JP2002174974A

JP2002174974A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2002174974A
Application number: JP2000374306A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Fuma; 宏史夫馬
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2000-12-08
Filing date: 2000-12-08
Publication date: 2002-06-21
Anticipated expiration: 2020-12-08
Also published as: JP4032642B2

Abstract

(57)【要約】【課題】簡易な構成で、定着装置の予熱時間に影響を
与えることなく、小サイズ幅の転写材の連続通紙時の定
着ローラ部材端部の温度上昇を抑制することを可能とす
ると共に、クイックスタートが可能で、且つカラー画像
形成に最適な定着装置を有する画像形成装置を提供する
こと。【解決手段】定着ローラ部材に、定着ローラ部材と圧
着解除可能な温度均一化ローラを設けると共に、温度均
一化ローラと定着ローラ部材との当接力が複数の値を選
択可能であることを特徴とする画像形成装置。

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等に用いられる定着装置を有する画像形成装
置に関し、特にクイックスタートが可能でカラー画像形
成に最適な定着装置を有する画像形成装置に関する。

【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ゴムローラを定着用の熱ロ
ーラとして用いた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、温度制御された発熱
体（セラミックヒータ）や誘導発熱体を熱定着フィルム
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を殆ど必要
としない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基体（透光性
基体）を熱線定着ローラ（定着ローラ部材）として用
い、内部に設けたハロゲンランプ（加熱手段）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５７−１０２７
４１号公報等により開示されている。また、基体（透光
性基体）の外周面に光吸収層を設けて定着ローラを構成
し、円筒状の透光性基体内部に設けたハロゲンランプ
（加熱手段）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５９−６５８６７号公報によ
り開示されている。

【０００６】しかしながら、上記特開昭５２−１０６７
４１号公報等の開示による定着装置では、ハロゲンラン
プ（加熱手段）からの光を基体（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、基
体（透光性基体）の外周面に光吸収層を設けて定着ロー
ラを構成し、ハロゲンランプからの光を透光性基体を通
して吸収層に照射し、該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、定着性が悪いので、本願発明者らは、
ハロゲンランプ（加熱手段）を用い、透光性基体と光吸
収層との間にゴム材層よりなる弾性層（透光性弾性層）
を設けてソフトローラの定着ローラを形成し、ハロゲン
ランプ（加熱手段）からの光により吸収層を加熱し、ク
イックスタート（急速加熱）が可能で、且つトナー像の
定着性を向上する定着装置、及び該定着装置を用いる画
像形成装置を特開平１１−３２７３４１号公報等にて提
案した。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記提
案の画像形成装置に用いられる定着装置の定着ローラ部
材において、透光性基体としては主としてガラス部材を
用いているが、透光性基体としてガラス部材（ガラス
芯）を使用した定着ローラ部材は、短時間での予熱が可
能となったが、金属部材（金属芯）を用いたものに比べ
て熱伝導率が低いため、加熱手段（ハロゲンランプ）の
加熱幅に対して小さな幅（小サイズ幅）の転写材（記録
紙）を通したときに端部温度が過剰に上昇し、定着ロー
ラ部材を早期に劣化させてしまうという問題が起こる。
このため、定着ローラ部材の表面の熱を移動（拡散）さ
せるために、定着ローラ部材と当接する温度均一化ロー
ラを併置したが、定着装置の予熱時間が長くなってしま
うという問題が起こったり、定着ローラ部材と温度均一
化ローラとのニップ部（均一化ローラニップ部）のニッ
プ幅が均一でなく、温度均一化ローラによる定着ローラ
部材の熱拡散が有効に作用しなかったりして、小サイズ
幅の転写材の連続通紙時での定着ローラ部材端部の温度
上昇の抑制効果はなく、定着ローラ部材を早期に劣化さ
せてしまうという問題が起こる。また、構造が複雑でカ
ラー画像形成に用いるための定着装置の大型化も避け難
かった。

【０００８】本発明は上記の問題点を解決し、簡易な構
成で、定着装置の予熱時間に影響を与えることなく、小
サイズ幅の転写材の連続通紙時の定着ローラ部材端部の
温度上昇を抑制することを可能とすると共に、クイック
スタートが可能で、且つカラー画像形成に最適な定着装
置を有する画像形成装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的は、加熱手段と
基体上に弾性層を有する定着ローラ部材とからなる定着
装置を有する画像形成装置において、前記定着ローラ部
材に、前記定着ローラ部材と圧着解除可能な温度均一化
ローラを設けると共に、前記温度均一化ローラと前記定
着ローラ部材との当接力が複数の値を選択可能であるこ
とを特徴とする画像形成装置（第１の発明）によって達
成される。

【００１０】また、上記目的は、加熱手段と基体上に弾
性層を有する定着ローラ部材とからなる定着装置を有す
る画像形成装置において、前記定着ローラ部材に、前記
定着ローラ部材の温度を均一化するための温度均一化ユ
ニット部材を設けると共に、前記温度均一化ユニット部
材は、温度均一化ローラ回転軸と前記温度均一化ローラ
回転軸上を移動可能な温度均一化ローラとからなること
を特徴とする画像形成装置（第２の発明）によって達成
される。

【００１１】また、上記目的は、加熱手段と基体上に弾
性層を有する定着ローラ部材とからなる定着装置を有す
る画像形成装置において、前記定着ローラ部材に、前記
定着ローラ部材の温度を均一化するための温度均一化ユ
ニット部材を設けると共に、前記温度均一化ユニット部
材は、温度均一化ローラ回転軸と前記温度均一化ローラ
回転軸上を移動可能な２個の温度均一化ローラとからな
るもので、前記２個の温度均一化ローラは、前記温度均
一化ローラ回転軸周りの相互の位相を固定する位相ズレ
防止部材を有することを特徴とする画像形成装置（第３
の発明）によって達成される。

【００１２】また、上記目的は、加熱手段と基体上に弾
性層を有する定着ローラ部材とからなる定着装置を有す
る画像形成装置において、前記定着ローラ部材とそれぞ
れ異なった領域で接触する複数の温度均一化ローラユニ
ットを有することを特徴とする画像形成装置（第４の発
明）によって達成される。

【００１３】

【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
意味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、本発明の用語の意味や技術的範囲を限
定するものではない。

【００１４】本発明にかかわる画像形成装置の一実施形
態の画像形成プロセス、各機構と該画像形成装置に用い
られる定着装置とについて、図１ないし図３を用いて説
明する。図１は、本発明にかかわ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概要断面構成図であ
り、図２は、定着装置の構造を示す説明図であり、図３
は、定着ローラ部材の拡大断面構成図である。

【００１５】図１によれば、各色毎の像形成体である感
光体ドラム１０、各色毎の帯電手段であるスコロトロン
帯電器１１、各色毎の像露光手段である露光光学系１
２、各色毎の現像手段である現像装置１３及び像形成体
のクリーニング手段であるクリーニング装置１９０は、
これらを１組として黒色（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼン
タ（Ｍ）及びイエロー（Ｙ）の各色毎の画像形成ユニッ
トであるプロセスユニット１００が４組設けられ、図１
の矢印にて示す反時計方向に回転されるベルト状の中間
転写体である転写ベルト１４ａの回転方向に対して、転
写ベルト１４ａの上側に、形成される色と順序に従って
Ｋ、Ｃ、Ｍ及びＹの順に配置される。

【００１６】４組のプロセスユニット１００は何れも共
通した構造となっているので、その１組について説明す
る。

【００１７】像形成体である感光体ドラム１０は、例え
ばアルミ材によって形成される円筒状の金属基体の外周
に、表面にオーバーコート層（保護層）を設けた有機感
光体層（ＯＰＣ）を該金属基体の外周に形成したもので
ありる。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矢印で
示す時計方向に回転される。

【００１８】帯電手段であるスコロトロン帯電器１１
は、感光体ドラム１０の移動方向に対して直交する方向
に感光体ドラム１０と対峙し近接して取り付けられ、ト
ナーと同極性のコロナ放電によって、感光体ドラム１０
に対し一様な電位を与える。

