JP2000321906A

JP2000321906A - 定着装置

Info

Publication number: JP2000321906A
Application number: JP11132654A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Tokimatsu; 宏行時松; Satoru Haneda; 哲羽根田
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1999-05-13
Filing date: 1999-05-13
Publication date: 2000-11-24

Abstract

(57)【要約】【課題】広いニップ領域を形成すると共に、熱線定着
用回転部材の対向部材の低熱容量化を図り、カラートナ
ーによるカラー画像の急速加熱定着が可能な定着装置を
提供すること。【解決手段】熱線を発光する熱線照射手段と、熱線照
射手段を内部に有し、熱線に対して透光性を有する円筒
状の透光性基体と、熱線に対して透光性を有する円筒状
の透光性弾性層或いは透光性断熱層と、透光性弾性層或
いは透光性断熱層の外側に熱線を吸収する熱線吸収層と
を設けてロール状の熱線定着用回転部材を形成すると共
に、熱線定着用回転部材の対向部材として、熱線定着用
回転部材より小径の２本のローラを、熱線定着用回転部
材に対向配置することを特徴とする定着装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリン
タ、ＦＡＸ等の画像形成装置に用いられる急速加熱定着
が可能な定着装置に関し、特にカラートナーの急速加熱
定着が可能な定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、複写機、プリンタ、ＦＡＸ等の画
像形成装置に用いられる定着装置として、技術的な完成
度が高く安定したものとして熱ローラ定着方式が、低速
機から高速機まで、モノクロ機からフルカラー機まで、
と幅広く採用されている。

【０００３】しかしながら、従来の熱ローラ定着方式の
定着装置では、転写材やトナーを加熱する際に、熱容量
の大きな定着用の熱ローラを加熱する必要があるため省
エネルギー面で不利であり、また、プリント時に定着装
置を暖めるのに時間がかかりプリント時間（ウォーミン
グアップ時間）が長くなってしまうという問題がある。

【０００４】これを解決するためフィルム（熱定着フィ
ルム）を用い、熱ローラを熱定着フィルムという究極の
厚みまで持っていき低熱容量化し、温度制御されたヒー
タ（セラミックヒータ）を熱定着フィルムに直接加圧接
触させることで熱伝導効率を大幅に向上させ、省エネル
ギーとウォーミングアップ時間の短縮によるクイックス
タートとを図ったフィルム定着方式の定着装置やそれを
用いた画像形成装置が提案され、最近用いられてきてい
る。

【０００５】また、熱ローラの変形として透光性基体を
熱線定着ローラ（熱線定着用回転部材）として用い、内
部に設けたハロゲンランプ（熱線照射手段）からの熱線
をトナーに照射して加熱定着し、ウォーミングアップ時
間を要せずクイックスタートを図った定着方法が、特開
昭５２−１０６７４１号公報、同５７−８２２４０号公
報、同５７−１０２７３６号公報、同５７−１０２７４
１号公報等により開示されている。また、透光性基体の
外周面に光吸収層を設けて熱線定着ローラ（熱線定着用
回転部材）を構成し、円筒状の透光性基体内部に設けた
ハロゲンランプ（熱線照射手段）からの光を、透光性基
体の外周面に設けた光吸収層で吸収させ、光吸収層の熱
によりトナー像を定着させる定着方法が特開昭５９−６
５８６７号公報により開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開昭５２−１０６７４１号公報等の開示による定着装置
では、ハロゲンランプ（熱線照射手段）からの熱線を透
光性基体を通して照射し、トナーを加熱定着する方法に
より、また特開昭５９−６５８６７号公報の開示による
定着装置では、透光性基体の外周面に光吸収層（熱線吸
収層）を設けて熱線定着ローラ（熱線定着用回転部材）
を構成し、ハロゲンランプ（熱線照射手段）からの熱線
を透光性基体を通して光吸収層に照射し、該光吸収層の
熱によりトナーを定着する方法により、それぞれ省エネ
ルギーとウォーミングアップ時間を短縮したクイックス
タートとを図ろうとしたものであるが、熱線定着用回転
部材に対向する対向部材として、主に熱容量の大きなゴ
ムローラを設けているため、対向部材（ゴムローラ）に
熱線吸収層の熱が奪われ、急速加熱定着、特にカラート
ナーによる付着量の多いカラー画像の急速加熱定着が困
難であるという問題が生じる。またニップ領域が狭く、
カラートナーの定着に適さないという問題もある。

【０００７】本発明は上記の問題点を解決し、広いニッ
プ領域を形成すると共に、熱線定着用回転部材の対向部
材の低熱容量化を図り、カラートナーによるカラー画像
の急速加熱定着が可能な定着装置を提供することを目的
とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的は、転写材上の
トナー像を加熱と加圧とにより前記転写材に固定する定
着装置において、熱線を発光する熱線照射手段と、該熱
線照射手段を内部に有し、前記熱線に対して透光性を有
する円筒状の透光性基体と、前記熱線に対して透光性を
有する円筒状の透光性弾性層或いは透光性断熱層と、前
記透光性弾性層或いは前記透光性断熱層の外側に前記熱
線を吸収する熱線吸収層とを設けてロール状の熱線定着
用回転部材を形成すると共に、前記熱線定着用回転部材
の対向部材として、前記熱線定着用回転部材より小径の
２本のローラを、前記熱線定着用回転部材に対向配置す
ることを特徴とする定着装置（第１の発明）によって達
成される。

【０００９】また、上記目的は、転写材上のトナー像を
加熱と加圧とにより前記転写材に固定する定着装置にお
いて、熱線を発光する熱線照射手段と、該熱線照射手段
を内部に有し、前記熱線に対して透光性を有する円筒状
の透光性基体と、前記熱線に対して透光性を有する円筒
状の透光性弾性層或いは透光性断熱層と、前記透光性弾
性層或いは前記透光性断熱層の外側に前記熱線を吸収す
る熱線吸収層とを設けてロール状の熱線定着用回転部材
を形成すると共に、前記熱線定着用回転部材の対向部材
として、ベルトを対向配置することを特徴とする定着装
置（第２の発明）によって達成される。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。なお、本欄の記載は請求項の技術的範囲や用語の
意義を限定するものではない。また、以下の、本発明の
実施の形態における断定的な説明は、ベストモードを示
すものであって、本発明の用語の意義や技術的範囲を限
定するものではない。

【００１１】本発明にかかわる定着装置を用いる画像形
成装置の一実施形態の画像形成プロセスおよび各機構に
ついて、図１ないし図７を用いて説明する。図１は、本
発明にかかわる定着装置を用いる画像形成装置の一実施
形態を示すカラー画像形成装置の断面構成図であり、図
２は、図１の像形成体の側断面図であり、図３は、定着
装置の構造を示す図であり、図４は、図３のロール状の
熱線定着用回転部材の拡大断面構成図であり、図５は、
図３のロール状の熱線定着用回転部材の熱線吸収層の濃
度分布を示す図であり、図６は、図３のロール状の熱線
定着用回転部材の透光性基体の外径と厚さとを示す図で
あり、図７は、定着装置の他の例を示す図である。

