JP2006267875A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シンプルな機器構成で，ウォーミングアップ時間の短縮化と定着回転体の過昇温の抑制とを両立させた定着装置を提供すること。
【解決手段】定着装置１００は，電磁誘導加熱方式の定着器であり，定着ローラ１と，加圧ローラ２と，磁束発生部３と，温度センサ４１，４２と，外部加熱ローラ５とを有している。外部加熱ローラ５は，加圧ローラ２と圧接している。また，外部加熱ローラ５は，ウォーミングアップ時にはヒータランプ５１の通電がオンされ，加圧ローラ２に熱を供給する。一方，通紙時にはヒートランプ５１の通電がオフされ，定着ローラ１の熱ならし部材として作用する。
【選択図】 図２

Description

本発明は，トナー画像を記録媒体に加熱定着させる定着装置に関する。さらに詳細には，ウォーミングアップ時間の短縮化と，定着回転体の過昇温の抑制とを両立させた定着装置に関するものである。

従来から，電子写真方式の画像形成装置では，トナー画像を記録紙に定着させる定着装置が備えられている。定着装置としては，定着ローラと加圧ローラとからなるローラ対を備え，そのローラ対のニップ部を記録紙が通過することによりトナー画像の定着を図るローラ方式が広く採用されている。このローラ方式の定着装置では，ローラ対の少なくとも一方の内部に熱源が設けられ，その熱やローラの圧力によってトナー像を記録紙に定着させる。

定着装置では，低熱容量の定着ローラ（例えば，電磁誘導加熱方式）にて，通紙を連続して行うと次のような問題が生じる。すなわち，熱容量が小さい定着ローラでは，記録紙の連続通紙において非通紙領域の過昇温が顕著となる。具体的には，記録紙を定着装置へ供給搬送すると，定着ローラと記録紙とが接触する通紙領域では，定着ローラの熱が奪われて表面温度が低下する。そのため，表面温度が所定の定着温度以下とならないように加熱源の制御が行われる。一方，定着ローラと記録紙とが接触しない非通紙領域では，熱が奪われないにもかかわらず，通紙領域の温度制御に合わせて発熱し続けることになる。そのため，定着ローラの表面温度が定着温度を超えて過昇温となる。

そして，定着ローラが過昇温となると，定着ローラ自体の材料が変質するだけでなく，定着ローラに当接または近接して配置される加圧ローラ，分離爪，クリーニング部材，あるいは支持枠などの損傷や変形を引き起こしてしまう。この問題を解決するため，例えば定着ローラの中央部のみを加熱する外部加熱ローラを接離可能に設けた定着装置（例えば，特許文献１）が開示されている。

また，定着装置では，ウォーミングアップ時間の短縮化が要請されている。すなわち，低熱容量の定着ローラを使用すると，ローラの表層のみを積極的に加熱することができる。しかし，電源投入後のプレ回転のために両ローラを回転させると，定着ローラの熱の多くがそれまで冷却状態であった加圧ローラによって奪われる。そのため，定着ローラが設定温度まで上昇するまで，すなわちウォーミングアップが終了するまでに多くの時間を要する。

そこで，定着ローラや加圧ローラに加熱手段を付設し，その加熱手段によって並行して加熱する補助加熱方式が提案されている（例えば，特許文献２）。この方式では，ハロゲンランプ等によって加熱された外部加熱ローラによって各ローラを早期に温めることができ，ウォーミングアップ時間の短縮化に資する。
特開２００３−４５６３８号公報 特開平３−１８０８８３号公報

しかしながら，前記した従来の定着装置では，次のような問題があった。すなわち，ウォーミングアップ時間の短縮化と，定着ローラの過昇温の抑制とを両立させることができない。つまり，ウォーミングアップ時に，特許文献１のように定着ローラを外部加熱ローラにて加熱したとしても，ウォーミングアップの短縮化の効果は少ない。一方，特許文献２のように加圧ローラを外部加熱ローラにて常時加熱したとしても，定着ローラの過昇温の問題は解決しない。

また，特許文献１のように接離可能な外部加熱ローラを設けると，機械的構成が複雑となる。また，接離可能とする機構を実現するための部品点数が多くなり，コストアップを招く。