【００１９】像露光手段である感光体ドラム１０上での
露光位置が、前述したスコロトロン帯電器１１に対して
感光体ドラム１０の回転方向下流側に位置するようにし
て感光体ドラム１０の周辺に配置される。露光光学系１
２は、レーザ光源（不図示）から発光されるレーザ光を
回転多面鏡（不図示）により回転走査し、ｆθレンズ
（不図示）、反射ミラー（不図示）等より成り、別体の
画像読み取り装置によって読み取られメモリに記憶され
た各色の画像データに従って感光体ドラム１０の感光体
層を像露光し、感光体ドラム１０上に静電潜像を形成す
る。

【００２０】現像手段である現像器１３は１成分のトナ
ー（現像剤）、またはトナーと磁性キャリアとの２成分
現像剤を内蔵し、接触または非接触によって反転現像を
行う。

【００２１】画像形成に当たっては、Ｋ、Ｃ、Ｍ及びＹ
の各色の像露光が露光光学系１２によって行われ、現像
器１３の現像ローラ１３ａに担持される１成分または２
成分の現像剤によって現像が行われる。

【００２２】Ｋ、Ｃ、Ｍ及びＹの４色のプロセスユニッ
ト１００が並列して対向する、ベルト状の中間転写体で
ある転写ベルト１４ａは体積抵抗が１０¹²〜１０¹⁵Ω・
ｃｍの無端ベルトであり、例えば変性ポリイミド、熱硬
化ポリイミド、エチレンテトラフルオロエチレン共重合
体、ポリフッ化ビニリデン、ナイロンアロイ等のエンジ
ニアリングプラスチックに導電材料を分散した、厚さ
０．１〜１．０ｍｍの半導電性フィルム基体の外側に、
好ましくはトナーフィルミング防止層として厚さ５〜５
０μｍのフッ素コーティングを行った、２層構成のシー
ムレスベルトである。転写ベルト１４ａのベルト基体と
しては、この他に、シリコンゴム或いはウレタンゴム等
に導電材料を分散した厚さ０．５〜２．０ｍｍの半導電
性ゴムベルトを使用することもできる。転写ベルト１４
ａは、駆動ローラ１４ｄ及び従動ローラ１４ｅに内接し
て張架され、画像形成時には、不図示の中間転写体駆動
モータよりの駆動をうけて駆動ローラ１４ｄが回転さ
れ、各色毎の転写位置の上流側に配設される押圧弾性板
１４ｂにより感光体ドラム１０に転写ベルト１４ａが押
圧された状態で、転写ベルト１４ａが図１の矢印で示す
反時計方向に回転される。

【００２３】各色毎の１次転写手段であるコロナ放電器
からなる１次転写器１４ｃは、転写ベルト１４ａを挟ん
で各色毎の感光体ドラム１０に対向して設けられ、転写
ベルト１４ａと各色毎の感光体ドラム１０との間に各色
毎の転写域（符号なし）を形成する。各色毎の１次転写
器１４ｃにはトナーと反対極性（本実施形態においては
プラス極性）の直流電圧を印加し、転写域に転写電界を
形成することにより、各色毎の感光体ドラム１０上のト
ナー像を転写ベルト１４ａ上に転写する。

【００２４】各色毎の除電手段である除電器１４ｍは、
好ましくはコロナ放電器により構成され、１次転写器１
４ｃにより帯電された転写ベルト１４ａを除電する。

【００２５】ベルト状の中間転写体の押圧手段である押
圧弾性板１４ｂは、ウレタン等のゴムブレードにより形
成され、各色毎の転写位置の上流側に配設され、画像形
成時に転写ベルト１４ａを感光体ドラム１０に押圧す
る。

【００２６】画像記録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黒（Ｋ）のプロセスユニット１
００の感光体ドラム１０が図の矢印で示す方向へ回転さ
れ、同時にＫのスコロトロン帯電器１１の帯電作用によ
りＫの感光体ドラム１０に電位の付与が開始される。

【００２７】Ｋの感光体ドラム１０は電位を付与された
あと、Ｋの露光光学系１２によって像露光が開始され、
Ｋの感光体ドラム１０の表面に原稿画像のＫの画像に対
応する静電潜像が形成される。

【００２８】前記静電潜像はＫの現像器１３の現像ロー
ラ１３ａにより接触または非接触の状態で反転現像がな
され、Ｋの感光体ドラム１０の回転に応じＫのトナー像
が感光体ドラム１０上に形成される。

【００２９】上記の画像形成プロセスによって像形成体
であるＫの感光体ドラム１０上に形成されたＫのトナー
像が、Ｋの転写域（符号なし）において、Ｋの１次転写
器１４ｃによって、転写ベルト１４ａ上に転写される。

【００３０】次いで転写ベルト１４ａは、Ｃのトナー像
と同期が取られ、シアン（Ｃ）のプロセスユニット１０
０によりＣの感光体ドラム１０上に形成されたＣのトナ
ー像が、Ｃの転写域（符号なし）において、Ｃの１次転
写器１４ｃによって、前記のＫのトナー像の上から重ね
合わせて形成される。

【００３１】同様のプロセスにより、Ｋ、Ｃの重ね合わ
せトナー像と同期が取られ、マゼンタ（Ｍ）のプロセス
ユニット１００によりＭの感光体ドラム１０上に形成さ
れたＭのトナー像が、Ｍの転写域（符号なし）におい
て、Ｍの１次転写器１４ｃによって、前記のＫ、Ｃのト
ナー像の上から重ね合わせて形成され、更にＫ、Ｃ、Ｍ
の重ね合わせトナー像と同期が取られ、イエロー（Ｙ）
のプロセスユニット１００によりＹの感光体ドラム１０
上に形成されたＹのトナー像が、Ｙの転写域（符号な
し）において、Ｙの１次転写器１４ｃによって、前記の
Ｋ、Ｃ、Ｍのトナー像の上から重ね合わせて形成され、
転写ベルト１４ａ上にＫ、Ｃ、Ｍ及びＹの重ね合わせカ
ラートナー像が形成される。

【００３２】転写後の各色毎の感光体ドラム１０の周面
上に残った転写残トナーは、各色毎の像形成体のクリー
ニング手段であるクリーニング装置１９０のクリーニン
グブレード１９１によりクリーニングされる。

【００３３】一方、転写ベルト１４ａ上の重ね合わせカ
ラートナー像形成と同期して転写材収納手段である給紙
カセット（不図示）から、転写材給送手段としてのタイ
ミングローラ１５ｂを経て記録紙Ｐが第２の転写手段で
ある２次転写器１４ｇの転写域（符号なし）へと搬送さ
れ、トナーと反対極性の直流電圧が印加される２次転写
器１４ｇにより、転写ベルト１４ａ上の重ね合わせカラ
ートナー像が記録紙Ｐ上に一括して転写される。

【００３４】カラートナー像が転写された記録紙Ｐは、
鋸歯状電極板から成る分離手段である除電電極１６ｂに
より除電され、定着手段である定着装置１７へと搬送さ
れる。

【００３５】定着手段である定着装置１７は、カラート
ナー像を定着するための定着ローラ１７ａと、定着ロー
ラ１７ａに対向して設けられる加圧ローラ４７ａとによ
り構成され、定着ローラ１７ａの内部中心には、ハロゲ
ンランプ１７１ｇやキセノンランプ（不図示）等が光照
射を行う加熱手段として配設される。また定着ローラ１
７ａには、後段において詳述する、温度均一化ローラを
有する温度均一化ユニット部材としての定着温度均一化
ローラユニットＴＵａ（、或いは温度均一化ローラを有
する温度均一化ユニット部材としての温度均一化ローラ
ユニット群ＴＵｂ、或いは温度均一化ローラを有する温
度均一化ユニット部材としての温度均一化ローラユニッ
ト群ＴＵｃ）が設けられる。

【００３６】定着ローラ１７ａと加圧ローラ４７ａとの
間で形成されるニップ部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。

【００３７】転写後の転写ベルト１４ａの周面上に残っ
た転写残トナーは、転写ベルト１４ａを挟んで従動ロー
ラ１４ｅに対向して設けられる転写ベルトのクリーニン
グ手段であるクリーニング装置１９０ａのクリーニング
ブレード１９１ａによりクリーニングされる。

