JP2003215961A

JP2003215961A - 定着装置

Info

Publication number: JP2003215961A
Application number: JP2002009459A
Authority: JP
Inventors: Yoshitatsu Okiyama; 義▲龍▼ 沖山
Original assignee: Oki Data Corp
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 2002-01-18
Filing date: 2002-01-18
Publication date: 2003-07-30

Abstract

(57)【要約】【課題】ヒートローラ表面のゴム層における媒体通過部
と媒体非通過部との温度を均一にして、該媒体非通過部
に配設された温度検出手段によって、前記媒体通過部の
ゴム層の温度を直接に、かつ、安定的に検出することが
できるようにする。【解決手段】弾性層１１ａを備え、媒体に当接する定着
手段と、該定着手段に接触させられ、前記媒体を挟持す
る加圧手段と、前記定着手段の表面に当接し、該定着手
段の表面における熱を拡散させる熱拡散部材とを有す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、定着装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、カラー電子写真方式の画像形成装
置の定着装置においては、カラートナーの十分な溶融性
及びトナー散りを防止するために、一般的に、芯（し
ん）金の表面に紙等の媒体のトナー付着面に接触して定
着を行うゴム層を有するヒートローラを回転自在に配設
している。そして、該ヒートローラは、中空で内部にハ
ロゲンランプを備え、該ハロゲンランプの発熱によって
内部からヒートローラの芯金を通してゴム層を加熱し、
該ゴム層の熱によって前記媒体上のトナーを溶融するよ
うになっている。

【０００３】ここで、前記芯金は、表面のゴム層に均一
に熱を伝導させるために、一般的に、熱伝導率の高いア
ルミニウム合金等から成る。また、安定的な定着性を得
ることができるように、前記芯金の熱容量を大きくして
前記ゴム層の温度を抑制する必要があるので、前記芯金
は肉厚が２〔ｍｍ〕程度の円筒体として構成される。

【０００４】そして、前記定着装置においては、前記ハ
ロゲンランプへ通電することによって芯金を通してヒー
トローラ表面のゴム層を、媒体上のトナーを溶解するこ
とができるように、所定の温度になるまで加熱する。こ
のようにして、前記ヒートローラ表面のゴム層が前記所
定の温度になると、前記定着装置を備える画像形成装置
においては、印刷が開始される。

【０００５】すると、表面にトナー像が形成された前記
媒体は前記ヒートローラに対向するように配設された
バックアップローラによって、前記表面が前記ヒートロ
ーラのゴム層に押し付けられながら搬送される。これに
より、前記トナー像を構成するトナーが前記ゴム層の熱
によって溶融して、媒体に定着する。そして、トナー像
が定着して画像が形成された前記媒体は、画像形成装置
の外に排出される。

【０００６】この時、ヒートローラ表面のゴム層の温度
は、前記ヒートローラ表面に当接する温度検出手段によ
って検出され、前記温度に基づいて、ヒートローラ内部
の熱源であるハロゲンランプの通電・非通電の制御が行
われる。これにより、前記ヒートローラ表面のゴム層の
温度をトナーの定着に適した温度に制御して、定着を連
続的に行うようになっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の定着装置において、温度検出手段は、ヒートローラ
表面に当接する部分が汚れると検出性能が低下するの
で、媒体が通過せずトナー等が付着することのない部分
に配設されている。このため、前記温度検出手段は、媒
体に接触する部分のヒートローラ表面のゴム層の温度を
直接に検出することができない。したがって、ヒートロ
ーラ表面のゴム層の温度を適切に制御することができな
くなってしまう。

【０００８】通常、ヒートローラ表面のゴム層は熱伝導
率が低いので、媒体が通過する部分、すなわち、媒体通
過部と該媒体通過部の外側の媒体が通過しない部分、す
なわち、媒体非通過部との間に温度差が生じてしまう。
この場合、前記媒体通過部は、媒体によって熱が奪われ
るので、温度が低下するが、前記媒体非通過部は、熱が
奪われないので、温度が低下しない。しかも、ゴム層の
熱伝導率が低く、高温の媒体非通過部から低温の媒体通
過部へ熱が流れない。そのため、媒体通過部において
は、ゴム層の内側の芯金から供給される熱量と媒体によ
って奪われる熱量とが平衡した状態で、低温になってい
る。一方、媒体非通過部においては、ゴム層の内側の芯
金から供給される熱量と周囲の空気によって奪われる熱
量とが平衡した状態で、高温になっている。このよう
に、前記媒体通過部と媒体非通過部との間で温度差が生
じているので、媒体非通過部に配設されている前記温度
検出手段は、媒体に接触する部分、すなわち、媒体通過
部のヒートローラ表面のゴム層の温度を直接に検出する
ことができない。

【０００９】もっとも、前記温度検出手段を媒体通過部
に配設すれば、媒体に接触する部分のヒートローラ表面
のゴム層の温度を直接に検出することはできるが、この
場合、媒体からの紙粉・含有成分や媒体上のトナーの一
部がゴム層上に移動し、温度検出手段とゴム層との間に
前記紙粉・含有成分やトナーが蓄積して熱伝導を妨げた
り、温度検出手段とゴム層との間に隙（すき）間が空い
たりしてしまう。そのため、前記温度検出手段は媒体通
過部のヒートローラ表面のゴム層の温度を安定的に検出
することができなくなってしまう。

【００１０】本発明は、前記従来の定着装置の問題点を
解決して、ヒートローラ表面のゴム層における媒体通過
部と媒体非通過部との温度を均一にして、該媒体非通過
部に配設された温度検出手段によって、前記媒体通過部
のゴム層の温度を直接に、かつ、安定的に検出すること
ができる定着装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】そのために、本発明の定
着装置においては、弾性層を備え、媒体に当接する定着
手段と、該定着手段に接触させられ、前記媒体を挟持す
る加圧手段と、前記定着手段の表面に当接し、該定着手
段の表面における熱を拡散させる熱拡散部材とを有す
る。

【００１２】本発明の他の定着装置においては、内部が
中空な金属製の芯金及び該芯金表面の弾性層を備え、媒
体上のトナー像に当接する定着ローラと、該定着ローラ
の内部に配設された熱源と、前記定着ローラに接触させ
られ、前記媒体を挟持する加圧ローラと、前記定着ロー
ラの表面に当接し、該定着ローラの表面における熱を拡
散させる熱拡散ローラとを有する。

【００１３】本発明の更に他の定着装置においては、さ
らに、前記熱拡散ローラは、所定の定着温度で液化及び
気化を可逆的に起こす熱媒が内部に減圧密封されたヒー
トパイプである。

【００１４】本発明の更に他の定着装置においては、さ
らに、前記定着ローラは駆動力が伝達される駆動伝達手
段を備え、前記熱拡散ローラは、周速検出手段によって
周速を検出するための被検出手段が設けられている。

【００１５】本発明の更に他の定着装置においては、さ
らに、前記熱拡散ローラは駆動力が伝達される駆動伝達
手段を備える。

【００１６】本発明の更に他の定着装置においては、さ
らに、温度検出手段が、前記定着ローラにおける媒体通
過部の外側で、かつ、前記熱拡散ローラとの当接部の下
流側で前記媒体との当接部の上流側に配設される。

【００１７】本発明の更に他の定着装置においては、さ
らに、前記熱拡散ローラは両端部の肉厚よりも中央部の
肉厚が厚い金属製中空部材から成り、前記定着ローラに
当接する。

【００１８】本発明の更に他の定着装置においては、さ
らに、前記熱拡散ローラは両端部に断熱部材を備える。

【００１９】本発明の更に他の定着装置においては、さ
らに、前記熱拡散ローラの長手方向に延在し、前記定着
ローラ側に開口し、前記熱拡散ローラの外周を覆う熱輻
（ふく）射手段を有する。

【００２０】本発明の更に他の定着装置においては、さ
らに、前記熱輻射手段は、前記熱拡散ローラの回転軸方
向と平行な軸を中心として回転する。

【００２１】本発明の更に他の定着装置においては、さ
らに、前記熱拡散ローラの中空部に送風する送風手段を
有する。

【００２２】本発明の更に他の定着装置においては、さ
らに、前記熱拡散ローラの表面は定着ローラの表面より
離型性が低い材料から成り、前記熱拡散ローラの表面に
当接するクリーニング手段を有する。

【００２３】本発明の更に他の定着装置においては、さ
らに、前記クリーニング手段は刀状弾性体である。

【００２４】本発明の定着装置制御方法においては、定
着ローラに当接された熱拡散ローラの周速を検出し、該
周速が所定の速度になるように、前記定着ローラを駆動
する駆動源を制御する。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら詳細に説明する。