本発明は，前記した従来の定着装置が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，シンプルな機器構成で，ウォーミングアップ時間の短縮化と定着回転体の過昇温の抑制とを両立させた定着装置を提供することにある。

この課題の解決を目的としてなされた定着装置は，記録媒体上の画像を記録媒体に定着させる定着装置であって，第１加熱源により加熱される定着回転体と，定着回転体と接触し，記録媒体を搬送するニップ部を形成する加圧回転体と，第２加熱源により加熱され，加圧回転体と接触する補助回転体とを備え，補助回転体は，ウォーミングアップ時には第２加熱源の通電がオンされ，通紙時には第２加熱源の通電がオフされることを特徴としている。

本発明の定着装置は，定着回転体と加圧回転体とによってニップ部を形成し，そのニップ部に記録媒体を搬送通紙することにより画像を定着させるものである。そして，本発明の定着装置は，加圧回転体と接触する補助回転体を備えている。定着回転体としては，ローラ部材やベルト部材が該当する。定着回転体としては，例えば，ベルト加熱方式のものや，電磁誘導加熱方式のものが適している。このような低熱容量の定着回転体を使用することにより，ウォーミングアップ時間の短縮化が図られる。

また，補助回転体は，ウォーミングアップ時と通紙時とで動作が異なる。すなわち，定着装置の動作状態によって第２加熱源の通電のオンオフ制御が行われる。具体的に，ウォーミングアップ時には，第２加熱源の通電がオンされ，加圧回転体を加熱する。すなわち，加圧回転体に対する加熱源として作用する。これにより，ウォーミングアップ時間の短縮化が図られる。

一方，通紙時には，第２加熱源の通電がオフされ，低温状態となる。そのため，小サイズ紙の連続通紙によって定着回転体の非通紙領域が高温状態となった場合に，その非通紙領域から加圧回転体を介して熱が移動する。すなわち，補助回転体が熱ならし部材として作用する。これにより，定着回転体の表面温度の平滑化が図られ，定着回転体自体の材料の変質や，加圧回転体等の損傷あるいは変形の抑制が図られる。

また，本発明の補助回転体は，ウォーミングアップ時には第２加熱源の通電がオンされ，通紙時には通紙される記録紙のサイズによって第２加熱源の通電のオンオフが選択されることとしてもよい。あるいは，非通紙領域の表面温度を検出する温度検出部を備え，ウォーミングアップ時には第２加熱源の通電がオンされ，通紙時には温度検出部による検出値によって第２加熱源の通電のオンオフが選択されることとしてもよい。

すなわち，補助回転体は，通紙時において，単純に第２加熱源の通電をオフするだけではなく，通紙する記録媒体のサイズや定着回転体の表面温度によって第２加熱源の通電のオンオフを切り換える。これにより，より細やかな温度制御を行うことができる。

本発明によれば，加圧回転体と接触する補助回転体の加熱源がオンオフ制御される。これにより，補助回転体は，加圧回転体に対する加熱源としての機能と，定着回転体に対する熱ならし部材としての機能とを兼ねている。また，補助回転体は，加圧回転体と接したままの状態であり，接離機構を必要としない。従って，シンプルな機器構成で，ウォーミングアップ時間の短縮化と定着回転体の過昇温の抑制とを両立させた定着装置が提供されている。

以下，本発明を具体化した実施の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。なお，本実施の形態は，電子写真方式のプリンタに備えられた電磁誘導加熱方式の定着装置に本発明を適用したものである。

［第１の形態］
本形態の画像形成装置は，電子写真方式のレーザプリンタであり，図１に示すように光学系にレーザ発振器１０２と，ポリゴンミラー１０３と，反射ミラー１０４とが配置され，画像プロセス部に感光体ドラム１０１と，帯電チャージャ１０５と，現像器１０６と，転写チャージャ１０７と，クリーニングブレード１０８とが配置されている。また，搬送部に給紙ローラ１０９と，排紙ローラ１１５と，給紙センサ１１０と，排紙センサ１１４と，定着装置１００等とが配置されている。