【００１２】図１または図２によれば、像形成体である
感光体ドラム１０は、例えばガラスや透光性アクリル樹
脂等の透光性部材によって形成される円筒状の基体の外
周に、透光性の導電層、有機感光層（ＯＰＣ）の光導電
体層を形成したものである。

【００１３】感光体ドラム１０は、図示しない駆動源か
らの動力により透光性の導電層を接地された状態で図１
の矢印で示す時計方向に感光体ドラム１０が回転され
る。

【００１４】感光体ドラム１０は前フランジ１０ａと後
フランジ１０ｂとにより挟持され、前フランジ１０ａが
装置本体の前側板５０１に取付けられるカバー５０３に
設けられたガイドピン１０Ｐ１によって軸受支持され、
後フランジ１０ｂが装置本体の後側板５０２に取付けら
れる複数のガイドローラ１０Ｒに外嵌して感光体ドラム
１０が保持される。後フランジ１０ｂの外周に設けられ
た歯車１０Ｇを駆動用の歯車Ｇ１に噛合し、その動力に
より透明の導電層を接地された状態で図１の矢印で示す
時計方向に感光体ドラム１０が回転される。

【００１５】本発明では、画像露光用の露光ビームの結
像点である感光体ドラムの光導電体層において、光導電
体層の光減衰特性（光キャリア生成）に対して適正なコ
ントラストを付与できる波長の露光光量を有していれば
よい。従って、本実施形態における感光体ドラムの透光
性の基体の光透過率は、１００％である必要はなく、露
光ビームの透過時にある程度の光が吸収されるような特
性であってもよく、要は、適切なコントラストを付与で
きればよい。感光体ドラムの透光性の基体の素材として
は、アクリル樹脂、特にメタクリル酸メチルエステルモ
ノマーを用い重合したものが、透光性、強度、精度、表
面性等において優れており好ましく用いられるが、その
他一般光学部材などに使用されるアクリル、フッ素、ポ
リエステル、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタ
レートなどの各種透光性樹脂が使用可能である。また、
露光光に対し透光性を有していれば、着色していてもよ
い。透光性の導電層としては、インジウム錫酸化物（Ｉ
ＴＯ）、酸化錫、酸化鉛、酸化インジウム、ヨウ化銅
や、Ａｕ、Ａｇ、Ｎｉ、Ａｌなどからなる透光性を維持
した金属薄膜が用いられ、成膜法としては、真空蒸着
法、活性反応蒸着法、各種スパッタリング法、各種ＣＶ
Ｄ法、浸漬塗工法、スプレー塗布法などが利用される。
また、光導電体層としては各種有機感光層（ＯＰＣ）が
使用される。

【００１６】光導電体層の感光層としての有機感光層
は、電荷発生物質（ＣＧＭ）を主成分とする電荷発生層
（ＣＧＬ）と電荷輸送物質（ＣＴＭ）を主成分とする電
荷輸送層（ＣＴＬ）とに機能分離された二層構成の感光
層とされる。二層構成の有機感光層は、ＣＴＬが厚いた
めに有機感光層としての耐久性が高く本発明に適する。
なお有機感光層は、電荷発生物質（ＣＧＭ）と電荷輸送
物質（ＣＴＭ）を１つの層中に含有する単層構成とされ
てもよく、該単層構成又は前記二層構成の感光層には、
通常バインダ樹脂が含有される。

【００１７】以下に説明する各色毎の、帯電手段として
のスコロトロン帯電器１１、画像書込手段としての露光
光学系１２、現像手段としての現像器１３により、イエ
ロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び黒色
（Ｋ）の各色毎の画像形成プロセスが行われ、本実施形
態においては、各色毎の、帯電手段としてのスコロトロ
ン帯電器１１、画像書込手段としての露光光学系１２、
現像手段としての現像器１３が、図１の矢印にて示す感
光体ドラム１０の回転方向に対して、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの
順に配置される。

【００１８】帯電手段としてのスコロトロン帯電器１１
は像形成体である感光体ドラム１０の移動方向に対して
直交する方向（図１において紙面垂直方向）に感光体ド
ラム１０と対峙し近接して取り付けられ、感光体ドラム
１０の前述した有機感光体層に対し所定の電位に保持さ
れた制御グリッド（符号なし）と、コロナ放電電極１１
ａとして、例えば鋸歯状電極を用い、トナーと同極性の
コロナ放電とによって帯電作用（本実施形態においては
マイナス帯電）を行い、感光体ドラム１０に対し一様な
電位を与える。コロナ放電電極１１ａとしては、その他
ワイヤ電極や針状電極を用いることも可能である。

【００１９】各色毎の露光光学系１２は、それぞれ、像
露光光の発光素子としてのＬＥＤ（発光ダイオード）を
感光体ドラム１０の軸と平行に複数個アレイ状に並べた
線状の露光素子（不図示）と等倍結像素子としてのセル
フォックレンズ（不図示）とがホルダに取り付けられた
露光用ユニットとして構成される。装置本体の後側板５
０２に設けられたガイドピン１０Ｐ２と、前側板５０１
に取付けられるカバー５０３に設けられたガイドピン１
０Ｐ１と、を案内として固定される円柱状の保持部材２
０に、各色毎の露光光学系１２が取付けられて感光体ド
ラム１０の基体内部に収容される。露光素子としてはそ
の他、ＦＬ（蛍光体発光）、ＥＬ（エレクトロルミネッ
センス）、ＰＬ（プラズマ放電）等の複数の発光素子を
アレイ状に並べた線状のものが用いられる。

【００２０】各色毎の画像書込手段としての露光光学系
１２は、感光体ドラム１０上での露光位置を、スコロト
ロン帯電器１１と現像器１３との間で、現像器１３に対
して感光体ドラムの回転方向上流側に設けた状態で、感
光体ドラム１０の内部に配置される。

【００２１】露光光学系１２は、別体のコンピュータ
（不図示）から送られメモリに記憶された各色の画像デ
ータに基づいて画像処理を施した後、一様に帯電した感
光体ドラム１０に像露光を行い、感光体ドラム１０上に
潜像を形成する。この実施形態で使用される発光素子の
発光波長は、通常Ｙ、Ｍ、Ｃのトナーの透光性の高い６
８０〜９００ｎｍの範囲のものが良好であるが、裏面か
ら像露光を行うことからカラートナーに透光性を十分に
有しないこれより短い波長でもよい。

【００２２】各色毎の現像手段としての現像器１３は、
内部にイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）
若しくは黒色（Ｋ）の二成分（一成分でもよい）の現像
剤を収容し、それぞれ、例えば厚み０．５ｍｍ〜１ｍ
ｍ、外径１５〜２５ｍｍの円筒状の非磁性のステンレス
あるいはアルミ材で形成された現像剤担持体である現像
スリーブ１３１を備えている。