【００２６】図１は本発明の第１の実施の形態における
定着装置の概略図、図２は本発明の第１の実施の形態に
おける画像形成装置の概略図、図３は本発明の第１の実
施の形態における定着装置の正面図、図４は本発明の第
１の実施の形態における定着装置の制御部の動作を示す
ブロック図である。

【００２７】図において、１０は定着装置、１１は紙等
の媒体１４の表面の未定着トナー像を加熱定着するため
の定着手段として使用される定着ローラとしてのヒート
ローラである。該ヒートローラ１１は、金属製の芯金１
１ｂの表面に、前記媒体１４上の未定着トナー像に当接
して定着を行うゴム等から成る弾性層１１ａを有する。
そして、該ヒートローラ１１は、中空円筒形状を有し、
内部に熱源としてのハロゲンランプ１２を備え、該ハロ
ゲンランプ１２の発熱によって内部から芯金１１ｂを通
して弾性層１１ａを加熱し、該弾性層１１ａの熱によっ
て前記媒体１４上のトナーを溶融するようになってい
る。

【００２８】ここで、前記芯金１１ｂは、該芯金１１ｂ
の表面の弾性層１１ａに均一に熱を伝導させるために、
一般的に、熱伝導率の高いアルミニウム合金等から成
る。また、安定的な定着性を得ることができるように、
前記芯金１１ｂの熱容量を大きくして前記弾性層１１ａ
の温度変動を抑制する必要があるので、前記芯金１１ｂ
は肉厚が２〔ｍｍ〕程度の円筒体として構成される。

【００２９】また、１３は加圧手段として使用される加
圧ローラとしてのバックアップローラであり、バネ部材
等の付勢手段を備える図示されない押圧手段によって前
記ヒートローラ１１に付勢圧接される、すなわち、押し
付けられる。そして、前記媒体１４は、前記ヒートロー
ラ１１とバックアップローラ１３とによって挟持加圧さ
れる。なお、該バックアップローラ１３も、一般的に、
表面にゴム等から成る弾性層を有する。

【００３０】ここで、前記ヒートローラ１１を回転させ
るための駆動力が伝達される歯車等の駆動伝達手段１５
が、図３に示されるように、ヒートローラ１１の一端に
一体的に形成されている。また、該ヒートローラ１１の
表面に付着したトナー及び紙粉・含有成分を清掃するた
め、ローラ等から成るクリーニング手段としてのクリー
ニング部材１６が、バネ部材等から成る付勢手段１７に
よって、前記ヒートローラ１１に当接するように配設さ
れる。

【００３１】また、前記ヒートローラ１１には、該ヒー
トローラ１１表面の弾性層１１ａの温度を検出する温度
検出手段２２が配設されている。ここで、該温度検出手
段２２は、図３に示されるように、媒体１４と接触する
媒体通過部の外側に位置し、媒体１４が通過しない部
分、すなわち、媒体非通過部の表面に接触しており、該
媒体非通過部のヒートローラ１１表面の弾性層１１ａの
温度を検出する。そして、制御部３４は、図４に示され
るように、前記温度検出手段２２の検出した温度に基づ
いて前記ハロゲンランプ１２の通電・非通電を制御する
ことによって、前記ヒートローラ１１表面の弾性層１１
ａを所定の定着温度に保つように制御する。なお、該定
着温度は、媒体１４上のトナーを溶解することができる
ような前記弾性層１１ａと同じ温度である。

【００３２】さらに、前記ヒートローラ１１の表面に
は、熱拡散部材としての熱拡散ローラ１９が当接されて
いる。該熱拡散ローラ１９は、図３に示されるように、
前記ヒートローラ１１とほぼ等しい長さ寸法を有し、か
つ、該ヒートローラ１１と平行に配設される。そして、
前記熱拡散ローラ１９は、熱伝導率が高いアルミニウム
合金等から成る金属製のローラであり、バネ部材等の付
勢手段１８によって、ヒートローラ１１表面の弾性層１
１ａに押し付けられている。これにより、前記ヒートロ
ーラ１１表面の弾性層１１ａにおける高温部分の熱を前
記弾性層１１ａにおける低温部分に拡散する、すなわ
ち、弾性層１１ａ表面の熱分布のばらつきを拡散させる
ことができる。

【００３３】また、前記熱拡散ローラ１９の表面に付着
したトナー及び紙粉・含有成分を清掃するため、ローラ
等から成るクリーニング手段としてのクリーニング部材
２１が、バネ部材等から成る付勢手段２０によって、前
記熱拡散ローラ１９に当接するように配設される。

【００３４】なお、図２に示されるように、本実施の形
態における画像形成装置は、カラー画像を形成する電子
写真方式の画像形成装置であり、媒体１４の搬送経路に
沿って、４つの画像形成手段２７が配設される。そし
て、該画像形成手段２７は、それぞれ、イエロー、マゼ
ンタ、シアン及びブラックの各色のトナー画像を形成し
前記媒体１４上に転写するようになっている。また、前
記画像形成装置において、２４は媒体１４を繰り出す給
紙ローラであり、前記媒体１４を１枚ずつ分離する分離
機構２５が前記給紙ローラ２４に当接して配設される。
そして、給紙ローラ２４及び分離機構２５によって１枚
ずつ分離して繰り出された媒体１４を画像形成手段２７
に送り込む送りローラ２６が配設される。

【００３５】ここで、前記媒体１４が、ローラやベルト
によって搬送経路を搬送されると、４つの画像形成手段
２７にそれぞれ対向して配設されたローラ等から成る転
写手段２８によって、前記各色のトナー画像が前記媒体
１４上に転写されるようになっている。そして、トナー
画像が転写された媒体１４は、定着装置１０に搬入さ
れ、バックアップローラ１３によって、前記表面がヒー
トローラ１１の弾性層１１ａに押し付けられながら搬送
される。これにより、前記トナー像を構成するトナーが
前記弾性層１１ａの熱によって溶融して、媒体１４上に
定着する。そして、トナー像が定着して画像が形成され
た前記媒体１４は、画像形成装置の排出部に排出され
る。

【００３６】次に、前記構成の定着装置１０の動作につ
いて説明する。

【００３７】まず、画像形成装置に印刷起動信号が入力
されると、図示されない駆動源によって給紙ローラ２４
を給紙方向に回転させ、媒体１４が分離機構２５によっ
て１枚ずつ分離して繰り出され、送りローラ２６に到達
する。そして、該送りローラ２６に媒体１４が当接する
と、前記給紙ローラ２４は停止し、送りローラ２６が図
示されない駆動源によって駆動され、媒体１４が搬送経
路に沿って４つの画像形成手段２７に順次供給される。

【００３８】続いて、それぞれの画像形成手段２７によ
って形成された各色のトナー像は、それぞれの転写手段
２８によって媒体１４上に転写される。そして、各色の
トナー像が表面に転写された媒体１４は定着装置１０に
搬入される。該定着装置１０において、図示されない駆
動源からの駆動力が駆動伝達手段１５に伝達され、ヒー
トローラ１１が回転させられる。すると、該ヒートロー
ラ１１に押圧されているバックアップローラ１３に前記
ヒートローラ１１の回転が伝達され、前記バックアップ
ローラ１３も回転させられる。

【００３９】次に、定着装置１０に搬入された前記媒体
１４は、前記ヒートローラ１１及びバックアップローラ
１３の間に送り込まれ、回転する前記ヒートローラ１１
及びバックアップローラ１３によって両面から挟持され
て搬送される。ここで、前記媒体１４は、トナー画像が
転写された表面が前記バックアップローラ１３によって
ヒートローラ１１の弾性層１１ａに押し付けられた状態
で搬送される。そのため、前記媒体１４上の、前記トナ
ー像を構成するトナーが、ヒートローラ１１の回転に伴
い、前記弾性層１１ａの熱によって連続的に溶融する。
溶融したトナーは、前記媒体１４上に付着して定着す
る。これにより、定着画像が形成される。なお、前記ト
ナーが定着された媒体１４は、画像形成装置の排出部に
排出される。

【００４０】この時、媒体１４が通過すると、前記ヒー
トローラ１１の媒体通過部における弾性層１１ａの表面
部分から媒体１４に移行する熱量が奪われ、前記弾性層
１１ａの表面部分の温度が低下する。ここで、前記ヒー
トローラ１１の芯金１１ｂは、ハロゲンランプ１２から
熱を受け、該熱を弾性層１１ａに伝導するが、ゴム等か
ら成る弾性層１１ａの熱伝導率が低いので、前記芯金１
１ｂから伝導された熱は弾性層１１ａの表面部分にまで
速やかに伝導しない。そのため、前記媒体通過部におけ
る弾性層１１ａの表面部分の温度は低下したままとな
る。一方、前記ヒートローラ１１の媒体非通過部におけ
る弾性層１１ａからは媒体１４に移行する熱量が奪われ
ることがないので、前記弾性層１１ａの温度が低下しな
い。