【００３８】なお上記において、転写材をベルト状の中
間転写体上を搬送させ、各色毎の画像形成ユニットによ
り形成されたトナー像を、各色毎の第１の転写手段によ
り順次転写材上に転写して、転写材上に重ね合わせカラ
ートナー像を形成し、定着するようにしてもよい。この
際は、第２の転写手段による転写は不要である。また、
１つの画像形成ユニットのみを用い、モノクロの画像形
成を行うような構成としてもよい。

【００３９】図２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弾性を有する定着ローラ１７
ａと、定着ローラ１７ａに対向して設けられる加圧ロー
ラ４７ａとにより構成され、弾性を有する定着ローラ１
７ａと加圧ローラ４７ａとの間で形成される、幅５〜２
０ｍｍ程度のニップ部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。トナー像を定着するための定着ローラ１７ａには、
ニップ部Ｎの位置より定着ローラ１７ａの回転方向に、
定着分離爪ＴＲ３、クリーニングローラＴＲ１、定着温
度均一化ローラユニットＴＵａ（、或いは温度均一化ロ
ーラを有する温度均一化ローラユニット群ＴＵｂ、或い
は温度均一化ローラを有する温度均一化ローラユニット
群ＴＵｃ）、オイル塗布ローラＴＲ２が設けられ、オイ
ルを含浸させたフェルト部材を円筒状のアルミパイプや
紙管等に巻き付けたオイル塗布ローラＴＲ２により定着
ローラ１７ａにオイルが塗布される。クリーニングロー
ラＴＲ１により定着ローラ１７ａの周面上のトナーやオ
イルがクリーニングされる。定着分離爪ＴＲ３により定
着後の転写材が分離される。また、後段において詳述す
るように、定着温度均一化ローラユニットＴＵａ或いは
温度均一化ローラユニット群ＴＵｂに設けられる熱均一
化ローラにより、加熱手段としてのハロゲンランプ１７
１ｇやキセノンランプ（不図示）により加熱される定着
ローラ１７ａ周面の光吸収層１７１ｂの温度分布が均一
化される。特に転写材の通紙に伴う定着ローラ１７ａの
横方向の温度むらが均一化される。

【００４０】転写材上のトナー像を定着するための定着
ローラ１７ａは、円筒状の基体である透光性基体１７１
ａと、該透光性基体１７１ａの外側（外周面）の弾性層
である透光性弾性層１７１ｄと、該透光性弾性層１７１
ｄの外側（外周面）の光吸収層１７１ｂとを設けた、或
いは必要に応じて該光吸収層１７１ｂの外側（外周面）
に離型層１７１ｃとを設けた、外径２５〜５０ｍｍ程度
の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、光源として光照射する加熱手段としてのハ
ロゲンランプ１７１ｇやキセノンランプ（不図示）が設
けられる。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）より発された光
が光吸収層１７１ｂにより吸収され急速加熱が可能な定
着ローラ部材が形成される。

【００４１】また、定着ローラ１７ａに対向して設けら
れる加圧ローラ４７ａは、例えばアルミ材を用いた円筒
状の金属製のパイプ４７１ａと、該金属製のパイプ４７
１ａの外周面に例えばシリコン材を用い、ゴム硬度が１
０Ｈｓ〜４０Ｈｓ（ＪＩＳ、Ａゴム硬度）で、厚さ（肉
厚）２〜７ｍｍ厚の厚肉ゴム材層よりなるゴムローラ４
７１ｂを形成した、外径２５〜５０ｍｍ程度のソフトロ
ーラとして構成される。加圧ローラとして断熱性の高い
弾性ゴムローラを用い、定着ローラ部材から加圧ローラ
部材への熱の拡散を防止すると共に、広いニップ幅も確
保する。必要に応じて、金属製のパイプ４７１ａの内部
中心に加熱手段としてのハロゲンランプ４７１ｃを設け
てもよい。

【００４２】ソフトローラとして形成される定着ローラ
１７ａと、同じくソフトローラとして形成される加圧ロ
ーラ４７ａとの間に平面状のニップ部Ｎが形成されトナ
ー像の定着が行われる。

【００４３】ＴＳ１は定着ローラ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り、ＴＳ２は
加圧ローラ４７ａ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センサであ
る。温度センサＴＳ１、ＴＳ２としては接触タイプの他
に、例えば赤外センサを用いた非接触タイプのものを用
いることも可能である。

【００４４】図３に断面を示すように、定着ローラ１７
ａの構成は、透光性基体１７１ａとしては、厚さ（肉
厚）０．５〜５ｍｍ、好ましくは１〜３ｍｍ厚で、ハロ
ゲンランプ１７１ｇやキセノンランプ（不図示）よりの
光を透過するガラス部材、例えばパイレックス（登録商
標）ガラス、サファイヤ（Ａｌ₂Ｏ₃）、ＣａＦ₂等のセ
ラミック材（熱伝導率が（５〜２０）×１０^-1Ｗ／ｍ・
Ｋ、比熱が（０．５〜２．０）×１０ ³Ｊ／ｋｇ・Ｋ、
比重が１．５〜３．０）が主として用いられる。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^-1Ｗ／ｍ・Ｋ、比熱が（１〜２）×１
０³Ｊ／ｋｇ・Ｋ、比重が０．８〜１．２）等を用いる
ことも可能である。上記の如く、透光性基体１７１ａは
あまり熱伝導性が良くない。

【００４５】弾性層である透光性弾性層１７１ｄは、厚
さ（肉厚）０．５〜５ｍｍ、好ましくは１〜３ｍｍ厚の
例えばシリコンゴムやフッ素ゴムを用い、光を透過する
光透過性のシリコンゴム層或いはフッ素ゴム層（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^-1Ｗ／ｍ・Ｋ、比熱が（１〜２）×１
０³Ｊ／ｋｇ・Ｋ、比重が０．９〜１．０のシリコンゴ
ム層やフッ素ゴム層を用いる。シリコンゴム層やフッ素
ゴム層は熱伝導率がガラス部材を用いた透光性基体１７
１ａ（熱伝導率が（５〜２０）×１０^-1Ｗ／ｍ・Ｋ）よ
り低いので、断熱性層の役割をする。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１０〜５０
Ｈｓである。定着ローラ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１
７１ｄ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、好ましくは２０〜３００μｍの厚さで
塗られている。また、透光性弾性層１７１ｄを通過させ
る光の波長は０．１〜２０μｍ、好ましくは０．３〜３
μｍであるので、先に記した硬度や熱伝導率の調整剤と
して用いられるフィラーは、粒径が光の波長の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以下の光透過
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０．１μ
ｍ以下であることが光散乱を防ぎ、光吸収層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、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。

【００４６】光吸収層１７１ｂとしては、ハロゲンラン
プ１７１ｇやキセノンランプ（不図示）より発せられ、
透光性基体１７１ａ及び透光性弾性層１７１ｄにて吸収
された残りの光で、透光性基体１７１ａ及び透光性弾性
層１７１ｄを透過した光の略１００％にあたる９０〜１
００％、好ましくは９５〜１００％の光を光吸収層１７
１ｂにより吸収し急速加熱が可能な定着ローラ部材を形
成するように、樹脂バインダに光吸収部材としてカーボ
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（Ｆ
ｅ₂Ｏ₃）等の粉末を１０質量％程度混入したものを用
い、厚さ２５〜２００μｍ、好ましくは３０〜１５０μ
ｍ厚の光吸収層１７１ｂを透光性弾性層１７１ｄの外側
（外周面）に吹付け或いは塗布等により形成する。光吸
収層１７１ｂの熱伝導率は、カーボンブラック等の吸収
剤の添加により、前記透光性弾性層１７１ｄのベース層
（熱伝導率が（３〜１０）×１０^-1Ｗ／ｍ・Ｋ）と比べ
て高めの（３〜１００）×１０^-1Ｗ／ｍ・Ｋに設定する
ことができる。光吸収層１７１ｂの比熱は（〜２．０）
×１０³Ｊ／ｋｇ・Ｋであり、比重は〜０．９である。