【００２３】現像領域では、現像スリーブ１３１は、突
き当てコロ（不図示）により感光体ドラム１０と所定の
間隙、例えば１００μｍ〜１０００μｍをあけて非接触
に保たれ、感光体ドラム１０の回転方向と最近接位置に
おいて順方向に回転しており、現像スリーブ１３１に対
して現像バイアスとしてトナーと同極性（本実施形態に
おいてはマイナス極性）の直流電圧或いは直流電圧に交
流電圧ＡＣを重畳する電圧を印加することにより、感光
体ドラム１０の露光部に対して非接触の反転現像が行わ
れる。この時の現像間隔精度は画像ムラを防ぐために２
０μｍ程度以下が必要である。

【００２４】以上のように現像器１３は、スコロトロン
帯電器１１による帯電と露光光学系１２による像露光に
よって形成される感光体ドラム１０上の静電潜像を、非
接触の状態で感光体ドラム１０の帯電極性と同極性のト
ナー（本実施形態においては感光体ドラムは負帯電であ
り、トナーは負極性）により反転現像する。

【００２５】画像形成のスタートにより不図示の感光体
駆動モータの始動により駆動用の歯車Ｇ１を通して感光
体ドラム１０の後フランジ１０ｂに設けられた歯車１０
Ｇが回動され感光体ドラム１０を図１の矢印で示す時計
方向へ回転し、同時にＹのスコロトロン帯電器１１の帯
電作用により感光体ドラム１０に電位の付与が開始され
る。感光体ドラム１０は電位を付与されたあと、Ｙの露
光光学系１２において第１の色信号すなわちＹの画像デ
ータに対応する電気信号による露光が開始されドラムの
回転走査によってその表面の感光層に原稿画像のイエロ
ー（Ｙ）の画像に対応する静電潜像が形成される。この
潜像はＹの現像器１３により非接触の状態で反転現像さ
れ、感光体ドラム１０上にイエロー（Ｙ）のトナー像が
形成される。

【００２６】次いで、感光体ドラム１０は前記イエロー
（Ｙ）のトナー像の上に、Ｍのスコロトロン帯電器１１
の帯電作用により電位が付与され、Ｍの露光光学系１２
の第２の色信号すなわちマゼンタ（Ｍ）の画像データに
対応する電気信号による露光が行われ、Ｍの現像器１３
による非接触の反転現像によって前記のイエロー（Ｙ）
のトナー像の上にマゼンタ（Ｍ）のトナー像が重ね合わ
せて形成される。

【００２７】同様のプロセスにより、Ｃのスコロトロン
帯電器１１、露光光学系１２及び現像器１３によってさ
らに第３の色信号に対応するシアン（Ｃ）のトナー像
が、また、Ｋのスコロトロン帯電器１１、露光光学系１
２及び現像器１３によって第４の色信号に対応する黒色
（Ｋ）のトナー像が順次重ね合わせて形成され、感光体
ドラム１０の一回転以内にその周面上にカラーのトナー
像が形成される。

【００２８】このように、本実施の形態では、Ｙ、Ｍ、
Ｃ及びＫの露光光学系１２による感光体ドラム１０の有
機感光層に対する露光は、感光体ドラム１０の内部より
透光性の基体を通して行われる。従って、第２、第３及
び第４の色信号に対応する画像の露光は何れも先に形成
されたトナー像により遮光されることなく静電潜像を形
成することが可能となり、好ましいが、感光体ドラム１
０の外部から露光してもよい。

【００２９】一方、転写材としての記録紙Ｐは、転写材
収納手段としての給紙カセット１５より、送り出しロー
ラ（符号なし）により送り出され、給送ローラ（符号な
し）により給送されてタイミングローラ１６へ搬送され
る。

【００３０】記録紙Ｐは、タイミングローラ１６の駆動
によって、感光体ドラム１０上に担持されたカラートナ
ー像との同期がとられ、紙帯電手段としての紙帯電器１
５０の帯電により搬送ベルト１４ａに吸着されて転写域
へ給送される。搬送ベルト１４ａにより密着搬送された
記録紙Ｐは、転写域でトナーと反対極性（本実施形態に
おいてはプラス極性）の電圧が印加される転写手段とし
ての転写器１４ｃにより、感光体ドラム１０の周面上の
カラートナー像が一括して記録紙Ｐに転写される。

【００３１】カラートナー像が転写された記録紙Ｐは、
転写材分離手段としての紙分離ＡＣ除電器１４ｈにより
除電されて、搬送ベルト１４ａから分離され、定着装置
１７へと搬送される。

【００３２】定着装置１７はカラートナー像を定着する
ための上側のロール状の熱線定着用回転部材としての熱
線定着ローラ１７ａと、下側に熱線定着ローラ１７ａと
対向配置される、熱線定着用回転部材の対向部材として
の対をなす（２本の）ローラ４７ａとローラ４７ｂとに
より構成され、熱線定着ローラ１７ａの内部中心には、
光源によっては可視光を含んだ赤外線或いは遠赤外線等
の熱線を発光するハロゲンランプ１７１ｇやキセノンラ
ンプ（不図示）等が熱線照射手段として配設される。

【００３３】熱線定着ローラ１７ａとローラ４７ａ，４
７ｂとの間で形成されるニップ領域Ｎで記録紙Ｐが挟持
され、熱と圧力とを加えることにより記録紙Ｐ上のカラ
ートナー像が定着され、記録紙Ｐが排紙ローラ１８によ
り送られて、装置上部のトレイへ排出される。

【００３４】転写後の感光体ドラム１０の周面上に残っ
たトナーは、像形成体クリーニング手段としてのクリー
ニング装置１９に設けられたクリーニングブレード１９
ａによりクリーニングされる。残留トナーを除去された
感光体ドラム１０はスコロトロン帯電器１１によって一
様帯電を受け、次の画像形成サイクルに入る。

【００３５】図３によれば、定着装置１７は転写材上の
トナー像を定着するための上側の弾性を有するロール状
の熱線定着用回転部材としての熱線定着ローラ１７ａ
と、下側に熱線定着ローラ１７ａと対向配置される、熱
線定着用回転部材の対向部材としての対をなす２本のロ
ーラ４７ａとローラ４７ｂとにより構成され、弾性を有
する熱線定着ローラ１７ａとローラ４７ａ，４７ｂとの
間で形成される、幅１０〜３０ｍｍ程度のニップ領域Ｎ
で記録紙Ｐを挟持し、熱と圧力とを加えることにより記
録紙Ｐ上のトナー像を定着する。上側に設けられるロー
ル状の熱線定着用回転部材としての熱線定着ローラ１７
ａには、ニップ領域Ｎの位置より熱線定着ローラ１７ａ
の回転方向に、定着分離爪ＴＲ６、定着オイルクリーニ
ングローラＴＲ１、熱均一化ローラＴＲ７、オイル塗布
フェルトＴＲ２、オイル量規制ブレードＴＲ３が設けら
れ、オイルタンクＴＲ４より毛細管パイプＴＲ５を通し
てオイル塗布フェルトＴＲ２に供給されたオイルがオイ
ル塗布フェルトＴＲ２により熱線定着ローラ１７ａに塗
布される。定着オイルクリーニングブレードＴＲ１によ
り熱線定着ローラ１７ａの周面上のオイルがクリーニン
グされる。従って熱均一化ローラＴＲ７、及び後述す
る、熱線定着ローラ１７ａの温度を測定する温度検知手
段である温度センサＴＳ１は、定着オイルクリーニング
ローラＴＲ１とオイル塗布フェルトＴＲ２との間のクリ
ーニングされた熱線定着ローラ１７ａの周面に設けられ
る。定着分離爪ＴＲ６により定着後の転写材が分離され
る。また、アルミ材やステンレス材等の熱伝導性の良好
な金属ローラ部材やヒートパイプを用いた熱均一化ロー
ラＴＲ７により熱線吸収層１７１ｂにより加熱される熱
線定着ローラ１７ａ周面の発熱温度分布が均一化され
る。熱均一化ローラＴＲ７により転写材の通紙に伴う熱
線定着ローラ１７ａの縦方向及び横方向の温度むらが均
一化される。

