定着装置および画像形成装置
【課題】加熱部材を迅速に加熱することができるとともに、加熱部材の温度を定着温度に維持することが容易となる定着装置を提供することを目的とする。
【解決手段】定着装置１００は、熱を発する発熱体（ハロゲンランプ１２０）と、記録シート（用紙Ｐ）上の現像剤像を熱定着するための定着温度になるように、発熱体によって加熱される加熱部材（ニップ板１３０）と、加熱部材との間で記録シートを挟み込んで搬送するバックアップ部材（加圧ローラ１５０）とを備える。加熱部材には、定着温度付近の転移温度で相転移することで、転移温度よりも低い温度のときよりも定着温度のときの方が比熱が大きくなる比熱変化部材１７０が接触して配置されている。
【解決手段】定着装置１００は、熱を発する発熱体（ハロゲンランプ１２０）と、記録シート（用紙Ｐ）上の現像剤像を熱定着するための定着温度になるように、発熱体によって加熱される加熱部材（ニップ板１３０）と、加熱部材との間で記録シートを挟み込んで搬送するバックアップ部材（加圧ローラ１５０）とを備える。加熱部材には、定着温度付近の転移温度で相転移することで、転移温度よりも低い温度のときよりも定着温度のときの方が比熱が大きくなる比熱変化部材１７０が接触して配置されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録シートに転写された現像剤像を熱定着する定着装置と、定着装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置に用いられる定着装置として、円筒状の定着フィルムと、定着フィルム内に配置されるヒータと、定着フィルムを介して加圧ローラとの間にニップ部を形成するニップ板（加熱部材）とを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この定着装置では、ニップ板で支持された定着フィルムと加圧ローラとの間（ニップ部）で、用紙（記録シート）を搬送しつつ、用紙上の現像剤像を熱定着している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２３３８８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、前述した定着装置では、ニップ板を迅速に加熱すべく、ニップ板の熱容量（比熱×質量）を小さくすることが望ましいとされている。しかしながら、単にニップ板として比熱の小さい部材を採用すると、ニップ板の温度を定着温度に維持したいときに温度変化が過敏になるので、制御し難くなるといった問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、加熱部材を迅速に加熱することができるとともに、加熱部材の温度を定着温度に維持することが容易となる定着装置および画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決する本発明は、熱を発する発熱体と、記録シート上の現像剤像を熱定着するための定着温度になるように、前記発熱体によって加熱される加熱部材と、前記加熱部材との間で前記記録シートを挟み込んで搬送するバックアップ部材とを備えた定着装置であって、前記加熱部材には、前記定着温度付近の転移温度で相転移することで、前記転移温度よりも低い温度のときよりも前記定着温度のときの方が比熱が大きくなる比熱変化部材が接触して配置されていることを特徴とする。
【０００７】
ここで、「加熱部材と（バックアップ部材）の間で記録シートを挟み込んで搬送する」とは、加熱部材とバックアップ部材の間に記録シートのみを挟み込んで記録シートを搬送する形態を含む他、例えば加熱部材とバックアップ部材の間に記録シートと定着フィルムを挟み込んで定着フィルムとともに記録シートを搬送する形態も含む。
【０００８】
本発明によれば、発熱体によって加熱部材を定着温度付近まで加熱するまでの間、加熱部材に設けられた比熱変化部材の比熱が小さいので、加熱部材の温度は比熱変化部材の温度とともに迅速に定着温度付近まで上昇する。そして、加熱部材および比熱変化部材の温度が定着温度付近まで上昇すると、比熱変化部材の比熱が変化して大きくなるので、加熱部材および比熱変化部材の温度が変化し難くなり、加熱部材および比熱変化部材の温度を定着温度付近の温度に簡単に維持することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、加熱部材を迅速に加熱することができるとともに、加熱部材の温度を定着温度に維持することが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る定着装置を備えたレーザプリンタの概略構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る定着装置の概略構成を示す図である。
【図３】ハロゲンランプ、ニップ板、反射板、ステイおよび比熱変化部材の斜視図である。
【図４】ニップ板、反射板およびステイを搬送方向から見た図である。
【図５】比熱変化部材の特性を示すグラフである。
【図６】印字制御時におけるニップ板の温度変化を示すグラフである。
【図７】加熱部材の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明では、まず、本発明の実施形態に係る定着装置１００を備えたレーザプリンタ１（画像形成装置）の概略構成について説明した後、定着装置１００の詳細な構成について説明する。
【００１２】
＜レーザプリンタの概略構成＞
図１に示すように、レーザプリンタ１は、本体筐体２内に、記録シートの一例としての用紙Ｐを供給する給紙部３と、露光装置４と、用紙Ｐ上にトナー像（現像剤像）を転写するプロセスカートリッジ５と、用紙Ｐ上のトナー像を熱定着する定着装置１００とを主に備えている。
【００１３】
なお、以下の説明において、方向は、レーザプリンタを使用するユーザを基準にした方向で説明する。すなわち、図１における右側を「前」、左側を「後」とし、手前側を「左」、奥側を「右」とする。また、図１における上下方向を「上下」とする。
【００１４】
給紙部３は、本体筐体２内の下部に設けられ、用紙Ｐを収容する給紙トレイ３１と、用紙Ｐの前側を持ち上げる用紙押圧板３２と、給紙ローラ３３と、給紙パット３４と、紙粉取りローラ３５，３６と、レジストローラ３７とを主に備えている。給紙トレイ３１内の用紙Ｐは、用紙押圧板３２によって給紙ローラ３３に寄せられ、給紙ローラ３３と給紙パット３４によって１枚ずつ分離され、紙粉取りローラ３５，３６およびレジストローラ３７を通ってプロセスカートリッジ５に向けて搬送される。
【００１５】
露光装置４は、本体筐体２内の上部に配置され、レーザ発光部（図示せず）と、回転駆動するポリゴンミラー４１と、レンズ４２，４３と、反射鏡４４，４５，４６とを主に備えている。露光装置４では、レーザ発光部から出射される画像データに基づくレーザ光（鎖線参照）が、ポリゴンミラー４１、レンズ４２、反射鏡４４，４５、レンズ４３、反射鏡４６の順に反射または通過して、感光体ドラム６１の表面で高速走査される。
【００１６】
プロセスカートリッジ５は、露光装置４の下方に配置され、本体筐体２に設けられたフロントカバー２１を開いたときにできる開口から本体筐体２に対して着脱可能に装着される構成となっている。このプロセスカートリッジ５は、ドラムユニット６と、現像ユニット７とから構成されている。
【００１７】
ドラムユニット６は、感光体ドラム６１と、帯電器６２と、転写ローラ６３とを主に備えている。また、現像ユニット７は、ドラムユニット６に対して着脱可能に装着される構成となっており、現像ローラ７１と、供給ローラ７２と、層厚規制ブレード７３と、トナー（現像剤）を収容するトナー収容部７４とを主に備えている。