次に，上記のように構成されたレーザプリンタの動作を簡単に説明する。感光体ドラム１０１は図１中矢印方向に回転しており，帯電チャージャ１０５により表面を一様に帯電させられる。また，画像信号に基づいて，レーザ発振器１０２からレーザ光が変調発光される。このレーザ光は，ポリゴンミラー１０３により主走査方向に走査され，反射ミラー１０４により反射されて感光体ドラム１０１に入射する。これにより，感光体ドラム１０１上に静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像器１０６により現像されてトナー像となる。トナー像は，感光体ドラム１０１に対向して配置された転写チャージャ１０７により，給紙ローラ１０９によって給紙された記録紙Ｐ上に転写される。その後，トナー像が転写された記録紙Ｐは，定着装置１００において加熱され，その熱によりトナー像が溶融して記録紙Ｐ上に定着される。画像定着後，記録紙Ｐは，排紙ローラ１１５により装置外に排出される。以上の動作により，１枚分のプリントが行われる。

続いて，本形態のレーザプリンタに備えられている定着装置１００の構成について説明する。定着装置１００は，電磁誘導加熱方式の定着器であり，図２に示すように定着ローラ１と，加圧ローラ２と，磁束発生部３と，温度センサ４１，４２と，外部加熱ローラ５とを有している。

定着ローラ１と加圧ローラ２とは長手方向（軸方向）に並行配置されている。定着ローラ１は，モータ等の駆動機構により所定の速度で回転駆動される。また，加圧ローラ２は，バネ等の付勢部材によって定着ローラ１側に付勢されており，定着ローラ１との間でニップ部を形成している。さらに加圧ローラ２は，定着ローラ１との圧接摩擦力によって定着ローラ１の回転に従動回転するように設けられている。

定着ローラ１は，図３に示すように，芯金１１上に，断熱層１２，電磁誘導発熱層１３，弾性層１４，および離型層１５が順次積層されている。また，ローラ硬度は，例えばアスカーＣ硬度で３０度〜９０度の範囲内に設定される。

支持層としての芯金１１は，厚さが３ｍｍ程度のアルミパイプである。なお，芯金１１には，鉄やＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）のような耐熱性樹脂を使用することも可能である。なお，芯金１１が発熱するのを防ぐために電磁誘導加熱の影響が少ない非磁性材料を用いるのが好ましい。

断熱層１２は，電磁誘導発熱層１３を断熱保持するための層であり，耐熱性や弾性を有する部材（例えば，ゴム材や樹脂材）のスポンジ体が適用される。また，ゴム材や樹脂材のスポンジ体を用いると，電磁誘導発熱層１３を断熱保持するとともに，電磁誘導発熱層１３のたわみを許容し，ニップ幅を増やすことができる。そのため，ローラ硬度を小さくし，排紙性および記録紙の分離性の向上を図ることができる。例えば，断熱層１２にシリコンスポンジ材を適用する場合には，厚さが２ｍｍ〜１０ｍｍ，望ましくは３ｍｍ〜７ｍｍの範囲内に，また硬度がアスカーゴム硬度計で２０度〜６０度，望ましくは３０度〜５０度の範囲内にそれぞれ設定される。

電磁誘導発熱層１３は，磁束発生部３による励磁によりジュール熱を発生させる層であり，厚さが１０μｍ〜１００μｍ，望ましくは２０〜５０μｍの範囲内のニッケル電鋳ベルト層である。なお，電磁誘導発熱層１３には，例えば磁性ステンレスのような磁性金属といった，高透磁率であり，適当な抵抗率を備えたものを使用してもよい。また，非磁性材料でも，金属などの導電性がある材料の薄膜であっても使用可能である。また，樹脂に発熱粒子を混入したものを使用してもよい。電磁誘導発熱層１３に樹脂ベースのものを用いることによって分離性の向上を図ることが可能となる。

弾性層１４は，記録紙と定着ローラ１表面との密着性を高めるための層であり，耐熱性や弾性を有する部材（例えば，ゴム材や樹脂材）が適用される。具体的には，定着温度での使用に耐えうるシリコンゴム，フッ素ゴム等の耐熱性エラストマーが使用可能である。なお，弾性層１４に，熱伝導性や補強等を目的として各種充填剤を混入してもよい。熱伝導性粒子としては，ダイヤモンド，銀，銅，アルミニウム，大理石，ガラス等がある。この他，シリカ，アルミナ，酸化マグネシウム，窒化ホウ素，酸化ベリリウム等が使用可能である。

