JP2002328556A

JP2002328556A - 画像形成装置の定着装置

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Publication number: JP2002328556A
Application number: JP2001129277A
Authority: JP
Inventors: Masayasu Onodera; 正泰小野寺
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2001-04-26
Filing date: 2001-04-26
Publication date: 2002-11-15

Abstract

(57)【要約】【課題】クイックスタート方式の定着装置において、
定着ローラの温度の均一化が図れ、定着ムラの発生が少
ない画像形成装置の定着装置を提供する。【解決手段】熱線に対し透光性を有する円筒状の透光
性基体の外側に前記熱線を吸収する熱線吸収層を有した
定着ローラと、前記定着ローラの内部に前記定着ローラ
の軸長手方向に設けた熱線を発生する熱線発生部を有す
る発熱体と、前記定着ローラに圧接する加圧ローラとを
備え、転写材上のトナー像を挟持搬送し前記転写材に加
熱・加圧して定着する定着装置において、前記定着ロー
ラの前記軸長手方向にコイル状に巻かれた有効領域での
前記熱線発生部のピッチが前記定着ローラの軸長手方向
の位置により異なるか又は位置に関係なく同一であるこ
とを特徴とする画像形成装置の定着装置。

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、ファクシミリ及びこれらの機能を有する複合機等の
画像形成装置に用いられる定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】（従来の技術１）画像形成装置に用いら
れている定着装置は、所定の温度に維持された定着ロー
ラと、その定着ローラに圧接する加圧ローラとによっ
て、未定着のトナー画像が転写された転写材を挟持搬送
しつつ加熱する熱ローラ定着方式が広く採用されてい
る。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
定着ローラを加熱する必要があるため、省電力効果が悪
く、省電力面で不利であり、又、画像形成開始時に定着
装置を暖めるのに時間がかかり、画像形成を開始するま
での時間が長くなってしまうという問題があった。

【０００３】これを解決するため、円筒状の透光性基体
の外側に透光性弾性層と、その外側に熱線吸収層とを設
けた定着ローラを採用し、透光性基体の内部に設けた発
熱体（ハロゲンヒータ）からの熱線を熱線吸収層に吸収
させた後、転写材上のトナー像を加熱・加圧して定着す
るクイックスタート方式の定着装置が知られている。

【０００４】ここで、上述したクイックスタート方式に
おける定着装置の従来例を図面を参照して説明する。図
１２は従来例のクイックスタート方式における定着装置
の構成を示す断面図である。

【０００５】図１２に示すように、薄肉化した定着ロー
ラ７１は、円筒状の透光性基体７１ａの外周面に、透明
シリコンゴムから成る透光性弾性層７１ｂと、熱線吸収
層７１ｃとを順次積層被覆した構成のローラであり、ま
た、定着ローラ７１の内部には発熱体（ハロゲンヒータ
ともいう）７７が設置され、発熱体７７から発生する熱
線が透光性基体７１ａ及び透光性弾性層７１ｂを透過し
て熱線吸収層７１ｃに輻射・吸収され、高温度に上昇し
た熱線吸収層７１ｃを転写材上のトナー像に押し当てて
いる。発熱体７７は定着ローラの軸長手方向の位置で所
定の温度になるように、熱線発生部（フィラメント）７
７ａはコイル状の発光部で構成されているが、一部に発
熱しないとばし巻き部７７ｃが設けられている。

【０００６】一方、加圧ローラ７２は、アルミニウム合
金等の金属からなる中空円筒形状の芯金部材７２ａの外
周面に、シリコンゴム等の弾性部材７２ｂを被覆したも
のである。

【０００７】図示しない駆動手段に接続された歯車Ｇの
回転により加圧ローラ７２が回転し、定着ローラ７１と
の接触により形成され、未定着のトナー画像が転写され
た転写材を挟持搬送しつつ加熱して定着している。

【０００８】（従来の技術２）定着装置として、少なく
とも２種類の幅サイズの異なる転写材の熱定着を行う定
着装置において、小さい幅サイズの転写材が通過しない
定着ローラの非通紙部を冷却する冷却ファンを設け、冷
却ファンによる風を定着ローラの非通紙部に送り定着ロ
ーラの非通紙部を冷却する装置が知られている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、（従来
の技術１）の課題として、定着ローラを薄肉化すると、
定着ローラの軸長手方向の熱の移動量が少なくなること
から、定着ローラの表面温度ムラが出やすく、また、定
着ローラを薄肉化すると、発熱体の熱線発生部（フィラ
メント）７７ａの一部にとばし巻き部７７ｃがあること
により、熱線発生部の発熱むらが直接、定着ローラの表
面温度に影響して、定着ローラの表面温度ムラが生じや
すいという問題がある。

【００１０】第１の発明の目的は、クイックスタート方
式の定着装置において、定着ローラの表面温度ムラを少
なくし転写材を均一に熱定着できる画像形成装置の定着
装置を提供することにある。