【００１８】
プロセスカートリッジ５では、感光体ドラム６１の表面が、帯電器６２により一様に帯電された後、露光装置４からのレーザ光の高速走査によって露光されることで、感光体ドラム６１上に画像データに基づく静電潜像が形成される。また、トナー収容部７４内のトナーは、供給ローラ７２を介して現像ローラ７１に供給され、現像ローラ７１と層厚規制ブレード７３の間に進入して一定厚さの薄層として現像ローラ７１上に担持される。
【００１９】
現像ローラ７１上に担持されたトナーは、現像ローラ７１から感光体ドラム６１上に形成された静電潜像に供給される。これにより、静電潜像が可視像化され、感光体ドラム６１上にトナー像が形成される。その後、感光体ドラム６１と転写ローラ６３の間を用紙Ｐが搬送されることで感光体ドラム６１上のトナー像が用紙Ｐ上に転写される。
【００２０】
定着装置１００は、プロセスカートリッジ５の後方に設けられている。用紙Ｐ上に転写されたトナー像（トナー）は、定着装置１００を通過することで用紙Ｐ上に熱定着される。トナー像が熱定着された用紙Ｐは、搬送ローラ２３，２４によって排紙トレイ２２上に排出される。
【００２１】
＜定着装置の詳細構成＞
図２に示すように、定着装置１００は、定着フィルム１１０と、発熱体の一例としてのハロゲンランプ１２０と、ニップ部材（加熱部材）の一例としてのニップ板１３０と、反射板１４０と、バックアップ部材の一例としての加圧ローラ１５０と、支持部材の一例としてのステイ１６０と、比熱変化部材１７０とを備えている。
【００２２】
定着フィルム１１０は、耐熱性と可撓性を有する無端状（筒状）のフィルムであり、その両端部が図示しないガイド部材により回転が案内されている。
【００２３】
ハロゲンランプ１２０は、ニップ板１３０および定着フィルム１１０を加熱することで用紙Ｐ上のトナーを加熱する公知の発熱体であり、定着フィルム１１０の内側において定着フィルム１１０およびニップ板１３０の内面から所定の間隔をあけて配置されている。
【００２４】
ニップ板１３０は、ハロゲンランプ１２０から発せられる輻射熱を受ける板状の部材であり、ハロゲンランプ１２０によって所定の定着温度（用紙Ｐ上のトナー像を熱定着するための温度）に加熱されるようになっている。なお、本実施形態では、ニップ板１３０の温度は、制御装置２００（図１参照）が印字条件に応じてハロゲンランプ１２０を制御することで、印字条件に応じて２種類の定着温度（図６に示す第１定着温度Ｔ１および第２定着温度Ｔ２）で切り替え可能となっている。
【００２５】
ここで、「印字条件に応じた切り替え（制御）」とは、例えば用紙Ｐの種類（用紙サイズや厚さなど）、画質の種類、カラープリンタの場合における印字する色の種類などに応じた制御が挙げられる。すなわち、一例を挙げるとすると、用紙ＰがＡ４サイズの場合には第１定着温度Ｔ１にし、はがきサイズである場合には第２定着温度Ｔ２にするといった制御が挙げられる。
【００２６】
そして、このニップ板１３０は、筒状の定着フィルム１１０の内面に摺接するように配置されており、ハロゲンランプ１２０から受けた輻射熱を定着フィルム１１０を介して用紙Ｐ上のトナーに伝達する。
【００２７】
このニップ板１３０は、後述するスチール製のステイ１６０より熱伝導率が大きい、例えば、アルミニウム板などを断面視略Ｕ形状に折り曲げることで形成されている。より詳細に、ニップ板１３０は、断面視において、前後方向（用紙Ｐの搬送方向）に沿うように延びるベース部１３１と、上方（加圧ローラ１５０からニップ板１３０に向かう方向）に向けて折り曲げられた折曲部１３２とを主に有している。
【００２８】
図３に示すように、ニップ板１３０は、ベース部１３１の右端部から平板状に延びる挿入部１３３と、ベース部１３１の左端部に形成された係合部１３４とをさらに有している。係合部１３４は、側面視Ｕ形状に形成されており、上に向けて折り曲げて形成された側壁部１３４Ａには係合孔１３４Ｂが設けられている。
【００２９】
そして、このニップ板１３０（ベース部１３１）の内面１３１Ａ（ハロゲンランプ１２０側の面）には、比熱変化部材１７０が接触するように配置されている。なお、比熱変化部材１７０については、後で詳述することとする。
【００３０】
図２に示すように、反射板１４０は、ハロゲンランプ１２０からの輻射熱（主に前後方向や上方向に向けて放射された輻射熱）をニップ板１３０（ベース部１３１の内面１３１Ａ）に向けて反射する部材であり、定着フィルム１１０の内側においてハロゲンランプ１２０を取り囲むように、ハロゲンランプ１２０から所定の間隔をあけて配置されている。
【００３１】
このような反射板１４０によってハロゲンランプ１２０からの輻射熱をニップ板１３０に集めることで、ハロゲンランプ１２０からの輻射熱を効率良く利用することができ、ニップ板１３０や比熱変化部材１７０を速やかに加熱することが可能となっている。
【００３２】
反射板１４０は、赤外線および遠赤外線の反射率が大きい、例えば、アルミニウム板などを断面視略Ｕ形状に湾曲させて形成されている。より詳細に、反射板１４０は、湾曲形状（断面視略Ｕ形状）をなす反射部１４１と、反射部１４１の両端部から前後方向外側に沿って延びるフランジ部１４２とを主に有している。なお、熱反射率を高めるため、反射板１４０は、鏡面仕上げを施したアルミニウム板などを用いて形成してもよい。
【００３３】
図３に示すように、反射板１４０の左右方向（用紙Ｐの幅方向）の両端部にはフランジ状の係止部１４３が合計４つ形成されている（３つのみ図示）。係止部１４３は、フランジ部１４２より上方に位置し、図４に示すように、ニップ板１３０、反射板１４０およびステイ１６０が組み立てられたときに、後述するステイ１６０の複数の接触部１６３を挟む（左右方向において最も外側の接触部１６３Ａと隣接する）ように配置される。
【００３４】
これにより、定着装置１００が駆動したときの振動などで反射板１４０が左右に動こうとしても、係止部１４３が接触部１６３Ａに当接することで、反射板１４０の左右方向の位置が規制される。その結果、反射板１４０の左右方向における位置ずれを抑制することができる。
【００３５】
図２に示すように、加圧ローラ１５０は、弾性変形可能な部材であり、ニップ板１３０の下方に配置されている。そして、加圧ローラ１５０は、弾性変形した状態でニップ板１３０との間で定着フィルム１１０を挟むことで定着フィルム１１０との間にニップ部を形成している。
【００３６】
また、加圧ローラ１５０は、本体筐体２内に設けられた図示しないモータから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。そのため、加圧ローラ１５０は、ニップ板１３０との間で定着フィルム１１０および用紙Ｐを挟み込んで後方に向けてこれらを送るようになっており、これにより、定着フィルム１１０が加圧ローラ１５０の回転に伴って従動回転するとともに用紙Ｐが後方に搬送されるようになっている。
【００３７】
そして、このように加圧ローラ１５０と加熱されたニップ板１３０（詳しくは定着フィルム１１０）との間で用紙Ｐが搬送されることで、用紙Ｐに転写されたトナー像が熱定着されるようになっている。
【００３８】
ステイ１６０は、前後方向におけるニップ板１３０（ベース部１３１）の両端部１３１Ｂを反射板１４０のフランジ部１４２を介して支持することでニップ板１３０の剛性を確保する部材である。ステイ１６０は、反射板１４０（反射部１４１）の外面形状に沿った形状（断面視略Ｕ形状）を有して反射板１４０を覆うように配置されている。このようなステイ１６０は、比較的剛性が大きい、例えば、鋼板などを断面視略Ｕ形状に折り曲げることで形成されている。
【００３９】
ステイ１６０の前壁１６１および後壁１６２の下端には、図３に示すように、略櫛歯状をなすように形成された複数の接触部１６３が設けられている。
【００４０】
