JP2002236426A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 弾性定着部材・加圧兼加熱装置タイプの定着
装置、及び該定着装置を具備した画像形成装置におい
て、単位時間当たりのプリント枚数を減らすことなく、
定着不良を防止すること。 【解決手段】 弾性表面を有し、被記録材Ｐの画像面に
接して画像を加熱定着させる定着部材１と、定着部材１
と相互圧接して被記録材Ｐを挟持搬送する定着ニップ部
Ｎ２を形成する加圧装置２を有し、加圧装置２は定着部
材１を加熱する加熱装置を兼ねており、該加圧兼加熱装
置２とは別に、定着部材１の表面を定着部材外側から加
熱する外部加熱装置３を有すること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被記録材上に形成
担持させたトナー画像を加熱定着させる定着装置、及び
該定着装置を具備した複写機・プリンタ等の画像形成装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真プロセス・静電記録プロセス等
の画像形成装置において、転写方式或いは直接方式で被
記録材（転写紙、印字用紙、感光紙，静電記録紙など）
に形成担持させた未定着のトナー画像を加熱定着させる
定着装置としては、熱ローラ方式、フィルム加熱方式な
ど各種の方式・構成の装置が知られている。

【０００３】被記録材上に複数色のトナー画像を形成す
るカラー画像形成装置、あるいは被記録材上に複数色の
トナー画像を形成するカラー画像形成機能を有する画像
形成装置において、フルカラーモードの場合は被記録材
上に形成される未定着のトナー画像のトナー量がモノカ
ラーモードの場合よりも数倍多い。

【０００４】そのようなトナー量の多い未定着トナー画
像についても良好に加熱定着させることが可能な定着装
置として、被記録材のトナー画像面に接してトナー画像
を加熱定着させる定着部材としての定着ローラを弾性層
を具備させた弾性表面ローラにしたものが有る。

【０００５】定着ローラを弾性表面ローラにすること
で、定着ローラの表面が被記録材面のトナー量の多い未
定着トナー画像に対して該トナー画像の凹凸に対応して
弾性変形してトナー画像を覆い包むように接触すること
で、トナー画像の加熱効率がよく、またトナー画像に潰
れを生じさせず、トナー量の多い未定着トナー画像につ
いても良好に加熱定着させることが可能になる。

【０００６】しかし、弾性層を具備させた定着ローラは
弾性層が熱バリヤー（断熱層）となり、定着ローラ内部
に熱源を具備させたのでは定着ローラの熱効率が低下す
るので弾性層の厚みを厚くすることはできない。そこ
で、定着ローラの内部に熱源を具備させないで、定着ロ
ーラと相互圧接して被記録材を挟持搬送する定着ニップ
部を形成する加圧装置に定着ローラを外側から加熱する
加熱装置を兼ねさせた定着装置がある。

【０００７】この弾性定着部材・加圧兼加熱装置タイプ
の定着装置によれば、定着ローラは内部に熱源を持たな
いため弾性層の厚みを厚くでき、ローラ径を小さくして
も加圧装置との間に充分な定着ニップ部幅を確保でき
る。これにより、装置の小型化が図れるといった利点が
ある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記の弾性定着部材・
加圧兼加熱装置タイプの定着装置では、加圧兼加熱装置
が弾性定着部材である定着ローラとの圧接部である定着
ニップ部で定着ローラを加熱しているため、定着ニップ
部に被記録材（以下、紙と記す）がないときにしか定着
ローラを加熱できない。即ち、定着ローラは定着ニップ
部を挟持搬送されていく紙の未定着トナー画像を加熱定
着することで熱が奪われ表面温度が低下するが、次の紙
が搬送されるまでの間に加圧兼加熱装置により熱供給を
受け表面温度を所定の目標温度にまで上昇させなければ
ならない。このため、一の紙の後端が定着ニップ部を抜
けてから次の紙の先端が定着ニップ部に到達するまでの
紙間に定着ローラ表面温度が目標温度にまで達すること
ができず、定着不良を起こしてしまうといった問題が生
じてしまった。

【０００９】図９を用いて詳しく説明する。図９は、連
続プリント中の定着ローラ表面温度を表している。ここ
で、（ａ）はフルカラーモード、（ｂ）はモノカラーモ
ードである。（ａ）に示したフルカラーモードでは紙間
が長いため、定着時に低下した表面温度が次の紙が搬送
されるまでに目標温度にまで達することができ、定着不
良を起こすことはない。しかし、（ｂ）に示したモノカ
ラーモードでは紙間が短く、定着時に低下した表面温度
が次の紙が搬送されるまでに目標温度にまで達すること
ができない。

【００１０】このため、２枚目以降では定着時の表面温
度が更に低下してしまい、定着不良が発生してしまう。

【００１１】定着不良を防止するには、常に定着ローラ
表面温度が所定の目標温度に達するまで紙の搬送を行わ
なければよいのだが、この場合には連続プリント時の単
位時間当たりのプリント枚数が減ってしまう。