【００３６】転写材上のトナー像を定着するための熱線
定着用回転部材としての熱線定着ローラ１７ａは、円筒
状の透光性基体１７１ａと、該透光性基体１７１ａの外
側（外周面）に透光性弾性層１７１ｄ（或いは後述する
透光性断熱層１７１ｅ）と熱線吸収層１７１ｂと離型層
１７１ｃとをその順に設けたソフトローラとして構成さ
れる。透光性基体１７１ａ内部中心に、光源によっては
可視光を含んだ赤外線或いは遠赤外線等の熱線を発光す
る熱線照射手段であるハロゲンランプ１７１ｇやキセノ
ンランプ（不図示）が設けられる。熱線定着用回転部材
としての熱線定着ローラ１７ａは、後述するようにして
弾性の高いソフトローラとして構成される。ハロゲンラ
ンプ１７１ｇやキセノンランプ（不図示）より発光され
た熱線が熱線吸収層１７１ｂにより吸収され急速加熱が
可能なロール状の熱線定着用回転部材が形成される。熱
線定着ローラ１７ａは外径が２０〜６０ｍｍ程度のソフ
トローラとして形成される。

【００３７】また、下側の熱線定着用回転部材の対向部
材としての対をなす２本のローラ４７ａとローラ４７ｂ
とは、例えば棒状或いは円筒状のアルミ材やステンレス
材を用いた芯金（不図示）と、該芯金の外側（外周面）
に、例えばシリコン材を用いた、３〜１０ｍｍ厚のゴム
層（不図示）と、該ゴム層の外側（外周面）の例えばテ
フロン材を用いたコーティング層とよりなり、外径が２
０〜６０ｍｍ程度の熱線定着ローラ１７ａの１／３〜１
／５程度で、熱線定着ローラ１７ａの外径より小径の４
〜２０ｍｍ程度の熱容量の小さなゴムローラとしてそれ
ぞれ構成される。また、熱線定着ローラ１７ａの中心
と、それぞれのローラ４７ａ，４７ｂの中心とを結ぶ線
の成す角度α１は３０°以上、５０°以下が、ニップ領
域Ｎの幅が広くなり好ましい。角度α１が３０°未満で
小さいと、ニップ領域Ｎの幅が小さすぎ２つのローラ４
７ａ，４７ｂの配置がしにくい。また、角度α１が５０
°を越えて大きいと、ニップ領域Ｎの幅が広すぎ２つの
ローラ４７ａ，４７ｂ間での記録紙Ｐの渡しが良好に行
われない。この如く、熱線定着用回転部材に対向配置さ
れる２本の小径ローラの低熱容量化と、幅広いニップ領
域とにより、カラートナーによるカラー画像の急速加熱
定着が可能となる。

【００３８】ＴＳ１は上側の熱線定着ローラ１７ａに取
付けられた温度制御を行うための例えば接触タイプのサ
ーミスタを用いた温度検知手段である温度センサであ
る。温度センサＴＳ１としては接触タイプの他に、非接
触タイプのものを用いることも可能である。

【００３９】図４によれば、熱線定着ローラ１７ａの構
成は、図４（ａ）に断面を示すように、円筒状の透光性
基体１７１ａとしては、厚さ１〜２０ｍｍ、好ましくは
２〜５ｍｍ厚で、ハロゲンランプ１７１ｇやキセノンラ
ンプ（不図示）よりの赤外線或いは遠赤外線等の熱線を
透過するパイレックスガラス、サファイヤ（Ａｌ
₂Ｏ₃）、ＣａＦ₂等のセラミック材（熱伝導率が（５〜
２０）×１０^-3Ｊ／ｃｍ・ｓ・Ｋ、比熱が（０．５〜
２．０）×Ｊ／ｇ・Ｋ、比重が１．５〜３．０）や、ポ
リイミド、ポリアミド等を使用した透光性樹脂（熱伝導
率が（２〜４）×１０^-3Ｊ／ｃｍ・ｓ・Ｋ、比熱が（１
〜２）×Ｊ／ｇ・Ｋ、比重が０．８〜１．２）等を用い
る。例えば熱線定着ローラ１７ａの透光性基体１７１ａ
として、内径３２ｍｍ、外径４０ｍｍで、層厚（厚さ）
４ｍｍのパイレックスガラス（比熱が０．７８Ｊ／ｇ・
Ｋ、比重が２．３２）を用いたときの透光性基体１７１
ａのＡ−３サイズ幅（２９７ｍｍ）当たりでの熱容量Ｑ
１は約６０ｃａｌ／ｄｅｇである。また、透光性基体１
７１ａを通過させる熱線の波長は０．１〜２０μｍ、好
ましくは０．３〜３μｍであるので、フィラーとして硬
度や熱伝導率の調整剤が加えられるが、粒径が熱線の波
長の１／２、好ましくは１／５以下の、１次、２次粒子
を含めて平均粒径が１μｍ以下、好ましくは０．１μｍ
以下の熱線透過性（光源によっては可視光を含んだ赤外
線或いは遠赤外線透過性）のＩＴＯ、酸化チタン、酸化
アルミニウム、酸化亜鉛、酸化シリコン、酸化マグネシ
ウム、炭酸カルシウム等の金属酸化物の微粒子を樹脂バ
インダに分散させたもので透光性基体１７１ａを形成し
てもよい。層中で１次、２次粒子を含めて平均粒径が１
μｍ以下、好ましくは０．１μｍ以下であることが光散
乱を防ぎ、熱線吸収層１７１ｂに到達させるのに好まし
い。上記の如く、透光性基体１７１ａはあまり熱伝導性
が良くない。

