６１が多段に装備されている。
各シートカセット６１には、それぞれ対応して呼出ローラ６２，供給ローラ６３，分離ローラ６４がそれぞれ設けられている。
多段に備えるシートカセット６１の図中右側に、装置本体１００のシート搬送路Ｒへと通じる上述した供給路Ｒ１が形成されている。
供給路Ｒ１にも、シートを搬送するいくつかのシート搬送ローラ６６が備えられている。

なお、複写機装置本体１００には、図中右側面に、手差し供給部６８が設けられており、その手差し供給部６８には、手差しトレイ６７が開閉自在に設けられているとともに、その手差しトレイ６７上にセットした手差しシートを、シート搬送路Ｒへと導く上述した手差し供給路Ｒ２が装備されている。
手差しトレイ６７にも同様に、呼出ローラ６２，供給ローラ６３，分離ローラ６４が設けられている。

このような構成の複写機を用いてコピーをとるときは、不図示のメインスイッチをオンするとともに、自動原稿搬送装置４００の原稿セット台に原稿をセットする。
ブック原稿のような場合には、自動原稿搬送装置４００を開いて画像読取装置２００のコンタクトガラス５７上に直接原稿をセットし、自動原稿搬送装置４００を閉じてそれで押える。

そして、不図示のスタートスイッチを押すと、自動原稿搬送装置４００に原稿をセットしたときは、原稿をシート搬送ローラにより原稿搬送路を通して、コンタクトガラス５７上へと移動するとともに画像読取装置２００を駆動し、原稿内容を読み取って原稿スタック台上に排出する。
一方、コンタクトガラス５７上に直接原稿をセットしたときは、直ちに画像読取装置２００を駆動する。

画像読取装置２００を駆動すると、画像読取装置２００は、光源５３をコンタクトガラス５７に沿って移動するとともに、光源５３からの光をコンタクトガラス５７上の原稿面で反射し、その反射光を複数のミラー５４で反射し、結像用光学レンズ５５を経て、イメージセンサ５６に入れ、そのイメージセンサ５６で原稿内容を読み取る。
図示例では、コンタクトガラス５７上で原稿を止めて光源５３の方を移動して原稿内容を読み取ったが、反対に原稿の方を搬送しながら固定光源の光を原稿面に照射して原稿内容を順次読み取るようにしてももちろんよい。

また、スタートスイッチを押したとき、所定のタイミングで不図示の感光体駆動モータにより感光体１０を回転し、まず図示例では帯電ローラを用いた帯電装置１１で表面を一様に帯電し、次いで上述の画像読取装置２００で読み取った原稿内容に応じてレーザ光を照射してレーザ書込装置４７で書込みを行い、感光体１０の表面に静電潜像を形成し、そののち現像装置１２でトナーを付着してその静電潜像を可視像化する。

さらに、スタートスイッチを押したとき、所定のタイミングでシートバンク３００中に多段に備える複数のシートカセット６１中の選択サイズに対応するシートカセット６１内から呼出ローラ６２によりシートＳを送り出し、続く供給ローラ６３・分離ローラ６４で１枚ずつ分離して搬送しながら供給路Ｒ１に入れ、シート搬送ローラ６６で搬送してシート搬送路Ｒへと導き、レジストローラ２１に突き当てて止める。そして、上述した感光体１０の可視像化したトナー画像の回転にタイミングを合わせてレジストローラ２１を回転し、感光体１０の右側へと送り込む。

または、手差し給紙部６８の手差しトレイ６７を開けて、その手差しトレイ６７上にセットした手差しシートを呼出ローラ６２により送り出し、続く供給ローラ６３・分離ローラ６４で１枚ずつ分離して搬送しながら手差し供給路Ｒ２に入れ、シート搬送ローラ６６で搬送してシート搬送路Ｒへと導き、同じくレジストローラ２１で感光体１０の回転にタイミングを合わせて該感光体１０の右側へと送り込む。

感光体１０の右側へと送り込まれたシートＳに、図示例では転写装置１３により転写位置Ｂで感光体１０上のトナー画像を転写して画像を形成する。画像転写後の感光体１０上の残留トナーはクリーニング装置１４で除去して清掃し、不図示の除電装置で感光体１０上の残留電位を除去して帯電からはじまる次の画像形成に備える。

一方、画像転写後のシートＳは、転写ベルト１７で搬送して定着装置２２に入れ、加熱ローラ３０と加圧ローラ３２間に通して、回転するそれら加熱ローラ３０と加圧ローラ３２とで搬送しながら、熱と圧力を加えてシートＳ上のトナー画像を定着する。その後、シートＳは、排出ローラ３５，５第１加圧ローラ３６，第２加圧ローラ３７，腰付ローラ３８により、腰をつけて曲げ剛性を高められた状態で排出スタック部３９上に排出して積載される。