【００４７】上記定着ローラ部材の具体的例としては、
外径が２７ｍｍ、層厚（厚さ）が１．６ｍｍのパイレッ
クスガラス（米国コーニング社製）を用いる透光性基体
１７１ａと、層厚（厚さ）が１．５ｍｍの透明性のシリ
コンゴムを用いる透光性弾性層１７１ｄと、カーボンを
分散させた層厚（厚さ）が３０μｍのＰＦＡチューブを
被覆して用いる光吸収層１７１ｂとによる、外径が略３
０ｍｍの定着ローラ１７ａが用いられる。

【００４８】上記定着装置を用いることにより定着部
（ニップ部）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、
定着ローラ部材の弾性によるソフトな定着部（ニップ
部）での加圧と、該定着ローラ部材の光吸収層による加
熱とにより、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。

【００４９】以下に、定着ローラ部材の熱拡散を有効に
作用させ、定着装置の予熱時間に影響を与えることな
く、小サイズ幅の転写材の連続通紙時においても定着ロ
ーラ部材端部の温度上昇を抑制するための、温度均一化
ローラを有する温度均一化ユニット部材の利用実施形態
の第１の例について、図４ないし図７を用いて説明す
る。図４は、温度均一化ローラの構成の第１の例を示す
図であり、図５は、温度均一化ローラの圧着及び圧着解
除の機構を示す図であり、図６は、温度均一化ローラと
定着ローラ部材との軸方向のニップ幅を示す図であり、
図７は、図４の温度均一化ローラに設けられる位相ズレ
防止部材を示す図である。

【００５０】図４ないし図６によれば、定着ローラ部材
としての定着ローラ１７ａの表面の温度を均一化するた
めに、図４の各図に示すように、定着ローラ１７ａに圧
着及び圧着解除可能な定着温度均一化ローラユニットＴ
Ｕａが温度均一化ユニット部材として設けられる。

【００５１】定着温度均一化ローラユニットＴＵａは、
略全長にわたってネジを刻んだ、例えばＭ６の温度均一
化ローラ回転軸Ｊａと、温度均一化ローラ回転軸Ｊａに
雄ネジと雌ネジとの関係でそれぞれナットのごとく勘合
される（ねじ込まれた）、例えば外径２５ｍｍのアルミ
パイプよりなる左側の温度均一化ローラとしての第１の
接触パイプＳＰａと、同じく外径２５ｍｍのアルミパイ
プよりなる右側の温度均一化ローラとしての第２の接触
パイプＳＰｂとによる２本の温度均一化ローラにより構
成される。温度均一化ローラ回転軸Ｊａに刻まれたネジ
は通紙領域（転写材の通紙幅）の略中央で巻き方向を逆
とする（ネジの部分を逆巻きとする）、ネジ部Ｎａとネ
ジ部Ｎｂとにより構成され、ネジ部Ｎａに第１の接触パ
イプＳＰａが螺合し、ネジ部Ｎｂに第２の接触パイプＳ
Ｐｂが螺合される。温度均一化ローラ回転軸Ｊａは、両
端部に設けられるベアリングホルダＢＨ１に嵌め込まれ
たベアリングＢ５を軸受けとして回転可能に保持され
る。両端部のベアリングホルダＢＨ１がそれぞれの押圧
バネＳＢａにより押圧させ、第１の接触パイプＳＰａと
第２の接触パイプＳＰｂとの２つの（２本の）温度均一
化ローラが定着ローラ１７ａに圧着される。温度均一化
ローラ回転軸Ｊａの一側端に設けられる歯車Ｇａが、ク
ラッチＣＨを含む駆動系（不図示）を通して温度均一化
ローラ回転軸駆動モータＭａと結合されており、温度均
一化ローラ回転軸駆動モータＭａの駆動を受けて温度均
一化ローラ回転軸Ｊａが回転される。温度均一化ローラ
回転軸駆動モータＭａの回転速度を可変とし、温度均一
化ローラ回転軸Ｊａの回転速度が可変とされる。クラッ
チＣＨが結合状態の時は、温度均一化ローラ回転軸Ｊａ
は駆動状態となり、クラッチＣＨが非結合状態の時は、
温度均一化ローラ回転軸Ｊａは非駆動状態となる。

【００５２】初期状態では、図４（Ａ）に示すように、
それぞれ温度均一化ローラとしての第１の接触パイプＳ
Ｐａと第２の接触パイプＳＰｂとは温度均一化ローラ回
転軸Ｊａの両端に位置しており、それぞれの温度均一化
ローラが両端の定位置で回転されるように、クラッチＣ
Ｈを非結合状態とし、定着ローラ１７ａの回転に従動し
てそれぞれの温度均一化ローラが定位置で回転されるよ
うにし、それぞれの温度均一化ローラが定着ローラ１７
ａと同周速になる。

【００５３】定着温度均一化ローラユニットＴＵａは定
着ローラ１７ａの予熱時には、図４（Ａ）の一点鎖線に
て示すように、定着ローラ１７ａから離間して（圧着解
除の状態で）保持される。また、定着動作に入っても定
着される転写材の通紙幅が加熱領域と略等しい場合（転
写材の通紙幅が大サイズ幅の場合、例えばＡ３サイズ縦
送り幅（２９７ｍｍ）の場合）には、同様に離間（圧着
解除の状態と）されており、定着動作には何ら関与しな
い。

【００５４】圧着及び圧着解除の機構としては、例えば
図５に示すように、温度均一化ローラ回転軸Ｊａを保持
するベアリングホルダＢＨ１を押圧して、それぞれ第１
の接触パイプＳＰａと第２の接触パイプＳＰｂとを定着
ローラ１７ａに圧着する、押圧バネＳＢａの押圧力（当
接力）に抗して、ガイド部材（不図示）に沿ってベアリ
ングホルダＢＨ１を移動させる偏芯カムＨＣを、押圧バ
ネＳＢａと反対側の端部に設け、偏芯カム駆動モータＭ
ｂの回転により偏芯カムＨＣを、圧着状態の下支点Ｐａ
から上支点Ｐｂへと駆動回転し、それぞれ第１の接触パ
イプＳＰａと第２の接触パイプＳＰｂとを定着ローラ１
７ａから圧着解除（離間）させる。圧着及び圧着解除は
偏芯カム駆動モータＭｂの正逆回転により行われる。

【００５５】また、下支点Ｐａから上支点Ｐｂの間にお
いて、偏芯カム駆動モータＭｂによる偏芯カムＨＣの回
転を複数の位置にて停止させるようにし、図４の各図の
状態における、それぞれ第１の接触パイプＳＰａ、第２
の接触パイプＳＰｂと、定着ローラ１７ａとの当接力を
複数の値を選択可能とさせ、それぞれ第１の接触パイプ
ＳＰａ、第２の接触パイプＳＰｂと、定着ローラ１７ａ
との軸方向接触幅に応じての（転写材の通紙幅が大きい
場合には軸方向接触幅は小さくとり、転写材の通紙幅が
小さい場合には軸方向接触幅は大きくとる）、それぞれ
第１の接触パイプＳＰａ、第２の接触パイプＳＰｂと、
定着ローラ１７ａとの当接力を大きくしたり、小さくし
たり制御する。これにより、図６に示すように、定着温
度均一化ローラユニットＴＵａのそれぞれ第１の接触パ
イプＳＰａ、第２の接触パイプＳＰｂと、定着ローラ１
７ａとの軸と直交する方向の均一化ローラニップ部Ｎｄ
の幅Ｌｎ（軸と直交する方向の接触幅）が適正に確保さ
れる。当接力の選択は、複数の停止位置を持つカム機構
とバネの組み合わせなど既知の構成を用いることも可能
である。