【００４０】透光性弾性層１７１ｄは、厚さ１〜２０ｍ
ｍ、好ましくは２〜５ｍｍ厚の例えばシリコンゴムやフ
ッ素ゴムを用い、熱線（光源によっては可視光を含んだ
赤外線或いは遠赤外線）を透過する熱線透過性のゴム層
（ベース層）で形成される。透光性弾性層１７１ｄとし
ては高速化対応のために、ベース層（シリコンゴム）に
フィラーとしてシリカ、アルミナ、酸化マグネシウム等
の金属酸化物の粉末を配合させて熱伝導率を向上させる
方法がとられ、熱伝導率が（１〜３）×１０^-3Ｊ／ｃｍ
・ｓ・Ｋ、比熱が（１〜２）×Ｊ／ｇ・Ｋ、比重が０．
９〜１．０のゴム層を用いる。例えば熱線定着ローラ１
７ａの透光性弾性層１７１ｄとして、外径５０ｍｍで、
層厚（厚さ）５ｍｍのシリコンゴム（比熱が１．１Ｊ／
ｇ・Ｋ、比重が０．９１）を用いたときの透光性弾性層
１７１ｄのＡ−３サイズ幅（２９７ｍｍ）当たりでの熱
容量Ｑ２は約５０ｃａｌ／ｄｅｇである。ゴム層は熱伝
導率がガラス部材を用いた透光性の基体（熱伝導率が
（５〜２０）×１０^-3Ｊ／ｃｍ・ｓ・Ｋ）より１桁低い
ので断熱性を有する層の役割をする。熱伝導率を高める
と一般的にゴム硬度が高くなる傾向があり、例えば通常
４０Ｈｓのものが６０Ｈｓ（ＪＩＳ、Ａゴム硬度）近く
まで高くなってしまう。好ましいゴム硬度は５〜６０Ｈ
ｓである。熱線定着用回転部材の透光性弾性層１７１ｄ
の大部分はこのベース層で占められており、加圧時の圧
縮量はベース層のゴム硬度で決定される。透光性弾性層
１７１ｄの中間層はオイル膨潤防止のために耐油層とし
てフッ素系ゴムが２０〜３００μｍの厚さで塗られてい
る。透光性弾性層１７１ｄのトップ層のシリコンゴムと
しては、ＨＴＶ（ＨｉｇｈＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
Ｖｏｌｃａｎｉｚｉｎｇ）よりも離型性のよいＲＴＶ
（ＲｏｏｍＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＶｏｌｃａｎｉ
ｚｉｎｇ）やＬＴＶ（ＬｏｗＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
Ｖｏｌｃａｎｉｚｉｎｇ）が中間層並の厚さで被覆さ
れている。また、透光性弾性層１７１ｄを通過させる熱
線の波長は０．１〜２０μｍ、好ましくは０．３〜３μ
ｍであるので、硬度や熱伝導率の調整剤として、粒径が
熱線の波長の１／２、好ましくは１／５以下の、１次、
２次粒子を含めて平均粒径が１μｍ以下、好ましくは
０．１μｍ以下の熱線透過性（光源によっては可視光を
含んだ赤外線或いは遠赤外線透過性）の酸化チタン、酸
化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化シリコン、酸化マグネ
シウム、炭酸カルシウム等の金属酸化物の微粒子を樹脂
バインダに分散させたもので透光性弾性層１７１ｄを形
成してもよい。層中で１次、２次粒子を含めて平均粒径
が１μｍ以下、好ましくは０．１μｍ以下であることが
光散乱を防ぎ、熱線吸収層１７１ｂに到達させるのに好
ましい。透光性弾性層１７１ｄを設けることにより、熱
線定着用回転部材としての熱線定着ローラ１７ａが弾性
の高いソフトローラとして構成される。また本発明の熱
線定着用回転部材である熱線定着ローラ１７ａとして
は、断熱性を有する透光性弾性層１７１ｄの代わりとし
て、透光性樹脂等の非弾性層として断熱性のみの効果を
有する透光性断熱層１７１ｅを使用することも可能であ
る。

【００４１】熱線吸収層１７１ｂとしては、ハロゲンラ
ンプ１７１ｇやキセノンランプ（不図示）より発光さ
れ、透光性基体１７１ａ及び透光性弾性層１７１ｄ（或
いは透光性断熱層１７１ｅ）を透過した熱線の略１００
％にあたる９０〜１００％、好ましくは９５〜１００％
の熱線を熱線吸収層１７１ｂにより吸収し瞬時加熱が可
能な熱線定着用回転部材を形成するように、樹脂バイン
ダにカーボンブラック、黒鉛、鉄黒（Ｆｅ₃Ｏ₄）や各種
フェライト及びその化合物、酸化銅、酸化コバルト、ベ
ンガラ（Ｆｅ₂Ｏ₃）等の粉末を混入した熱線吸収部材を
用い、厚さ１０〜５００μｍ、好ましくは２０〜１００
μｍ厚の熱線吸収部材を透光性弾性層１７１ｄ（或いは
透光性断熱層１７１ｅ）の外側（外周面）に吹付け或い
は塗布等により形成する。熱線吸収層１７１ｂの熱伝導
率は前記透光性弾性層１７１ｄのゴム層（熱伝導率が
（１〜３）×１０^-3Ｊ／ｃｍ・ｓ・Ｋ、比熱が（１〜
２）×Ｊ／ｇ・Ｋ、比重が０．９〜１．０）と比べて、
カーボンブラック等の吸収剤の添加により、やや高めの
（３〜１０）×１０^-3Ｊ／ｃｍ・ｓ・Ｋ（比熱が（〜
２．０）×Ｊ／ｇ・Ｋ、比重が（〜０．９））に設定す
ることができる。熱線吸収層１７１ｂとしてはニッケル
電鋳ローラ等の金属ローラ部材を同様の厚さで設けても
よい。この時、熱線を吸収するために内側（内周面）は
黒色酸化処理をしておくことが好ましい。熱線吸収層１
７１ｂでの熱線吸収率が９０％程度よりも低く、例えば
２０〜８０％程度であると熱線が漏れて、漏れた熱線に
より熱線定着用回転部材としての熱線定着ローラ１７ａ
がモノクロ画像形成に用いられた場合、フィルミング等
により熱線定着ローラ１７ａの特定位置の表面に黒トナ
ーが付着すると漏れた熱線により付着部から発熱が起
き、その部分でさらに熱線吸収による発熱が重ねて起こ
り熱線吸収層１７１ｂを破損する。またカラー画像形成
に用いられた場合、カラートナーの吸収効率が一般に低
く、かつカラートナー間に吸収効率の差があることから
定着不良となったり、定着ムラとなる。従って、ハロゲ
ンランプ１７１ｇやキセノンランプ（不図示）より発光
され、透光性基体１７１ａ及び透光性弾性層１７１ｄ
（或いは透光性断熱層１７１ｅ）を透過した熱線が熱線
吸収層１７１ｂで完全に吸収されるように熱線吸収層１
７１ｂの熱線吸収率を略１００％にあたる９０〜１００
％、好ましくは９５〜１００％とする。これにより、分
光特性が異なることで熱線により定着することが困難な
カラートナーの溶融が良好に行われ、特に図１でのカラ
ー画像形成において、分光特性が異なることで熱線によ
り定着することが困難なトナー層の厚い転写材上の重ね
合わせカラートナー像の溶融が良好に行われる。また、
熱線吸収層１７１ｂの厚さが１０μｍ未満で薄いと、熱
線吸収層１７１ｂでの熱線の吸収による加熱速度は速い
が、薄膜による局所的な加熱による熱線吸収層１７１ｂ
の破損や強度不足の原因となり、熱線吸収層１７１ｂの
厚さが５００μｍを越えて厚過ぎると、熱伝導不良とな
ったり、熱容量が大きくなり急速加熱が成しにくくな
る。熱線吸収層１７１ｂの熱線吸収率を略１００％にあ
たる９０〜１００％、好ましくは９５〜１００％とした
り、熱線吸収層１７１ｂの厚さを１０〜５００μｍ、好
ましくは２０〜１００μｍとすることにより、熱線吸収
層１７１ｂでの局所的な発熱が防止され、均一な発熱が
行われる。また、熱線吸収層１７１ｂに投光される熱線
の波長は０．１〜２０μｍ、好ましくは０．３〜３μｍ
であるので、フィラーとして硬度や熱伝導率の調整剤が
加えられるが、粒径が熱線の波長の１／２、好ましくは
１／５以下の、１次、２次粒子を含めて平均粒径が１μ
ｍ以下、好ましくは０．１μｍ以下の熱線透過性（光源
によっては可視光を含んだ赤外線或いは遠赤外線透過
性）の酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化
シリコン、酸化マグネシウム、炭酸カルシウム等の金属
酸化物の微粒子を樹脂バインダに５〜５０重量％分散さ
せたもので熱線吸収層１７１ｂを形成してもよい。この
ようにして、熱線吸収層１７１ｂは温度がすぐに上がる
ように熱容量を小さくしてあるので、熱線定着用回転部
材としての熱線定着ローラ１７ａに温度低下が生じ、定
着ムラが発生するという問題を防止する。熱線吸収層１
７１ｂとしては、弾性を有するシリコンゴムやフッ素ゴ
ムに、カーボンブラック、黒鉛、鉄黒（Ｆｅ₃Ｏ₄）や各
種フェライト及びその化合物、酸化銅、酸化コバルト、
ベンガラ（Ｆｅ₂Ｏ₃）等の粉末を混入したものを用いて
もよい。例えば熱線定着ローラ１７ａの熱線吸収層１７
１ｂ（或いは後述する兼用層１７１Ｂ）として、外径５
０ｍｍの透光性弾性層１７１ｄの表面（外周面）に、層
厚（厚さ）５０μｍのフッ素樹脂（比熱が２．０Ｊ／ｇ
・Ｋ、比重が０．９）を用いたときの熱線吸収層１７１
ｂ（或いは兼用層１７１Ｂ）のＡ−３サイズ幅（２９７
ｍｍ）当たりでの熱容量Ｑ３は約１．０ｃａｌ／ｄｅｇ
である。熱線吸収層１７１ｂとしてはニッケル電鋳ベル
トのように金属フィルム部材を用いることもできる。こ
の時、熱線吸収のために内側（内周面）は黒色酸化処理
をしておくことが望ましい。