【００１２】本発明は、弾性定着部材・加圧兼加熱装置
タイプの定着装置、及び該定着装置を具備した画像形成
装置における上述した問題点を解決せんとするものであ
り、単位時間当たりのプリント枚数を減らすことなく、
定着不良を防止することを目的とするものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は下記の構成を特
徴とする定着装置及び画像形成装置である。

【００１４】（１）弾性表面を有し、被記録材の画像面
に接して画像を加熱定着させる定着部材と、前記定着部
材と相互圧接して被記録材を挟持搬送する定着ニップ部
を形成する加圧装置を有し、前記加圧装置は前記定着部
材を加熱する加熱装置を兼ねており、該加圧兼加熱装置
とは別に、前記定着部材の表面を定着部材外側から加熱
する外部加熱装置を有することを特徴とする定着装置。

【００１５】（２）前記定着部材はローラ体であること
を特徴とする（１）に記載の定着装置。

【００１６】（３）前記外部加熱装置は前記定着部材に
接触していることを特徴とする（１）又は（２）に記載
の定着装置。

【００１７】（４）前記加圧兼加熱装置は、発熱体と、
該発熱体と摺動するフィルムを有し、前記発熱体と前記
定着部材が前記フィルムを挟んで相互圧接して定着ニッ
プ部を形成していることを特徴とする（１）から（３）
の何れかに記載の定着装置。

【００１８】（５）前記フィルムは金属或いは樹脂であ
ることを特徴とする（１）から（４）の何れかに記載の
定着装置。

【００１９】（６）前記フィルムは回転可能なエンドレ
スベルトであることを特徴とする（１）から（５）の何
れかに記載の定着装置。

【００２０】（７）前記外部加熱装置は、フィルムと、
該フィルムと当接する発熱体を有し、前記発熱体と前記
定着部材が前記フィルムを挟んで相互圧接し前記フィル
ムを介した前記発熱体の熱により前記定着部材が外側か
ら加熱されることを特徴とする（１）から（６）の何れ
かに記載の定着装置。

【００２１】（８）前記フィルムは金属或いは樹脂であ
ることを特徴とする（７）に記載の定着装置。

【００２２】（９）前記フィルムは回転可能なエンドレ
スベルトであることを特徴とする（７）又は（８）に記
載の定着装置。

【００２３】（１０）前記外部加熱装置は、金属ローラ
と該金属ローラの内部に配置されたヒータを有する回転
可能な熱ローラであることを特徴とする（１）から
（６）の何れかに記載の定着装置。

【００２４】（１１）前記加圧兼加熱装置の前記定着部
材への加圧方向と，前記外部加熱装置の前記定着部材へ
の加圧方向が同一直線上にあることを特徴とする（１）
から（１０）の何れかに記載の定着装置。

【００２５】（１２）被記録材上にトナー画像を形成す
る画像形成手段と、該被記録材上のトナー画像を定着す
る定着装置と、を有する画像形成装置において、前記定
着装置は、（１）から（１１）の何れかに記載の定着装
置であることを特徴とする画像形成装置。

【００２６】（１３）被記録材上に複数色のトナー画像
を形成するカラー画像形成装置、あるいは被記録材上に
複数色のトナー画像を形成するカラー画像形成機能を有
する画像形成装置であることを特徴とする（１２）に記
載の画像形成装置。

【００２７】〈作 用〉定着部材内部には熱源を持たな
いが、定着部材を加熱する加熱手段として、加圧兼加熱
装置とは別に、定着部材の表面を定着部材外側から加熱
する外部加熱装置を有することにより、定着部材の温度
上昇を速くすることができ、紙間が短くなっても次の被
記録材が搬送されるまでには定着部材の表面温度を目標
温度にまで到達させることができる。また、定着中にも
定着部材には外部加熱装置からの熱供給があるため定着
部材の表面温度の低下を低減することができ定着性も向
上させることができる。

【００２８】

【発明の実施の形態】〈第１の実施例〉 （１）画像形成装置例 図１は本発明に従う画像形成装置の一例の概略構成模型
図である。本例の画像形成装置は、電子写真プロセス利
用、中間転写ベルト方式のカラー画像形成装置である。

【００２９】ａ）フルカラーモードの場合 像担持体である感光ドラム１０１は、不図示の駆動手段
によって矢印の反時計方向に回転駆動され、一次帯電器
１０２により所定の極性・電位に一様に帯電される。