【００１１】（従来の技術２）の課題として、大きい幅
サイズと小さい幅サイズの２種類の転写材を熱定着する
場合はよいが、３種類以上の幅サイズが異なる場合の熱
定着は、定着ローラの表面温度ムラが生じ、転写材を均
一に熱定着しにくいという問題がある。特に、クイック
スタート方式の定着装置において定着ローラを薄肉化す
ると、定着ローラの軸長手方向の熱の移動量が少なく、
定着ローラの転写材の非通紙部の温度上昇が顕著にな
り、定着ムラの原因になるという問題がある。

【００１２】第２の発明の目的は、３種類以上の幅サイ
ズが異なる転写材の熱定着でも、転写材を均一に熱定着
できる画像形成装置の定着装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の第１の発明の目的
は下記のいずれかの手段により達成できる。

【００１４】（１）熱線に対し透光性を有する円筒状の
透光性基体の外側に前記熱線を吸収する熱線吸収層を有
した定着ローラと、前記定着ローラの内部に前記定着ロ
ーラの軸長手方向に設けた熱線を発生する熱線発生部を
有する発熱体と、前記定着ローラに圧接する加圧ローラ
とを備え、転写材上のトナー像を挟持搬送し前記転写材
に加熱・加圧して定着する定着装置において、前記定着
ローラの前記軸長手方向にコイル状に巻かれた有効領域
での前記熱線発生部のピッチが前記定着ローラの軸長手
方向の位置により異なるか又は位置に関係なく同一であ
ることを特徴とする画像形成装置の定着装置。

【００１５】（２）円筒状の薄肉金属基体または円筒状
の薄肉金属基体の外側に弾性層を有した定着ローラと、
前記定着ローラの内部に前記定着ローラの軸長手方向に
設けた熱線を発生する熱線発生部を有する発熱体と、前
記定着ローラに圧接する加圧ローラとを備え、転写材上
のトナー像を挟持搬送し前記転写材に加熱・加圧して定
着する定着装置において、前記定着ローラの前記軸長手
方向にコイル状に巻かれた有効領域での前記熱線発生部
のピッチが前記定着ローラの軸長手方向の位置により異
なるか又は位置に関係なく同一であることを特徴とする
画像形成装置の定着装置。

【００１６】（３）熱線に対し透光性を有する円筒状の
透光性基体の外側に前記熱線を吸収する熱線吸収層を有
した定着ローラと、前記定着ローラの内部に大きい幅サ
イズの転写材の有効領域に設けた熱線を発生する熱線発
生部を有する第１の発熱体と、前記定着ローラの内部に
小さい幅サイズの転写材の有効領域に設けた熱線を発生
する熱線発生部を有する第２の発熱体と、前記定着ロー
ラに圧接する加圧ローラとを備え、転写材上のトナー像
を挟持搬送し前記転写材に加熱・加圧して定着する定着
装置において、前記定着ローラの前記軸長手方向にコイ
ル状に巻かれた前記第１の発熱体と第２の発熱体の有効
領域での熱線発生部のピッチが前記定着ローラの軸長手
方向の位置により異なるか又は同一であることを特徴と
する画像形成装置の定着装置。

【００１７】（４）円筒状の薄肉金属基体または円筒状
の薄肉金属基体の外側に弾性層を有した定着ローラと、
前記定着ローラの内部に大きい幅サイズの転写材の有効
領域に設けた熱線を発生する熱線発生部を有する第１の
発熱体と、前記定着ローラの内部に小さい幅サイズの転
写材の有効領域に設けた熱線を発生する熱線発生部を有
する第２の発熱体と、前記定着ローラに圧接する加圧ロ
ーラとを備え、転写材上のトナー像を挟持搬送し前記転
写材に加熱・加圧して定着する定着装置において、前記
定着ローラの前記軸長手方向にコイル状に巻かれた前記
第１の発熱体と第２の発熱体の有効領域での熱線発生部
のピッチが前記定着ローラの軸長手方向の位置により異
なるか又は同一であることを特徴とする画像形成装置の
定着装置。

【００１８】上記の第２の発明の目的は下記のいずれか
の手段により達成できる。（５）所定の温度に維持された定着ローラと、前記定着
ローラに圧接する加圧ローラを設け、定着ローラの軸長
手方向の中央部と幅サイズの異なる転写材の幅方向の中
央部とを一致させて挟持搬送し、転写材上のトナー像を
前記定着ローラにより前記転写材に加熱・加圧して定着
する定着装置において、少なくとも３種類の幅サイズの
異なる転写材が通紙しない前記定着ローラのそれぞれの
非通紙部を冷却ファンにより冷却することを特徴とする
画像形成装置の定着装置。

【００１９】（６）所定の温度に維持された定着ローラ
と、前記定着ローラに圧接する加圧ローラを設け、前記
定着ローラの軸長手方向の片側と幅サイズの異なる転写
材の片側とを一致させて挟持搬送し、転写材上のトナー
像を前記定着ローラにより前記転写材に加熱・加圧して
定着する定着装置において、少なくとも３種類の幅サイ
ズの異なる転写材が通紙しない前記定着ローラのそれぞ
れの非通紙部を冷却ファンより冷却することを特徴とす
る画像形成装置の定着装置。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係わる定着装置を
適用した画像形成装置を図面を参照して説明する。本発
明の定着装置を適用した画像形成装置の構成を図１に示
す。