【００４２】また熱線吸収層１７１ｂと分離して熱線吸
収層１７１ｂの外側（外周面）に、トナーとの離型性を
良好とするため、厚さ３０〜１００μｍのＰＦＡ（フッ
素樹脂）チューブを被覆したものや、フッ素樹脂（ＰＦ
ＡまたはＰＴＦＥ）塗料を２０〜３０μｍ塗布した離型
層１７１ｃ（熱伝導率が（１〜１０）×１０^-3Ｊ／ｃｍ
・ｓ・Ｋ、比熱が（〜２．０）×Ｊ／ｇ・Ｋ、比重が
（〜０．９））を設ける（分離型）。

【００４３】さらに図４（ｂ）に断面を示すように、カ
ーボンブラック、黒鉛、鉄黒（Ｆｅ₃Ｏ₄）や各種フェラ
イト及びその化合物、酸化銅、酸化コバルト、ベンガラ
（Ｆｅ₂Ｏ₃）等の粉末を混入した熱線吸収部材と、バイ
ンダと離型剤とを兼ねたフッ素樹脂（ＰＦＡまたはＰＴ
ＦＥ）塗料とを混入して配合し、図４（ａ）にて前述し
た熱線吸収層１７１ｂと離型層１７１ｃとを一体として
離型性を有する兼用層１７１Ｂを、透光性基体１７１ａ
の外側（外周面）に形成された透光性弾性層１７１ｄ
（或いは透光性断熱層１７１ｅ）の外側（外周面）に形
成し、弾性を有するロール状の熱線定着用回転部材を形
成してもよい。兼用層１７１Ｂの熱伝導率は熱線吸収層
１７１ｂの熱伝導率と略同様で、（３〜１０）×１０^-3
Ｊ／ｃｍ・ｓ・Ｋ（比熱が（〜２．０）×Ｊ／ｇ・Ｋ、
比重が（〜０．９））である。前述したと同様に、ハロ
ゲンランプ１７１ｇやキセノンランプ（不図示）より発
光され、透光性基体１７１ａ及び透光性弾性層１７１ｄ
（或いは透光性断熱層１７１ｅ）を透過した熱線が完全
に吸収されるように兼用層１７１Ｂの熱線吸収率を略１
００％にあたる９０〜１００％、好ましくは９５〜１０
０％とする。兼用層１７１Ｂでの熱線吸収率が９０％程
度よりも低く、例えば２０〜８０％程度であると熱線が
漏れて、漏れた熱線により熱線定着用回転部材がモノク
ロ画像形成に用いられた場合、フィルミング等により熱
線定着用回転部材の特定位置の表面に黒トナーが付着す
ると漏れた熱線により付着部から発熱が起き、その部分
でさらに熱線吸収による発熱が重ねて起こり兼用層１７
１Ｂを破損する。またカラー画像形成に用いられた場
合、カラートナーの吸収効率が一般に低く、かつカラー
トナー間に吸収効率の差があることから定着不良となっ
たり、定着ムラとなる。従って、ハロゲンランプ１７１
ｇやキセノンランプ（不図示）より発光され、透光性基
体１７１ａ及び透光性弾性層１７１ｄ（或いは透光性断
熱層１７１ｅ）を透過した熱線が熱線定着用回転部材内
で完全に吸収されるように兼用層１７１Ｂの熱線吸収率
を略１００％にあたる９０〜１００％、好ましくは９５
〜１００％とする。また、兼用層１７１Ｂでの局所的な
発熱も防止され、均一な発熱が行われる。また、兼用層
１７１Ｂに投光される熱線の波長は０．１〜２０μｍ、
好ましくは０．３〜３μｍであるので、フィラーとして
硬度や熱伝導率の調整剤が加えられるが、粒径が熱線の
波長の１／２、好ましくは１／５以下の、１次、２次粒
子を含めて平均粒径が１μｍ以下、好ましくは０．１μ
ｍ以下の熱線透過性（光源によっては可視光を含んだ赤
外線或いは遠赤外線透過性）の酸化チタン、酸化アルミ
ニウム、酸化亜鉛、酸化シリコン、酸化マグネシウム、
炭酸カルシウム等の金属酸化物の微粒子を樹脂バインダ
に分散させたもので兼用層１７１Ｂを形成してもよい。