【００３０】次いで、露光装置（レーザスキャナ）１０
３によるレーザ走査露光Ｌを受けて、フルカラー画像の
イエロー成分色画像模様に従った静電潜像が形成され
る。

【００３１】更に感光ドラム１０１の回転が進むと、回
転支持体１１１により支持された現像装置１０４ａ，１
０４ｂ，１０４ｃ，１０４ｄのうち、イエロートナーが
入った現像装置１０４ａが感光ドラム１０１に対向する
よう回転し、上記の静電潜像が該現像装置１０４ａによ
って可視化される。現像装置１０４ｂ・１０４ｃ・１０
４ｄはそれぞれマゼンタトナー、シアントナー、黒トナ
ーが入った現像装置である。

【００３２】中間転写ベルト１０５は感光ドラム１０１
と略同速で矢印の時計方向に回転しており、感光ドラム
１０１上に形成担持されたトナー画像を一次転写ローラ
１０８ａに印加される一次転写バイアスによって中間転
写ベルト１０５の外周面に一次転写する。一方、感光ド
ラム１０１上の転写残トナーはブレード手段のクリーニ
ング装置１０７によって清掃される。

【００３３】以上と同様の、感光ドラム１０１に対する
トナー画像形成行程、中間転写ベルト１０５に対する一
次転写行程を、フルカラー画像のマゼンタ成分色画像模
様、シアン成分色画像模様、黒成分色画像模様について
行うことによって、中間転写ベルト１０５上には複数色
（イエロー・マゼンタ・シアン・黒）のトナー画像の重
畳よる合成カラートナー画像が形成される。

【００３４】次に、所定のタイミングで転写材カセット
１１２内からピックアップローラ１１３によって転写材
Ｐが給紙され、シートパス１１６を通って二次転写ロー
ラ１０８ｂと中間転写ベルト１０５との圧接部である二
次転写ニップ部に導入され、同時に二次転写ローラ１０
８ｂに二次転写バイアスが印加され、中間転写ベルト１
０５から転写材Ｐへ上記の合成カラートナー画像が一括
して転写される。

【００３５】更に転写材Ｐは搬送ベルト１１４によって
定着装置１０６まで搬送され溶融固着され、シートパス
１１７を通って機外の排紙部１１８にカラープリント
（カラーコピー）として排紙される。

【００３６】中間転写ベルト１０５上の転写残トナーは
中間転写クリーニングローラ１１５により電荷が付与さ
れ、次回の一次転写時に感光ドラム１０１上に逆転写さ
れ、クリーニング装置１０７によって感光ドラム１０１
上から清掃除去される。

【００３７】ｂ）モノカラーモード（白黒コピー）の場
合 カラー画像形成時と同様に感光ドラム１０１上に潜像が
形成され、黒色トナーが入った現像器１０４ｄによって
感光ドラム１０１にトナー画像が担持され、中間転写ベ
ルト１０５上に一次転写が行われる。そして、ここで形
成された単色のトナー画像のみを転写材Ｐに二次転写
し、同様に定着装置１０６にて定着されることにより、
黒色の単色画像が得られる。つまり、中間転写ベルト１
０５上に全ての画像が形成されるまでの時間がカラー画
像のそれに比べて約４分の１に短縮されることになる。

【００３８】（２）定着装置１０６ 図２は定着装置１０６の要部の概略構成を示す横断面模
型図である。１は定着部材としての弾性定着ローラであ
る。２は加圧兼加熱装置であり、定着ローラ下側におい
て定着ローラ１に圧接させて定着ニップ部Ｎ２を形成さ
せて配設してある。３は加圧兼加熱装置２とは別の定着
ローラ外部加熱装置であり、加圧兼加熱装置２とは１８
０°反対側の定着ローラ上側において定着ローラ１に圧
接させて配設してある。Ｎ３は定着ローラ１と外部加熱
装置３との圧接ニップ部である。

【００３９】定着ローラ１は、外径１３ｍｍ、内径９ｍ
ｍのアルミニウムの芯金１１の上に、厚み３．５ｍｍの
シリコンゴムの弾性層１２を設け、更にその上に厚み５
０μｍのＰＦＡの離型層１３を設けた弾性定着ローラで
ある。

【００４０】この定着ローラ１はその両端側を装置の側
板間に回転自由に軸受支持させて配設してあり、不図示
の駆動手段により矢印の時計方向に回転駆動される。

【００４１】加圧兼加熱装置２は、発熱体（熱源、加熱
体、ヒータ）としてセラミックヒータを用いたフィルム
加熱方式の加圧・加熱アセンブリであり、円筒形の耐熱
性・薄肉のエンドレスフィルム２１、セラミックヒータ
２２、セラミックヒータ２２の裏面側に設けたサーミス
タ２３、フィルムガイド２４等からなる。発熱体として
セラミックヒータを用いたフィルム加熱方式の加熱装置
はクイックスタート性に優れる。

【００４２】セラミックヒータ２２は、幅８ｍｍ、発熱
量７００Ｗのものを用い、これをフィルムガイド２４の
外面側にガイド長手に沿って設けた溝内に嵌め入れて固
定して配設してある。