弾性層１４の厚みは，１０μｍ〜８００μｍ，望ましくは１００μｍ〜３００μｍの範囲内に設定される。なお，弾性層１４の厚さが１０μｍ未満であると厚み方向の弾力性を得ることが困難となる。一方，弾性層１４の厚さが８００μｍを超えてしまうと，電磁誘導発熱層１３からの熱が定着ローラ１の表面に達し難くなって熱効率が悪化する。

弾性層の硬度は，ＪＩＳ硬度で１度〜８０度，望ましくは５度〜３０度のシリコンゴムからなることが好ましい。この範囲内であれば，弾性層１４の強度の低下，密着性の不良を抑制しつつ，トナーの定着性の不良を抑制できる。シリコンゴムとしては，１成分系，２成分系，または３成分系以上のシリコンゴム，ＬＴＶ型，ＲＴＶ型，またはＨＴＶ型のシリコンゴム，縮合型または付加型のシリコンゴム等が使用可能である。本形態では，ＪＩＳ硬度が１０度，厚さが２００μｍのシリコンゴム層とする。

離型層１５は，定着ローラ１表面の離型性を高めるための層であり，定着温度での使用に耐えられる材料が使用される。例えば，シリコンゴム，フッ素ゴム，ＰＦＡ，ＰＴＦＥ，ＦＥＰ，ＰＦＥＰ等のフッ素樹脂が使用される。離型層１５の厚みは，５μｍから１００μｍ，望ましくは１０μｍ〜５０μｍがより好ましい。なお，離型層１５中に，必要に応じて，導電材，耐磨耗材，良熱伝導材等を充填剤として添加してもよい。

加圧ローラ２は，図４に示すように，芯金２１上に，シリコンスポンジ層２２，および離型層２５が順次積層されている。加圧ローラ２は，定着ローラ１に対して３００Ｎ〜５００Ｎの荷重で加圧され，ニップ部の幅は５ｍｍ〜１５ｍｍの範囲内となっている。なお，記録紙の種別等により荷重を変化させてもよい。

支持層としての芯金２１は，厚さが３ｍｍ程度のアルミパイプである。なお，芯金２１には，鉄やＰＰＳのような耐熱性樹脂を使用することも可能である。なお，芯金２１が発熱するのを防ぐために電磁誘導加熱の影響が少ない非磁性材料を用いるのが好ましい。シリコンスポンジ層２２の厚さは，３ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内で使用条件に合わせて設計される。離型層２５は，定着ローラ１と同様に表面の離型性を高めるための層であり，定着温度での使用に耐えられる材料が使用される。例えば，シリコンゴム，フッ素ゴム，ＰＦＡ，ＰＴＦＥ，ＦＥＰ，ＰＦＥＰ等のフッ素樹脂が使用される。

磁束発生部３は，励磁コイル３１と，磁性体コア３２と，コイルボビン３３とを有している。そして，磁束発生部３は，定着ローラ１の外側に位置するとともに，定着ローラ１に対向させて長手方向に沿って配設されている。また，磁束発生部３には，駆動回路３４や制御回路９が接続されている。

磁性体コア３２は，定着ローラ１の長手方向の寸法に対応した長さ寸法を有する長尺部材である。磁性体コア３２は，中央部に定着ローラ側に突出した部位を設けて略Ｅ字形状とすることにより，発熱効率を高めている。磁性体コア３２の材料としては，高透磁率かつ低損失のもの（例えば，フェライト）を使用する。パーマロイのような合金の場合には，コア内の渦電流損失が高周波領域で大きくなるため積層構造にするとよい。

また，磁性体コア３２は，磁気回路の高効率化と磁気遮蔽との両機能を備えている。なお，磁気遮蔽が十分にできる手段があれば空芯（コアなし）にしてもよい。また，コア材として樹脂材に磁性粉を混入させたものを用いると，形状の設計自由度が高くなる。

また，磁性体コア３２の磁束ガイド有効幅Ｗは，図５に示すように，大サイズ紙Ｐ１の通紙幅とほぼ同一である。すなわち，加熱領域は，大サイズ紙Ｐ１の通紙幅とほぼ同一である。さらに，磁性体コア３２内の磁束は，長手方向にほぼ均一である。そのため，定着ローラ１の発熱量も長手方向にほぼ均一である。