【００２１】この画像形成装置は、像担持体である可撓
性の無端ベルト状の感光体（以下、感光体と称す）１の
周囲に、４組のスコロトロン帯電器（以下、帯電器と称
す）２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ、４組の像露光装置３Ｙ、
３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ、４組の現像器４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４
Ｋとから成る画像形成ユニット（図示の４組）を縦列に
配設したものである。なお、図示の像露光装置３Ｙ、３
Ｍ、３Ｃ、３Ｋは、レーザビーム走査光学装置を使用し
たものである。

【００２２】感光体１は、駆動ローラ１１及び下ローラ
１２、上ローラ１３に張架され、テンションローラ１４
の作用により緊張状態にされ、内周面に設けられたバッ
クアップ部材１５により局部的に当接しながら、図示の
時計方向に回動する。バックアップ部材１５は、感光体
１の背面に当接して、現像器４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋの
各現像剤担持体４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋの現像
領域及び像露光装置３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの結像位置
に感光体１を規制している。

【００２３】画像記録のスタートにより、駆動モータ
（図示せず）が回動して駆動ローラ１１を介して感光体
１は図示の時計方向へと回動し、帯電器２Ｙの帯電作用
により感光体１への電位の付与が開始される。感光体１
は電位を付与されたあと、像露光装置３Ｙにおいて第１
の色信号すなわちイエロー（Ｙ）の画像信号に対応する
電気信号による露光が開始され、感光体１の回動（副走
査）によってその表面の感光層に現像画像のイエロー
（Ｙ）の画像に対応する静電潜像を形成する。この潜像
は現像器４Ｙにより現像剤担持体４１Ｙ上に付着搬送さ
れた現像剤が、現像領域において非接触の状態で反転現
像され、イエロー（Ｙ）のトナー像となる。

【００２４】次いで感光体１はイエロー（Ｙ）のトナー
像の上にさらに帯電器２Ｍの帯電作用により電位が付与
され、像露光装置３Ｍの第２の色信号すなわちマゼンタ
（Ｍ）の画像信号に対応する電気信号による露光が行わ
れ、現像器４Ｍ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。

【００２５】同様のプロセスにより帯電器２Ｃ、像露光
装置３Ｃ及び現像器４Ｃによってさらに第３の色信号に
対応するシアン（Ｃ）のトナー像が形成される。さらに
帯電器２Ｋ、像露光装置３Ｋ及び現像器４Ｋ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１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。

【００２６】感光体１の周面上に形成されたカラーのト
ナー像は、帯電器２Ｆによって付着トナーの電位が揃え
られたのち転写領域に至る。給紙装置５の給紙カセット
５１或いは手差し給紙台５３から、それぞれ給紙手段５
２、５４により送り出され、レジストローラ対５５へと
搬送された転写材Ｐは、レジストローラ対５５の駆動に
よって感光体１上のトナー像領域通過と同期して給紙さ
れ、駆動ローラ１１の下部に対向して配置された転写手
段６によりトナー像が転写される。

【００２７】トナー像が転写された転写材Ｐは、感光体
１の周面より分離されたのち、定着装置７へ搬送され
る。定着装置７によりトナー像は熔融され、転写材Ｐに
定着される。なお、詳しい定着装置７の内容については
後述する。

【００２８】定着処理終了後の転写材Ｐは、排紙ローラ
対８１、８２、８３により搬送されて、上部に設けられ
た排紙トレイ８４に排出される。

【００２９】一方、転写材Ｐを分離した感光体１は、ク
リーニング装置６５のクリーニングブレード６６によっ
て残留トナーを除去し、清掃される。なお、次の原稿画
像のトナー像の形成が続いて行われるときは、帯電前除
電器６７による感光体１の感光体面への露光が行われて
前歴の電荷の除去がなされる。

【００３０】（第１の実施の形態）本発明の画像形成装
置の定着装置について説明する。図２は、定着装置の内
部構成を示す断面図、図３は図２の定着ローラ等の要部
構成を示す断面図である。

【００３１】図２に示すように、定着装置７は、定着ロ
ーラ７１、加圧ローラ７２、発熱体７３、クリーニング
ローラ部７４、クリーニングパッド７４ｃ、オイル塗布
手段７６、排紙ローラ７５等で構成されている。

【００３２】定着ローラ７１は透光性基体７１ａ、透光
性弾性層７１ｂ、熱線吸収層７１ｃを有している。透光
性基体７１ａは発熱体７３から照射される赤外線等の熱
線を透過する耐熱ガラス又は耐熱性樹脂から成る中空円
筒体で、外径２８ｍｍ、肉厚１．５ｍｍのパイレックス
（Ｒ）ガラスを材質とする中空円筒体を採用している。
透光性弾性層７１ｂは透光性基体７１ａの外周面に形成
された透明シリコンゴム層で肉厚１ｍｍを採用してい
る。熱線吸収層７１ｃは透光性弾性層７１ｂの外周面に
カーボン入りのパーフルオロアルコキシを被覆した最外
層である。