【００４１】したがって、媒体１４が通過した直後の位
置（図１におけるｃ）での弾性層１１ａの表面部分の温
度分布は、図３における、線Ｃで示されるようになる。
すなわち、媒体通過部における弾性層１１ａの表面部分
の温度は低く、媒体非通過部における弾性層１１ａの表
面部分の温度は高くなっている。

【００４２】しかし、本実施の形態においては、前記ヒ
ートローラ１１の表面に熱拡散ローラ１９が当接されて
いる。そして、該熱拡散ローラ１９は熱伝導率が高いの
で、前記ヒートローラ１１の表面に当接する直前の位置
（図１におけるａ）での熱拡散ローラ１９の表面部分の
温度分布は、図３において、線Ａで示されるようにな
る。すなわち、熱拡散ローラ１９の表面部分の温度は、
全ての範囲において、前記ヒートローラ１１全体におけ
る弾性層１１ａの表面部分の平均温度に等しく、かつ、
一定である。

【００４３】このような、温度分布の状態にある弾性層
１１ａと熱拡散ローラ１９とが当接する場合、図３に示
されるように、媒体通過部においては、弾性層１１ａの
表面部分の温度が熱拡散ローラ１９の表面部分の温度よ
り低く、媒体非通過部においては、弾性層１１ａの表面
部分の温度が熱拡散ローラ１９の表面部分の温度より高
くなっている。そのため、前記弾性層１１ａと熱拡散ロ
ーラ１９とが当接すると、媒体通過部においては、熱拡
散ローラ１９の表面部分から弾性層１１ａの表面部分に
熱が伝導され、該弾性層１１ａの表面部分の温度が上昇
する。一方、媒体非通過部においては、弾性層１１ａの
表面部分から熱拡散ローラ１９の表面部分に熱が伝導さ
れ、該弾性層１１ａの表面部分の温度が低下する。

【００４４】したがって、熱拡散ローラ１９に当接した
後の位置（図１におけるｂ）での弾性層１１ａの表面部
分の温度分布は、図３において、点線Ｂで示されるよう
になる。すなわち、前記ヒートローラ１１全体における
弾性層１１ａの表面部分の平均温度に近似した温度とな
り、かつ、一定に近い状態になる。

【００４５】そして、図１に示されるように、温度検出
手段２２は前記熱拡散ローラ１９に当接した後の位置
（図１におけるｂに近い位置）での弾性層１１ａの表面
部分の温度を検出する。そのため、前記温度検出手段２
２が検出する温度は、媒体非通過部における弾性層１１
ａの表面部分の温度であるが、実質的に媒体通過部にお
ける弾性層１１ａの表面部分の温度に等しいと言える。

【００４６】したがって、図示されない制御装置は、前
記温度検出手段２２の検出した、実質的に媒体通過部に
おける弾性層１１ａの表面部分の温度に等しい温度に基
づいて、弾性層１１ａの表面部分の温度が所定の温度を
維持するように、前記ハロゲンランプ１２の通電・非通
電を制御するので、前記ヒートローラ１１の媒体通過部
における弾性層１１ａの表面部分の温度を適切に制御す
ることができる。

【００４７】また、熱拡散ローラ１９の表面に付着した
トナーや紙粉・含有成分は、該熱拡散ローラ１９に当接
するクリーニング部材２１によって除去される。さら
に、ヒートローラ１１表面に付着したトナーや紙粉・含
有成分も該ヒートローラ１１に当接するクリーニング部
材１６によって除去される。

【００４８】このように、本実施の形態においては、熱
伝導率が高い熱拡散ローラ１９をヒートローラ１１の表
面に当接させて配設し、媒体非通過部における弾性層１
１ａの表面部分の熱を媒体通過部における弾性層１１ａ
の表面部分に伝導することによって、ヒートローラ１１
全体における弾性層１１ａの表面部分の温度を均一にす
ることができる。

【００４９】そのため、媒体非通過部に配設された温度
検出手段２２が、該媒体非通過部における弾性層１１ａ
の表面部分の温度を検出することによって、実質的に媒
体通過部における弾性層１１ａの表面部分の温度を検出
することができる。したがって、制御部３４は、前記温
度検出手段２２の検出した温度に基づいて、前記ハロゲ
ンランプ１２の通電・非通電を制御することにより、ヒ
ートローラ１１の媒体通過部における弾性層１１ａの表
面部分の温度を適切に制御することができる。これによ
り、前記ヒートローラ１１表面の弾性層１１ａの表面部
分の温度をトナーの定着に最適な温度に制御して、定着
を安定して連続的に行うことができる。

【００５０】また、媒体通過部と媒体非通過部とにおけ
るヒートローラ１１表面の温度がほぼ均一になるように
しているので、ハロゲンランプ１２からヒートローラ１
１に供給される熱を効率的に使用することができる。

【００５１】次に、本発明の第２の実施の形態について
説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有する
ものについては、同じ符号を付与することによってその
説明を省略する。

【００５２】図５は本発明の第２の実施の形態における
定着装置の正面図、図６は本発明の第２の実施の形態に
おける定着装置の概略図である。

【００５３】本実施の形態において、熱拡散ローラ１９
の一端には、図５に示されるように、該熱拡散ローラ１
９を回転させるための駆動力が伝達される歯車等の駆動
伝達手段３０が一体的に形成されている。また、前記熱
拡散ローラ１９は、バネ部材等の付勢手段１８によって
ヒートローラ１１に押し付けられている。そして、図示
されない駆動源からの駆動力が駆動伝達手段３０に伝達
され、熱拡散ローラ１９が回転させられる。すると、該
熱拡散ローラ１９が押圧されているヒートローラ１１に
前記熱拡散ローラ１９の回転が伝達され、前記ヒートロ
ーラ１１も回転させられるようになっている。

【００５４】ここで、前記ヒートローラ１１は、内部に
ハロゲンランプ１２を備える中空円筒形状の金属製の芯
金１１ｂを有し、該芯金１１ｂの表面には弾性層１１ａ
が形成されている。なお、一般的に、ヒートローラ１１
の直径は３５〔ｍｍ〕程度であり、芯金１１ｂの直径は
３３〔ｍｍ〕であり、表面の弾性層１１ａの厚さは１
〔ｍｍ〕程度である。

【００５５】また、熱拡散ローラ１９は、線膨張係数が
小さく、熱伝導率が高い金属から成る。なお、前記熱拡
散ローラ１９はヒートパイプから成るものであってもよ
い。この場合、該ヒートパイプ内には、定着温度付近で
液化及び気化を可逆的に起こす熱媒が減圧密封され、高
温部分で熱媒が気化することによって気化潜熱を吸収
し、低温部分で熱媒が液化することにより凝縮潜熱を放
出することによって、高温部分から低温部分へ効率的に
熱を伝達する。

【００５６】次に、前記構成の定着装置の動作について
説明する。

【００５７】まず、画像形成装置に印刷起動信号が入力
されると、ヒートローラ１１の内部に配設されたハロゲ
ンランプ１２が通電される。そして、図示されない駆動
源によって熱拡散ローラ１９が回転させられると、該熱
拡散ローラ１９が押圧されているヒートローラ１１が熱
拡散ローラ１９の回転に伴って回転する。すると、前記
ヒートローラ１１に押圧されているバックアップローラ
１３に前記ヒートローラ１１の回転が伝達され、前記バ
ックアップローラ１３も回転させられる。

【００５８】一方、ヒートローラ１１表面の弾性層１１
ａの表面部分が所定の温度になると、画像形成装置の給
紙ローラ２４が図示されない駆動源によって回転駆動さ
れ、媒体１４を給紙カセットから繰り出し、媒体１４の
先端が図示されない検知手段によって検知されてから所
定量の媒体１４の先端が送りローラ２６に当接するまで
媒体１４を搬送する。

【００５９】次に、送りローラ２６が図示されない駆動
源によって駆動され、媒体１４が搬送経路に沿って４つ
の画像形成手段２７に順次供給される。続いて、それぞ
れの画像形成手段２７によって形成された各色のトナー
像は、それぞれの転写手段２８によって媒体１４上に転
写される。そして、各色のトナー像が表面に転写された
媒体１４は定着装置１０に搬入される。