なお、シートの両面に画像を転写する場合は、排出分岐爪３４を切り換える。そして、表面にトナー画像を転写したシートを、シート搬送路Ｒから反転路Ｒ３に入れ、シート搬送ローラ６６で搬送してスイッチバック位置４４へ入れ、スイッチバックローラ４３でスイッチバックすることにより再搬送路Ｒ４に入れて反転し、シート搬送ローラ６６で搬送して再びシート搬送路Ｒに導き、前述と同様にしてシートの裏面にも画像を転写する。

図２には、本実施例の特徴部である定着装置２２の要部が示されている。
図中、符号７０は、定着装置２２の定着ケースである。
定着ケース７０は、細長な箱形状で、シート搬送路Ｒに沿って下面にシート入口７１が、そして上面にシート出口７２がそれぞれ設けられている。

定着ケース７０内には、上述したように加熱部材としての加熱ローラ３０および加圧部材として加圧ローラ３２がそれぞれ回転自在に設けられている。

加熱ローラ３０は、２５〜４５φのアルミ合金で構成されたローラが用いられ、肉厚が０．３５〜０．６ｍｍの薄肉とされて温度応答性を向上させるようになっており、定着温度までの昇温時間を１０秒程度にまで短縮する特性を持たせてある。また、加熱ローラ３０の表面は、フッ素コート処理が施されており、内部には熱源２３が配置されている。
熱源２３は、図示例では、長手方向中央部と端部用として２つ設けられてメインにヒータが構成され、消費電力は合計して１０００Ｗ〜１４００Ｗに設定されている。なお、この熱源２３に関しては、１つでもよいし、３つ以上であってもよい。

加熱ローラ３０の周囲には、シート分離部材７５が設けられている。
シート分離部材７５は、支点を中心として回動自在に支持し、スプリング７６で付勢して爪先端を加熱ローラ３０の周面に押し当てるようになっている。
これにより、加熱ローラ３０と加圧ローラ３２のニップ位置を通過して加熱ローラ３０に密着するシートＳは加熱ローラ３０から引き剥がされ、シート出口７２へと導かれるようになっている。

また、加熱ローラ３０の周囲には、その周面に接触してサーミスタ（加熱部材温度検知手段）２８およびサーモスタット２９が設けられており、サーミスタ２８で加熱ローラ３０の温度を検知し、その検知結果に基づき熱源２３をオンオフして加熱ローラ３０を所定の定着温度に保持することができるようになっている。

一方、加圧ローラ３２は、加圧アーム２６によって加熱ローラ３０側に向けて押圧付勢されるようになっており、加熱ローラ３０に押圧されることでシートＳを挟持搬送可能なニップ部を形成できるようになっている。このため、加圧アーム２６は、加圧スプリング２５により支点２７を基準として反時計まわりに回動するように付勢されるようになっている。

また、加圧ローラ３２の周面には、クリーニング部材が接触させてある。
クリーニング部材としては、ベルトでもパットでもブレードでもよく、金属製でもゴム製などでもよいが、図示例では、無垢の金属製のクリーニングローラ７４が用いられる。クリーニングローラ７４は、加圧ローラ３２に付着したトナーを除去する。

なお、図２中、符号７７は、シート搬送路Ｒに沿って複数配置されてシートＳの通過を検知するシート検知センサである。符号７８は、クリーニングローラ７４の温度を検知するクリーニング部材温度検知手段である。

一方、加熱ローラ３０の外周囲には、加熱ローラ３０の外周面形状に沿って一定の隙間を設けて凹形状をなす外部発熱部材１０１が加熱ローラ３０に対して０．６〜２ｍｍ程度に間隔を保って近接させることにより非接触な状態で配置されている。これにより、加熱ローラ３０の表面を損傷する虞が一切ない状態とされる。
外部発熱部材１０１は、加熱ローラ３０の周方向で加圧ローラ３１と対向当接していない領域に配置されており、加熱ローラ３０の外周方向で１／４以上の範囲を占めている。

外部発熱部材１０１は、図２（Ｂ）に示すように、加熱ローラ３０と対向する面と反対側の面に断熱材１２０を備えており、断熱材１２０は、外部発熱部材１０１を覆う状態で外部発熱部材１０１の面に接触させて配置されている。
これにより、外部発熱部材１０１が断熱材１０２と接触して一体化されていることになるので、厚さ方向での占有スペースを小さくすることができ、定着装置内での省スペース化が図れることになる。