【００３３】発熱体７３は、定着ローラ７１の内部に定
着ローラ７１の軸長手方向に設けた熱線を発生する熱線
発生部を有し、発熱体７３から照射された熱線は、透光
性基体７１ａ、透光性弾性層７１ｂを透過して熱線吸収
層７１ｃに吸収され、急速加熱が可能となっているが詳
しくは後述する。

【００３４】加圧ローラ７２は、例えばアルミニウム合
金等の金属から成る中空円筒形状の芯金部材７２ａの外
周面に、シリコンゴム等の弾性部材７２ｂを形成したも
のである。また、クリーニングローラ部７４に設けた回
転軸７４ａの両端部は、左右の定着装置本体側板に保持
された図示しない軸受部材に嵌合し、回転可能となって
いる。

【００３５】図３に示すように、定着ローラ７１の透光
性基体７１ａの両端部はベアリング７１ｄを介してベア
リング保持部材７１ｅに嵌合・固定されている。ベアリ
ング保持部材７１ｅは図示しないネジにより定着装置本
体側板７０にネジ止めされている。発熱体７３のリード
線７３ｂを通す小穴を有する蓋板７０ｂを図示しないネ
ジにより両側の位置規制側板７０ａにネジ止めすること
により、発熱体７３を定着ローラ７１内に保持してい
る。発熱体７３は熱線を発生する熱線発生部７３ａとリ
ード線７３ｂを有している。図示しない電源回路からリ
ード線７３ｂを通して熱線発生部７３ａへ電力が供給さ
れる。

【００３６】ここで図３に示す熱線発生部の軸長手方向
の位置に対するコイル状のピッチ分布を図４に示す。図
４（ａ）は、定着ローラの軸長手方向に連続的にコイル
状に巻かれた熱線発生部７３ａのピッチＷが定着ローラ
の軸長手方向の位置により異なっており、定着ローラの
中央部位置より両端側部の方が小さいピッチになってい
る。また、図４（ｂ）は、定着ローラの軸長手方向に連
続的にコイル状に巻かれた熱線発生部のピッチＷが定着
ローラの軸長手方向の位置にかかわらず同一となってい
る。この発熱体を組み込んだ定着ローラは、従来に比
べ、熱線発生部のフィラメントが連続的に巻かれており
温度分布の波形がなだらかとなる。

【００３７】次に、定着ローラの相対的な表面温度分布
の例を図５に示す。図５（ａ）は本発明の定着ローラの
相対的な表面温度分布である。図５（ｂ）は従来例の定
着ローラの相対的な表面温度分布である。使用した定着
ローラは、透光性基体の外径２８ｍｍ、肉厚１．５ｍ
ｍ、透光性弾性層の肉厚１ｍｍ、さらに熱線吸収層の肉
厚５０μｍである。本発明の熱線発生部は、定着ローラ
の軸長手方向にコイル状に巻かれた有効領域でのピッチ
が定着ローラの軸長手方向の位置に関係なく同一の例で
ある。従来例の熱線発生部は、図１２に示すとばし巻き
部のある熱線発生部である。なお、熱線発生部の点灯電
圧は１００Ｖである。図５より本発明の定着ローラの表
面温度の部分的な温度ムラは従来に比べ少ない。

【００３８】ここで、定着装置の作用を説明すると、未
定着のトナー画像が転写された転写材は、表面温度分布
が良好に維持された定着ローラ７１と加圧ローラ７２と
によって、挟持搬送され加熱加圧されて熱定着される。

【００３９】以上のように、クイックスタート方式の定
着装置において、定着ローラの温度分布が良好に維持さ
れ転写材を均一に熱定着できる。

【００４０】（第２の実施の形態）本発明の画像形成装
置の他の定着装置について図面を参照して説明する。図
６は定着装置の定着ローラ、発熱体、加圧ローラ等の要
部構成を示す断面図である。この実施の形態は前述の第
１の実施の形態において定着ローラ以外は機構的に同じ
であり、異なる部分を中心に説明する。

【００４１】定着ローラ８６は円筒状の薄肉金属基体８
６ａの外側に弾性層８６ｂを設けたものである。円筒状
の薄肉金属基体の肉厚は１ｍｍである。

【００４２】発熱体７３は、定着ローラ８６の内部に定
着ローラ８６の軸長手方向に設けた熱線を発生する熱線
発生部７３ａを有し、発熱体７３から照射された熱線
は、薄肉金属基体８６ａを加熱して、急速加熱が可能と
なっている。熱線発生部の軸長手方向の位置に対するピ
ッチは図４（ｂ）に示すピッチ分布をしているが、ピッ
チは図４（ａ）に示すピッチ分布でもよい。

【００４３】加圧ローラ８７は、例えばアルミニウム合
金等の金属から成る中空円筒形状の芯金部材８７ａの外
周面に、シリコンゴム等の弾性層８７ｂを形成したもの
である。

【００４４】ここで、定着装置の作用を説明すると、未
定着のトナー画像が転写された転写材は、表面温度分布
が良好に維持された定着ローラ８６と加圧ローラ８７と
によって、挟持搬送され加熱加圧されて熱定着される。