【００６０】次に、定着装置１０に搬入された前記媒体
１４は、前記ヒートローラ１１及びバックアップローラ
１３の間に送り込まれ、回転する前記ヒートローラ１１
及びバックアップローラ１３によって両面から挟持され
て搬送される。ここで、前記媒体１４は、トナー画像が
転写された表面が前記バックアップローラ１３によって
ヒートローラ１１表面の弾性層１１ａに押し付けられた
状態で、搬送される。そのため、前記媒体１４上の、前
記トナー像を構成するトナーが、ヒートローラ１１の回
転に伴い、前記弾性層１１ａの熱によって連続的に溶融
する。溶融したトナーは、前記媒体１４上に付着して定
着する。これにより、定着画像が形成される。なお、前
記トナーが定着された媒体１４は、画像形成装置の排出
部に排出される。

【００６１】この時、媒体１４が通過すると、前記ヒー
トローラ１１の媒体通過部における弾性層１１ａの表面
部分から媒体１４に移行する熱量が奪われ、前記弾性層
１１ａの表面部分の温度が低下する。しかし、前記ヒー
トローラ１１の表面に熱拡散ローラ１９が当接されてい
るので、該熱拡散ローラ１９とヒートローラ１１との当
接部の下流側においては、媒体非通過部における弾性層
１１ａの表面部分の熱を媒体通過部における弾性層１１
ａの表面部分に伝導することによって、ヒートローラ１
１全体における弾性層１１ａの表面部分の温度を均一に
する。そのため、媒体非通過部に配設された温度検出手
段２２が、該媒体非通過部における弾性層１１ａの表面
部分の温度を検出することによって、実質的に媒体通過
部における弾性層１１ａの表面部分の温度を検出するこ
とができる。

【００６２】ここで、前記熱拡散ローラ１９は、熱伝導
率が高い金属から成り、しかも、線膨張係数が１０^-5オ
ーダーの小さな値である。そのため、前記熱拡散ローラ
１９は、前記ヒートローラ１１からの熱を受けても、半
径（又は直径）の寸法がほとんど変化せず、外周の長さ
寸法もほとんど変化しない。したがって、図示されない
駆動源によって前記熱拡散ローラ１９が一定の回転速度
で回転させられると、該熱拡散ローラ１９の周速は、表
面部分の温度に係わらず一定となる。

【００６３】ところで、ヒートローラ１１表面の弾性層
１１ａは、ゴム等から成り、線膨張係数が１０^-3オーダ
ーの大きな値である。そのため、温度が変化すると、弾
性層１１ａの寸法が変化し、弾性層１１ａの表面部分の
半径（又は直径）の寸法及び外周の長さ寸法が変化して
しまう。したがって、ヒートローラ１１を一定の回転速
度で回転させても、該ヒートローラ１１の外周、すなわ
ち、弾性層１１ａの表面部分の周速が変化してしまう。

【００６４】これに対し、本実施の形態において、前記
ヒートローラ１１は、その外周、すなわち、弾性層１１
ａの表面部分が熱拡散ローラ１９の外周に押し付けら
れ、該熱拡散ローラ１９の回転が伝達されて回転させら
れている。そのため、前記弾性層１１ａの表面部分の周
速は、前記熱拡散ローラ１９の周速に等しく、弾性層１
１ａの表面部分の温度に係わらず一定となる。したがっ
て、ヒートローラ１１及びバックアップローラ１３によ
って搬送される媒体１４の搬送速度は、弾性層１１ａの
表面部分の温度に係わらず一定となる。

【００６５】このように、本実施の形態においては、図
示されない駆動源によって熱拡散ローラ１９を一定の回
転速度で回転させることによって、該熱拡散ローラ１９
の外周に押し付けられたヒートローラ１１を回転させる
ようになっている。この場合、前記熱拡散ローラ１９
は、線膨張係数の小さい金属から成るので、温度変化に
係わらず周速が一定である。そのため、熱拡散ローラ１
９の回転が伝達されて回転させられる前記ヒートローラ
１１の外周、すなわち、弾性層１１ａの表面部分の周速
も、温度変化に係わらず一定となる。したがって、媒体
１４の搬送速度が弾性層１１ａの表面部分の温度に係わ
らず一定となり、前記媒体１４は高精度で搬送される。

【００６６】また、加工精度の点からみても、弾性体で
ある弾性層１１ａを加工するよりも、剛体である金属か
ら成る熱拡散ローラ１９を加工する方が加工精度を高め
ることができるので、熱拡散ローラ１９の周速の加工誤
差による変動を小さくすることができる。したがって、
媒体１４の搬送速度のばらつきを小さくすることがで
き、媒体１４を安定的に搬送することができる。

【００６７】なお、本発明の発明者が、直径が３５〔ｍ
ｍ〕のヒートローラ１１と、直径が３３〔ｍｍ〕の熱拡
散ローラ１９とを有する定着装置に関して試算したとこ
ろ、弾性層１１ａの線膨張係数が熱拡散ローラ１９の線
膨張係数の６倍程度となる。この場合、ヒートローラ１
１を一定の回転速度で回転させると、媒体１４の搬送速
度のばらつきが大きくなり、媒体１４を安定的に搬送す
ることができなくなる。これに対し、本実施の形態のよ
うに、駆動源によって熱拡散ローラ１９を一定の回転速
度で回転させた場合には、弾性層１１ａの線膨張係数に
係わらず、ヒートローラ１１の弾性層１１ａの表面部分
の温度が上昇しても、媒体１４の搬送速度のばらつきが
なく、媒体１４を安定的に搬送することができる。

【００６８】次に、本発明の第３の実施の形態について
説明する。なお、第１及び第２の実施の形態と同じ構造
を有するものについては、同じ符号を付与することによ
ってその説明を省略する。

【００６９】図７は本発明の第３の実施の形態における
定着装置の斜視図、図８は本発明の第３の実施の形態に
おける定着装置の制御部の動作を示すブロック図であ
る。

【００７０】本実施の形態において、熱拡散ローラ１９
の一端の表面には、図７に示されるように、周速検出用
の目盛としての所定ピッチの複数本の線３１が印刷され
ている。なお、ヒートローラ１１を回転させるための駆
動力が伝達される歯車等の駆動伝達手段１５が、ヒート
ローラ１１の一端に一体的に形成されている。そして、
前記熱拡散ローラ１９は、図示されない押圧手段によっ
てヒートローラ１１表面の弾性層１１ａに押し付けら
れ、前記ヒートローラ１１の回転が伝達されて回転する
ようになっている。また、３２は前記線３１の数をカウ
ントして熱拡散ローラ１９の周速を検出するための周速
検出手段である。

【００７１】次に、前記構成の定着装置の動作について
説明する。

【００７２】この場合、駆動源としてのヒートローラ駆
動源３５からの駆動力が伝達されてヒートローラ１１が
回転させられると、該ヒートローラ１１の回転が伝達さ
れて、熱拡散ローラ１９が回転する。すると、熱拡散ロ
ーラ１９の外周に印刷された線３１が周速検出手段３２
によってカウントされ、検出信号としてのパルス信号３
３が制御部３４に送信される。ここで、前記パルス信号
３３における１つ１つのパルスは、１本１本の線３１に
対応する。

【００７３】続いて、前記制御部３４の図示されない演
算部において、一定の時間内における前記パルス信号３
３中のパルス数をカウントし、熱拡散ローラ１９の周速
を演算する。そして、前記制御部３４は、演算された周
速の値、すなわち、検出値と、あらかじめ設定された所
定の値、すなわち、既定値とを比較し、前記検出値が既
定値に一致するように、ヒートローラ駆動源３５の駆動
力を制御する。

【００７４】また、ヒートローラ１１の表面から熱拡散
ローラ１９の表面に移行したトナー及び紙粉・含有成分
は、熱拡散ローラ１９に当接して配設されたクリーニン
グ部材２１によって除去される。そして、熱拡散ローラ
１９は、再度、ヒートローラ１１との当接部において、
媒体通過部におけるヒートローラ１１の弾性層１１ａの
表面部分からの熱を媒体非通過部におけるヒートローラ
１１の弾性層１１ａの表面部分へ伝導して、弾性層１１
ａの表面部分の熱を拡散する。

【００７５】このように、本実施の形態においては、ヒ
ートローラ駆動源３５からの駆動力が伝達されてヒート
ローラ１１が回転させられると、該ヒートローラ１１の
回転が伝達されて、熱拡散ローラ１９が回転する。そし
て、該熱拡散ローラ１９の周速を検出して、該周速があ
らかじめ設定された所定の値となるように、ヒートロー
ラ駆動源３５を制御する。ここで、熱拡散ローラ１９の
周速はヒートローラ１１の周速と等しい。