【００５６】定着される転写材の通紙幅が、小サイズ転
写材通紙幅で、定着ローラ１７ａの加熱領域に対して小
さい場合には、図４（Ｂ）に示すように、第１の接触パ
イプＳＰａと第２の接触パイプＳＰｂとが定着ローラ１
７ａに圧着され、クラッチＣＨを結合状態として温度均
一化ローラ回転軸駆動モータＭａに駆動回転される温度
均一化ローラ回転軸Ｊａを、通常速度（クラッチＣＨを
非結合状態とし、定着ローラ１７ａの回転に従動してそ
れぞれの温度均一化ローラが回転される速度）に対して
増速または減速する。第１の接触パイプＳＰａと第２の
接触パイプＳＰｂとは、定着ローラ１７ａに圧着されて
いるため、第１の接触パイプＳＰａと第２の接触パイプ
ＳＰｂの回転速度は定着ローラ１７ａに従動し、定着ロ
ーラ１７ａの回転速度によって決まるが、クラッチＣＨ
を結合状態とし、温度均一化ローラ回転軸駆動モータＭ
ａの増減速により、温度均一化ローラ回転軸Ｊａと第１
の接触パイプＳＰａ及び第２の接触パイプＳＰｂとを相
対的に回転させることにより、小サイズ転写材通紙幅
（例えばＡ４サイズ縦送り幅（２１０ｍｍ））に応じ
て、第１の接触パイプＳＰａと第２の接触パイプＳＰｂ
とを互いに温度均一化ローラ回転軸Ｊａ上を内側に向か
って移動させる。第１の接触パイプＳＰａと第２の接触
パイプＳＰｂとが定着ローラ１７ａの非通紙領域に至る
と、クラッチＣＨを非結合状態とし、定着ローラ１７ａ
の回転に従動してそれぞれの温度均一化ローラが定位置
で回転されるようにする。温度均一化ローラ回転軸Ｊａ
の増速・減速と、２つの温度均一化ローラとしての第１
の接触パイプＳＰａと第２の接触パイプＳＰｂの移動方
向の組み合わせは、それぞれのネジの向きによって決ま
るものであり、いずれも選択可能である。第１の接触パ
イプＳＰａ及び第２の接触パイプＳＰｂの位置（定着ロ
ーラ１７ａと同周速とさせる定位置）は、位置検知セン
サ（不図示）などで検知しても良いし、温度均一化ロー
ラ回転軸Ｊａの増減速の速度と時間とで管理してもよ
い。

【００５７】第１の接触パイプＳＰａと第２の接触パイ
プＳＰｂとは非通紙領域の余分な熱を定着ローラ１７ａ
から奪い、第１の接触パイプＳＰａ、第２の接触パイプ
ＳＰｂ及び温度均一化ローラ回転軸Ｊａに蓄熱する。定
着プリント数が小さい場合には、定着動作終了と共に、
第１の接触パイプＳＰａと第２の接触パイプＳＰｂとは
それぞれ定着ローラ１７ａから再び離間した位置に置か
れ、第１の接触パイプＳＰａと第２の接触パイプＳＰｂ
とに蓄積された熱は自然放熱に任される。

【００５８】連続あるいは間歇定着で多数の小サイズの
転写材のプリントにより、第１の接触パイプＳＰａ、第
２の接触パイプＳＰｂの温度が上昇すると、定着ローラ
１７ａ端部の余分な熱を奪う効率が低下する。このた
め、第１の接触パイプＳＰａと第２の接触パイプＳＰｂ
の温度が所定の値まで上昇した時点で、図４（Ｃ）に示
すように、第１の接触パイプＳＰａと第２の接触パイプ
ＳＰｂとを定着ローラ１７ａの加熱領域全体に接触する
よう、温度均一化ローラ回転軸Ｊａの増減速により、第
１の接触パイプＳＰａと第２の接触パイプＳＰｂとをそ
れぞれ内側へ移動させる。また、転写材の進行方向の接
触幅（図６にて前述した均一化ローラニップ部Ｎｄの幅
Ｌｎ（軸と直交する方向の幅））を確保するため（図４
（Ａ）にて前述した端部のみ圧着時での、２つの温度均
一化ローラの定着ローラ１７ａへの負荷は小さく設定す
る方が好ましいので、図５にて前述した圧着及び圧着解
除機構による２つの温度均一化ローラの当接力は小さく
設定している）、図５にて前述した圧着及び圧着解除機
構により、２つの温度均一化ローラと定着ローラ１７ａ
との当接力を大きく設定することが好ましい。また、第
１の接触パイプＳＰａと第２の接触パイプＳＰｂとで
の、２つの温度均一化ローラの合計の長さＬ１（ｍｍ）
は、概ね転写材の最大幅（転写材最大サイズ幅、例えば
Ａ３サイズ縦送り幅（２９７ｍｍ））と等しく設定する
ことが好ましい。

【００５９】２つの温度均一化ローラと定着ローラ１７
ａとの当接力は、第１の接触パイプＳＰａ、第２の接触
パイプＳＰｂと、定着ローラ１７ａとの軸方向接触幅に
応じて制御するもので、上記図４（Ａ）における当接力
よりも、図４（Ｂ）における当接力を大きく設定し、さ
らに図４（Ｂ）における当接力よりも、図４（Ｃ）にお
ける当接力を大きく設定することが好ましい。

【００６０】第１の接触パイプＳＰａと第２の接触パイ
プＳＰｂとが、定着ローラ１７ａの温度差に応じて非通
紙領域から通紙領域へ熱輸送し、定着ローラ１７ａの温
度均一化が行われる。定着終了後は、第１の接触パイプ
ＳＰａと第２の接触パイプＳＰｂとを定着ローラ１７ａ
の両端まで戻してから、定着ローラ１７ａと、第１の接
触パイプＳＰａと第２の接触パイプＳＰｂとの圧着解除
を行う。第１の接触パイプＳＰａ及び第２の接触パイプ
ＳＰｂを端部まで戻しておくことで、次に第１の接触パ
イプＳＰａ及び第２の接触パイプＳＰｂを移動させるた
めに定着ローラ１７ａに当接し、通紙領域の熱を奪うこ
とを回避できる。

【００６１】上記の如く、本実施形態においては、温度
均一化ローラの軸方向接触幅が大きくなったときにも、
転写材の進行方向の接触幅を確保するため、当接力を切
り替え可能とするものである。また、温度均一化ローラ
回転軸と温度均一化ローラとに切られたネジとを、温度
均一化ローラ回転軸の回転速度を変えることによって、
温度均一化ユニット部材の温度均一化ローラを移動さ
せ、転写材の幅の違いに応じた、温度均一化ローラの昇
温後の熱移動部分（熱拡散部分）の変更を行うものであ
る。

【００６２】上記により、定着ローラ部材と温度均一化
ローラとのニップ部（均一化ローラニップ部）のニップ
幅が均一となり、温度均一化ローラによる定着ローラ部
材の熱拡散が有効に作用し、簡易な構成で、定着装置の
予熱時間に影響を与えることなく、小サイズ幅の転写材
の連続通紙時の定着ローラ部材端部の温度上昇の抑制が
可能となると共に、クイックスタートが可能で、且つカ
ラー画像形成に最適な定着装置を有する画像形成装置の
提供が可能となる。

【００６３】しかしながら、上記定着装置における温度
均一化ユニット部材の構成において、２本の（２つの）
温度均一化ローラは（第１の接触パイプと第２の接触パ
イプとは）、定着ローラ部材との微少な滑りの差などに
より、２本の温度均一化ローラの位相がずれ、それぞれ
の温度均一化ローラの位置（定位置）が非対称になるお
それがある。以下図７により、上記にて説明した２つの
温度均一化ローラに設けられ、２つの温度均一化ローラ
の位相ズレを防止するための位相ズレ防止部材について
説明する。

【００６４】図７に示すように、定着温度均一化ローラ
ユニットＴＵａの、２つの第１の接触パイプＳＰａと第
２の接触パイプＳＰｂとに、例えば、孔Ｈａを有する棒
Ｂａと、孔Ｈｂから突き出された棒Ｂｂとを互いに（相
互に）設けて、定着ローラ１７ａと当接する２つの温度
均一化ローラと、これらを回動させる温度均一化ローラ
回転軸Ｊａ周りの、２つの温度均一化ローラの相互の位
相を固定する位相ズレ防止部材とする。