【００４５】以上のように、クイックスタート方式の定
着装置において、定着ローラの温度分布が良好に維持さ
れ転写材を均一に熱定着できる。

【００４６】（第３の実施の形態）本発明の画像形成装
置の他の定着装置について図面を参照して説明する。図
７は定着装置の定着ローラ、発熱体、加圧ローラ等の要
部構成を示す断面図、図８は図７の第１、２の発熱体の
構成を示す平面断面図である。この実施の形態は前述の
図２の定着装置において、発熱体以外は機構的に同じで
あり、機構的に同じ部分は同一符号を付け、異なる部分
を中心に説明する。

【００４７】図７、８に示すように、定着ローラ７１は
透光性基体７１ａ、透光性弾性層７１ｂ、熱線吸収層７
１ｃを有している。定着ローラ７１の内部に第１の発熱
体７８と第２の発熱体７９が設けられ定着ローラ８６を
急速加熱する。第１の発熱体７８は熱線発生部７８ａを
有し、大きい幅サイズの転写材に使用される。第２の発
熱体７９は熱線発生部７９ａを有し、小さい幅サイズの
転写材に使用される。熱線発生部７８ａ、７９ａのピッ
チＷは図４（ｂ）に示すピッチ分布をしているが、ピッ
チは図４（ａ）に示すピッチ分布でもよい。

【００４８】大きい幅サイズの転写材を熱定着する場合
は、第１の発熱体７８を使用し、熱線発生部７８ａの熱
により定着ローラ７１を急速に所定温度にして、未定着
のトナー画像が転写された転写材を挟持搬送しつつ加熱
加圧して定着する。また、小さい幅サイズの転写材を熱
定着する場合は、第２の発熱体７９を使用し、熱線発生
部７９ａの熱により定着ローラ７１を急速に所定温度に
して、未定着のトナー画像が転写された転写材を挟持搬
送しつつ加熱加圧して定着する。

【００４９】以上のように、クイックスタート方式の定
着装置において、定着ローラの温度分布が良好に維持さ
れ転写材を均一に熱定着できる。

【００５０】（第４の実施の形態）本発明の画像形成装
置の他の定着装置について図面を参照して説明する。図
９は定着装置の定着ローラ、発熱体、加圧ローラ等の要
部構成を示す断面図である。この実施の形態は前述の第
２の実施の形態の定着装置において、発熱体以外は機構
的に同じである。機構的に同じ部分は同一符号を付け、
異なる部分を中心に説明する。

【００５１】図９に示すように、定着ローラ８６は薄肉
金属基体８６ａ、弾性層８６ｂを設けたものである。定
着ローラ７１の内部に第１の発熱体７８と第２の発熱体
７９が設けられ定着ローラ８６を急速加熱する。第１の
発熱体７８は熱線発生部７８ａを有し、大きい幅サイズ
の転写材に使用される。第２の発熱体７９は熱線発生部
７９ａを有し、小さい幅サイズの転写材に使用される。
熱線発生部７８ａ、７９ａは図８に示すものと同様であ
る。

【００５２】大きい幅サイズの転写材を熱定着する場合
は、第１の発熱体７８を使用し、熱線発生部７８ａの熱
により定着ローラ７１を急速に所定温度にして、未定着
のトナー画像が転写された転写材を挟持搬送しつつ加熱
加圧して定着する。また、小さい幅サイズの転写材を熱
定着する場合は、第２の発熱体７９を使用し、熱線発生
部７９ａの熱により定着ローラ７１を急速に所定温度に
して、未定着のトナー画像が転写された転写材を挟持搬
送しつつ加熱加圧して定着する。

【００５３】以上のように、クイックスタート方式の定
着装置において、定着ローラの温度分布が良好に維持さ
れ転写材を均一に熱定着できる。

【００５４】（第５の実施の形態）本発明の画像形成装
置の他の定着装置について図面を参照して説明する。図
１０は画像形成装置の定着装置の要部構成を示す断面図
である。

【００５５】図１０に示すように、定着装置は、定着ロ
ーラ７１、加圧ローラ７２、発熱体７３、冷却ファン９
２、ダクト９１、ダクト可動板９４、９５、モータ９３
等で構成されている。

【００５６】定着ローラ７１は、熱線に対し透光性を有
する円筒状の透光性基体の外側に熱線を吸収する熱線吸
収層を設けたローラである。なお、定着ローラとして円
筒状の薄肉金属基体または円筒状の薄肉金属基体の外側
に弾性層を設けたローラ、上記以外のローラでもよい。
発熱体７３は定着ローラ７１の内部に設けた発熱体であ
る。加圧ローラ７２は定着ローラ７１に圧接しながら回
転するローラである。

【００５７】冷却ファン９２の風は例えば転写材Ｐ２が
通過しない定着ローラ７１の非通紙部７１ｆを冷却し、
風量が可変となっている。

【００５８】ダクト９１にはダクト可動板９４、９５が
あり、ダクト９１とダクト可動板曲部９４ｃ、またダク
ト９１とダクト可動板曲部９５ｃとで２つの開口部９１
ａを形成し、開口部９１ａの幅方向寸法は可動となって
いる。また、モータ９３はダクト可動板９４、９５を駆
動させる。