【００７６】したがって、該ヒートローラ１１の外周の
周速を制御することができ、媒体１４の搬送精度を高く
することができる。

【００７７】なお、前記第３の実施の形態においては、
熱拡散ローラ１９上に印刷された所定ピッチの複数本の
線３１をカウントして、熱拡散ローラ１９の周速を検出
するようになっているが、熱拡散ローラ１９の端部に回
転速度検出用のエンコーダを配設し、その回転速度を検
出することもできる。また、ヒートローラ１１に代え
て、表面に弾性層を有する定着ベルトを使用するベルト
式の定着装置にも適用することができる。

【００７８】次に、本発明の第４の実施の形態について
説明する。なお、第１〜３の実施の形態と同じ構造を有
するものについては、同じ符号を付与することによって
その説明を省略する。

【００７９】図９は本発明の第４の実施の形態における
定着装置の正面図、図１０は本発明の第４の実施の形態
における定着装置の断面図である。

【００８０】本実施の形態においては、前記第１の実施
の形態における熱拡散ローラ１９に代えて、厚肉中央部
を備える中空の熱拡散ローラ３９が配設される。ここ
で、前記厚肉中央部は、最小幅の媒体より広い幅を有
し、かつ、肉厚が端部の肉厚より厚く形成される。な
お、前記熱拡散ローラ３９は、図１０に示されるよう
に、外筒と内筒とから成る二重構造として、該内筒によ
って前記厚肉中央部が構成されるようにしてもよい。

【００８１】次に、前記構成の定着装置の動作について
説明する。

【００８２】まず、画像形成装置に印刷起動信号が入力
されると、ヒートローラ１１の内部に配設されたハロゲ
ンランプ１２に通電され、前記ヒートローラ１１が加熱
される。ここで、前記ハロゲンランプ１２の放熱量は、
通常、端部よりも中央部のほうが多く、一方、前記ヒー
トローラ１１から大気中への放熱量は、中央部よりも端
部のほうが多い。そのため、前記ヒートローラ１１は、
端部より中央部のほうが温度が速く上昇する傾向にあ
る。しかし、本実施の形態において、前記ヒートローラ
１１の外周に押し付けられている熱拡散ローラ３９は、
厚肉中央部を備え、中央部の熱容量が端部よりも大きく
なっている。そのため、前記ヒートローラ１１から熱拡
散ローラ３９へ伝導される熱量は、中央部のほうが端部
より多くなる。したがって、前記ヒートローラ１１は、
中央部の昇温が押さえられ、均一に温度が上昇する。

【００８３】続いて、ヒートローラ１１表面の弾性層１
１ａの表面部分の温度が上昇して定着に必要な所定温度
になると、画像形成装置の給紙ローラ２４が図示されな
い駆動源によって回転駆動され、媒体１４を給紙カセッ
トから繰り出し、媒体１４の先端が図示されない検知手
段によって検知されてから所定量の媒体１４の先端が送
りローラ２６に当接するまで媒体１４を搬送する。

【００８４】次に、送りローラ２６が図示されない駆動
源によって駆動され、媒体１４が搬送経路に沿って４つ
の画像形成手段２７に順次供給される。続いて、それぞ
れの画像形成手段２７によって形成された各色のトナー
像は、それぞれの転写手段２８によって媒体１４上に転
写される。そして、各色のトナー像が表面に転写された
媒体１４は定着装置１０に搬入される。

【００８５】次に、該定着装置１０に搬入された前記媒
体１４は、前記ヒートローラ１１及びバックアップロー
ラ１３の間に送り込まれ、回転する前記ヒートローラ１
１及びバックアップローラ１３によって両面から挟持さ
れて搬送される。ここで、前記媒体１４は、トナー画像
が転写された表面が前記バックアップローラ１３によっ
てヒートローラ１１の弾性層１１ａに押し付けられた状
態で搬送される。そのため、前記媒体１４上の、前記ト
ナー像を構成するトナーが、ヒートローラ１１の回転に
伴い、前記弾性層１１ａの熱によって連続的に溶融す
る。溶融したトナーは、前記媒体１４上に付着して定着
する。これにより、定着画像が形成される。なお、前記
トナーが定着された媒体１４は、画像形成装置の排出部
に排出される。

【００８６】この時、媒体１４が通過すると、前記ヒー
トローラ１１の媒体通過部における弾性層１１ａの表面
部分から媒体１４に移行する熱量が奪われ、前記弾性層
１１ａの表面部分の温度が低下する。ここで、前記ヒー
トローラ１１の芯金１１ｂは、ハロゲンランプ１２から
熱を受け、該熱を弾性層１１ａに伝導するが、ゴム等か
ら成る弾性層１１ａの熱伝導率が低いので、前記芯金１
１ｂから伝導された熱は弾性層１１ａの表面部分にまで
速やかに伝導しない。そのため、一般的に、ハロゲンラ
ンプ１２が通電されてから弾性層１１ａの表面部分が昇
温するまでに時間を要するので、連続印字時において、
前記弾性層１１ａの表面部分の温度を一定温度に保つ温
度制御が難しく、温度のオーバーシュートやアンダーシ
ュートを起こしたりすることがある。しかし、本実施の
形態においては、前記ヒートローラ１１の表面に熱拡散
ローラ３９が当接されている。そのため、該熱拡散ロー
ラ３９とヒートローラ１１との当接部の下流側において
は、媒体非通過部における弾性層１１ａの表面部分の熱
を媒体通過部における弾性層１１ａの表面部分に伝導す
ることによって、ヒートローラ１１全体における弾性層
１１ａの表面部分の温度を均一にする。とくに、熱拡散
ローラ３９の厚肉中央部は肉厚が厚く熱容量があるの
で、連続印字時においても、ヒートローラ１１に熱を安
定的に供給することができる。

【００８７】さらに、前記熱拡散ローラ３９は熱伝導の
高い材料で形成されているので、熱拡散ローラ３９が１
周する間に、温度が高い媒体非通過部から温度が低い媒
体通過部に熱が伝導され、熱拡散ローラ３９としてほぼ
同一の温度になる。そのため、該熱拡散ローラ３９が当
接するヒートローラ１１表面の弾性層１１ａの表面部分
は、熱拡散ローラ３９との熱の授受によって温度がほぼ
均一になる。

【００８８】これにより、前記熱拡散ローラ３９及びヒ
ートローラ１１表面の弾性層１１ａの表面部分の温度分
布は、図１０における点線で示される状態から、実線で
示されるような状態になる。したがって、媒体非通過部
に配設された温度検出手段２２は、実質的に媒体通過部
における弾性層１１ａの表面部分の温度を検出すること
ができる。

【００８９】また、熱拡散ローラ３９の外周に付着した
トナーや紙粉・含有成分は熱拡散ローラ３９に当接する
クリーニング部材２１によって除去される。さらに、ヒ
ートローラ１１に付着したトナーや紙粉・含有成分もヒ
ートローラ１１に当接するクリーニング部材１６によっ
て除去される。

【００９０】このように、本実施の形態においては、厚
肉中央部を備える熱拡散ローラ３９をヒートローラ１１
の表面に当接させて配設し、媒体非通過部における弾性
層１１ａの表面部分の熱を媒体通過部における弾性層１
１ａの表面部分に伝導することによって、ヒートローラ
１１全体における弾性層１１ａの表面部分の温度を均一
にするようになっている。

【００９１】そのため、ヒートローラ１１に当接する中
央部が端部より肉厚が厚く、熱伝導性が高い熱拡散ロー
ラ３９を配設しているので、ヒートローラ１１の表面は
熱拡散ローラ３９との熱の授受によって、立ち上がり時
においても連続印字時においてもほぼ均一になる。さら
に、媒体非通過部に配設された温度検出手段２２が、該
媒体非通過部における弾性層１１ａの表面部分の温度を
検出することによって、実質的に媒体通過部における弾
性層１１ａの表面部分の温度を検出することができる。
したがって、前記ヒートローラ１１表面の弾性層１１ａ
の表面部分の温度をトナーの定着に最適な温度に制御し
て、定着を安定的に、かつ、連続的に行うことができ
る。

【００９２】また、媒体通過部と媒体非通過部とのヒー
トローラ１１表面の温度がほぼ均一になるようにしてい
るので、ハロゲンランプ１２からヒートローラ１１に供
給される熱を効率的に使用することができる。

【００９３】次に、本発明の第５の実施の形態について
説明する。なお、第１〜４の実施の形態と同じ構造を有
するものについては、同じ符号を付与することによって
その説明を省略する。