励磁コイル３１は，長尺の磁性体コア３２に沿って長手方向に渡って導線を巻きつけた構造を有している。また，励磁コイル３１は，高周波コンバータに接続され，１００Ｗ〜２０００Ｗの高周波電力が供給される。そのため，細線を数十から数百本の範囲内で束ねてリッツ線にしたものを用いている。また，巻線に伝熱した場合を考慮し，耐熱性の樹脂で被覆している。

また，励磁コイル３１には，高周波コンバータ（駆動回路３４）により１０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの交流電流が印加される。交流電流によって誘導された磁束は，フェライトコア３２内を外部に漏れることなく通り，さらに定着ローラ１の電磁誘導発熱層１３を通る。そして，磁性体コア３２の突起部にて磁性体コア３２の外部に漏れ，定着ローラ１の電磁誘導発熱層１３を貫く。そして，電磁誘導発熱層１３に渦電流が流れることにより，電磁誘導発熱層１３自体がジュール発熱する。これにより，定着ローラ１が加熱状態となる。

温度センサ４１は，定着ローラ１の長手方向の端部，すなわち小サイズ紙の通紙時に非通紙領域となる部分の表面温度を検出するためのものであり，定着ローラ１と加圧ローラ２とのニップ部の近傍に配設される。また，温度センサ４２は，定着ローラ１の長手方向の中央部，すなわち小サイズ紙の通紙時に通紙領域となる部分の表面温度を検出するためのものであり，温度センサ４１と同様に定着ローラ１と加圧ローラ２とのニップ部の近傍に配設される。温度センサ４１および温度センサ４２としては，例えばサーミスタが使用可能である。

定着ローラ１の温度制御は，温度センサ４２の検出信号を基に制御回路９によって行われる。すなわち，制御回路９は，温度センサ４２からの検出信号を基に駆動回路３４を制御し，駆動回路３４から励磁コイル３１への電力供給をコントロールする。これにより，定着ローラ１の表面温度が所定温度となるように自動制御される。

外部加熱ローラ５は，加熱源としてヒータランプ５１を内蔵している。外部加熱ローラ５の材質としては，高熱伝導性を有する材料であればよい。例えば，アルミ材が適用可能である。また，外部加熱ローラ５は，バネ等の付勢手段によって加圧ローラ２側に付勢されており，図６に示すように加圧ローラ２の長手方向の全域に当接されている。また，外部加熱ローラ５は，加圧ローラ２に従動するように回転可能に設けられている。また，ヒータランプ５１には，駆動回路５２や制御回路９が接続されている。

続いて，本形態の定着装置１００での定着動作について説明する。まず，ウォーミングアップ動作として，定着ローラ１が回転駆動され，これに伴い加圧ローラ２も従動回転する。そして，磁束発生部３の励磁コイル３１への通電をオンする。これにより，定着ローラ１の電磁誘導発熱層１３が発熱する。そして，定着ローラ１の表面温度が所定温度となるように自動制御される。電磁誘導発熱層１３は，その熱容量が小さくかつ断熱層１２により断熱保持されているため，定着ローラ１の表層側に位置する弾性層１４あるいは離型層１５を迅速に加熱する。

また，ウォーミングアップ動作の際には，外部加熱ローラ５のヒータランプ５１への通電もオンする。これにより，外部加熱ローラ５が加熱され，その熱が加圧ローラ２に伝播されて加圧ローラ２の表層が迅速に温められる。加圧ローラ２の表層が温められることから，定着ローラ１から加圧ローラ２への熱の伝播が抑制される。よって，定着ローラ１の表面温度が所定温度まで迅速に達し，短時間でウォームアップ動作が終了する。

ウォームアップ動作が終了した後，定着ローラ１と加圧ローラ２とのニップ部に，未定着のトナー像を担持した記録紙Ｐが搬送される（図２参照）。その際，記録紙Ｐ上のトナー像は定着ローラ１と対面する。ニップ部に導入された記録紙Ｐは，ニップ部を挟持搬送され，定着ローラ１からの熱で加熱される。これにより，未定着のトナー像が記録紙Ｐに溶融定着される。