【００５９】この実施の形態では３種類の幅サイズが異
なる転写材Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３が定着可能となっており、
定着ローラ７１の軸長手方向の中央部と転写材の幅方向
の中央部とが一致して挟持搬送される。

【００６０】ここで、転写材Ｐ２を例に定着装置の作用
を説明する。最初に、モータ９３が回転すると雌ネジ９
３ａが回転し、雄ネジ９３ｂが直進移動する。雄ネジ９
３ｂに設けたピン９３ｃがダクト可動板９４、９５に設
けた長溝９４ｂ、９５ｂに入っており、ピン９３ｃの移
動により、ダクト可動板９４は軸９４ａを中心に反時計
方向に回動して図１０に示す位置に移動する。同様に、
ピン９３ｃの移動により、ダクト可動板９５は軸９５ａ
を中心に時計方向に回動して図１０に示す位置に移動す
る。一方、冷却ファン９２による冷却風は２つの開口部
９１ａより転写材Ｐ２に対する非通紙部７１ｆに風を送
り非通紙部７１ｆの温度上昇を防止する。

【００６１】ここで、トナー像を形成した未定着の転写
材Ｐ２は所定温度に維持された定着ローラ７１と加圧ロ
ーラ７２の間に挟持搬送され、加熱・加圧されて定着さ
れる。

【００６２】なお、この実施の形態では開口部９１ａの
開口幅の変更をダクト可動板９４、９５により行った
が、これに限定されるものではなく、例えばダクト可動
板を開口幅方向にスライドさせて開口幅の変更を行って
もよい。

【００６３】以上のように、定着ローラ７１の中央部と
転写材Ｐの幅方向の中央部とが一致して挟持搬送される
タイプにおいて、３種類以上の幅サイズが異なる転写材
を熱定着する場合でも、定着ローラ７１の表面温度を均
一にして、転写材Ｐを均一に定着できる。特に、定着ロ
ーラ７１を薄肉化すると、定着ローラの非通紙部の温度
上昇を防止できる。

【００６４】（第６の実施の形態）本発明の画像形成装
置の他の定着装置について図面を参照して説明する。図
１１は画像形成装置の定着装置の要部構成を示す断面図
である。

【００６５】図１１に示すように、定着装置は、定着ロ
ーラ７１、加圧ローラ７２、発熱体７３、冷却ファン９
２、ダクト９６、ダクト可動板９７、モータ９３等で構
成されている。

【００６６】定着ローラ７１は、円筒状の透光性基体の
外側に熱線を吸収する熱線吸収層を設けたローラであ
る。なお、定着ローラとして円筒状の薄肉金属基体また
は円筒状の薄肉金属基体の外側に弾性層を設けたロー
ラ、上記以外のローラでもよい。発熱体７３は定着ロー
ラ７１の内部に設けた発熱体である。加圧ローラ７２
は、定着ローラ７１に圧接しながら回転するローラであ
る。

【００６７】冷却ファン９２は、例えば、転写材Ｐ２が
通過しない定着ローラ７１の非通紙部７１ｆを冷却し、
風量が可変となっている。ダクト９６にはダクト可動板
９７がある。ダクト９６とダクト可動板曲部９７ｃとで
開口部９６ａを形成し、開口部９６ａは幅方向が可動と
なっている。また、モータ９３はダクト可動板９７を駆
動させる。

【００６８】この実施の形態では３種類の幅サイズが異
なる転写材Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３が定着可能となっており、
定着ローラ７１の軸長手方向の片側と転写材の幅方向の
方が片側とが一致して挟持搬送される。

【００６９】ここで、転写材Ｐ２を例にして定着装置の
作用を説明する。最初に、モータ９３が回転すると雌ネ
ジ９３ａが回転し、雄ネジ９３ｂが直進移動する。雄ネ
ジ９３ｂに設けたピン９３ｃがダクト可動板９７に設け
た長溝９７ｂに入っており、ピン９３ｃの移動により、
ダクト可動板９７は軸９７ａを中心に反時計方向に回動
して図１１に示す位置になる。一方、冷却ファン９２に
よる冷却風は開口部９６ａより転写材Ｐ２に対する非通
紙部７１ｆに風を送り非通紙部７１ｆの温度上昇を防止
する。トナー像を形成した未定着の転写材Ｐ２が定着ロ
ーラ７１と加圧ローラ７２の間に挟持搬送され、加熱・
加圧されて定着される。

【００７０】なお、この実施の形態では開口部９６ａの
開口幅の変更をダクト可動板９７により行ったが、これ
に限定されるものではなく、例えばダクト可動板を開口
幅方向にスライドさせて開口幅の変更を行ってもよい。