【００４３】円筒形のフィルム２１はφ２４、５０μｍ
のポリイミドフィルムを基層とし、その上に離型層とし
てＰＦＡをコートしたものを用いた。そして、セラミッ
クヒータ２２を配設したフィルムガイド２４にルーズに
配設してある。

【００４４】加圧兼加熱装置２は、定着ローラ１の下側
に、セラミックヒータ２２側を上向きにして定着ローラ
１に並行に配設し、フィルムガイド２４の両端部を不図
示のバネ等の加圧附勢部材にて定着ローラ１の軸線方向
に附勢することで、セラミックヒータ２２の上向き面を
フィルム２１を介して定着ローラ１に対して弾性層１２
の弾性に抗して総圧１４７Ｎ（１５ｋｇ重）の押圧力を
もって圧接させ、所定幅の定着ニップ部Ｎ２を形成させ
てある。

【００４５】加圧兼加熱装置２の円筒形のフィルム２１
は定着ローラ１の回転駆動に伴い該定着ローラ１の外面
とフィルム２１との、定着ニップ部Ｎ２における圧接摩
擦力によりフィルム２１に回転力が作用して該フィルム
２１がその内面側がセラミックヒータ２２の上向き面に
密着して摺動しながらフィルムガイド２４の外周を矢印
の反時計方向に従動回転状態になる。

【００４６】定着ローラ１が回転駆動され、それに伴っ
て加圧兼加熱装置２の円筒形のフィルム２１が従動回転
状態になる。またセラミックヒータ２２に通電がなさ
れ、該セラミックヒータ２２が昇温して所定の温度に立
ち上がり温調された状態になる。そして非通紙時に、定
着ニップ部Ｎ２において、回転定着ローラ１がフィルム
２１を介して加圧兼加熱装置２のセラミックヒータ２２
の熱で加熱され、所定の定着温度に外部加熱される。

【００４７】フィルム２１は熱容量の小さなフィルムで
あり、クイックスタートを可能にするために１００μｍ
以下の厚みで、耐熱性、熱可塑性を有するポリイミド、
ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ、ＰＥＳ、ＰＰＳ、ＰＦ
Ａ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等の樹脂フィルム、あるいは、Ｓ
ＵＳ、Ａｌ、Ｎｉ等の金属製フィルムである。また、長
寿命の装置を構成するために充分な強度を持ち、耐久性
に優れたフィルムとして、２０μｍ以上の厚みが必要で
ある。よってフィルム２１の厚みとしては２０μｍ以上
１００μｍ以下が最適である。さらに、オフセット防止
や被記録材の分離性を確保するために表層にはＰＦＡ、
ＰＴＦＥ、ＦＥＰ、シリコーン樹脂等の離型性の良好な
耐熱樹脂を混合ないし単独で被覆したものである。

【００４８】フィルム２１は内側のセラミックヒータ２
２およびフィルムガイド２４に摺擦しながら回転するた
め、セラミックヒータ２２およびフィルムガイド２４と
フィルム２１の間の摩擦抵抗を小さく抑える必要があ
る。このためセラミックヒータ２２およびフィルムガイ
ド２４の表面に耐熱性グリース等の潤滑剤を少量介在さ
せてある。これによりフィルム２１はスムーズに回転す
ることが可能となる。

【００４９】フィルムガイド２４は、フィルム２１の回
転をガイドするとともに、セラミックヒータ２２を保持
し、定着ニップ部Ｎ２と反対方向への放熱を防ぐもので
あり、液晶ポリマー、フェノール樹脂、ＰＰＳ、ＰＥＥ
Ｋ等により形成されている。

【００５０】加圧兼加熱装置２とは別の定着ローラ外部
加熱装置３は本実施例のものは、加圧兼加熱装置２に用
いたと同様の、幅８ｍｍ、発熱量７００Ｗのセラミック
ヒータ３２であり、これを耐熱性ホルダ３４に固定支持
させ、定着ローラ１の上側に、セラミックヒータ３２側
を下向きにして定着ローラ１に並行に配設し、ホルダ３
４を不図示のバネ等の加圧附勢部材にて定着ローラ１の
軸線方向に附勢することで、セラミックヒータ３２の下
向き面を定着ローラ１に対して弾性層１２の弾性に抗し
て総圧９８Ｎ（１０ｋｇ重）の押圧力をもって圧接させ
てある。またセラミックヒータ３２の定着ローラ１との
当接面には厚み５０μｍのＰＦＡのフィルム３１を設け
て摺動抵抗を低下させている。

【００５１】この外部加熱装置３のセラミックヒータ３
２にも通電がなされ、該セラミックヒータ３２が昇温し
て所定の温度に立ち上がり温調された状態になる。回転
する定着ローラ１は外部加熱装置３とのニップ部Ｎ３に
おいてこのセラミックヒータ３２によっても外部加熱さ
れる。