【００６５】第１の接触パイプＳＰａと第２の接触パイ
プＳＰｂとにそれぞれ設けられる棒Ｂｂが、相互に棒Ｂ
ａの孔Ｈａに、また棒Ｂａが孔Ｈｂに相互に挿入・引き
出し可能に嵌合するように設定され、温度均一化ローラ
回転軸Ｊａの回転による第１の接触パイプＳＰａ及び第
２の接触パイプＳＰｂの中央部への移動の際に、それぞ
れ先端部を孔Ｈａに嵌合される棒Ｂｂが、棒Ｂａの孔Ｈ
ａをガイドとして相互に嵌入される。第１の接触パイプ
ＳＰａ及び第２の接触パイプＳＰｂの中央部へのさらな
る移動により、棒Ｂａが孔Ｈｂをガイドとして相互に嵌
入され、温度均一化ローラ回転軸Ｊａ周りの相互の位相
を固定しながら第１の接触パイプＳＰａと第２の接触パ
イプＳＰｂとが互いに中央部に移動し、相互の位相ズレ
を防止する。また図４（Ｃ）にて前述したように、２つ
の温度均一化ローラとしての第１の接触パイプＳＰａと
第２の接触パイプＳＰｂとの合計の長さＬ１（ｍｍ）
（図図４（Ｃ）参照、図７には不図示）は、概ね転写材
の最大幅（転写材最大サイズ幅、例えばＡ３サイズ縦送
り幅（２９７ｍｍ））と等しく設定することが好まし
い。

【００６６】位相ずれ防止部材としては、上記の棒と穴
との組み合わせに限らず、種々の形態が選択可能であ
る。

【００６７】上記により、それぞれの温度均一化ローラ
の相互の位相ズレが防止され、転写材通紙幅の中心位置
に対し、温度均一化ローラが互いに対称になるようにし
て、温度均一化ローラの定位置で当接される。

【００６８】なお上記図４ないし図７の実施形態の説明
においては、定着装置の定着ローラ部材の概ね中央を転
写材が通紙される構成として説明したが、定着ローラ部
材の片側を基準として転写材が通紙される場合でも、温
度均一化ローラ回転軸のネジを一方向とし、温度均一化
ローラを小サイズの転写材の通る側と反対の側に設ける
ようにして、同様に適用することが可能である。また、
定着ローラ部材や温度均一化ローラの材質・寸法等は、
適用する定着装置の定着能力や定着温度許容幅などによ
り適宜選択されることが好ましい。

【００６９】また、上記図４ないし図７の実施形態にお
ける定着装置の定着ローラ部材の基体としては、図３に
て前述したように、ガラス部材を用いたものとしている
が、金属芯金上に弾性層を形成した定着ローラ部材でも
同様の効果が得られる。また、薄肉金属パイプを定着ロ
ーラ部材として用いた定着装置においても同様の効果が
得られる。この場合は、定着ローラ部材と温度均一化ロ
ーラとの十分な接触幅を得るため、温度均一化ローラの
表面に弾性部材層を設けることが望ましい。

【００７０】以下に、温度均一化ローラを有する温度均
一化ユニット部材の利用実施形態の第２の例について、
図８ないし図１０を用いて説明する。図８は、温度均一
化ローラの構成の第２の例を示す図であり、図９は、図
８の温度均一化ユニット部材の概要側面図であり、図１
０は、図８の変形例を示す図である。

【００７１】図８または図９によれば、図２にて前述し
たと同様にして、転写材上のトナー像を定着するための
定着ローラ１７ａと、加圧ローラ４７ａとにより、図８
の各図に示す定着装置１７が形成されるが、定着ローラ
部材としての定着ローラ１７ａの表面の温度を均一化す
るために、図８の各図に示すように、定着ローラ１７ａ
に、接触及び非接触の状態をとることが選択可能な温度
均一化ローラを有する温度均一化ローラユニット群ＴＵ
ｂが温度均一化ユニット部材として設けられる。

【００７２】温度均一化ローラユニット群ＴＵｂは、中
心位置に配設される、外径１２ｍｍのアルミ材からなる
回転軸Ｊｔと、該回転軸Ｊｔの表面に１ｍｍ厚の弾性体
として用いられるゴム層を被覆し、定着ローラ１７ａと
非接触に保たれるローラ部材としての中心ローラＲｔ
と、該中心ローラＲｔの周りに配設される、外径８ｍｍ
のアルミ材からなる回転軸Ｊｂ１と、該回転軸Ｊｂ１に
固定され、２ｍｍ厚のゴム層からなり、外径を１２ｍｍ
として前記定着ローラ１７ａと当接する部分である温度
均一化ローラとしての左右の接触ローラＳＲａとからな
る温度均一化ローラユニットとして用いられる第１の温
度均一化ローラユニットＴＵｂ１と、同じく外径８ｍｍ
のアルミ材からなる回転軸Ｊｂ２と、該回転軸Ｊｂ２に
固定もしくは一体の外径１２ｍｍのアルミ材からなり、
前記定着ローラ１７ａと当接する部分である左右の接触
ローラＳＲｂとからなる第２の温度均一化ローラユニッ
トＴＵｂ２と、同じく外径８ｍｍのアルミ材からなる回
転軸Ｊｂ３と、該回転軸Ｊｂ３に固定もしくは一体の外
径１２ｍｍのアルミ材からなり、前記定着ローラ１７ａ
と当接する部分である左右の接触ローラＳＲｃとからな
る第３の温度均一化ローラユニットＴＵｂ３と、また外
径８ｍｍのアルミ材からなる回転軸Ｊｂ４と、該回転軸
Ｊｂ４に固定もしくは一体の外径１２ｍｍのアルミ材か
らなり、前記定着ローラ１７ａと全域で当接する接触ロ
ーラＳＲｄとからなる第４の温度均一化ローラユニット
ＴＵｂ４とにより構成される。温度均一化ローラユニッ
トは使用される転写材のサイズ数に応じて複数個が、温
度均一化ローラユニット群ＴＵｂに設けられる。

【００７３】第１ないし第４の温度均一化ローラユニッ
トＴＵｂ１，ＴＵｂ２，ＴＵｂ３，ＴＵｂ４は、中心ロ
ーラＲｔに対して、所定の荷重でそれぞれの温度均一化
ローラの部分を押圧されているか、１２ｍｍ弱の軸間距
離でそれぞれの温度均一化ローラの部分を保持されてい
る。

【００７４】温度均一化ローラユニット群ＴＵｂは、第
１ないし第４の各温度均一化ローラユニットＴＵｂ１，
ＴＵｂ２，ＴＵｂ３，ＴＵｂ４により圧着モードを複数
持つものである。即ち、本実施形態においては、図９に
示すように、第１ないし第３の温度均一化ローラユニッ
トＴＵｂ１，ＴＵｂ２，ＴＵｂ３の、左右の接触ローラ
ＳＲａ，ＳＲｂ，ＳＲｃの部分は、転写材の幅に応じ
て、そのうちの１本のみで定着ローラ１７ａと接触（圧
着）するように形成されていおり、転写材の幅に相当す
る部分は外径８ｍｍの回転軸Ｊｂ１，Ｊｂ２，Ｊｂ３に
より形成されていて、定着ローラ１７ａに接触しないよ
うになっており、３種類の小サイズの転写材に対応でき
る。４本のうち１本が、本実施形態においては第４の温
度均一化ローラユニットＴＵｂ４の接触ローラＳＲｄが
転写材の通紙幅全域において定着ローラ１７ａと接触
（圧着）される（以下、全幅接触ローラＳＲｄともい
う）。圧着モードは、第１ないし第４の各温度均一化ロ
ーラユニットＴＵｂ１，ＴＵｂ２，ＴＵｂ３，ＴＵｂ４
にそれぞれ設けられる接触ローラＳＲａ，ＳＲｂ，ＳＲ
ｃ，ＳＲｄの温度、もしくは転写材の幅、もしくは接触
ローラＳＲａ，ＳＲｂ，ＳＲｃ，ＳＲｄの温度と転写材
の幅との組み合わせによって選択されるものである。

【００７５】温度均一化ローラユニット群ＴＵｂは、定
着装置１７の予熱時には、図８（Ａ）に示すように、定
着ローラ１７ａから離間して保持されている。また、定
着動作に入っても定着される転写材が加熱領域に概ね等
しい場合には、同様に離間されており、定着動作には何
ら関与しない。