また、ステイ１６０の前壁１６１および後壁１６２の右端部には、下方に向けて延び、さらに左方へ向けて延びる略Ｌ形状の係止部１６５が設けられている。さらに、ステイ１６０の左端には、上壁１６６から左方に向けて延び、側面視略Ｕ形状に折り曲げられた保持部１６７が設けられている。保持部１６７の各側壁部１６７Ａの内面には、内側に向けて突出する係合ボス１６７Ｂ（一方のみ図示）が設けられている。
【００４１】
図２および図３に示すように、ステイ１６０の前壁１６１および後壁１６２の内面の左右方向両端部には、内側に向けて突出する当接ボス１６８が合計４つ設けられている。この当接ボス１６８は、前後方向において反射板１４０（反射部１４１）に当接する。これにより、定着装置１００が駆動したときの振動などで反射板１４０が前後に動こうとしても、当接ボス１６８に当接することで、反射板１４０の前後方向の位置が規制される。その結果、反射板１４０の前後方向における位置ずれを抑制することができる。
【００４２】
以上説明したステイ１６０に、反射板１４０とニップ板１３０を組み付ける場合、まず、ステイ１６０に反射板１４０を嵌め込むようにして取り付ける。ステイ１６０の前壁１６１および後壁１６２の内面には当接ボス１６８が設けられているので、この当接ボス１６８が反射板１４０に当接することで、反射板１４０はステイ１６０に仮保持される。
【００４３】
その後、図４に示すように、ニップ板１３０の挿入部１３３をステイ１６０の係止部１６５の間に挿入してベース部１３１（両端部１３１Ｂ）を各係止部１６５に係合させ、次いで、ニップ板１３０の係合部１３４（係合孔１３４Ｂ）とステイ１６０の保持部１６７（係合ボス１６７Ｂ）とを係合させる。
【００４４】
これにより、ニップ板１３０は、ベース部１３１の両端部１３１Ｂが係止部１６５に支持され、係合部１３４が保持部１６７に保持されることで、ステイ１６０に保持される。また、反射板１４０は、フランジ部１４２がニップ板１３０とステイ１６０に挟まれた状態で、ステイ１６０に保持される。
【００４５】
これにより、定着装置１００が駆動したときの振動などで反射板１４０が上下に動こうとしても、フランジ部１４２がニップ板１３０とステイ１６０とに挟まれていることで、反射板１４０の上下方向の位置が規制される。その結果、反射板１４０の上下方向における位置ずれを抑制することができ、ニップ板１３０に対する反射板１４０の位置を固定することができる。
【００４６】
図３に示すように、比熱変化部材１７０は、前述した２種類の定着温度Ｔ１，Ｔ２のうち高い方（最高）の第１定着温度Ｔ１付近の転移温度Ｔｔ、詳しくは図５に示すように第１定着温度Ｔ１と第２定着温度Ｔ２の間の転移温度Ｔｔで相転移する材料で形成されている。ここで、「第１定着温度Ｔ１付近の温度」とは、例えば第１定着温度Ｔ１から±２０℃の範囲内の温度が好ましく、±１５℃の範囲がより好ましく、±１０℃の範囲がさらに好ましい。
【００４７】
そして、比熱変化部材１７０は、相転移することで、転移温度Ｔｔよりも低い温度のときよりも第１定着温度Ｔ１のときの方が比熱が大きくなっている。すなわち、比熱変化部材１７０は、室温領域（常温時）に比熱が小さく、常温時よりも遥かに高い第１定着温度Ｔ１のときには常温時の比熱よりも遥かに大きな比熱になっている。言い換えると、比熱変化部材１７０は、比熱の変化率（傾き）が転移温度Ｔｔ付近で急激になるような材料で形成されている。
【００４８】
これにより、図６に示すように、転移温度Ｔｔよりも低い温度のときにはニップ板１３０が比熱変化部材１７０とともに迅速に温度上昇していき、転移温度Ｔｔを超えて比熱変化部材１７０の比熱が急激に大きくなると、比熱変化部材１７０およびこの比熱変化部材１７０が接触するニップ板１３０の温度上昇が緩やかになる。すなわち、ニップ板１３０の温度変化が鈍くなるので、ニップ板１３０を第１定着温度Ｔ１に維持させることが容易になる。
【００４９】
また、転移温度Ｔｔが第２定着温度Ｔ２よりも高い温度であるため、第２定着温度Ｔ２までニップ板１３０の温度を迅速に加熱することが可能となっている。
【００５０】
なお、本実施形態では、第１定着温度Ｔ１を１４５℃に設定し、第２定着温度Ｔ２を１３０℃に設定することとする。また、比熱変化部材１７０としては、１４０℃近傍でガラス転移し、ガラス転移により比熱が変化するポリカーボネートを採用することとする。
【００５１】
また、比熱変化部材１７０は、図３に示すように、ステイ１６０とは別個に設けられており、ニップ板１３０のうちステイ１６０で支持されていない部位（左右方向中央部）に配置されている。そのため、比熱変化部材１７０が相転移して柔らかくなっても、ステイ１６０によるニップ板１３０の支持を維持することが可能となっている。
【００５２】
さらに、比熱変化部材１７０は、加圧ローラ１５０に非接触となる部位（内面１３１Ａ）に設けられている。そのため、比熱変化部材１７０が相転移して柔らかくなった場合でも、ニップ板１３０と加圧ローラ１５０との間で比熱変化部材１７０が潰されてしまうのを防止することが可能となっている。
【００５３】
また、比熱変化部材１７０は、ハロゲンランプ１２０から発せられる光（電磁波）を透過可能な材料（透明なポリカーボネート）で形成されている。これにより、ハロゲンランプ１２０によってニップ板１３０を効率良く加熱することが可能となっている。
【００５４】
さらに、比熱変化部材１７０は、ニップ板１３０の内面１３１Ａが露出するように、当該内面１３１Ａの一部に設けられている。これにより、ニップ板１３０のうち比熱変化部材１７０が設けられていない部位を、ハロゲンランプ１２０によって直接加熱することが可能となっている。
【００５５】
特に、本実施形態では、比熱変化部材１７０は、ニップ板１３０の内面１３１Ａを露出させる複数の開口部１７１を有する格子形状に形成されている。これにより、開口部１７１からニップ板１３０をハロゲンランプ１２０によって直接加熱できるとともに、比熱変化部材１７０をニップ板１３０の内面１３１Ａの全域に亘って大きく形成して比熱変化部材１７０による効果を十分発揮させることが可能となっている。
【００５６】
なお、比熱変化部材１７０のニップ板１３０への固定方法は、どのような方法でもよく、例えば比熱変化部材１７０に近い性質（比熱が略同じように変化する性質）を有する接着剤で固定してもよいし、比熱変化部材１７０を溶融させて直接ニップ板１３０へ固定させてもよい。さらには、ニップ板に形成した孔に比熱変化部材の一部を嵌合させて固定してもよい。
【００５７】
以上によれば、本実施形態において以下のような効果を得ることができる。
第１定着温度Ｔ１付近で比熱が大きく変化する比熱変化部材１７０をニップ板１３０に接触するように設けたので、ニップ板１３０を第１定着温度Ｔ１まで迅速に加熱することができるとともに、ニップ板１３０の温度を第１定着温度Ｔ１に維持することが容易となる。
【００５８】
比熱変化部材１７０が、ステイ１６０とは別個に設けられ、ニップ板１３０のうちステイ１６０で支持されていない部位に配置されるので、比熱変化部材１７０が相転移して柔らかくなっても、ステイ１６０によるニップ板１３０の支持を維持することができる。
【００５９】
比熱変化部材１７０が、加圧ローラ１５０に非接触となる部位に設けられるので、比熱変化部材１７０が相転移して柔らかくなった場合でも、ニップ板１３０と加圧ローラ１５０との間で比熱変化部材１７０が潰されてしまうのを防止することができる。
【００６０】
比熱変化部材１７０が、ニップ板１３０の内面１３１Ａに設けられ、ハロゲンランプ１２０から発せられる光を透過可能な材料で形成されているので、ハロゲンランプ１２０によってニップ板１３０を効率良く加熱することができる。
【００６１】
ニップ板１３０の内面１３１Ａが露出するように、当該内面１３１Ａの一部に比熱変化部材１７０が設けられるので、ニップ板１３０のうち比熱変化部材１７０が設けられていない部位を、ハロゲンランプ１２０によって直接加熱でき、ニップ板１３０の温度を迅速に上げることができる。