【００７１】以上のように、定着ローラの片側と転写材
の幅方向の片側とが一致して挟持搬送されるタイプにお
いて、３種類以上の幅サイズが異なる場合でも定着ロー
ラの表面温度を均一にして、転写材Ｐを均一に定着でき
る。従来、定着ローラを薄肉化すると、定着ローラの非
通紙部の温度は上昇しやすいが、本発明の構成によると
温度上昇が防止できる。

【００７２】なお、上述した実施の形態においては、画
像形成装置としてカラープリンタに本発明に係わる定着
装置を搭載した例を示したが、モノクロ複写機、モノク
ロプリンタ、ファクシミリ、その他トナー像の定着装置
を必要とする全ての画像形成装置に対しても上述した実
施の形態と同様に本発明を適用できることはいうまでも
ない。

【００７３】

【発明の効果】以上のように構成したので下記のような
効果を奏する。

【００７４】請求項１、２に記載の発明によれば、クイ
ックスタート方式の定着装置において、定着ローラの軸
長手方向にコイル状に巻かれた熱線発生部のピッチが定
着ローラの軸長手方向の位置により異なるか又は位置に
かかわらず同一としたので、クイックスタート方式の定
着装置において、定着ローラの表面温度ムラをなくし転
写材を均一に熱定着できる。

【００７５】請求項３に記載の発明によれば、コイル状
に巻かれた熱線発生部のピッチは、定着ローラの軸長手
方向の中央部位置より両端部位置の方が多いことで、定
着ローラの表面温度が均一され、転写材を均一に熱定着
できる。

【００７６】請求項４、５に記載の発明によれば、円筒
状の薄肉金属基体または円筒状の薄肉金属基体の外側に
弾性層を設けたクイックスタート方式の定着装置におい
て、定着ローラの軸長手方向にコイル状に巻かれた熱線
発生部のピッチが定着ローラの軸長手方向の位置により
異なるか又は位置に関係なく同一としたので、クイック
スタート方式の定着装置において、定着ローラの表面温
度ムラをなくし転写材を均一に熱定着できる。

【００７７】請求項６に記載の発明によれば、円筒状の
薄肉金属基体の肉厚は１ｍｍ以下とするので、定着ロー
ラの表面温度の上昇が早くウォームアップ時間短縮がで
きる。

【００７８】請求項７に記載の発明によれば、定着ロー
ラの表面温度が均一され、転写材を均一に熱定着でき
る。

【００７９】請求項８、９、１０に記載の発明によれ
ば、少なくとも３種類の幅サイズの異なる転写材が通紙
しない定着ローラのそれぞれの非通紙部を冷却ファンに
よる風により冷却するので、少なくとも３種類の幅サイ
ズの異なる転写材が均一に熱定着できる。

【００８０】請求項１１に記載の発明によれば、定着ロ
ーラの非通紙部は温度上昇し易いが、良好に冷却でき
る。

【００８１】請求項１２に記載の発明によれば、冷却フ
ァンの風量が可変であるので、定着ローラの非通紙部の
冷却制御がし易い。

【００８２】請求項１３に記載の発明によれば、発熱体
にハロゲンヒータを用いたので、ハロゲンヒータの放射
熱により定着ローラの表面温度が均一になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の定着装置を備えた画像形成装置の構成
を示す構成図である。