【００９４】図１１は本発明の第５の実施の形態におけ
る定着装置の断面図である。

【００９５】本実施の形態においては、熱拡散ローラ４
９が、図に示されるように、両端部に熱伝達及び放熱を
防止する断熱部材４９ａを備えている点で前記第４の実
施の形態と相違する。なお、前述されたように、一般的
に、ヒートローラ１１の直径は３５〔ｍｍ〕程度であ
り、芯金１１ｂの直径は３３〔ｍｍ〕であり、表面の弾
性層１１ａの厚さは１〔ｍｍ〕程度である。

【００９６】次に、前記構成の定着装置の動作について
説明する。

【００９７】まず、画像形成装置に印刷起動信号が入力
されると、ヒートローラ１１の内部に配設されたハロゲ
ンランプ１２に通電され、前記ヒートローラ１１が加熱
される。ここで、前記ハロゲンランプ１２の放熱量は、
通常、端部よりも中央部のほうが多く、一方、前記ヒー
トローラ１１から大気中への放熱量は、中央部よりも端
部のほうが多い。そのため、前記ヒートローラ１１は、
端部より中央部のほうが温度が速く上昇する傾向にあ
る。しかし、本実施の形態において、前記ヒートローラ
１１の外周に押し付けられている熱拡散ローラ４９は、
厚肉中央部を備え、中央部の熱容量が端部よりも大きく
なっている。そのため、前記ヒートローラ１１から熱拡
散ローラ４９へ伝導される熱量は、中央部のほうが端部
より多くなる。したがって、前記ヒートローラ１１は、
中央部の昇温が押さえられ、均一に温度が上昇する。

【００９８】さらに、本実施の形態においては、熱拡散
ローラ４９の端部に断熱部材４９ａが配設されているの
で、熱拡散ローラ４９の端部の熱の放熱が押さえられ
る。したがって、前記熱拡散ローラ４９は均一に蓄熱さ
れ、ヒートローラ１１の表面を均一に昇温させる。

【００９９】続いて、ヒートローラ１１表面の弾性層１
１ａの表面部分の温度が上昇して定着に必要な所定温度
になると、画像形成装置の給紙ローラ２４が図示されな
い駆動源によって回転駆動され、媒体１４を給紙カセッ
トから繰り出し、媒体１４の先端が図示されない検知手
段によって検知されてから所定量の媒体１４の先端が送
りローラ２６に当接するまで媒体１４を搬送する。

【０１００】次に、送りローラ２６が図示されない駆動
源によって駆動され、媒体１４が搬送経路に沿って４つ
の画像形成手段２７に順次供給される。続いて、それぞ
れの画像形成手段２７によって形成された各色のトナー
像は、それぞれの転写手段２８によって媒体１４上に転
写される。そして、各色のトナー像が表面に転写された
媒体１４は定着装置１０に搬入される。

【０１０１】次に、定着装置１０に搬入された前記媒体
１４は、前記ヒートローラ１１及びバックアップローラ
１３の間に送り込まれ、回転する前記ヒートローラ１１
及びバックアップローラ１３によって両面から挟持され
て搬送される。ここで、前記媒体１４は、トナー画像が
転写された表面が前記バックアップローラ１３によって
ヒートローラ１１の弾性層１１ａに押し付けられた状態
で、搬送される。そのため、前記媒体１４上の、前記ト
ナー像を構成するトナーが、ヒートローラ１１の回転に
伴い、前記弾性層１１ａの熱によって連続的に溶融す
る。溶融したトナーは、前記媒体１４上に付着して定着
する。これにより、定着画像が形成される。なお、前記
トナーが定着された媒体１４は、画像形成装置の排出部
に排出される。

【０１０２】この時、媒体１４が通過すると、前記ヒー
トローラ１１の媒体通過部における弾性層１１ａの表面
部分から媒体１４に移行する熱量が奪われ、前記弾性層
１１ａの表面部分の温度が低下する。ここで、前記ヒー
トローラ１１の芯金１１ｂは、ハロゲンランプ１２から
熱を受け、該熱を弾性層１１ａに伝導するが、ゴム等か
ら成る弾性層１１ａの熱伝導率が低いので、前記芯金１
１ｂから伝導された熱は弾性層１１ａの表面部分にまで
速やかに伝導しない。しかし、本実施の形態において
は、前記ヒートローラ１１の表面に熱拡散ローラ４９が
当接されている。そのため、熱拡散ローラ４９とヒート
ローラ１１との当接部の下流側においては、媒体非通過
部における弾性層１１ａの表面部分の熱を媒体通過部に
おける弾性層１１ａの表面部分に伝導することによっ
て、ヒートローラ１１全体における弾性層１１ａの表面
部分の温度を均一にする。

【０１０３】これにより、前記熱拡散ローラ４９及びヒ
ートローラ１１表面の弾性層１１ａの表面部分の温度分
布は、図１１における点線で示される状態から、実線で
示されるような状態になる。したがって、媒体非通過部
に配設された温度検出手段２２は、実質的に媒体通過部
における弾性層１１ａの表面部分の温度を検出すること
ができる。

【０１０４】このように、本実施の形態においては、端
部に断熱部材４９ａが配設されている熱拡散ローラ４９
をヒートローラ１１に当接させて配設している。そのた
め、熱拡散ローラ４９の端部の熱の放熱が押さえられる
ことによって、ヒートローラ１１の温度を均一にするこ
とができるので、媒体非通過部でヒートローラ１１に当
接する温度検出手段２２によって媒体通過部のヒートロ
ーラ１１の温度を検出することができる。また、媒体非
通過部のヒートローラ１１に温度検出手段２２を当接さ
せているので、経時的に安定的で定着に必要な温度を容
易に制御することができる。

【０１０５】次に、本発明の第６の実施の形態について
説明する。なお、第１〜５の実施の形態と同じ構造を有
するものについては、同じ符号を付与することによって
その説明を省略する。

【０１０６】図１２は本発明の第６の実施の形態におけ
る定着装置の概略図である。

【０１０７】図において、ヒートローラ１１は、芯金１
１ｂの表面に、前記媒体１４のトナー付着面に接触して
定着を行うゴム等から成る弾性層１１ａを有する。そし
て、該ヒートローラ１１は、中空円筒形状を有し、内部
に加熱手段としてのハロゲンランプ１２を備え、該ハロ
ゲンランプ１２の発熱によって内部から芯金１１ｂを通
して弾性層１１ａを加熱し、該弾性層１１ａの熱によっ
て前記媒体１４上のトナーを溶融するようになってい
る。

【０１０８】さらに、前記ヒートローラ１１の表面に
は、熱拡散ローラ１９が、図示されない押圧手段によっ
て当接されている。そして、前記熱拡散ローラ１９は、
長手方向にわたってヒートローラ１１側が開口した熱輻
射手段としての熱輻射ケース５０に外周が覆われてい
る。ここで、該輻射ケース５０は、ヒートローラ１１の
軸方向と同一方向の軸を中心として開閉自在に形成され
ている。また、熱輻射ケース５０の裏側には、放熱を防
止するために断熱部材５１が配設されている。

【０１０９】なお、前述されたように、一般的に、ヒー
トローラ１１の直径は３５〔ｍｍ〕程度であり、芯金１
１ｂの直径は３３〔ｍｍ〕であり、表面の弾性層１１ａ
の厚さは１〔ｍｍ〕程度である。

【０１１０】次に、前記構成の定着装置の動作について
説明する。

【０１１１】まず、画像形成装置に印刷起動信号が入力
されると、ヒートローラ１１の内部に配設されたハロゲ
ンランプ１２が通電され、前記ヒートローラ１１が加熱
される。すると、熱拡散ローラ１９は、ヒートローラ１
１表面の弾性層１１ａから伝導される熱によって加熱さ
れて昇温する。この時、熱拡散ローラ１９は熱輻射ケー
ス５０に覆われているので、熱拡散ローラ１９から輻射
される熱エネルギーは熱輻射ケース５０で反射されて前
記熱拡散ローラ１９に戻される。ここで、熱輻射ケース
５０は、熱拡散ローラ１９の長手方向に延在し、前記ヒ
ートローラ１１側に開口し、前記熱拡散ローラ１９の外
周を覆う。したがって、熱拡散ローラ１９を効率的に昇
温させることができる。また、熱輻射ケース５０の裏側
には断熱部材５１が配設されているので、熱輻射ケース
５０に伝わった熱は大気中に放熱することなく、熱輻射
ケース５０内に蓄熱され、効率的に熱拡散ローラ１９を
保温することができる。したがって、熱拡散ローラ１９
は均一に蓄熱され、ヒートローラ１１表面を均一に昇温
させる。