【００６２】
比熱変化部材１７０が、ニップ板１３０の内面１３１Ａを露出させる複数の開口部１７１を有する格子形状に形成されるので、開口部１７１からニップ板１３０をハロゲンランプ１２０によって直接加熱できるとともに、比熱変化部材１７０をニップ板１３０の内面１３１Ａの全域に亘って大きく形成して比熱変化部材１７０による効果を十分発揮させることができる。
【００６３】
比熱変化部材１７０の転移温度Ｔｔが、第２定着温度Ｔ２よりも高い第１定着温度Ｔ１（すなわち２種類の定着温度のうち最高の定着温度）付近の温度であるため、ニップ板１３０を最高の第１定着温度Ｔ１まで迅速に加熱することができる。
【００６４】
なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、以下に例示するように様々な形態で利用できる。
前記実施形態では、比熱変化部材１７０をニップ板１３０に設けたが、本発明はこれに限定されず、発熱体によって加熱される加熱部材であればどのようなものに比熱変化部材を設けてもよい。例えば、図７に示すように、比熱変化部材２７０を、筒状の加熱ローラ２３０の内周面２３１に設けてもよい。ここで、加熱ローラ２３０は、中空の円柱状に形成される部品であり、例えばアルミニウムなどで形成される。
【００６５】
そして、加熱ローラ２３０は、その内部に前記実施形態のようなハロゲンランプ１２０が配置され、当該ハロゲンランプ１２０によって加熱されるようになっている。なお、比熱変化部材２７０としては、前記実施形態のような格子形状に形成され、加熱ローラ２３０の内周面全域に亘って設けられるものを採用できる。この形態であっても、前記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６６】
なお、この加熱ローラ２３０を採用する形態では、支持部材として、例えば加熱ローラ２３０の両端を支持する軸受が挙げられる。
【００６７】
また、この加熱ローラ２３０の内周面２３１や前記実施形態のニップ板１３０の内面１３１Ａ等の加熱部材には、黒色の塗装を施したり、比熱変化部材１７０，２７０とは別の熱吸収部材を設けたりしてもよい。これによれば、ハロゲンランプ１２０からの輻射熱を加熱部材に効率良く吸収することができる。
【００６８】
前記実施形態では、比熱変化部材としてポリカーボネートを採用したが、本発明はこれに限定されず、定着温度に対応した転移温度を有する材料であれば、その他の樹脂や金属など、どのようなものでもよい。また、比熱が変化する限り、相転移の種類は問わない。
【００６９】
前記実施形態では、ニップ板１３０の内面１３１Ａに比熱変化部材１７０を設けたが、本発明はこれに限定されず、例えばニップ板の外面（下面）のうちニップ部よりも外側の部位に比熱変化部材を設けてもよい。また、比熱変化部材が、最高の定着温度に維持されている間において柔らかくならない材料で形成されている場合には、支持部材（ステイ１６０）とニップ板の間や、ニップ板と加圧ローラとの間に比熱変化部材を設けてもよい。
【００７０】
前記実施形態では、反射板１４０やステイ１６０を設けたが、本発明はこれに限定されず、反射板やステイを設けない構成としてもよい。
前記実施形態では、発熱体としてハロゲンランプ１２０（ハロゲンヒータ）を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、赤外線ヒータやカーボンヒータなどであってもよい。
【００７１】
前記実施形態では、ニップ部材として板状のニップ板１３０を例示したが、本発明はこれに限定されず、板状でない厚めの部材を採用してもよい。
前記実施形態では、バックアップ部材として加圧ローラ１５０を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、ベルト状の加圧部材などであってもよい。
【００７２】
前記実施形態では、記録シートとして、普通紙やはがきなどの用紙Ｐを例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、ＯＨＰシートなどであってもよい。
前記実施形態では、比熱変化部材１７０を格子形状としたが、本発明はこれに限定されず、その形状や数は任意に設定できる。なお、例えば比熱変化部材を、ニップ板の略全面を覆うような板形状にするなど、比熱変化部材の形状によっては、比熱変化部材に黒色の塗装を施してもよい。
【００７３】
前記実施形態では、本発明の定着装置を備えた画像形成装置として、レーザプリンタ１を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、ＬＥＤによって露光を行うＬＥＤプリンタであってもよいし、プリンタ以外の複写機や複合機などであってもよい。また、前記実施形態では、モノクロ画像を形成する画像形成装置を例示したが、本発明はこれに限定されず、カラー画像を形成する画像形成装置であってもよい。
【符号の説明】
【００７４】
１００ 定着装置
１２０ ハロゲンランプ
１３０ ニップ板
１３１Ａ 内面
１５０ 加圧ローラ
１６０ ステイ
１７０ 比熱変化部材
１７１ 開口部
Ｔ１ 第１定着温度
Ｔ２ 第２定着温度
Ｔｔ 転移温度
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録シートに転写された現像剤像を熱定着する定着装置と、定着装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置に用いられる定着装置として、円筒状の定着フィルムと、定着フィルム内に配置されるヒータと、定着フィルムを介して加圧ローラとの間にニップ部を形成するニップ板（加熱部材）とを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この定着装置では、ニップ板で支持された定着フィルムと加圧ローラとの間（ニップ部）で、用紙（記録シート）を搬送しつつ、用紙上の現像剤像を熱定着している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２３３８８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、前述した定着装置では、ニップ板を迅速に加熱すべく、ニップ板の熱容量（比熱×質量）を小さくすることが望ましいとされている。しかしながら、単にニップ板として比熱の小さい部材を採用すると、ニップ板の温度を定着温度に維持したいときに温度変化が過敏になるので、制御し難くなるといった問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、加熱部材を迅速に加熱することができるとともに、加熱部材の温度を定着温度に維持することが容易となる定着装置および画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決する本発明は、熱を発する発熱体と、記録シート上の現像剤像を熱定着するための定着温度になるように、前記発熱体によって加熱される加熱部材と、前記加熱部材との間で前記記録シートを挟み込んで搬送するバックアップ部材とを備えた定着装置であって、前記加熱部材には、前記定着温度付近の転移温度で相転移することで、前記転移温度よりも低い温度のときよりも前記定着温度のときの方が比熱が大きくなる比熱変化部材が接触して配置されていることを特徴とする。
【０００７】
ここで、「加熱部材と（バックアップ部材）の間で記録シートを挟み込んで搬送する」とは、加熱部材とバックアップ部材の間に記録シートのみを挟み込んで記録シートを搬送する形態を含む他、例えば加熱部材とバックアップ部材の間に記録シートと定着フィルムを挟み込んで定着フィルムとともに記録シートを搬送する形態も含む。