【００７６】定着される転写材が定着ローラ１７ａの加
熱領域に対して小さい場合には、図８（Ｂ）に示すよう
に、転写材の幅に対応した温度均一化ローラを有する温
度均一化ローラユニットが、定着動作の開始に合わせて
定着ローラ１７ａに所定の力で、圧着及び圧着解除の機
構（不図示）により圧着される（図８（Ｂ）に示す本実
施形態においては、図９に示す小サイズ転写材通紙幅に
対応する第１の温度均一化ローラユニットＴＵｂ１の左
右の接触ローラＳＲａが圧着される）。最小サイズ転写
材通紙幅、例えばＡ４サイズ縦送り幅（２１０ｍｍ）の
場合は、第２の温度均一化ローラユニットＴＵｂ２の左
右の接触ローラＳＲｂが圧着される。圧着される左右の
温度均一化ローラ（図８（Ｂ）に示す本実施形態におい
ては、図９に示す第１の温度均一化ローラユニットＴＵ
ｂ１の左右の接触ローラＳＲａ）は非通紙領域の余分な
熱を定着ローラ１７ａから奪って中心ローラＲｔへと伝
えられ（拡散され）、さらに中心ローラＲｔから他の温
度均一化ローラ（図８（Ｂ）に示す本実施形態において
は、図９に示す第２及び第３の温度均一化ローラユニッ
トＴＵｂ２，ＴＵｂ３の左右の接触ローラＳＲｂ，ＳＲ
ｃと第４の温度均一化ローラユニットＴＵｂ４の全幅接
触ローラＳＲｄ）へと熱が伝えられる（拡散される）。
中心ローラＲｔに設けられた弾性体としてのゴム層によ
り、それぞれ温度均一化ローラとしての左右の接触ロー
ラＳＲａ，ＳＲｂ，ＳＲｃ及び全幅接触ローラＳＲｄと
中心ローラＲｔとの確実な接触が得られる。

【００７７】プリント数が小さい場合には、定着動作終
了とともに温度均一化ローラユニット群ＴＵｂは定着ロ
ーラ１７ａから再び、図８（Ａ）に示す離間した位置に
戻され、それぞれの温度均一化ローラに蓄積された熱は
自然放熱に任される。

【００７８】連続あるいは間歇定着で多数の小サイズの
転写材でのプリントが行われると、当接される温度均一
化ローラ（図８（Ｂ）に示す本実施形態においては、第
１の温度均一化ローラユニットＴＵｂ１の左右の接触ロ
ーラＳＲａ）の温度上昇により、定着ローラ１７ａの端
部の余分な熱を奪う効率が低下する。このような場合に
は、当接される温度均一化ローラ（図８（Ｂ）に示す本
実施形態においては、第１の温度均一化ローラユニット
ＴＵｂ１の左右の接触ローラＳＲａ）の温度が所定の値
まで上昇した時点もしくは所定のプリント数が経過した
時点で、転写材の幅に対応した温度均一化ローラユニッ
トの温度均一化ローラ（図８（Ｂ）に示す本実施形態に
おいては、第１の温度均一化ローラユニットＴＵｂ１の
左右の接触ローラＳＲａ）を定着ローラ１７ａより離間
し、第４の温度均一化ローラユニットＴＵｂ４の全幅接
触ローラＳＲｄを定着ローラ１７ａに所定の力で圧着さ
せる。全幅接触ローラＳＲｄは、定着ローラ１７ａの温
度差に応じた非通紙領域から通紙領域（図９に示す本実
施形態においては、第４の温度均一化ローラユニットＴ
Ｕｂ４の大サイズ転写材通紙幅）への熱輸送経路（熱拡
散経路）となり、定着ローラ１７ａの温度の均一化が行
われる。

【００７９】小サイズ転写材通紙時で、定着動作開始時
に、対応する温度均一化ローラ（図９に示す本実施形態
においては、第１ないし第３の温度均一化ローラユニッ
トＴＵｂ１，ＴＵｂ２，ＴＵｂ３の左右の接触ローラＳ
Ｒａ，ＳＲｂ，ＳＲｃの何れか）の温度がすでに所定値
より高ければ、最初から、全幅接触ローラＳＲｄを定着
ローラに当接する。

【００８０】温度均一化ローラの定着ローラ１７ａとの
接触する領域の端部は、定着ローラ１７ａへの機械的な
損傷を防止するため、図９に示すように、それぞれなだ
らかに半径が減少する構成となっている。また、このよ
うな構成により、それぞれの温度均一化ローラの定着ロ
ーラ１７ａとの、接触部と非接触部との境界で定着ロー
ラ１７ａに急峻な温度差が生じて熱的な損傷を与えた
り、引き続いて大きなサイズの転写材の定着を行うとき
に、この境界で光沢度差が生じたりすることを防止する
ことができる。

【００８１】また図１０に示すように、定着ローラ１７
ａと加圧ローラ４７ａとにより定着装置１７が形成され
るが、定着ローラ１７ａの表面の温度を均一化するため
に、図８の各図にて前述した温度均一化ローラユニット
群ＴＵｂに代えて、定着ローラ１７ａに、接触及び非接
触の状態をとることが選択可能な温度均一化ローラを有
する温度均一化ローラユニット群ＴＵｃを温度均一化ユ
ニット部材として設ける。

【００８２】温度均一化ローラユニット群ＴＵｃは、図
８の各図にて前述した温度均一化ローラユニット群ＴＵ
ｂから中心ローラＲｔを省いた形態のものであり、温度
均一化ローラユニットとして用いられ、それぞれ互いに
隣接して接触する第１ないし第４の温度均一化ローラユ
ニットＴＵｂ１，ＴＵｂ２，ＴＵｂ３，ＴＵｂ４にて構
成される。この場合、それぞれ回動軸Ｊｂ１，Ｊｂ２，
Ｊｂ３，Ｊｂ４を有する第１ないし第４の各温度均一化
ローラユニットＴＵｂ１，ＴＵｂ２，ＴＵｂ３，ＴＵｂ
４に設けられる温度均一化ローラとしての接触ローラＳ
Ｒａ，ＳＲｂ，ＳＲｃ，ＳＲｄは、その回転方向を整合
させるため、偶数本に限られる。また、接触ローラＳＲ
ａ，ＳＲｂ，ＳＲｃ，ＳＲｄの相互の接触を確保するた
め、このうち半数の表面に弾性層としてのゴム層を設
け、交互に配置する。それぞれの温度均一化ローラユニ
ット及び温度均一化ローラの形状、配置、動作等は、図
８及び図９にて前述したと同様である。

【００８３】なお、上記図８ないし図１０の実施形態に
おいて、それぞれの温度均一化ローラユニットとして
は、温度均一化ローラと回転軸とを一体として温度均一
化ローラユニットを形成するような構造のものでもよ
い。

【００８４】上記の如く、温度均一化ローラユニットに
よる定着ローラ部材の適正な領域での熱拡散が行われ、
簡易な構成で、定着装置の予熱時間に影響を与えること
なく、特に小サイズ幅の転写材の連続通紙時の定着ロー
ラ部材端部の温度上昇の抑制が可能となると共に、クイ
ックスタートが可能で、且つカラー画像形成に最適な定
着装置を有する画像形成装置の提供が可能となる。

【００８５】なお、上記図８ないし図１０の実施形態の
説明においては、定着装置に設けられる定着ローラ部材
の概ね中央を転写材が通る構成として説明したが、定着
ローラ部材の片側を基準として転写材が通紙される場合
でも、それぞれの温度均一化ローラユニットに設けられ
る温度均一化ローラの大径部を片側とすることで同様に
適用することが可能である。また、定着ローラ部材や温
度均一化ローラユニットの構成はこれに限定されるもの
ではなく、材質・寸法等は、適用する定着装置の定着能
力や定着温度許容幅などにより適宜選択されることが好
ましい。

【００８６】また、上記図８ないし図１０の実施形態に
おける定着装置の定着ローラ部材の基体としては、図３
にて前述したように、ガラス部材を用いたものとしてい
るが金属芯金上に弾性層を形成した定着ローラ部材でも
同様の効果が得られる。また、薄肉金属パイプを定着ロ
ーラ部材として用いた定着装置においても同様の効果が
得られる。