【０１１２】続いて、ヒートローラ１１表面の弾性層１
１ａの表面部分の温度が上昇して定着に必要な所定温度
になると、画像形成装置の給紙ローラ２４が図示されな
い駆動源によって回転駆動され、媒体１４を給紙カセッ
トから繰り出し、媒体１４の先端が図示されない検知手
段によって検知されてから所定量の媒体１４の先端が送
りローラ２６に当接するまで媒体１４を搬送する。

【０１１３】次に、送りローラ２６が図示されない駆動
源によって駆動され、媒体１４が搬送経路に沿って４つ
の画像形成手段２７に順次供給される。続いて、それぞ
れの画像形成手段２７によって形成された各色のトナー
像は、それぞれの転写手段２８によって媒体１４上に転
写される。そして、各色のトナー像が表面に転写された
媒体１４は定着装置１０に搬入される。

【０１１４】次に、定着装置１０に搬入された前記媒体
１４は、前記ヒートローラ１１及びバックアップローラ
１３の間に送り込まれ、回転する前記ヒートローラ１１
及びバックアップローラ１３によって両面から挟持され
て搬送される。ここで、前記媒体１４は、トナー画像が
転写された表面が前記バックアップローラ１３によって
ヒートローラ１１の弾性層１１ａに押し付けられた状態
で搬送される。そのため、前記媒体１４上の、前記トナ
ー像を構成するトナーが、ヒートローラ１１の回転に伴
い、前記弾性層１１ａの熱によって連続的に溶融する。
溶融したトナーは、前記媒体１４上に付着して定着す
る。これにより、定着画像が形成される。なお、前記ト
ナーが定着された媒体１４は、画像形成装置の排出部に
排出される。

【０１１５】この時、媒体１４が通過すると、前記ヒー
トローラ１１の媒体通過部における弾性層１１ａの表面
部分から媒体１４に移行する熱量が奪われ、前記弾性層
１１ａの表面部分の温度が低下する。ここで、前記ヒー
トローラ１１の芯金１１ｂは、ハロゲンランプ１２から
熱を受け、該熱を弾性層１１ａに伝導するが、ゴム等か
ら成る弾性層１１ａの熱伝導率が低いので、前記芯金１
１ｂから伝導された熱は弾性層１１ａの表面部分にまで
速やかに伝導しない。しかし、本実施の形態において
は、前記ヒートローラ１１の表面に熱拡散ローラ１９が
当接されている。そのため、熱拡散ローラ１９とヒート
ローラ１１との当接部の下流側においては、媒体非通過
部における弾性層１１ａの表面部分の熱を媒体通過部に
おける弾性層１１ａの表面部分に伝導することによっ
て、ヒートローラ１１全体における弾性層１１ａの表面
部分の温度を均一にする。

【０１１６】これにより、媒体非通過部に配設された温
度検出手段２２は、実質的に媒体通過部における弾性層
１１ａの表面部分の温度を検出することができる。

【０１１７】また、媒体１４の種類によっては、トナー
を溶融させて媒体１４上に付着させて定着させるための
温度、すなわち、定着温度が異なる場合がある。そし
て、媒体１４が定着温度の低い種類のものに変更された
時には、前記定着温度を低下させる必要がある。

【０１１８】次に、媒体１４が定着温度の低い種類のも
のに変更された時の定着装置の動作について説明する。

【０１１９】図１３は本発明の第６の実施の形態におけ
る熱輻射ケースの動作を示す図、図１４は本発明の第６
の実施の形態における送風手段の動作を示す図、図１５
は本発明の第６の実施の形態における定着装置の定着温
度を変更する動作を示すフローチャートである。

【０１２０】まず、画像形成装置に媒体変更の信号が入
力されると、制御部３４は、媒体１４が定着温度の低い
種類のものに変更されたか否かを判断する。そして、媒
体１４が定着温度の低い種類のものに変更された場合に
は、前記ヒートローラ１１表面の弾性層１１ａの表面部
分の温度を低下させる必要があるので、ハロゲンランプ
１２への通電を停止し、該ハロゲンランプ１２をオフに
する。

【０１２１】次に、図示されない駆動源によって、図１
３に示されるように、熱輻射ケース５０を軸５０ａを中
心に回動させて開く。これにより、熱拡散ローラ１９が
熱輻射ケース５０に覆われなくなるので、熱拡散ローラ
１９の熱が大気中に効率的に放熱される。そのため、熱
拡散ローラ１９が押し付けられているヒートローラ１１
表面の弾性層１１ａの表面部分の熱が、熱拡散ローラ１
９を通して、急速に放熱される。したがって、ヒートロ
ーラ１１表面の弾性層１１ａの表面部分の温度が急速に
低下し、定着温度の低い媒体１４に適した温度となるの
で、応答性良く定着装置を動作させることができる。そ
して、画像形成装置は継続的に印刷を行うことができ、
印刷待ち時間を短くすることができる。

【０１２２】なお、前記弾性層１１ａの表面部分の温度
をより急速に低下させる必要がある場合には、図１４に
示されるように、送風手段５５を熱拡散ローラ１９の側
面に配設することができる。この場合、前記送風手段５
５をオンにして、熱拡散ローラ１９の中空部に送風し、
熱拡散ローラ１９を強制的に冷却する。これにより、ヒ
ートローラ１１表面の弾性層１１ａの表面部分の熱が、
熱拡散ローラ１９を通して、より急速に放熱される。そ
のため、更に印刷待ち時間を短くすることができる。そ
して、熱伝導の高い熱拡散ローラ１９を送風によって冷
却することによって、定着温度より高い温度状態にある
ヒートローラ１１を冷却することができるので、応答性
良く定着装置を動作させることができる。

【０１２３】なお、媒体１４が定着温度の高い種類のも
のに変更された場合には、前記ヒートローラ１１表面の
弾性層１１ａの表面部分の温度を上昇させる必要がある
ので、ハロゲンランプ１２へ通電し、該ハロゲンランプ
１２をオンにする。次に、熱輻射ケース５０を閉じ、送
風手段５５をオフにする。これにより、定着温度より低
い温度状態にあるヒートローラ１１を加熱することがで
きるので、応答性良く定着装置を動作させることができ
る。

【０１２４】次に、フローチャートを説明する。ステップＳ１画像形成装置に媒体変更の信号が入力さ
れる。ステップＳ２制御部３４は、媒体１４が定着温度が低
い種類のものに変更されたか否かを判断する。低い種類
のものに変更された場合はステップＳ３に進み、高い種
類のものに変更された場合はステップＳ６に進む。ステップＳ３ハロゲンランプ１２をオフにする。ステップＳ４熱輻射ケース５０を開く。ステップＳ５送風手段５５をオンにする。ステップＳ６ハロゲンランプ１２をオンにする。ステップＳ７熱輻射ケース５０を閉じる。ステップＳ８送風手段５５をオフにする。

【０１２５】このように、本実施の形態においては、熱
拡散ローラ１９を覆う熱輻射ケース５０が配設されてい
るので、熱拡散ローラ１９を効率的に、かつ、均一に昇
温及び保温することができる。また、熱輻射ケース５０
は開閉することができるので、昇温時の蓄熱及び印刷時
の保温を容易に行うことができ、さらに、降温時の冷却
も容易に行うことができ、印刷待ち時間を短くすること
ができる。

【０１２６】また、送風手段５５を熱拡散ローラ１９の
側面に配設すると、冷却が必要な時に更に印刷待ち時間
を短くすることができる。

【０１２７】次に、本発明の第７の実施の形態について
説明する。なお、第１〜６の実施の形態と同じ構造を有
するものについては、同じ符号を付与することによって
その説明を省略する。

【０１２８】図１６は本発明の第７の実施の形態におけ
る定着装置の断面図である。

【０１２９】図において、ヒートローラ１１は、芯金１
１ｂの表面に、前記媒体１４のトナー付着面に接触して
定着を行うゴム等から成る弾性層１１ａを有する。そし
て、該ヒートローラ１１は、中空円筒形状を有し、内部
に加熱手段としてのハロゲンランプ１２を備え、該ハロ
ゲンランプ１２の発熱によって内部から芯金１１ｂを通
して弾性層１１ａを加熱し、該弾性層１１ａの熱によっ
て前記媒体１４上のトナーを溶融するようになってい
る。そして、図示されない押圧手段によってヒートロー
ラ１１の外周に押し付けられる熱拡散ローラ４９が配設
される。また、該熱拡散ローラ４９の表面には、刀状弾
性体としての弾性金属ブレード６０の先端が当接する。
ここで、該弾性金属ブレード６０は、ケース６２に取り
付けられた保持部６１に保持される。また、前記熱拡散
ローラ４９の表面は、ヒートローラ１１表面の弾性層１
１ａより離型性が低い材料によって構成される。