【００５２】加圧兼加熱装置２や外部加熱装置３に用い
たセラミックヒータ２２や３２としては各種の構成形態
のものが知られている。典型的な構成形態は、Ａｌ₂Ｏ₃
（アルミナ）・ＡｌＮ（窒化アルミニウム）等のセラミ
ック基板上に、Ａｇ／Ｐｄ等の通電発熱抵抗体のペース
トを印刷・焼成して発熱層を形成し、更に発熱層の保護
と絶縁性を確保するためのガラスコーティング層を形成
した、全体に低熱容量の細長・面状部材であり、発熱層
への通電により全体に迅速に昇温する。

【００５３】図３にそのようなセラミックヒータ２２
（３２）の一例の構成模型図を示した。（ａ）ヒータ表
面側の一部切り欠き平面模型図、（ｂ）はヒータ裏面側
の平面模型図、（ｃ）は（ａ）図のｆ−ｆ線に沿う拡大
横断面模型図である。

【００５４】ａはアルミナ等の高絶縁性セラミックス基
板（ヒータ基板）であり、通紙方向と直交する方向を長
手とする横長・薄肉板部材である。

【００５５】ｂはセラミックス基板ａの表面に基板長手
に沿って形成具備させた通電発熱抵抗層である。銀パラ
ジューム（Ａｇ／Ｐｄ）・ＲｕＯ₂・Ｔａ₂Ｎ等の通電発
熱抵抗体ペーストを用いてスクリーン印刷等で、厚み１
０μｍ程度、幅１〜５ｍｍ程度の線状もしくは細帯状に
パターン形成し、焼成することで具備させている。

【００５６】ｃ・ｃは給電用電極部であり、セラミック
ス基板ａの両端部側の面にそれぞれＡｇ／Ｐｔ（銀・白
銀）で形成してある。それぞれ通電発熱抵抗層ｂの一端
部側と他端部側とにＡｇやＡｇ／Ｐｄの導通部ｄ・ｄを
介して電気的に導通させてある。各給電用電極部ｃ・導
通部ｄは導電体ペーストを用いてスクリーン印刷等でパ
ターン形成し、焼成することで具備させている。

【００５７】ｅは保護層であり、通電発熱抵抗層ｂを形
成具備させたセラミックス基板ａの表面側をカバーさせ
たものである。この保護層ｅはフィルム２１（３１）と
の摺擦に耐えることが可能な薄層の耐熱性のガラスコー
ト、フッ素樹脂等である。

【００５８】セラミックス基板ａの背面には通電発熱抵
抗層ｂの発熱に応じて昇温したセラミック基板ａの温度
（ヒータ温度）を検知するためのサーミスタ（温度検知
手段）２３（３３）が少なくとも一つ印刷或いは接着さ
れて配設されている。

【００５９】上記のヒータ２２（３２）はヒータ基板ａ
の通電発熱抵抗層ｂ・保護層ｅを形成具備させた面側を
ヒータ表面側として、このヒータ表面側を外側にしてガ
イド２４又はホルダ３４に固定して配設してある。

【００６０】２５は制御回路（制御ＣＰＵ）、２６はＡ
Ｃドライバ、２７は商用ＡＣ電源である。ヒータ２２
（３２）の給電用電極部ｃ・ｃとＡＣドライバ２６とが
コネクタ（不図示）を介して電気的に連絡される。ＡＣ
ドライバ２６は制御回路２５により制御される。ヒータ
の温度を検知する温度検知素子としてのサーミスタ２３
（３３）の電気的な温度検知情報はＡ／Ｄコンバータ２
８を介して制御回路２５に入力する。

【００６１】制御回路２５はＡＣドライバ２６を制御し
てヒータ２２（３２）の通電発熱抵抗層ｂに通電して発
熱させる。

【００６２】上記のようにヒータ２２（３２）の通電発
熱抵抗層ｂに通電がなされることで、通電発熱抵抗層ｂ
の発熱でヒータ２２（３２）が迅速に昇温する。そのヒ
ータ２２（３２）の温度情報がサーミスタ２２（３２）
からＡ／Ｄコンバータ２８を介して制御回路２５に入力
する。制御回路２５はその入力温度情報を基にヒータ温
度を所定の一定温度に制御すべくＡＣドライバ２６を制
御する。即ちヒータ２２（３２）の通電発熱抵抗層ｂへ
電力制御されたＡＣ電流を流すことにより、ヒータ温度
を所定の定着温度に温調制御する構成となっている。あ
るいは通電発熱抵抗層ｂに印加される電圧を適切に制御
することで、ニップ部Ｎ２・Ｎ３での温調温度を略一定
に保ち、定着ローラ１の表面を被記録材上のトナー画像
を定着するのに必要な温度に加熱する。