【０００８】
本発明によれば、発熱体によって加熱部材を定着温度付近まで加熱するまでの間、加熱部材に設けられた比熱変化部材の比熱が小さいので、加熱部材の温度は比熱変化部材の温度とともに迅速に定着温度付近まで上昇する。そして、加熱部材および比熱変化部材の温度が定着温度付近まで上昇すると、比熱変化部材の比熱が変化して大きくなるので、加熱部材および比熱変化部材の温度が変化し難くなり、加熱部材および比熱変化部材の温度を定着温度付近の温度に簡単に維持することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、加熱部材を迅速に加熱することができるとともに、加熱部材の温度を定着温度に維持することが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る定着装置を備えたレーザプリンタの概略構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る定着装置の概略構成を示す図である。
【図３】ハロゲンランプ、ニップ板、反射板、ステイおよび比熱変化部材の斜視図である。
【図４】ニップ板、反射板およびステイを搬送方向から見た図である。
【図５】比熱変化部材の特性を示すグラフである。
【図６】印字制御時におけるニップ板の温度変化を示すグラフである。
【図７】加熱部材の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明では、まず、本発明の実施形態に係る定着装置１００を備えたレーザプリンタ１（画像形成装置）の概略構成について説明した後、定着装置１００の詳細な構成について説明する。
【００１２】
＜レーザプリンタの概略構成＞
図１に示すように、レーザプリンタ１は、本体筐体２内に、記録シートの一例としての用紙Ｐを供給する給紙部３と、露光装置４と、用紙Ｐ上にトナー像（現像剤像）を転写するプロセスカートリッジ５と、用紙Ｐ上のトナー像を熱定着する定着装置１００とを主に備えている。
【００１３】
なお、以下の説明において、方向は、レーザプリンタを使用するユーザを基準にした方向で説明する。すなわち、図１における右側を「前」、左側を「後」とし、手前側を「左」、奥側を「右」とする。また、図１における上下方向を「上下」とする。
【００１４】
給紙部３は、本体筐体２内の下部に設けられ、用紙Ｐを収容する給紙トレイ３１と、用紙Ｐの前側を持ち上げる用紙押圧板３２と、給紙ローラ３３と、給紙パット３４と、紙粉取りローラ３５，３６と、レジストローラ３７とを主に備えている。給紙トレイ３１内の用紙Ｐは、用紙押圧板３２によって給紙ローラ３３に寄せられ、給紙ローラ３３と給紙パット３４によって１枚ずつ分離され、紙粉取りローラ３５，３６およびレジストローラ３７を通ってプロセスカートリッジ５に向けて搬送される。
【００１５】
露光装置４は、本体筐体２内の上部に配置され、レーザ発光部（図示せず）と、回転駆動するポリゴンミラー４１と、レンズ４２，４３と、反射鏡４４，４５，４６とを主に備えている。露光装置４では、レーザ発光部から出射される画像データに基づくレーザ光（鎖線参照）が、ポリゴンミラー４１、レンズ４２、反射鏡４４，４５、レンズ４３、反射鏡４６の順に反射または通過して、感光体ドラム６１の表面で高速走査される。
【００１６】
プロセスカートリッジ５は、露光装置４の下方に配置され、本体筐体２に設けられたフロントカバー２１を開いたときにできる開口から本体筐体２に対して着脱可能に装着される構成となっている。このプロセスカートリッジ５は、ドラムユニット６と、現像ユニット７とから構成されている。
【００１７】
ドラムユニット６は、感光体ドラム６１と、帯電器６２と、転写ローラ６３とを主に備えている。また、現像ユニット７は、ドラムユニット６に対して着脱可能に装着される構成となっており、現像ローラ７１と、供給ローラ７２と、層厚規制ブレード７３と、トナー（現像剤）を収容するトナー収容部７４とを主に備えている。
【００１８】
プロセスカートリッジ５では、感光体ドラム６１の表面が、帯電器６２により一様に帯電された後、露光装置４からのレーザ光の高速走査によって露光されることで、感光体ドラム６１上に画像データに基づく静電潜像が形成される。また、トナー収容部７４内のトナーは、供給ローラ７２を介して現像ローラ７１に供給され、現像ローラ７１と層厚規制ブレード７３の間に進入して一定厚さの薄層として現像ローラ７１上に担持される。
【００１９】
現像ローラ７１上に担持されたトナーは、現像ローラ７１から感光体ドラム６１上に形成された静電潜像に供給される。これにより、静電潜像が可視像化され、感光体ドラム６１上にトナー像が形成される。その後、感光体ドラム６１と転写ローラ６３の間を用紙Ｐが搬送されることで感光体ドラム６１上のトナー像が用紙Ｐ上に転写される。
【００２０】
定着装置１００は、プロセスカートリッジ５の後方に設けられている。用紙Ｐ上に転写されたトナー像（トナー）は、定着装置１００を通過することで用紙Ｐ上に熱定着される。トナー像が熱定着された用紙Ｐは、搬送ローラ２３，２４によって排紙トレイ２２上に排出される。
【００２１】
＜定着装置の詳細構成＞
図２に示すように、定着装置１００は、定着フィルム１１０と、発熱体の一例としてのハロゲンランプ１２０と、ニップ部材（加熱部材）の一例としてのニップ板１３０と、反射板１４０と、バックアップ部材の一例としての加圧ローラ１５０と、支持部材の一例としてのステイ１６０と、比熱変化部材１７０とを備えている。
【００２２】
定着フィルム１１０は、耐熱性と可撓性を有する無端状（筒状）のフィルムであり、その両端部が図示しないガイド部材により回転が案内されている。
【００２３】
ハロゲンランプ１２０は、ニップ板１３０および定着フィルム１１０を加熱することで用紙Ｐ上のトナーを加熱する公知の発熱体であり、定着フィルム１１０の内側において定着フィルム１１０およびニップ板１３０の内面から所定の間隔をあけて配置されている。
【００２４】
ニップ板１３０は、ハロゲンランプ１２０から発せられる輻射熱を受ける板状の部材であり、ハロゲンランプ１２０によって所定の定着温度（用紙Ｐ上のトナー像を熱定着するための温度）に加熱されるようになっている。なお、本実施形態では、ニップ板１３０の温度は、制御装置２００（図１参照）が印字条件に応じてハロゲンランプ１２０を制御することで、印字条件に応じて２種類の定着温度（図６に示す第１定着温度Ｔ１および第２定着温度Ｔ２）で切り替え可能となっている。
【００２５】
ここで、「印字条件に応じた切り替え（制御）」とは、例えば用紙Ｐの種類（用紙サイズや厚さなど）、画質の種類、カラープリンタの場合における印字する色の種類などに応じた制御が挙げられる。すなわち、一例を挙げるとすると、用紙ＰがＡ４サイズの場合には第１定着温度Ｔ１にし、はがきサイズである場合には第２定着温度Ｔ２にするといった制御が挙げられる。
【００２６】
そして、このニップ板１３０は、筒状の定着フィルム１１０の内面に摺接するように配置されており、ハロゲンランプ１２０から受けた輻射熱を定着フィルム１１０を介して用紙Ｐ上のトナーに伝達する。
【００２７】
このニップ板１３０は、後述するスチール製のステイ１６０より熱伝導率が大きい、例えば、アルミニウム板などを断面視略Ｕ形状に折り曲げることで形成されている。より詳細に、ニップ板１３０は、断面視において、前後方向（用紙Ｐの搬送方向）に沿うように延びるベース部１３１と、上方（加圧ローラ１５０からニップ板１３０に向かう方向）に向けて折り曲げられた折曲部１３２とを主に有している。
【００２８】
図３に示すように、ニップ板１３０は、ベース部１３１の右端部から平板状に延びる挿入部１３３と、ベース部１３１の左端部に形成された係合部１３４とをさらに有している。係合部１３４は、側面視Ｕ形状に形成されており、上に向けて折り曲げて形成された側壁部１３４Ａには係合孔１３４Ｂが設けられている。