【０１３０】次に、前記構成の定着装置の動作について
説明する。

【０１３１】まず、ヒートローラ１１表面の弾性層１１
ａの表面部分の温度が上昇して定着に必要な所定温度に
なると、画像形成装置の給紙ローラ２４が図示されない
駆動源によって回転駆動され、媒体１４を給紙カセット
から繰り出し、媒体１４の先端が図示されない検知手段
によって検知されてから所定量の媒体１４の先端が送り
ローラ２６に当接するまで媒体１４を搬送する。

【０１３２】次に、送りローラ２６が図示されない駆動
源によって駆動され、媒体１４が搬送経路に沿って４つ
の画像形成手段２７に順次供給される。続いて、それぞ
れの画像形成手段２７によって形成された各色のトナー
像は、それぞれの転写手段２８によって媒体１４上に転
写される。そして、各色のトナー像が表面に転写された
媒体１４は定着装置１０に搬入される。

【０１３３】次に、定着装置１０に搬入された前記媒体
１４は、前記ヒートローラ１１及びバックアップローラ
１３の間に送り込まれ、回転する前記ヒートローラ１１
及びバックアップローラ１３によって両面から挟持され
て搬送される。ここで、前記媒体１４は、トナー画像が
転写された表面が前記バックアップローラ１３によって
ヒートローラ１１の弾性層１１ａに押し付けられた状態
で、搬送される。そのため、前記媒体１４上の、前記ト
ナー像を構成するトナーが、ヒートローラ１１の回転に
伴い、前記弾性層１１ａの熱によって連続的に溶融す
る。溶融したトナーは、前記媒体１４上に付着して定着
する。これにより、定着画像が形成される。

【０１３４】この場合、媒体１４からヒートローラ１１
の外周に紙粉や紙の含有成分や媒体１４上のトナーが移
ってしまうことがある。しかし、熱拡散ローラ４９の表
面の方がヒートローラ１１表面の弾性層１１ａより離型
性が低い材料によって構成されているので、ヒートロー
ラ１１から熱拡散ローラ４９にトナーや紙粉・媒体１４
の含有成分が移行し、更に熱拡散ローラ４９の表面に先
端が当接した弾性金属ブレード６０によってトナー・紙
粉・媒体１４の含有成分が熱拡散ローラ４９の表面から
除去される。

【０１３５】このように、本実施の形態においては、ヒ
ートローラ１１の表面より離型性が低い材料で熱拡散ロ
ーラ４９の表面を構成し、熱拡散ローラ４９の表面に先
端が当接する弾性体の弾性金属ブレード６０を配設して
いるので、ゴム等の弾性体から成るヒートローラ１１の
弾性層１１ａの表面を傷つけずにヒートローラ１１表面
のクリーニングを行うことができる。

【０１３６】なお、前記第４〜７の実施の形態において
は、ゴム等から成る弾性層１１ａを表面に有するヒート
ローラ１１について説明したが、最表面に樹脂層を有す
るヒートローラに適用することもできる。また、ヒート
ローラ１１について説明したが、表面に弾性層を有する
定着ベルトに適用することもできる。

【０１３７】なお、本発明は前記実施の形態に限定され
るものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させ
ることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除す
るものではない。

【０１３８】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、定着装置においては、弾性層を備え、媒体に当接
する定着手段と、該定着手段に接触させられ、前記媒体
を挟持する加圧手段と、前記定着手段の表面に当接し、
該定着手段の表面における熱を拡散させる熱拡散部材と
を有する。

【０１３９】この場合、定着手段表面における媒体通過
部と媒体非通過部との温度を均一にして、該媒体非通過
部の温度を検出することによって、媒体通過部の温度を
制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態における定着装置の
概略図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態における画像形成装
置の概略図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態における定着装置の
正面図である。

【図４】本発明の第１の実施の形態における定着装置の
制御部の動作を示すブロック図である。

【図５】本発明の第２の実施の形態における定着装置の
正面図である。

【図６】本発明の第２の実施の形態における定着装置の
概略図である。

【図７】本発明の第３の実施の形態における定着装置の
斜視図である。

【図８】本発明の第３の実施の形態における定着装置の
制御部の動作を示すブロック図である。

【図９】本発明の第４の実施の形態における定着装置の
正面図である。

【図１０】本発明の第４の実施の形態における定着装置
の断面図である。

【図１１】本発明の第５の実施の形態における定着装置
の断面図である。

【図１２】本発明の第６の実施の形態における定着装置
の概略図である。

【図１３】本発明の第６の実施の形態における熱輻射ケ
ースの動作を示す図である。

【図１４】本発明の第６の実施の形態における送風手段
の動作を示す図である。

【図１５】本発明の第６の実施の形態における定着装置
の定着温度を変更する動作を示すフローチャートであ
る。

【図１６】本発明の第７の実施の形態における定着装置
の断面図である。

【符号の説明】

１０定着装置１１ヒートローラ１１ａ弾性層１１ｂ芯金１２ハロゲンランプ１３バックアップローラ１４媒体１５、３０駆動伝達手段１６、２１クリーニング部材１９、３９、４９熱拡散ローラ２２温度検出手段３１線３２周速検出手段３５ヒートローラ駆動源４９ａ、５１断熱部材５０熱輻射ケース５０ａ軸５５送風手段６０弾性金属ブレード

───────────────────────────────────────────────────── 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）Ｆ２８Ｄ 15/02 Ｆ２８Ｄ 15/02 ＷＨ０５Ｂ 3/00 ３３５Ｈ０５Ｂ 3/00 ３３５Ｆターム(参考） 2H033 AA03 AA24 BA29 BA32 BA49 BA50 BB24 BB37 BB38 BC03 CA04 CA07 CA13 CA30 CA40 CA53 3K058 AA13 AA86 BA18 DA02 DA26 GA03 GA06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）弾性層を備え、媒体に当接する定
着手段と、（ｂ）該定着手段に接触させられ、前記媒体
を挟持する加圧手段と、（ｃ）前記定着手段の表面に当
接し、該定着手段の表面における熱を拡散させる熱拡散
部材とを有することを特徴とする定着装置。
【請求項２】（ａ）内部が中空な金属製の芯金及び該
芯金表面の弾性層を備え、媒体上のトナー像に当接する
定着ローラと、（ｂ）該定着ローラの内部に配設された
熱源と、（ｃ）前記定着ローラに接触させられ、前記媒
体を挟持する加圧ローラと、（ｄ）前記定着ローラの表
面に当接し、該定着ローラの表面における熱を拡散させ
る熱拡散ローラとを有することを特徴とする定着装置。
【請求項３】前記熱拡散ローラは、所定の定着温度で
液化及び気化を可逆的に起こす熱媒が内部に減圧密封さ
れたヒートパイプである請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】前記定着ローラは駆動力が伝達される駆
動伝達手段を備え、前記熱拡散ローラは、周速検出手段
によって周速を検出するための被検出手段が設けられて
いる請求項２に記載の定着装置。
【請求項５】前記熱拡散ローラは駆動力が伝達される
駆動伝達手段を備える請求項２に記載の定着装置。
【請求項６】温度検出手段が、前記定着ローラにおけ
る媒体通過部の外側で、かつ、前記熱拡散ローラとの当
接部の下流側で前記媒体との当接部の上流側に配設され
る請求項２に記載の定着装置。
【請求項７】前記熱拡散ローラは両端部の肉厚よりも
中央部の肉厚が厚い金属製中空部材から成り、前記定着
ローラに当接する請求項２に記載の定着装置。
【請求項８】前記熱拡散ローラは両端部に断熱部材を
備える請求項７に記載の定着装置。
【請求項９】前記熱拡散ローラの長手方向に延在し、
前記定着ローラ側に開口し、前記熱拡散ローラの外周を
覆う熱輻射手段を有する請求項２〜８のいずれか１項に
記載の定着装置。
【請求項１０】前記熱輻射手段は、前記熱拡散ローラ
の回転軸方向と平行な軸を中心として回転する請求項９
に記載の定着装置。
【請求項１１】前記熱拡散ローラの中空部に送風する
送風手段を有する請求項１０に記載の定着装置。
【請求項１２】前記熱拡散ローラの表面は定着ローラ
の表面より離型性が低い材料から成り、前記熱拡散ロー
ラの表面に当接するクリーニング手段を有する請求項１
０に記載の定着装置。
【請求項１３】前記クリーニング手段は刀状弾性体で
ある請求項１２に記載の定着装置。
【請求項１４】定着ローラに当接された熱拡散ローラ
の周速を検出し、該周速が所定の速度になるように、前
記定着ローラを駆動する駆動源を制御することを特徴と
する定着装置制御方法。