JP4032642B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【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５７−１０２７４１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５２−１０６７４１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り、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は、雄ネジと雌ネジとで勘合され、前記２個の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は相互に逆巻きであり、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１２、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１２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５〜５０μｍ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１４ａ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１４ｃ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１００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１００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１７ａ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、弾性を有する定着ローラ１７ａと加圧ローラ４７ａとの間で形成される、幅５〜２０ｍｍ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１７１ｇ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１７１ａ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１７１ｄ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４７１ａの外周面に例えばシリコン材を用い、ゴム硬度が１０Ｈｓ〜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４７１ｂ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１７ａ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）×１０3Ｊ／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）×１０3Ｊ／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）×１０3Ｊ／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１７１ａ（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１０〜５０Ｈｓ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１７１ｄ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０．３〜３μｍ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０．１μｍ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９０〜１００％、好ましくは９５〜１００％の光を光吸収層１７１ｂ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（Ｆｅ2Ｏ3）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３０〜１５０μｍ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３０ｍｍ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ＴＵａ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ＳＰｂ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ＳＰａ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し、それぞれの温度均一化ローラが定着ローラ１７ａ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Ｍｂ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１７ａ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１７ａ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１７ａ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Ｍａ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１７ａ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Ｂａ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Ｈａ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１０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ＴＵｂ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，ＳＲｃ，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ＴＵｂ１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，ＳＲｃ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ＴＵｂ４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ＳＲａ，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１７ａ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ＴＵｂ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，ＴＵｂ４に設けられる温度均一化ローラとしての接触ローラＳＲａ，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ＳＲａ，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】
本発明によれば、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】
また、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。
【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
１４ｃ １次転写器
１４ｇ ２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
【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５７−１０２７４１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５２−１０６７４１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り、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は、雄ネジと雌ネジとで勘合され、前記２個の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は相互に逆巻きであり、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１２、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１２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５〜５０μｍ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１４ａ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１４ｃ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１００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１００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１７ａ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、弾性を有する定着ローラ１７ａと加圧ローラ４７ａとの間で形成される、幅５〜２０ｍｍ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１７１ｇ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１７１ａ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１７１ｄ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４７１ａの外周面に例えばシリコン材を用い、ゴム硬度が１０Ｈｓ〜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４７１ｂ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１７ａ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）×１０3Ｊ／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）×１０3Ｊ／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）×１０3Ｊ／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１７１ａ（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１０〜５０Ｈｓ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１７１ｄ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０．３〜３μｍ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０．１μｍ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９０〜１００％、好ましくは９５〜１００％の光を光吸収層１７１ｂ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（Ｆｅ2Ｏ3）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３０〜１５０μｍ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３０ｍｍ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ＴＵａ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ＳＰｂ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ＳＰａ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し、それぞれの温度均一化ローラが定着ローラ１７ａ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Ｍｂ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１７ａ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１７ａ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１７ａ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Ｍａ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１７ａ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Ｂａ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Ｈａ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１０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ＴＵｂ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，ＳＲｃ，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ＴＵｂ１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，ＳＲｃ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ＴＵｂ４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ＳＲａ，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１７ａ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ＴＵｂ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，ＴＵｂ４に設けられる温度均一化ローラとしての接触ローラＳＲａ，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ＳＲａ，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】
本発明によれば、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】
また、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。
【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
１４ｃ １次転写器
１４ｇ ２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
Claims (6)
- 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り、
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は、雄ネジと雌ネジとで勘合され、
前記２個の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は相互に逆巻きであり、
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。 - 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１に記載の画像形成装置。
- 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１または２に記載の画像形成装置。
- 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１乃至３の何れか１項に記載の画像形成装置。
- 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乃至４の何れか１項に記載の画像形成装置。
- 前記温度均一化ユニット部材に、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乃至５の何れか１項に記載の画像形成装置。
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