【００４４】図５によれば、ロール状の熱線定着用回転
部材としての熱線定着ローラ１７ａの熱線吸収層１７１
ｂに前述した熱線吸収部材の濃度分布を均一に設けると
境界にある熱線吸収層１７１ｂで発熱が集中することに
なり、透光性弾性層１７１ｄ（或いは透光性断熱層１７
１ｅ）側へ熱が流失しやすいので、透光性基体１７１ａ
より低熱伝導性部材を用いたり、濃度分布を設けて熱線
吸収層１７１ｂ内部で熱を発生させることが発熱分布を
分散させる観点から好ましい。熱線吸収層１７１ｂの濃
度分布はグラフ（イ）で示すように、内接する透光性弾
性層１７１ｄ（或いは透光性断熱層１７１ｅ）側の界面
を低濃度とし外周面側に向かって傾斜をつけ順次高く
し、外周面側の手前（熱線吸収層１７１ｂの厚さｔに対
し、透光性弾性層１７１ｄ（或いは透光性断熱層１７１
ｅ）側から２／３〜４／５程度の位置）で１００％吸収
する濃度となるようにして飽和するようにする。これに
より、熱線吸収層１７１ｂでの熱線の吸収による発熱分
布は、グラフ（ロ）に示すように、熱線吸収層１７１ｂ
の中央部近傍に最大値を有し、熱線吸収層１７１ｂの界
面や外周面近傍で最小値をとる放物線状に形成される。
或いは熱線吸収層１７１ｂの界面や外周面に透光性の耐
熱性樹脂（ポリイミドやフッ素樹脂やシリコン樹脂）を
１０〜５００μｍ厚、好ましくは２０〜１００μｍを設
けることが好ましい。また、透光性基体１７１ａより低
熱伝導性部材として熱の流失を押さえることが好まし
い。これにより、前記界面での熱線の吸収による発熱を
小さくし、熱の流出を防止し、界面での接着層の破損や
熱線吸収層１７１ｂの破損を防止する。また、外周面側
の手前（熱線吸収層１７１ｂの厚さｔに対し、透光性基
体１７１ａ側から２／３〜４／５程度の位置）より外周
面までの濃度分布を飽和するようにし、特に、兼用層１
７１Ｂを用いた場合にも、外周表面層が削られても影響
の無いようにする。なお点線で示すように、飽和層を形
成してもよい。要するに、十分に内部で吸収が行われれ
ば外側での濃度の影響はなくなる。削れの影響も生じな
い。また、濃度分布に前記傾斜を設け、傾斜角の変更に
より発熱分布を調整することができる。

【００４５】また図６に示すように、ロール状の熱線定
着用回転部材としての熱線定着ローラ１７ａの円筒状の
透光性基体１７１ａの外径φとしては、１５〜６０ｍｍ
のものが用いられ、厚さｔとしては、厚い方が強度の点
で良く、薄い方が熱容量の点で良いが、強度と熱容量と
の関係から、円筒状の透光性基体１７１ａの外径φと厚
さｔとの関係は、０．０５≦ｔ／φ≦０．２０とし、好ましくは０．０７≦ｔ／φ≦０．１４とする。透光性基体１７１ａの外径φが４０ｍｍでは透
光性基体１７１ａの厚さｔは、２ｍｍ≦ｔ≦８ｍｍ、好
ましくは２．８ｍｍ≦ｔ≦５．６ｍｍのものが用いられ
る。透光性基体１７１ａでのｔ／φが０．０５未満では
強度不足となり、ｔ／φが０．２０を越えると熱容量が
大きくなり熱線定着ローラ１７ａの加熱が長引くことに
なる。また、透光性基体といっても材料によっては１〜
２０％程度の熱線を吸収する場合があり、強度の保てる
範囲で薄い方が好ましい。

【００４６】上記の如く、図３にて説明した定着装置１
７を用いることにより定着部（ニップ領域）での変形に
強いと共に、クイックスタート（急速加熱）が可能な定
着装置が可能となり、さらに、熱線定着用回転部材の弾
性によるソフトな定着部（ニップ領域）での加圧と、該
熱線定着用回転部材の熱線吸収層による加熱とにより、
分光特性が異なることで熱線により定着することが困難
なカラートナーの溶融が良好に行われ、カラートナーの
クイックスタート（急速加熱）定着が可能となる。また
省エネルギー効果が得られる。特に、熱線定着用回転部
材に対向配置される２本の小径ローラにより、広いニッ
プ領域が形成されると共に、熱線定着用回転部材の対向
部材の低熱容量化が図られ、カラートナーによるカラー
画像の急速加熱定着が可能な定着装置が可能となる。

【００４７】定着装置の他の例を図７に示すが、図７に
示すように、定着装置１７Ａは転写材上のトナー像を定
着するための上側の弾性を有するロール状の熱線定着用
回転部材としての熱線定着ローラ１７ａと、下側に熱線
定着ローラ１７ａと対向配置され、駆動ローラ５７ａ及
び従動ローラ５７ｂに張架される熱線定着用回転部材の
対向部材としてのベルト５７ｃとにより構成され、弾性
を有する熱線定着ローラ１７ａとベルト５７ｃとの間で
形成される、幅３０〜１００ｍｍ程度のニップ領域Ｎで
記録紙Ｐを挟持し、熱と圧力とを加えることにより記録
紙Ｐ上のトナー像を定着する。上側に設けられるロール
状の熱線定着用回転部材としての熱線定着ローラ１７ａ
には、ニップ領域Ｎの位置より熱線定着ローラ１７ａの
回転方向に、定着分離爪ＴＲ６、定着オイルクリーニン
グローラＴＲ１、熱均一化ローラＴＲ７、オイル塗布フ
ェルトＴＲ２、オイル量規制ブレードＴＲ３が設けら
れ、オイルタンクＴＲ４より毛細管パイプＴＲ５を通し
てオイル塗布フェルトＴＲ２に供給されたオイルがオイ
ル塗布フェルトＴＲ２により熱線定着ローラ１７ａに塗
布される。定着オイルクリーニングブレードＴＲ１によ
り熱線定着ローラ１７ａの周面上のオイルがクリーニン
グされる。従って熱均一化ローラＴＲ７、及び後述す
る、熱線定着ローラ１７ａの温度を測定する温度検知手
段である温度センサＴＳ１は、定着オイルクリーニング
ローラＴＲ１とオイル塗布フェルトＴＲ２との間のクリ
ーニングされた熱線定着ローラ１７ａの周面に設けられ
る。定着分離爪ＴＲ６により定着後の転写材が分離され
る。また、アルミ材やステンレス材等の熱伝導性の良好
な金属ローラ部材やヒートパイプを用いた熱均一化ロー
ラＴＲ７により熱線吸収層１７１ｂにより加熱される熱
線定着ローラ１７ａ周面の発熱温度分布が均一化され
る。熱均一化ローラＴＲ７により転写材の通紙に伴う熱
線定着ローラ１７ａの縦方向及び横方向の温度むらが均
一化される。