【００２９】
そして、このニップ板１３０（ベース部１３１）の内面１３１Ａ（ハロゲンランプ１２０側の面）には、比熱変化部材１７０が接触するように配置されている。なお、比熱変化部材１７０については、後で詳述することとする。
【００３０】
図２に示すように、反射板１４０は、ハロゲンランプ１２０からの輻射熱（主に前後方向や上方向に向けて放射された輻射熱）をニップ板１３０（ベース部１３１の内面１３１Ａ）に向けて反射する部材であり、定着フィルム１１０の内側においてハロゲンランプ１２０を取り囲むように、ハロゲンランプ１２０から所定の間隔をあけて配置されている。
【００３１】
このような反射板１４０によってハロゲンランプ１２０からの輻射熱をニップ板１３０に集めることで、ハロゲンランプ１２０からの輻射熱を効率良く利用することができ、ニップ板１３０や比熱変化部材１７０を速やかに加熱することが可能となっている。
【００３２】
反射板１４０は、赤外線および遠赤外線の反射率が大きい、例えば、アルミニウム板などを断面視略Ｕ形状に湾曲させて形成されている。より詳細に、反射板１４０は、湾曲形状（断面視略Ｕ形状）をなす反射部１４１と、反射部１４１の両端部から前後方向外側に沿って延びるフランジ部１４２とを主に有している。なお、熱反射率を高めるため、反射板１４０は、鏡面仕上げを施したアルミニウム板などを用いて形成してもよい。
【００３３】
図３に示すように、反射板１４０の左右方向（用紙Ｐの幅方向）の両端部にはフランジ状の係止部１４３が合計４つ形成されている（３つのみ図示）。係止部１４３は、フランジ部１４２より上方に位置し、図４に示すように、ニップ板１３０、反射板１４０およびステイ１６０が組み立てられたときに、後述するステイ１６０の複数の接触部１６３を挟む（左右方向において最も外側の接触部１６３Ａと隣接する）ように配置される。
【００３４】
これにより、定着装置１００が駆動したときの振動などで反射板１４０が左右に動こうとしても、係止部１４３が接触部１６３Ａに当接することで、反射板１４０の左右方向の位置が規制される。その結果、反射板１４０の左右方向における位置ずれを抑制することができる。
【００３５】
図２に示すように、加圧ローラ１５０は、弾性変形可能な部材であり、ニップ板１３０の下方に配置されている。そして、加圧ローラ１５０は、弾性変形した状態でニップ板１３０との間で定着フィルム１１０を挟むことで定着フィルム１１０との間にニップ部を形成している。
【００３６】
また、加圧ローラ１５０は、本体筐体２内に設けられた図示しないモータから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。そのため、加圧ローラ１５０は、ニップ板１３０との間で定着フィルム１１０および用紙Ｐを挟み込んで後方に向けてこれらを送るようになっており、これにより、定着フィルム１１０が加圧ローラ１５０の回転に伴って従動回転するとともに用紙Ｐが後方に搬送されるようになっている。
【００３７】
そして、このように加圧ローラ１５０と加熱されたニップ板１３０（詳しくは定着フィルム１１０）との間で用紙Ｐが搬送されることで、用紙Ｐに転写されたトナー像が熱定着されるようになっている。
【００３８】
ステイ１６０は、前後方向におけるニップ板１３０（ベース部１３１）の両端部１３１Ｂを反射板１４０のフランジ部１４２を介して支持することでニップ板１３０の剛性を確保する部材である。ステイ１６０は、反射板１４０（反射部１４１）の外面形状に沿った形状（断面視略Ｕ形状）を有して反射板１４０を覆うように配置されている。このようなステイ１６０は、比較的剛性が大きい、例えば、鋼板などを断面視略Ｕ形状に折り曲げることで形成されている。
【００３９】
ステイ１６０の前壁１６１および後壁１６２の下端には、図３に示すように、略櫛歯状をなすように形成された複数の接触部１６３が設けられている。
【００４０】
また、ステイ１６０の前壁１６１および後壁１６２の右端部には、下方に向けて延び、さらに左方へ向けて延びる略Ｌ形状の係止部１６５が設けられている。さらに、ステイ１６０の左端には、上壁１６６から左方に向けて延び、側面視略Ｕ形状に折り曲げられた保持部１６７が設けられている。保持部１６７の各側壁部１６７Ａの内面には、内側に向けて突出する係合ボス１６７Ｂ（一方のみ図示）が設けられている。
【００４１】
図２および図３に示すように、ステイ１６０の前壁１６１および後壁１６２の内面の左右方向両端部には、内側に向けて突出する当接ボス１６８が合計４つ設けられている。この当接ボス１６８は、前後方向において反射板１４０（反射部１４１）に当接する。これにより、定着装置１００が駆動したときの振動などで反射板１４０が前後に動こうとしても、当接ボス１６８に当接することで、反射板１４０の前後方向の位置が規制される。その結果、反射板１４０の前後方向における位置ずれを抑制することができる。
【００４２】
以上説明したステイ１６０に、反射板１４０とニップ板１３０を組み付ける場合、まず、ステイ１６０に反射板１４０を嵌め込むようにして取り付ける。ステイ１６０の前壁１６１および後壁１６２の内面には当接ボス１６８が設けられているので、この当接ボス１６８が反射板１４０に当接することで、反射板１４０はステイ１６０に仮保持される。
【００４３】
その後、図４に示すように、ニップ板１３０の挿入部１３３をステイ１６０の係止部１６５の間に挿入してベース部１３１（両端部１３１Ｂ）を各係止部１６５に係合させ、次いで、ニップ板１３０の係合部１３４（係合孔１３４Ｂ）とステイ１６０の保持部１６７（係合ボス１６７Ｂ）とを係合させる。
【００４４】
これにより、ニップ板１３０は、ベース部１３１の両端部１３１Ｂが係止部１６５に支持され、係合部１３４が保持部１６７に保持されることで、ステイ１６０に保持される。また、反射板１４０は、フランジ部１４２がニップ板１３０とステイ１６０に挟まれた状態で、ステイ１６０に保持される。
【００４５】
これにより、定着装置１００が駆動したときの振動などで反射板１４０が上下に動こうとしても、フランジ部１４２がニップ板１３０とステイ１６０とに挟まれていることで、反射板１４０の上下方向の位置が規制される。その結果、反射板１４０の上下方向における位置ずれを抑制することができ、ニップ板１３０に対する反射板１４０の位置を固定することができる。
【００４６】
図３に示すように、比熱変化部材１７０は、前述した２種類の定着温度Ｔ１，Ｔ２のうち高い方（最高）の第１定着温度Ｔ１付近の転移温度Ｔｔ、詳しくは図５に示すように第１定着温度Ｔ１と第２定着温度Ｔ２の間の転移温度Ｔｔで相転移する材料で形成されている。ここで、「第１定着温度Ｔ１付近の温度」とは、例えば第１定着温度Ｔ１から±２０℃の範囲内の温度が好ましく、±１５℃の範囲がより好ましく、±１０℃の範囲がさらに好ましい。
【００４７】
そして、比熱変化部材１７０は、相転移することで、転移温度Ｔｔよりも低い温度のときよりも第１定着温度Ｔ１のときの方が比熱が大きくなっている。すなわち、比熱変化部材１７０は、室温領域（常温時）に比熱が小さく、常温時よりも遥かに高い第１定着温度Ｔ１のときには常温時の比熱よりも遥かに大きな比熱になっている。言い換えると、比熱変化部材１７０は、比熱の変化率（傾き）が転移温度Ｔｔ付近で急激になるような材料で形成されている。
【００４８】
これにより、図６に示すように、転移温度Ｔｔよりも低い温度のときにはニップ板１３０が比熱変化部材１７０とともに迅速に温度上昇していき、転移温度Ｔｔを超えて比熱変化部材１７０の比熱が急激に大きくなると、比熱変化部材１７０およびこの比熱変化部材１７０が接触するニップ板１３０の温度上昇が緩やかになる。すなわち、ニップ板１３０の温度変化が鈍くなるので、ニップ板１３０を第１定着温度Ｔ１に維持させることが容易になる。