【００８７】

【発明の効果】請求項１ないし１１によれば、定着ロー
ラ部材と温度均一化ローラとのニップ部（均一化ローラ
ニップ部）のニップ幅が均一となり、温度均一化ローラ
による定着ローラ部材の熱拡散が有効に作用し、簡易な
構成で、定着装置の予熱時間に影響を与えることなく、
小サイズ幅の転写材の連続通紙時の定着ローラ部材端部
の温度上昇の抑制が可能となると共に、クイックスター
トが可能で、且つカラー画像形成に最適な定着装置を有
する画像形成装置の提供が可能となる。

【００８８】特に請求項７ないし９によれば、それぞれ
の温度均一化ローラの相互の位相ズレが防止され、転写
材通紙幅の中心位置に対し、温度均一化ローラが互いに
対称になるようにして、温度均一化ローラの定位置で当
接される。

【００８９】請求項１２ないし２１によれば、温度均一
化ローラユニットによる定着ローラ部材の適正な領域で
の熱拡散が行われ、簡易な構成で、定着装置の予熱時間
に影響を与えることなく、特に小サイズ幅の転写材の連
続通紙時の定着ローラ部材端部の温度上昇の抑制が可能
となると共に、クイックスタートが可能で、且つカラー
画像形成に最適な定着装置を有する画像形成装置の提供
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかわ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概要断面構成図である。

【図２】定着装置の構造を示す説明図である。

【図３】定着ローラ部材の拡大断面構成図である。

【図４】温度均一化ローラの構成の第１の例を示す図で
ある。

【図５】温度均一化ローラの圧着及び圧着解除の機構を
示す図である。

【図６】温度均一化ローラと定着ローラ部材との軸方向
のニップ幅を示す図である。

【図７】図４の温度均一化ローラに設けられる位相ズレ
防止部材を示す図である。

【図８】温度均一化ローラの構成の第２の例を示す図で
ある。

【図９】図８の温度均一化ユニット部材の概要側面図で
ある。

【図１０】図８の変形例を示す図である。

【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１３ａ現像ローラ１４ａ転写ベルト１４ｃ１次転写器１４ｇ２次転写器１５給紙カセット１５ｂタイミングローラ１７定着装置１７ａ定着ローラ４７ａ加圧ローラ１００プロセスユニット１７１ａ透光性基体１７１ｂ光吸収層１７１ｃ離型層１７１ｄ透光性弾性層１７１ｇ，４７１ｃハロゲンランプＢａ，Ｂｂ棒ＣＨクラッチＨａ，Ｈｃ孔ＨＣ偏芯カムＪａ温度均一化ローラ回転軸Ｊｂ１，Ｊｂ２，Ｊｂ３，Ｊｂ４，Ｊｔ回転軸Ｍａ温度均一化ローラ回転軸駆動モータＭｂ偏芯カム駆動モータＮａ，Ｎｂネジ部Ｎｄ均一化ローラニップ部Ｐ記録紙Ｒｔ中心ローラＳＢａ押圧バネＳＰａ第１の接触パイプＳＰｂ第２の接触パイプＳＲａ，ＳＲｂ，ＳＲｃ接触ローラＳＲｄ全幅接触ローラ（接触ローラ）ＴＳ１，ＴＳ２温度センサＴＵａ定着温度均一化ローラユニットＴＵｂ，ＴＵｃ温度均一化ローラユニット群ＴＵｂ１第１の温度均一化ローラユニットＴＵｂ２第２の温度均一化ローラユニットＴＵｂ３第３の温度均一化ローラユニットＴＵｂ４第４の温度均一化ローラユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０５Ｂ 3/00 ３１０Ｈ０５Ｂ 3/00 ３１０Ｅ３３５３３５

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】加熱手段と基体上に弾性層を有する定着
ローラ部材とからなる定着装置を有する画像形成装置に
おいて、前記定着ローラ部材に、前記定着ローラ部材と圧着解除
可能な温度均一化ローラを設けると共に、前記温度均一化ローラと前記定着ローラ部材との当接力
が複数の値を選択可能であることを特徴とする画像形成
装置。
【請求項２】加熱手段と基体上に弾性層を有する定着
ローラ部材とからなる定着装置を有する画像形成装置に
おいて、前記定着ローラ部材に、前記定着ローラ部材の温度を均
一化するための温度均一化ユニット部材を設けると共
に、前記温度均一化ユニット部材は、温度均一化ローラ回転
軸と前記温度均一化ローラ回転軸上を移動可能な温度均
一化ローラとからなることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】前記温度均一化ローラ回転軸と前記温度
均一化ローラとが、雄ネジと雌ネジとで勘合されている
ことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】前記温度均一化ローラ回転軸の回転速度
が可変であることを特徴とする請求項２または３に記載
の画像形成装置。
【請求項５】前記温度均一化ローラを２個備え、前記
温度均一化ローラのそれぞれに対応する前記温度均一化
ローラ回転軸のネジの部分が相互に逆巻きであることを
特徴とする請求項３または４に記載の画像形成装置。
【請求項６】前記２個の温度均一化ローラの合計の長
さは、概ね転写材の最大幅に等しいことを特徴とする請
求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】加熱手段と基体上に弾性層を有する定着
ローラ部材とからなる定着装置を有する画像形成装置に
おいて、前記定着ローラ部材に、前記定着ローラ部材の温度を均
一化するための温度均一化ユニット部材を設けると共
に、前記温度均一化ユニット部材は、温度均一化ローラ回転
軸と前記温度均一化ローラ回転軸上を移動可能な２個の
温度均一化ローラとからなるもので、前記２個の温度均一化ローラは、前記温度均一化ローラ
回転軸周りの相互の位相を固定する位相ズレ防止部材を
有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】前記位相ズレ防止部材は、相互に挿入・
引き出しが可能な部材を勘合させてなることを特徴とす
る請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】前記２個の温度均一化ローラの合計の長
さは、概ね転写材の最大幅に等しいことを特徴とする請
求項７または８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】前記定着ローラ部材は、透光性基体を
有することを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記
載の画像形成装置。
【請求項１１】前記温度均一化ローラユニットに、前
記定着ローラ部材との接触部端部の半径が徐々に減少
し、前記定着ローラ部材に部分的に接触する温度均一化
ローラを設けることを特徴とする請求項１〜１０の何れ
か１項に記載の画像形成装置。
【請求項１２】加熱手段と基体上に弾性層を有する定
着ローラ部材とからなる定着装置を有する画像形成装置
において、前記定着ローラ部材とそれぞれ異なった領域で接触する
複数の温度均一化ローラユニットを有することを特徴と
する画像形成装置。
【請求項１３】前記複数の温度均一化ローラユニット
により、前記定着ローラ部材との圧着モードを複数持つ
ことを特徴とする請求項１２に記載の画像形成装置。
【請求項１４】前記圧着モードは、前記温度均一化ロ
ーラユニットに設けられる温度均一化ローラの温度、も
しくは前記転写材の幅、もしくは前記温度均一化ローラ
の温度と転写材の幅との組み合わせによって選択される
ことを特徴とする請求項１３に記載の画像形成装置。
【請求項１５】前記複数の温度均一化ローラユニット
が、前記定着ローラ部材と非接触な１本のローラ部材に
接触していることを特徴とする請求項１２〜１４の何れ
か１項に記載の画像形成装置。
【請求項１６】前記定着ローラ部材と非接触な前記ロ
ーラ部材の表面は、弾性体で被覆されていることを特徴
とする請求項１５に記載の画像形成装置。
【請求項１７】前記複数の温度均一化ローラユニット
が互いに隣接して接触していることを特徴とする請求項
１２〜１４の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１８】前記複数の温度均一化ローラユニット
は、偶数個であることを特徴とする請求項１７に記載の
画像形成装置。
【請求項１９】前記複数の温度均一化ローラユニット
に設けられる温度均一化ローラのうち少なくとも半数の
温度均一化ローラの表面は、弾性体で被覆されているこ
とを特徴とする請求項１８に記載の画像形成装置。
【請求項２０】前記定着ローラ部材は、透光性基体を
有することを特徴とする請求項１２〜１９の何れか１項
に記載の画像形成装置。
【請求項２１】前記温度均一化ローラユニットに、前
記定着ローラ部材との接触部端部の半径が徐々に減少
し、前記定着ローラ部材に部分的に接触する温度均一化
ローラを設けることを特徴とする請求項１２〜２０の何
れか１項に記載の画像形成装置。