【図２】本発明の画像形成装置の定着装置の構成を示す
断面図である。

【図３】図２の定着ローラの要部構成を示す断面図であ
る。

【図４】熱線発生部の軸長手方向の位置に対するコイル
状のピッチ分布を示す図である。

【図５】定着ローラの相対的な表面温度分布の例を示す
図である。

【図６】定着装置の定着ローラ、発熱体、加圧ローラ等
の要部構成を示す断面図である。

【図７】定着装置の定着ローラ、発熱体、加圧ローラ等
の要部構成を示す断面図である。

【図８】図７の第１の発熱体、第２の発熱体の構成を示
す平面断面図である。

【図９】定着装置の定着ローラ、発熱体、加圧ローラ等
の要部構成を示す断面図である。

【図１０】画像形成装置の定着装置の要部構成を示す断
面図である。

【図１１】本発明の画像形成装置の定着装置の要部構成
を示す断面図である。

【図１２】従来のクイックスタート方式における定着装
置の構成を示す断面図である。

【符号の説明】

７定着装置７１、８６定着ローラ７１ｆ非通紙部７２、８７加圧ローラ７３発熱体（ハロゲンヒータ）７８第１の発熱体７９第２の発熱体９２冷却ファン９１ａ、９６ａ開口部Ｐ、Ｐ２転写材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱線に対し透光性を有する円筒状の透光
性基体の外側に前記熱線を吸収する熱線吸収層を有した
定着ローラと、前記定着ローラの内部に前記定着ローラ
の軸長手方向に設けた熱線を発生する熱線発生部を有す
る発熱体と、前記定着ローラに圧接する加圧ローラとを
備え、転写材上のトナー像を挟持搬送し前記転写材に加
熱・加圧して定着する定着装置において、前記定着ロー
ラの前記軸長手方向にコイル状に巻かれた有効領域での
前記熱線発生部のピッチが前記定着ローラの軸長手方向
の位置により異なるか又は位置に関係なく同一であるこ
とを特徴とする画像形成装置の定着装置。
【請求項２】円筒状の薄肉金属基体または円筒状の薄
肉金属基体の外側に弾性層を有した定着ローラと、前記
定着ローラの内部に前記定着ローラの軸長手方向に設け
た熱線を発生する熱線発生部を有する発熱体と、前記定
着ローラに圧接する加圧ローラとを備え、転写材上のト
ナー像を挟持搬送し前記転写材に加熱・加圧して定着す
る定着装置において、前記定着ローラの前記軸長手方向
にコイル状に巻かれた有効領域での前記熱線発生部のピ
ッチが前記定着ローラの軸長手方向の位置により異なる
か又は位置に関係なく同一であることを特徴とする画像
形成装置の定着装置。
【請求項３】前記有効領域での前記熱線発生部のピッ
チは、前記定着ローラの軸長手方向の中央部より両端部
側の方が小さいことを特徴とする請求項１又は２に記載
の画像形成装置の定着装置。
【請求項４】熱線に対し透光性を有する円筒状の透光
性基体の外側に前記熱線を吸収する熱線吸収層を有した
定着ローラと、前記定着ローラの内部に大きい幅サイズ
の転写材の有効領域に設けた熱線を発生する熱線発生部
を有する第１の発熱体と、前記定着ローラの内部に小さ
い幅サイズの転写材の有効領域に設けた熱線を発生する
熱線発生部を有する第２の発熱体と、前記定着ローラに
圧接する加圧ローラとを備え、転写材上のトナー像を挟
持搬送し前記転写材に加熱・加圧して定着する定着装置
において、前記定着ローラの前記軸長手方向にコイル状
に巻かれた前記第１の発熱体と第２の発熱体の有効領域
での熱線発生部のピッチが前記定着ローラの軸長手方向
の位置により異なるか又は同一であることを特徴とする
画像形成装置の定着装置。
【請求項５】円筒状の薄肉金属基体または円筒状の薄
肉金属基体の外側に弾性層を有した定着ローラと、前記
定着ローラの内部に大きい幅サイズの転写材の有効領域
に設けた熱線を発生する熱線発生部を有する第１の発熱
体と、前記定着ローラの内部に小さい幅サイズの転写材
の有効領域に設けた熱線を発生する熱線発生部を有する
第２の発熱体と、前記定着ローラに圧接する加圧ローラ
とを備え、転写材上のトナー像を挟持搬送し前記転写材
に加熱・加圧して定着する定着装置において、前記定着
ローラの前記軸長手方向にコイル状に巻かれた前記第１
の発熱体と第２の発熱体の有効領域での熱線発生部のピ
ッチが前記定着ローラの軸長手方向の位置により異なる
か又は同一であることを特徴とする画像形成装置の定着
装置。
【請求項６】前記薄肉金属基体の肉厚は１ｍｍ以下で
あることを特徴とする請求項２又は５に記載の画像形成
装置の定着装置。
【請求項７】前記有効領域での熱線発生部のピッチ
は、前記定着ローラの軸長手方向の中央部より両端部側
の方が小さいことを特徴とする請求項４又は５に記載の
画像形成装置の定着装置。
【請求項８】所定の温度に維持された定着ローラと、
前記定着ローラに圧接する加圧ローラを設け、定着ロー
ラの軸長手方向の中央部と幅サイズの異なる転写材の幅
方向の中央部とを一致させて挟持搬送し、転写材上のト
ナー像を前記定着ローラにより前記転写材に加熱・加圧
して定着する定着装置において、少なくとも３種類の幅
サイズの異なる転写材が通紙しない前記定着ローラのそ
れぞれの非通紙部を冷却ファンにより冷却することを特
徴とする画像形成装置の定着装置。
【請求項９】所定の温度に維持された定着ローラと、
前記定着ローラに圧接する加圧ローラを設け、前記定着
ローラの軸長手方向の片側と幅サイズの異なる転写材の
片側とを一致させて挟持搬送し、転写材上のトナー像を
前記定着ローラにより前記転写材に加熱・加圧して定着
する定着装置において、少なくとも３種類の幅サイズの
異なる転写材が通紙しない前記定着ローラのそれぞれの
非通紙部を冷却ファンより冷却することを特徴とする画
像形成装置の定着装置。
【請求項１０】前記冷却ファンによる風の開口部を前
記非通紙部近傍に設け、前記開口部は前記定着ローラの
軸長手方向に可変であることを特徴とする請求項８また
は９に記載の画像形成装置の定着装置。
【請求項１１】前記定着ローラが、熱線に対し透光性
を有する円筒状の透光性基体の外側に前記熱線を吸収す
る熱線吸収層を有するか、又は円筒状の薄肉金属基体ま
たは円筒状の薄肉金属基体の外側に弾性層を有すること
を特徴とする請求項８または９に記載の画像形成装置の
定着装置。
【請求項１２】前記冷却ファンの風量が可変であるこ
とを特徴とする請求項８又は９に記載の画像形成装置の
定着装置。
【請求項１３】前記発熱体はハロゲンヒータであるこ
とを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載
の画像形成装置の定着装置。