【００４９】
また、転移温度Ｔｔが第２定着温度Ｔ２よりも高い温度であるため、第２定着温度Ｔ２までニップ板１３０の温度を迅速に加熱することが可能となっている。
【００５０】
なお、本実施形態では、第１定着温度Ｔ１を１４５℃に設定し、第２定着温度Ｔ２を１３０℃に設定することとする。また、比熱変化部材１７０としては、１４０℃近傍でガラス転移し、ガラス転移により比熱が変化するポリカーボネートを採用することとする。
【００５１】
また、比熱変化部材１７０は、図３に示すように、ステイ１６０とは別個に設けられており、ニップ板１３０のうちステイ１６０で支持されていない部位（左右方向中央部）に配置されている。そのため、比熱変化部材１７０が相転移して柔らかくなっても、ステイ１６０によるニップ板１３０の支持を維持することが可能となっている。
【００５２】
さらに、比熱変化部材１７０は、加圧ローラ１５０に非接触となる部位（内面１３１Ａ）に設けられている。そのため、比熱変化部材１７０が相転移して柔らかくなった場合でも、ニップ板１３０と加圧ローラ１５０との間で比熱変化部材１７０が潰されてしまうのを防止することが可能となっている。
【００５３】
また、比熱変化部材１７０は、ハロゲンランプ１２０から発せられる光（電磁波）を透過可能な材料（透明なポリカーボネート）で形成されている。これにより、ハロゲンランプ１２０によってニップ板１３０を効率良く加熱することが可能となっている。
【００５４】
さらに、比熱変化部材１７０は、ニップ板１３０の内面１３１Ａが露出するように、当該内面１３１Ａの一部に設けられている。これにより、ニップ板１３０のうち比熱変化部材１７０が設けられていない部位を、ハロゲンランプ１２０によって直接加熱することが可能となっている。
【００５５】
特に、本実施形態では、比熱変化部材１７０は、ニップ板１３０の内面１３１Ａを露出させる複数の開口部１７１を有する格子形状に形成されている。これにより、開口部１７１からニップ板１３０をハロゲンランプ１２０によって直接加熱できるとともに、比熱変化部材１７０をニップ板１３０の内面１３１Ａの全域に亘って大きく形成して比熱変化部材１７０による効果を十分発揮させることが可能となっている。
【００５６】
なお、比熱変化部材１７０のニップ板１３０への固定方法は、どのような方法でもよく、例えば比熱変化部材１７０に近い性質（比熱が略同じように変化する性質）を有する接着剤で固定してもよいし、比熱変化部材１７０を溶融させて直接ニップ板１３０へ固定させてもよい。さらには、ニップ板に形成した孔に比熱変化部材の一部を嵌合させて固定してもよい。
【００５７】
以上によれば、本実施形態において以下のような効果を得ることができる。
第１定着温度Ｔ１付近で比熱が大きく変化する比熱変化部材１７０をニップ板１３０に接触するように設けたので、ニップ板１３０を第１定着温度Ｔ１まで迅速に加熱することができるとともに、ニップ板１３０の温度を第１定着温度Ｔ１に維持することが容易となる。
【００５８】
比熱変化部材１７０が、ステイ１６０とは別個に設けられ、ニップ板１３０のうちステイ１６０で支持されていない部位に配置されるので、比熱変化部材１７０が相転移して柔らかくなっても、ステイ１６０によるニップ板１３０の支持を維持することができる。
【００５９】
比熱変化部材１７０が、加圧ローラ１５０に非接触となる部位に設けられるので、比熱変化部材１７０が相転移して柔らかくなった場合でも、ニップ板１３０と加圧ローラ１５０との間で比熱変化部材１７０が潰されてしまうのを防止することができる。
【００６０】
比熱変化部材１７０が、ニップ板１３０の内面１３１Ａに設けられ、ハロゲンランプ１２０から発せられる光を透過可能な材料で形成されているので、ハロゲンランプ１２０によってニップ板１３０を効率良く加熱することができる。
【００６１】
ニップ板１３０の内面１３１Ａが露出するように、当該内面１３１Ａの一部に比熱変化部材１７０が設けられるので、ニップ板１３０のうち比熱変化部材１７０が設けられていない部位を、ハロゲンランプ１２０によって直接加熱でき、ニップ板１３０の温度を迅速に上げることができる。
【００６２】
比熱変化部材１７０が、ニップ板１３０の内面１３１Ａを露出させる複数の開口部１７１を有する格子形状に形成されるので、開口部１７１からニップ板１３０をハロゲンランプ１２０によって直接加熱できるとともに、比熱変化部材１７０をニップ板１３０の内面１３１Ａの全域に亘って大きく形成して比熱変化部材１７０による効果を十分発揮させることができる。
【００６３】
比熱変化部材１７０の転移温度Ｔｔが、第２定着温度Ｔ２よりも高い第１定着温度Ｔ１（すなわち２種類の定着温度のうち最高の定着温度）付近の温度であるため、ニップ板１３０を最高の第１定着温度Ｔ１まで迅速に加熱することができる。
【００６４】
なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、以下に例示するように様々な形態で利用できる。
前記実施形態では、比熱変化部材１７０をニップ板１３０に設けたが、本発明はこれに限定されず、発熱体によって加熱される加熱部材であればどのようなものに比熱変化部材を設けてもよい。例えば、図７に示すように、比熱変化部材２７０を、筒状の加熱ローラ２３０の内周面２３１に設けてもよい。ここで、加熱ローラ２３０は、中空の円柱状に形成される部品であり、例えばアルミニウムなどで形成される。
【００６５】
そして、加熱ローラ２３０は、その内部に前記実施形態のようなハロゲンランプ１２０が配置され、当該ハロゲンランプ１２０によって加熱されるようになっている。なお、比熱変化部材２７０としては、前記実施形態のような格子形状に形成され、加熱ローラ２３０の内周面全域に亘って設けられるものを採用できる。この形態であっても、前記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６６】
なお、この加熱ローラ２３０を採用する形態では、支持部材として、例えば加熱ローラ２３０の両端を支持する軸受が挙げられる。
【００６７】
また、この加熱ローラ２３０の内周面２３１や前記実施形態のニップ板１３０の内面１３１Ａ等の加熱部材には、黒色の塗装を施したり、比熱変化部材１７０，２７０とは別の熱吸収部材を設けたりしてもよい。これによれば、ハロゲンランプ１２０からの輻射熱を加熱部材に効率良く吸収することができる。
【００６８】
前記実施形態では、比熱変化部材としてポリカーボネートを採用したが、本発明はこれに限定されず、定着温度に対応した転移温度を有する材料であれば、その他の樹脂や金属など、どのようなものでもよい。また、比熱が変化する限り、相転移の種類は問わない。
【００６９】
前記実施形態では、ニップ板１３０の内面１３１Ａに比熱変化部材１７０を設けたが、本発明はこれに限定されず、例えばニップ板の外面（下面）のうちニップ部よりも外側の部位に比熱変化部材を設けてもよい。また、比熱変化部材が、最高の定着温度に維持されている間において柔らかくならない材料で形成されている場合には、支持部材（ステイ１６０）とニップ板の間や、ニップ板と加圧ローラとの間に比熱変化部材を設けてもよい。
【００７０】
前記実施形態では、反射板１４０やステイ１６０を設けたが、本発明はこれに限定されず、反射板やステイを設けない構成としてもよい。
前記実施形態では、発熱体としてハロゲンランプ１２０（ハロゲンヒータ）を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、赤外線ヒータやカーボンヒータなどであってもよい。
【００７１】
前記実施形態では、ニップ部材として板状のニップ板１３０を例示したが、本発明はこれに限定されず、板状でない厚めの部材を採用してもよい。