外部発熱部材１０１は、自己制御可能な熱供給源として機能する発熱体であり、その構成が図３に示されている。
図３において外部発熱部材１０１は、セラミックなどの絶縁体、または厚さ０．２５〜１．５ｍｍのポリイミドフィルム等が用いられ、省スペース化を図るために厚さ０．５〜１ｍｍ程度の耐熱樹脂シート１０２の中に発熱体１０３が埋め込まれており、電極部分に端子が圧着されて通電できるようになっている。

発熱体１０３としては、厚さ０．０５〜０．６ｍｍ程度のステンレス、例えば、ＳＵＳ３０３や、１０〜２００μｍ厚のニッケルクロム合金膜、あるいはチタン酸バリウム膜やパラジウム合金膜が用いられる。発熱材１０３には、最大消費電力として、加熱ローラ３０側のメインヒータの３０％以下に相当する１００〜３００Ｗに設定されている。

発熱体１０３の形態としては、樹脂シート面形状全体に配置した面状発熱体および樹脂シート内に線状に発熱体を配線した線状面状発熱体とがある。
図３（Ａ）に示す発熱体１０３の形態は、発熱体全体を同時に発熱させるようにしたものであり、図３（Ｂ）に示す発熱体１０３の形態は、外部発熱部材１０１の厚さ方向中央部と端部とで発熱部分を分割したものである。
図３（Ｂ）に示す形態のように、発熱部分を分割することにより、シートなどの通紙サイズに合わせて発熱部分を切り換えることが可能となる。
本実施例では２分割であるが、通紙サイズに合わせて発熱部分の分割数を増やしたものでも良い。
このような外部発熱部材１０１は、発熱体１０３が埋設された状態で設けられていることにより厚さ方向でのサイズ増加が抑制することができ、定着装置内での設置スペースの増大化を防止して省スペース化を図ることができるようになっている。

外部発熱部材１０１は、自らが熱供給源として機能するようになっているので、熱伝達媒体などを必要としない。つまり、加熱されたベルトを加熱ローラ３０に接触させる加熱形式と違って、ベルトなどの特別な部材が不要となることで構成の簡略化が図れると共に、ランプやコイルなどを用いた加熱部材と違って発熱領域を広く採ることができるので、加熱ローラ３０の局部的な温度上昇ではなく加熱ローラ３０の周方向および軸方向で対面する広い範囲全域で熱損失を招くことなく均一に温度上昇させることができる。

発熱体１０３は、抵抗値の設定によって設定された一定の温度に到達すると、それ以上の温度上昇をすることがない。このため、サーモスタットや温度ヒューズおよび、温度コントローラが不要となり、これによっても構成の簡略化ができる。

本実施例においては、外部発熱部材１０１がその材質として、前述したように、厚さ０．０５〜０．６ｍｍ程度のステンレス、例えば、ＳＵＳ３０３や、１０〜２００μｍ厚のニッケルクロム合金膜、あるいはチタン酸バリウム膜やパラジウム合金膜を用いることにより、発熱とともに抵抗が大きくなり、消費電力が小さくなる。本実施例では、１７０℃に設定した場合、その温度に自己制御できるように自己制御可能な発熱体とした。また、ハロゲンヒータは、１１００Ｗのヒータの突入電流が１１０Ａ着１０倍になるのに対し、本実施例での外部発熱部材１０１は２００Ｗの設定とされているので、６Ａ以下というように３倍以下の突入電流に抑えることができるようになっている。このため、自己制御できることによりサーミスタなどの温度管理部材が不要となり、かつ突入電力を小さく抑えることができる定着装置を得ることができる。

一方、本実施例では、外部発熱部材１０１が、次の条件で作動するようになっている。
外部発熱部材１０１を、加熱部材３０の熱源２３のオンオフと独立してオンオフする制御部によって制御する。

具体的には、制御部は、加熱部材３０の熱源２３がオフ状態でも温情対にすることができる。より具体的には、制御部は、少なくとも、電源投入時あるいは待機時からの電源復帰時における１枚目の記録媒体を対象とした定着の際に前記加熱部材３０の熱源２３がオフ状態にあっても温情対を維持するようになっている。