【００６３】制御方法としては、交流電圧の波数によっ
て投入電力を制御する波数制御方式や交流電圧のゼロク
ロスからの所定の遅延時間後に次のゼロクロスまで通電
する位相制御方式等が適用される。

【００６４】而して、回転する定着ローラ１はニップ部
Ｎ２と同Ｎ３において加圧兼加熱装置２と外部加熱装置
３とにより所定の定着温度に加熱され、被記録材（紙）
Ｐが定着ニップ部Ｎ２に導入されて挟持搬送されること
で、紙Ｐ上のトナー画像が定着ローラ１により加熱定着
される。

【００６５】定着ローラ１は弾性表面を有するので、定
着ローラ１の表面が紙面のトナー量の多い未定着トナー
画像に対して該トナー画像の凹凸に対応して弾性変形し
てトナー画像を覆い包むように接触することで、トナー
画像の加熱効率がよく、またトナー画像に潰れを生じさ
せず、トナー量の多い未定着トナー画像についても良好
に加熱定着させることが可能になる。

【００６６】定着ローラ１の内部には熱源を持たない
が、定着ローラ１を加熱する熱源として加圧兼加熱装置
２と外部加熱装置３の２つを設けることにより、定着ロ
ーラ１の温度上昇を速くすることができ、モノカラーモ
ード時のように紙間が短くなっても、次の紙が搬送され
るまでには定着ローラ１の表面温度を目標温度にまで到
達させることができる。

【００６７】また、従来例では定着ニップ部に紙がある
時（紙の定着中）には定着ローラを加熱する手段がなか
ったが、本実施例では定着中にも定着ローラ１には外部
加熱装置３からの熱供給があるため、定着ローラ１の表
面温度の低下を低減することができ、定着性も向上させ
ることができる。

【００６８】本実施例における連続プリント時の定着ロ
ーラ１の表面温度を図４に示す。図４から明らかなよう
に、本実施例によれば紙間での定着ローラ表面温度の温
度上昇を速くすることができ、紙間の短いモノカラーモ
ードにおいても定着不良を防止することができた。

【００６９】また、本実施例では加圧兼加熱装置２の定
着ローラ１への加圧方向Ａ１と外部加熱装置３の定着ロ
ーラ１への加圧方向Ａ２が同一直線上にあるように配置
した。これにより、加圧力を大きくしても定着ローラ１
の撓みを抑えることができ、定着ローラ１とのニップ部
Ｎ２・Ｎ３が長手に渡って均一に且つ広いニップ幅を確
保することができた。

【００７０】また、本実施例では外部加熱装置３の大き
さはほぼセラミックヒータ３２の大きさだけであるの
で、定着装置の大きさは従来とほぼ同等にできた。

【００７１】また、本実施例では外部加熱装置３の発熱
体はセラミックヒータ３２としたが、その他ＰＴＣ（Po
sitive Temperature Coefficient）ヒータ等を用いても
同様の効果を得ることができる。

【００７２】また、本実施例では発熱体をニップ部に配
置したが、ニップ部以外に配置しても良い。この場合、
熱伝達効率は少し悪くなるが、圧力による発熱体の割れ
等を考慮する必要がないため外部加熱装置の加圧力を高
くできるという利点がある。図７は発熱体をニップ部以
外に配置した概略構成を示す横断面模型図である。Ａｌ
や鉄などのプレート３８の上に発熱体が設けられ、発熱
体により加熱されたプレート３８が、ニップ部において
定着ローラ１を加熱する。この時、定着ローラ１とのニ
ップ部Ｎ３にはプレート３８のみが当接しており、プレ
ート３８を定着ローラに加圧する。この為、加圧によっ
て発熱体自体には圧がかからない。

【００７３】尚、フルカラー画像形成時には外部加熱装
置３の発熱体への通電を遮断する制御構成にすることも
できる。

【００７４】〈第２の実施例〉図５は本実施例の定着装
置１０６の要部の概略構成を示す横断面模型図である。
本実施例の定着装置１０６は、前述の第１の実施例の定
着装置１０６（図２）において、外部加熱装置３を熱ロ
ーラに変更したものである。その他の装置構成は第１の
実施例の定着装置と同様であるので再度の説明は省略す
る。

【００７５】即ち、外部加熱装置３は、外径１６ｍｍ、
内径１２ｍｍのアルミニウムの芯金３５の上に厚み５０
μｍｍのＰＦＡの離型層３６を設け、芯金３５内には７
００Ｗのハロゲンヒータ３７を配した熱ローラを用い、
これを加圧兼加熱装置２とは１８０°反対側の定着ロー
ラ上側において不図示の加圧手段により定着ローラ１に
圧接させて配設してある。