前記実施形態では、バックアップ部材として加圧ローラ１５０を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、ベルト状の加圧部材などであってもよい。
【００７２】
前記実施形態では、記録シートとして、普通紙やはがきなどの用紙Ｐを例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、ＯＨＰシートなどであってもよい。
前記実施形態では、比熱変化部材１７０を格子形状としたが、本発明はこれに限定されず、その形状や数は任意に設定できる。なお、例えば比熱変化部材を、ニップ板の略全面を覆うような板形状にするなど、比熱変化部材の形状によっては、比熱変化部材に黒色の塗装を施してもよい。
【００７３】
前記実施形態では、本発明の定着装置を備えた画像形成装置として、レーザプリンタ１を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、ＬＥＤによって露光を行うＬＥＤプリンタであってもよいし、プリンタ以外の複写機や複合機などであってもよい。また、前記実施形態では、モノクロ画像を形成する画像形成装置を例示したが、本発明はこれに限定されず、カラー画像を形成する画像形成装置であってもよい。
【符号の説明】
【００７４】
１００ 定着装置
１２０ ハロゲンランプ
１３０ ニップ板
１３１Ａ 内面
１５０ 加圧ローラ
１６０ ステイ
１７０ 比熱変化部材
１７１ 開口部
Ｔ１ 第１定着温度
Ｔ２ 第２定着温度
Ｔｔ 転移温度
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱を発する発熱体と、
記録シート上の現像剤像を熱定着するための定着温度になるように、前記発熱体によって加熱される加熱部材と、
前記加熱部材との間で前記記録シートを挟み込んで搬送するバックアップ部材とを備えた定着装置であって、
前記加熱部材には、
前記定着温度付近の転移温度で相転移することで、前記転移温度よりも低い温度のときよりも前記定着温度のときの方が比熱が大きくなる比熱変化部材が接触して配置されていることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記加熱部材を支持する支持部材を備え、
前記比熱変化部材は、前記支持部材とは別個に設けられ、前記加熱部材のうち前記支持部材で支持されていない部位に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記比熱変化部材は、前記バックアップ部材に非接触となる部位に設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記比熱変化部材は、前記加熱部材の前記発熱体側の面に設けられ、前記発熱体から発せられる電磁波を透過可能な材料で形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項５】
前記加熱部材は、内部に前記発熱体が配置された筒状の加熱ローラであり、
前記比熱変化部材は、前記加熱ローラの内周面に設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項６】
前記加熱部材は、前記バックアップ部材との間で筒状の定着フィルムを挟み込むニップ部材であり、
前記比熱変化部材は、前記ニップ部材の前記発熱体側の面に設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項７】
前記比熱変化部材は、前記加熱部材の前記発熱体側の面が露出するように、当該面の一部に設けられていることを特徴とする請求項４〜請求項６のいずれか1項に記載の定着装置。
【請求項８】
前記比熱変化部材は、前記加熱部材の前記発熱体側の面を露出させる開口部を有する格子形状に形成されていることを特徴とする請求項７に記載の定着装置。
【請求項９】
請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の定着装置と、
前記加熱部材の温度を、印字条件に応じて少なくとも２種類の定着温度で切り替える制御を実行する制御装置と、を備えた画像形成装置であって、
前記比熱変化部材の転移温度が、少なくとも２種類の定着温度のうち最高の定着温度付近の温度であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
熱を発する発熱体と、
記録シート上の現像剤像を熱定着するための定着温度になるように、前記発熱体によって加熱される加熱部材と、
前記加熱部材との間で前記記録シートを挟み込んで搬送するバックアップ部材とを備えた定着装置であって、
前記加熱部材には、
前記定着温度付近の転移温度で相転移することで、前記転移温度よりも低い温度のときよりも前記定着温度のときの方が比熱が大きくなる比熱変化部材が接触して配置されていることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記加熱部材を支持する支持部材を備え、
前記比熱変化部材は、前記支持部材とは別個に設けられ、前記加熱部材のうち前記支持部材で支持されていない部位に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記比熱変化部材は、前記バックアップ部材に非接触となる部位に設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記比熱変化部材は、前記加熱部材の前記発熱体側の面に設けられ、前記発熱体から発せられる電磁波を透過可能な材料で形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項５】
前記加熱部材は、内部に前記発熱体が配置された筒状の加熱ローラであり、
前記比熱変化部材は、前記加熱ローラの内周面に設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項６】
前記加熱部材は、前記バックアップ部材との間で筒状の定着フィルムを挟み込むニップ部材であり、
前記比熱変化部材は、前記ニップ部材の前記発熱体側の面に設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項７】
前記比熱変化部材は、前記加熱部材の前記発熱体側の面が露出するように、当該面の一部に設けられていることを特徴とする請求項４〜請求項６のいずれか1項に記載の定着装置。
【請求項８】
前記比熱変化部材は、前記加熱部材の前記発熱体側の面を露出させる開口部を有する格子形状に形成されていることを特徴とする請求項７に記載の定着装置。
【請求項９】
請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の定着装置と、
前記加熱部材の温度を、印字条件に応じて少なくとも２種類の定着温度で切り替える制御を実行する制御装置と、を備えた画像形成装置であって、
前記比熱変化部材の転移温度が、少なくとも２種類の定着温度のうち最高の定着温度付近の温度であることを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−１９１３９９（Ｐ２０１１−１９１３９９Ａ）
【公開日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５６０１２（Ｐ２０１０−５６０１２）
【出願日】平成２２年３月１２日（２０１０．３．１２）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月１２日（２０１０．３．１２）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]