この条件とすることにより、次の作用が得られる。
加熱ローラ３０の温度を検知するサーミスタは高感知、つまり高応答性を有する者が用いられているが、給電を停止している始動時や待機状態からの復帰時には加熱ローラ３０の温度が低下していることを検知してメインヒータをオンさせることになるが、温度が所定の定着温度に達するまでの時間がかかり、この時点で記録紙が接触すると定着温度の落ち込みも１５〜２５℃と大きくなる。
そこで、このような温度の落ち込み時において記録紙が搬送されて加熱ローラ３０と接触した場合でも温度の落ち込みを少なくするために、外部発熱部材１０１に対するオン状態を維持することで、始動時や待機時からの復帰時における１枚目の記録紙を対象とした定着の際に加熱ローラ３０がオフ状態にあっても温度低下を抑制することができ、これによって、定着不良をなくすことができる。

外部発熱部材１０１は、加熱ローラの外周面に沿って、換言すれば、加熱ローラ３０の外周面形状に倣って変形させて取り付けられている。これにより、外部発熱部材１０１の占有空間の形状が加熱ローラ３０と相似であることにより占有空間が不用意に拡大されることがなくなり、定着装置内での省スペース化を図ることができる。

また、外部発熱部材１０１の面に接触した状態で配置されている断熱材１２０は、図４に示すように、内部に芯材１２１を有し、これをラミネートフィルム１２２で真空加工した真空断熱材で構成されている。
芯材１２１としては、発泡ウレタン等の多孔質構造体やシリカ等を含む粉末材料などが用いられ、真空度１〜２００Ｐａの条件で密閉されている。

一方、図２（Ｂ）に示すように、外部発熱部材１０１は、ユニット筐体に相当する定着ケース７０と加熱ローラ３０との間に配置されており、定着ケース７０に対しては、樹脂部材１４０を介して取り付けられている。

これにより、複写機の内部に固定されて設けられる場合と違って、複写機に対して定着ケース７０を挿脱できるようにすることで、メンテナンス性を高めることができる。
なお、本実施例では、加熱部材である加熱ローラ３０の内部に熱源を備えた構成を示したが、外部発熱部材１０１による温度管理で十分な場合には、敢えて内蔵加熱源を装備する必要がないこともちろんである。

本発明実施例による定着装置を適用した画像形成装置の一例を示す模式図である。 本発明実施例による定着装置およびこれの周辺部の構成を説明するための模式図であり、（Ａ）は定着装置およびこれの周辺に配置されている装置を纏めて示した図であり、（Ｂ）は定着装置の要部のみを抽出して示した図である。 図２に示した定着装置に用いられる外部発熱部材の構成を説明するための図であり、（Ａ）は使用される発熱体の一態様、（Ｂ）は使用される発熱体の他の態様をそれぞれ示している。 図２に示した定着装置に用いられる外部発熱部材に装備される断熱材の構成を示す図である。

符号の説明

２２ 熱定着装置
３０ 加熱部材に相当する加熱ローラ
３２ 加圧部材に相当する加圧ローラ
７０ 定着ケース
１０１ 外部発熱部材
１２０ 断熱材

Claims (11)

1. 加熱部材と加圧部材との間に記録媒体を通して搬送しながらその記録媒体上のトナー画像を加熱定着する定着装置において、
   前記加熱部材の表面に沿って配置される外部発熱部材を有し、
   前記加熱部材は凸形状を有し、前記外部発熱部材は、外部加熱部材の表面に沿って凹形状に加熱するとともに前記外部発熱部材は上記加熱部材に対して非接触であることを特徴とする定着装置。
2. 前記外部発熱部材を、前記加熱部材の熱源のオンオフ状態と独立してオンオフする制御部を備えることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
3. 前記外部加熱部材は、前記加熱部材に対して近接することで非接触な状態で配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の定着装置。
4. 前記外部発熱部材は前記加熱部材側とは反対側に断熱材を配置したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の定着装置。
5. 前記外部発熱部材はこれを覆うように接触している断熱部材を備えてい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。
   前記外部発熱部材は総厚１ｍｍ以下の発熱シート状であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の定着装置。
6. 前記外部発熱部材は変形可能であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の定着装置。
7. 前記断熱材は内部に芯材を有し、これをラミネートフィルムで真空加工した真空断熱材であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の定着装置。
8. 前記加熱及び加圧部材と該加熱部材と非接触な外部発熱部材とはユニット筐体内に配置され、該外部発熱部材は、前記ユニット筐体と加熱部材との間に位置決めされていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の定着装置。
9. 前記外部発熱部材は前記ユニット筐体に取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の定着装置。
10. 前記断熱材は前記ユニット筐体に取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の熱定着装置。
11. 請求項１乃至１１のいずれかに記載の定着装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
    

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