【００７６】この外部加熱装置としての熱ローラ３は定
着ローラ１との間にニップ部Ｎ３を形成しつつ、定着ロ
ーラ１と略同じ周速度で定着ローラ１の回転と順方向に
回転する。この熱ローラ３は内部のハロゲンヒータ３７
に対する通電による発熱で加熱され、ローラ表面に当接
させたサーミスタ３３によりローラ表面の温度を検出
し、不図示のヒータ駆動回路により加熱ローラ３の表面
温度が目標温度になるように温調制御される。定着ロー
ラ１は加圧兼加熱装置２と、この外部加熱装置としての
熱ローラ３により加熱される。

【００７７】本実施例の定着装置も第１の本実施例の定
着装置と同様の効果を有するとともに、本実施例の定着
装置においては、外部加熱装置３が回転可能な熱ローラ
であることにより、定着ローラ１との圧接ニップ部Ｎ３
での摩擦を低減させ、定着ローラ表面の傷等の劣化を防
止することができ、定着ローラ１の長寿命化がはかれ
た。

【００７８】また、本実施例においても第1の実施例と
同様、加圧兼加熱装置２の定着ローラ１への加圧方向Ａ
１と、外部加熱装置としての熱ローラ３の定着ローラ１
への加圧方向Ａ２が同一直線上にあるように配置した。
これにより、加圧力を大きくしても定着ローラ１の撓み
を抑えることができ、定着ローラ１とのニップ部Ｎ２・
Ｎ３が長手に渡って均一に且つ広いニップ幅を確保する
ことができた。

【００７９】尚、フルカラー画像形成時には外部加熱装
置３の発熱体への通電を遮断する制御構成にすることも
できる。

【００８０】〈第３の実施例〉図６は本実施例の定着装
置１０６の要部の概略構成を示す横断面模型図である。
本実施例の定着装置１０６は、前述の第１の実施例の定
着装置１０６（図２）において、外部加熱装置３も、加
圧兼加熱装置２と同じ、円筒形の耐熱性・薄肉のエンド
レスフィルム２１、セラミックヒータ２２、セラミック
ヒータ２２の裏面側に設けたサーミスタ２３、フィルム
ガイド２４等からなる、フィルム加熱方式の加圧・加熱
アセンブリにしたものである。その他の装置構成は第１
の実施例の定着装置と同様であるので再度の説明は省略
する。

【００８１】本実施例の定着装置も第１や第２の本実施
例の定着装置と同様の効果を有するとともに、第２の実
施例の熱ローラ３を外部加熱装置として用いた装置に比
べ所定の温度にまで加熱する時間が短くできる。また、
フィルム２１を回転可能なエンドレスベルトとし、定着
ローラ１の回転に対しフィルムを従動回転させることに
より、ニップ部Ｎ３での摩擦を低減させ、定着ローラ表
面の傷等の劣化を防止することができ、定着ローラの長
寿命化がはかれた。

【００８２】また、本実施例においても前実施例と同
様、加圧兼加熱装置２の定着ローラ１への加圧方向Ａ１
と、外部加熱装置３の定着ローラ１への加圧方向Ａ２が
同一直線上にあるように配置した。これにより、加圧力
を大きくしても定着ローラ１の撓みを抑えることがで
き、定着ローラ１とのニップ部Ｎ２・Ｎ３が長手に渡っ
て均一に且つ広いニップ幅を確保することができた。

【００８３】また、本実施例では外部加熱装置３の発熱
体はセラミックヒータ３２としたが、その他ＰＴＣヒー
タ等を用いても同様の効果を得ることができる。

【００８４】また、本実施例では発熱体をニップ部に配
置したが、ニップ部以外に配置しても良い。この場合、
熱伝達効率は少し悪くなるが、圧力による発熱体の割れ
等を考慮する必要がないため外部加熱装置の加圧力を高
くできるという利点がある。図８は発熱体をニップ部以
外に配置した概略構成を示す横断面模型図である。定着
ローラ１との当接部にはＡｌや鉄などのプレート３９を
設け、プレート３９に圧をかけることにより、外部加熱
装置３が定着ローラ１に加圧される。発熱体はニップＮ
３上流に位置しフィルムを加熱し、加熱されたフィルム
がニップ部において定着ローラを加熱する。このような
構成にすることにより、発熱体自体に圧はかからない。

【００８５】尚、フルカラー画像形成時には外部加熱装
置３の発熱体への通電を遮断する制御構成にすることも
できる。

【００８６】〈その他〉 １）また上記実施例では、紙間の短い場合としてモノカ
ラーモードについて説明したが、インライン方式等のフ
ルカラーモードの紙間が短い場合についても同様の効果
を得ることができる。

【００８７】２）また本発明に係わる実施例の定着装置
は、図１に示した中間転写方式のカラー画像形成装置の
定着装置として説明したが、その他の方式、例えば多重
転写方式、インライン方式、多重現像方式等のカラー画
像形成装置の定着装置として用いても良いことは言うま
でもない。