また，定着処理の際には，外部加熱ローラ５のヒータランプ５１への通電をオフする。これにより，外部加熱ローラ５からの熱の供給が遮断され，外部加熱ローラ５および加圧ローラ２の表面温度が低下する。そのため，例えば小サイズ紙の連続通紙時に，定着ローラ１側の熱供給が非通紙領域にて過剰となった場合でも，その過剰供給となった熱が加圧ローラ２を介して外部加熱ローラ５に移動する。つまり，外部加熱ローラ５が定着ローラ１の過昇温箇所から熱を奪い，定着ローラ１の表面温度の平滑化が図られる。これにより，定着ローラ１の過昇温が抑制される。

ニップ部での定着処理を終えた記録紙Ｐは，定着ローラ１から分離されて搬出される。その際，定着ローラ１の表面に当接させて配置された分離爪等により，記録紙Ｐが定着ローラ１の表面に貼り付いてしまっても強制的に分離される。すなわち，定着装置１００内でのジャムを防止する。

なお，ヒータランプ５１への通電のオンオフ制御は，制御回路９によって行われる。また，ヒータランプ５１への通電のオンオフ制御を記録紙のサイズや定着ローラ１の表面温度を基に行うことでより詳細な温度調節を行うことが可能である。

例えば，記録紙のサイズによってオンオフ制御を行う場合には，記録紙のサイズが定着ローラ１の加熱領域と等しいか否かによってオンオフを切り換える。すなわち，記録紙のサイズが加熱領域と等しい大サイズ紙Ｐ１（図５参照）であれば，ヒータランプ５１への通電をオンする。これにより，加圧ローラ２の表面が温められ，トナー像の未定着を抑制する。一方，小サイズ紙Ｐ２であれば，ヒータランプ５１の通電をオフする。これにより，定着ローラ１の非通紙領域の熱を奪い，定着ローラ１の過昇温を抑制する。すなわち，より細やかな温度制御を行うことができる。

また，定着ローラ１の表面温度によってオンオフ制御を行う場合には，非通紙領域の温度を検知する温度センサ４１の温度が閾値以上であるか否かによってオンオフを切り換える。この他，非通紙領域の温度センサ４１の検出値と通紙領域の温度センサ４２の検出値との差によってオンオフを切り換えてもよい。すなわち，非通紙領域が過昇温であれば外部加熱ローラ５を熱ならし部材として機能させ，非通紙領域が過昇温でなければ外部加熱ローラ５を加熱部材として機能させる。

続いて，小サイズ紙の連続通紙時での，定着ローラの温度分布についての測定結果を説明する。本実験では，通紙領域での定着ローラの表面温度が１７０℃となるように温度調節するとともに，小サイズ紙を連続で１００枚通紙した。図７は外部加熱ローラを加圧ローラに当接させて小サイズ紙を連続通紙したときの定着ローラの温度分布を，図８は外部加熱ローラを加圧ローラに当接させずに小サイズ紙を連続通紙したときの定着ローラの温度分布を，それぞれ示している。

外部加熱ローラを加圧ローラに当接させた場合（図７）には，非通紙領域でのピーク値が１９０℃程度となり，通紙領域との温度差が３０℃程度となった。一方，外部加熱ローラを加圧ローラに当接させなかった場合（図８）には，非通紙領域でのピーク値が２２０℃を超え，さらに通紙領域との温度差が７０℃以上となった。この実験結果から，外部加熱ローラを当接することで，非通紙領域での過昇温を抑制することができることがわかった。

以上詳細に説明したように本形態の定着装置１００では，加圧ローラ２に圧接する外部加熱ローラ５を有することとしている。そして，外部加熱ローラ５は，ウォーミングアップ時にはヒータランプ５１の通電をオンしている。そのため，加圧ローラ２に熱が供給される。これにより，加圧ローラ２が早期に加熱されるとともに定着ローラ１から加圧ローラ２への熱の移動が抑制され，ウォーミングアップ時間の短縮化が図られる。