【００４８】転写材上のトナー像を定着するための熱線
定着用回転部材としての熱線定着ローラ１７ａは、円筒
状の透光性基体１７１ａと、該透光性基体１７１ａの外
側（外周面）に透光性弾性層１７１ｄ（或いは前述した
透光性断熱層１７１ｅ）と熱線吸収層１７１ｂと離型層
１７１ｃとをその順に設けたソフトローラとして構成さ
れる。透光性基体１７１ａ、透光性弾性層１７１ｄ（ま
たは透光性断熱層１７１ｅ）、熱線吸収層１７１ｂ及び
離型層１７１ｃは、または兼用層１７１Ｂは図４にて前
述したと同様な部材により構成される。透光性基体１７
１ａ内部中心に、光源によっては可視光を含んだ赤外線
或いは遠赤外線等の熱線を発光する熱線照射手段である
ハロゲンランプ１７１ｇやキセノンランプ（不図示）が
設けられる。熱線定着用回転部材としての熱線定着ロー
ラ１７ａは、後述するようにして弾性の高いソフトロー
ラとして構成される。ハロゲンランプ１７１ｇやキセノ
ンランプ（不図示）より発光された熱線が熱線吸収層１
７１ｂにより吸収され急速加熱が可能なロール状の熱線
定着用回転部材が形成される。熱線定着ローラ１７ａは
外径が２０〜６０ｍｍ程度のソフトローラとして形成さ
れる。

【００４９】また、下側の熱線定着用回転部材の対向部
材としてのベルト５７ｃは、厚さ０．０５〜０．５ｍｍ
の、例えばポリイミド系の耐熱性で表面にフッ素系樹脂
をコーティングした熱容量の小さなゴムベルトとして形
成される。また、ベルト５７ｃを張架するそれぞれロー
ラ部材としての駆動ローラ５７ａと従動ローラ５７ｂと
は、例えば棒状或いは円筒状のアルミ材やステンレス材
を用いた芯金（不図示）と、該芯金の外側（外周面）
に、例えばシリコン材を用いた、３〜１０ｍｍ厚のゴム
層（不図示）とよりなり、外径が２０〜６０ｍｍ程度の
熱線定着ローラ１７ａの１／３〜１／５程度で、熱線定
着ローラ１７ａの外径より小径の４〜２０ｍｍ程度の熱
容量の小さなゴムローラとしてそれぞれ構成される。熱
線定着ローラ１７ａの中心と、駆動ローラ５７ａと従動
ローラ５７ｂとの中心とを結ぶ線の成す角度α２は４０
°以上、６０°以下が、ニップ領域Ｎの幅が広くなり好
ましい。角度α２が４０°未満で小さいと、ニップ領域
Ｎの幅が小さすぎ駆動ローラ５７ａ及び従動ローラ５７
ｂの２つのローラ部材の配置がしにくい。また、角度α
２が６０°を越えて大きいと、ニップ領域Ｎの幅が広す
ぎ記録紙Ｐに皺が生じる。この如く、熱線定着用回転部
材に対向配置されるベルト及び２本のローラ部材の小径
化による低熱容量化と、幅広いニップ領域とにより、カ
ラートナーによるカラー画像の急速加熱定着が可能とな
る。

【００５０】ＴＳ１は上側の熱線定着ローラ１７ａに取
付けられた温度制御を行うための例えば接触タイプのサ
ーミスタを用いた温度検知手段である温度センサであ
る。温度センサＴＳ１としては接触タイプの他に、非接
触タイプのものを用いることも可能である。

【００５１】上記の如く、図７にて説明した定着装置１
７Ａを用いることにより定着部（ニップ領域）での変形
に強いと共に、クイックスタート（急速加熱）が可能な
定着装置が可能となり、さらに、熱線定着用回転部材の
弾性によるソフトな定着部（ニップ領域）での加圧と、
該熱線定着用回転部材の熱線吸収層による加熱とによ
り、分光特性が異なることで熱線により定着することが
困難なカラートナーの溶融が良好に行われ、カラートナ
ーのクイックスタート（急速加熱）定着が可能となる。
また省エネルギー効果が得られる。特に、熱線定着用回
転部材に対向配置されるベルト（対向部材）と２本の小
径のローラ部材とにより、広いニップ領域が形成される
と共に、熱線定着用回転部材の対向部材の低熱容量化が
図られ、カラートナーによるカラー画像の急速加熱定着
が可能な定着装置が可能となる。

【００５２】

【発明の効果】請求項１によれば、熱線定着用回転部材
に対向配置される２本の小径ローラ（対向部材）によ
り、広いニップ領域が形成されると共に、熱線定着用回
転部材の対向部材の低熱容量化が図られ、カラートナー
によるカラー画像の急速加熱定着が可能な定着装置が可
能となる。

【００５３】請求項２によれば、熱線定着用回転部材に
対向配置されるベルト（対向部材）により、広いニップ
領域が形成されると共に、熱線定着用回転部材の対向部
材の低熱容量化が図られ、カラートナーによるカラー画
像の急速加熱定着が可能な定着装置が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかわる定着装置を用いる画像形成装
置の一実施形態を示すカラー画像形成装置の断面構成図
である。

【図２】図１の像形成体の側断面図である。

【図３】定着装置の構造を示す図である。

【図４】図３のロール状の熱線定着用回転部材の拡大断
面構成図である。

【図５】図３のロール状の熱線定着用回転部材の熱線吸
収層の濃度分布を示す図である。

【図６】図３のロール状の熱線定着用回転部材の透光性
基体の外径と厚さとを示す図である。

【図７】定着装置の他の例を示す図である。

【符号の説明】

１０感光体ドラム１１スコロトロン帯電器１２露光光学系１３現像器１７，１７Ａ定着装置１７ａ熱線定着ローラ４７ａ，４７ｂローラ５７ａ駆動ローラ５７ｂ従動ローラ５７ｃベルト１７１ａ透光性基体１７１Ｂ兼用層１７１ｂ熱線吸収層１７１ｃ離型層１７１ｄ透光性弾性層１７１ｅ透光性断熱層１７１ｇハロゲンランプＰ記録紙

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】転写材上のトナー像を加熱と加圧とによ
り前記転写材に固定する定着装置において、熱線を発光する熱線照射手段と、該熱線照射手段を内部に有し、前記熱線に対して透光性
を有する円筒状の透光性基体と、前記熱線に対して透光性を有する円筒状の透光性弾性層
或いは透光性断熱層と、前記透光性弾性層或いは前記透光性断熱層の外側に前記
熱線を吸収する熱線吸収層とを設けてロール状の熱線定
着用回転部材を形成すると共に、前記熱線定着用回転部材の対向部材として、前記熱線定
着用回転部材より小径の２本のローラを、前記熱線定着
用回転部材に対向配置することを特徴とする定着装置。
【請求項２】転写材上のトナー像を加熱と加圧とによ
り前記転写材に固定する定着装置において、熱線を発光する熱線照射手段と、該熱線照射手段を内部に有し、前記熱線に対して透光性
を有する円筒状の透光性基体と、前記熱線に対して透光性を有する円筒状の透光性弾性層
或いは透光性断熱層と、前記透光性弾性層或いは前記透光性断熱層の外側に前記
熱線を吸収する熱線吸収層とを設けてロール状の熱線定
着用回転部材を形成すると共に、前記熱線定着用回転部材の対向部材として、ベルトを対
向配置することを特徴とする定着装置。