【００８８】３）加圧兼加熱装置２や外部加熱装置３の
構成は実施例の構成形態に限られるものではないことは
勿論である。発熱体２２は電磁誘導発熱部材とすること
もできる。フィルム２１や熱ローラ３の芯金３５を電磁
誘導発熱部材とすることもできる。外部加熱装置３は複
数個配設することもできる。外部加熱装置３はハロゲン
ヒータ／赤外線ランプなど輻射熱照射の非接触タイプの
ものとすることもできる。

【００８９】４）定着部材１は回転ローラ体に限られ
ず、回動ベルト体にすることもできる。

【００９０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、弾
性定着部材・加圧兼加熱装置タイプの定着装置、及び該
定着装置を具備した画像形成装置にいて、単位時間当た
りのプリント枚数を減らすことなく、定着不良を防止す
ることができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１の実施例における画像形成装置の概略構
成模型図

【図２】 第１の実施例における定着装置の要部の概略
構成を示す横断面模型図

【図３】 セラミックヒータの一例の構成説明図

【図４】 第１の実施例における連続プリント時の定着
ローラ表面温度を表すグラフ

【図５】 第２の実施例における定着装置の要部の概略
構成を示す横断面模型図

【図６】 第３の実施例における定着装置の要部の概略
構成を示す横断面模型図

【図７】 第１の実施例における定着装置の要部の概略
構成を示す横断面模型図

【図８】 第３の実施例における定着装置の要部の概略
構成を示す横断面模型図

【図９】 従来例の定着装置における連続プリント時の
定着ローラ表面温度を表すグラフ

【符号の説明】

１ 定着ローラ ２ 加圧兼加熱装置 ３ 外部加熱装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H033 AA02 AA11 BA25 BA26 BA58 BB04 BB15 BB18 BB21 BB23 BB28 BB30 BB33 BB34 BE03 3K058 AA02 AA73 BA18 CA12 CA23 CA61 CE04 CE05 CE12 CE19 DA02

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弾性表面を有し、被記録材の画像面に接
   して画像を加熱定着させる定着部材と、前記定着部材と
   相互圧接して被記録材を挟持搬送する定着ニップ部を形
   成する加圧装置を有し、 前記加圧装置は前記定着部材を加熱する加熱装置を兼ね
   ており、 該加圧兼加熱装置とは別に、前記定着部材の表面を定着
   部材外側から加熱する外部加熱装置を有することを特徴
   とする定着装置。
2. 【請求項２】 前記定着部材はローラ体であることを特
   徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 【請求項３】 前記外部加熱装置は前記定着部材に接触
   していることを特徴とする請求項１又は２に記載の定着
   装置。
4. 【請求項４】 前記加圧兼加熱装置は、発熱体と、該発
   熱体と摺動するフィルムを有し、前記発熱体と前記定着
   部材が前記フィルムを挟んで相互圧接して定着ニップ部
   を形成していることを特徴とする請求項１から３の何れ
   かに記載の定着装置。
5. 【請求項５】 前記フィルムは金属或いは樹脂であるこ
   とを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の定着装
   置。
6. 【請求項６】 前記フィルムは回転可能なエンドレスベ
   ルトであることを特徴とする請求項１から５の何れかに
   記載の定着装置。
7. 【請求項７】 前記外部加熱装置は、フィルムと、該フ
   ィルムと当接する発熱体を有し、前記発熱体と前記定着
   部材が前記フィルムを挟んで相互圧接し前記フィルムを
   介した前記発熱体の熱により前記定着部材が外側から加
   熱されることを特徴とする請求項１から６の何れかに記
   載の定着装置。
8. 【請求項８】 前記フィルムは金属或いは樹脂であるこ
   とを特徴とする請求項７に記載の定着装置。
9. 【請求項９】 前記フィルムは回転可能なエンドレスベ
   ルトであることを特徴とする請求項７又は８に記載の定
   着装置。
10. 【請求項１０】 前記外部加熱装置は、金属ローラと該
    金属ローラの内部に配置されたヒータを有する回転可能
    な熱ローラであることを特徴とする請求項１から６の何
    れかに記載の定着装置。
11. 【請求項１１】 前記加圧兼加熱装置の前記定着部材へ
    の加圧方向と，前記外部加熱装置の前記定着部材への加
    圧方向が同一直線上にあることを特徴とする請求項１か
    ら１０の何れかに記載の定着装置。
12. 【請求項１２】 被記録材上にトナー画像を形成する画
    像形成手段と、該被記録材上のトナー画像を定着する定
    着装置と、を有する画像形成装置において、前記定着装
    置は、請求項１から１１の何れかに記載の定着装置であ
    ることを特徴とする画像形成装置。
13. 【請求項１３】 被記録材上に複数色のトナー画像を形
    成するカラー画像形成装置、あるいは被記録材上に複数
    色のトナー画像を形成するカラー画像形成機能を有する
    画像形成装置であることを特徴とする請求項１２に記載
    の画像形成装置。