また，通紙時にはヒートランプ５１の通電をオフしている。そのため，小サイズ紙の連続通紙によって定着ローラ１中の非通紙領域が高温状態となった場合に，その非通紙領域から加圧ローラ２を介して外部加熱ローラ５に熱が移動する。これにより，定着ローラ１の表面温度の平滑化が図られる。よって，定着ローラ１自体の材料の変質や，定着ローラ１に当接あるいは隣接し配置される加圧ローラ２，分離爪，クリーニング部材，あるいは支持枠等の損傷あるいは変形を防止することができる。

また，外部加熱ローラ５は，加圧ローラ２に常時圧接されている。そのため，接離機構は不要である。従って，シンプルな構造で，ウォーミングアップ時間の短縮化と，定着ローラ１の過昇温の抑制とを両立させることができる。

［第２の形態］
定着装置２００は，ベルト加熱方式の定着器であり，図９に示すように定着体６と，加圧体７と，外部加熱ローラ５とを有している。また，定着体６は，無端状の定着ベルト６１と，パッド部材６２と，ヒータランプ６３と，ガイド部材６４と，温度センサ４とを有している。

定着体６と加圧体７とは長手方向（軸方向）に並行配置されている。定着ベルト６１は，モータ等の駆動機構により所定の速度で回転駆動される。また，定着体６に内包されたパッド部材６２によって定着体６と加圧体７とが圧接され，定着体６と加圧体７との間でニップ部を形成している。さらに定着体６は，加圧体７の回転に従動回転するように設けられている。加圧体７のパッド部材６２への圧接力は，システム速度に応じて，全体で１００Ｎ〜４００Ｎの範囲内となっている。

また，加圧体７には，ヒータランプ５１を内蔵した外部加熱ローラ５が当接しており，加圧体７の回転に従動回転するように設けられている。外部加熱ローラ５の加圧体７への圧接力は，システム速度に応じて，５０Ｎ〜２００Ｎの範囲内となっている。

定着ベルト６１は，図１０に示すように，厚さが３０μｍ〜１２０μｍの樹脂（例えば，ポリイミド）または金属（例えば，ニッケルやステンレス）からなる基体６１１上に，厚さが５０μｍ〜４００μｍの弾性層６１２（例えば，シリコンゴム），および離型層６１３（例えば，フッ素樹脂）が順次積層されている。樹脂製の基体６１１や弾性層６１２には，カーボン樹脂を分散させて吸熱効率を高めるとよい。また，定着ベルト６１の内径は，２５ｍｍ〜６５ｍｍの範囲内である。

パッド部材６２は，図１１に示すように，厚さが２ｍｍ〜１０ｍｍの金属製支持フレーム６２１上に，厚さが０．５ｍｍ〜５ｍｍの弾性層６２２（例えば，シリコンゴム），および厚さが０．１ｍｍ程度の低摩擦層６２３（例えば，フッ素配合ガラスクロス）が順次積層されている。なお，表層となる低摩擦層６２３は，パッド部材６２と一体構成である必要はなく，摺動シート部材として別体であってもよい。

加圧体７は，図１２に示すように，厚さが０．３ｍｍ〜３ｍｍの金属製芯金７１（例えば，アルミ）上に，厚さが０．２ｍｍ〜３ｍｍの弾性層７２（例えば，シリコンゴム），および厚さが１０μｍ〜５０μｍの離型層７３（例えば，フッ素樹脂）が順次積層されている。また，加圧体７の内径は，２０ｍｍ〜６０ｍｍの範囲内である。

温度センサ４は，定着ベルト６１の温度を検出するためのものであり，定着ベルト６１に内包されている。定着ベルト６１の加熱および温度制御は，温度センサ４の検出信号を基に制御回路によって行われる。すなわち，制御回路は，温度センサ４の検出信号を基に駆動回路を制御し，駆動回路からヒータランプ６５への電力供給をコントロールする。これにより，定着ベルト６１の温度が所定温度となるように自動制御される。

外部加熱ローラ５は，加熱源としてヒータランプ５１を内蔵している。外部加熱ローラ５は，第１の形態の外部加熱ローラ５と同様のものであり，高熱伝導性を有する。また，外部加熱ローラ５は，バネ等の付勢手段によって加圧体７側に付勢されており，加圧体７の長手方向の全域に当接されている。また，ヒータランプ５１には，駆動回路や制御回路が接続されている。

このように構成されたベルト方式の定着装置２００であっても，第１の形態の定着装置１００と同様にヒータランプ５１への通電のオンオフ制御を行うことで定着ベルト６１の過昇温を抑制できる。例えば，ウォーミングアップ時には，ヒータランプ５１への通電をオンし，ウォーミングアップの高速化を図る。一方，通紙時には，ヒータランプ５１への通電をオフし，定着ベルト６１の表面温度の均一化を図る。これにより，ウォーミングアップ時間の短縮化と，定着ベルト６１の過昇温の抑制とを両立させることができる。

なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，実施の形態ではレーザプリンタに本発明を適用しているがこれに限るものではない。すなわち，複写機，スキャナ，ＦＡＸあるいはワードプロセッサ等であっても定着装置を備えるものであれば適用可能である。また，カラーに限らず，モノクロ画像専用のものであってもよい。また，タンデム方式であっても，４サイクル方式であってもよい。

実施の形態にかかるプリンタの概略構成を示す断面図である。 第１の形態にかかる定着装置の概略構成を示す断面図である。 定着ローラの概略構成を示す断面図である。 加圧ローラの概略構成を示す断面図である。 磁束発生部と通紙領域との位置関係を示す模式図である。 外部加熱ローラと加圧ローラとの位置関係を示す模式図である。 外部加熱ローラを当接させて小サイズ紙を連続通紙した場合の定着ローラの温度分布を示すグラフである。 外部加熱ローラを当接させずに小サイズ紙を連続通紙した場合の定着ローラの温度分布を示すグラフである。 第２の形態にかかる定着装置の概略構成を示す断面図である。 定着ベルトの概略構成を示す断面図である。 パッド部材の概略構成を示す断面図である。 加圧体の概略構成を示す断面図である。

符号の説明

１ 定着ローラ（定着回転体）
２ 加圧ローラ（加圧回転体）
３ 磁束発生部（第１加熱源）
３１ 励磁コイル
３２ 磁性体コア
３３ コイルボビン
３４ 駆動回路
４１ 温度センサ（温度検出部）
４２ 温度センサ
５ 外部加熱ローラ（補助回転体）
５１ ヒータランプ（第２加熱源）
９ 制御回路
１００ 定着装置（定着装置）

Claims (5)

1. 記録媒体上の画像を記録媒体に定着させる定着装置において，
   第１加熱源により加熱される定着回転体と，
   前記定着回転体と接触し，記録媒体を搬送するニップ部を形成する加圧回転体と，
   第２加熱源により加熱され，前記加圧回転体と接触する補助回転体とを備え，
   前記補助回転体は，ウォーミングアップ時には第２加熱源の通電がオンされ，通紙時には第２加熱源の通電がオフされることを特徴とする定着装置。
2. 記録媒体上の画像を記録媒体に定着させる定着装置において，
   第１加熱源により加熱される定着回転体と，
   前記定着回転体と接触し，記録媒体を搬送するニップ部を形成する加圧回転体と，
   第２加熱源により加熱され，前記加圧回転体と接触する補助回転体とを備え，
   前記補助回転体は，ウォーミングアップ時には第２加熱源の通電がオンされ，通紙時には通紙される記録紙のサイズによって第２加熱源の通電のオンオフが選択されることを特徴とする定着装置。
3. 記録媒体上の画像を記録媒体に定着させる定着装置において，
   第１加熱源により加熱される定着回転体と，
   前記定着回転体と接触し，記録媒体を搬送するニップ部を形成する加圧回転体と，
   第２加熱源により加熱され，前記加圧回転体と接触する補助回転体と，
   前記定着回転体の軸方向の端部に位置し，前記定着回転体の表面温度を検出する温度検出部とを備え，
   前記補助回転体は，ウォーミングアップ時には第２加熱源の通電がオンされ，通紙時には前記温度検出部による検出値によって第２加熱源の通電のオンオフが選択されることを特徴とする定着装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１つに記載する定着装置において，
   前記定着回転体は，電磁誘導発熱するローラ部材であることを特徴とする定着装置。
5. 請求項１から請求項３のいずれか１つに記載する定着装置において，
   前記定着回転体は，無端状のベルト部材であることを特徴とする定着装置。

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