JPH10301434A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ヒートローラーの表面温度の上昇を軽減して
装置の熱劣化を防ぐとともに、装置の起動時間を短縮で
きる定着装置を提供する。 【解決手段】 定着ローラー１と加圧ローラー２を互い
に表面で圧接させるとともに回転自在に配置し、その内
部にヒーターが設けられた２つのヒートローラー３，４
のそれぞれを定着ローラー１の表面に圧接するように配
置するとともに、各ヒートローラー３，４の回転軸にロ
ーラー間のニップ幅を変更できるニップ幅制御機構２０
を設け、定着ローラー１とヒートローラー４との表面に
当接するように第一および第二温度センサー７，８を設
けて定着装置Ａを構成し、第一および第二温度センサー
７，８からの検出信号により、もしくは、定着装置の所
定の動作時にニップ幅制御機構２０がローラーの圧接力
を変更することによりヒートローラー３，４と定着ロー
ラー１との間のニップ幅を増減させるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像形成装置に用
いられて、転写材上のトナー像を溶融定着する定着装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真方式を用いた画像形成装
置は、転写材と、静電的に該転写材に担持された樹脂、
磁性体、着色料等からなるトナーとを、互いに圧接・回
転している定着ローラーと加圧ローラーの圧接部で挟持
搬送しながら熱と圧力を加えることなどで、溶融定着さ
せる定着装置を有している。

【０００３】このような定着装置は、例えばハロゲンラ
ンプなどを用いた熱源で定着ローラーを加熱してトナー
を溶融させており、定着ローラーの内部に熱源が配置さ
れて内部から定着ローラーを加熱する構成と、定着ロー
ラー外部に熱源が配置されて外部から定着ローラーを加
熱する構成とに大別することができる。

【０００４】定着ローラーを外部から加熱する構成にお
いて、その加熱方法にも様々な方式があるが、紙詰まり
時の安全性などを考えて、熱源を内蔵し熱伝導率の高い
物質を用いたローラー（ヒートローラー）を定着ローラ
ーの表面に圧接させて、ヒートローラーと定着ローラー
とを圧接させながら回転させることにより定着ローラー
を加熱する方式が用いられている。

【０００５】定着ローラーを外部から加熱する構成は、
定着ローラーの表層近傍にのみ蓄熟させる構造であるた
め、定着装置の起動時に、定着ローラー表面の温度が定
着に適当な温度になるまでに要する時間が比較的短いと
いう特徴がある。また定着動作中（コピー動作中）に、
転写材（記録紙やＯＨＰ用紙など）とトナーとに与える
熱量を定着ローラーに熱源から供給する過程で、定着ロ
ーラーの表面温度を一定に保つため、定着ローラー表面
に当接する様に配置される第一温度センサーと、ヒート
ローラー表面に当渡する様に配置される第二温度センサ
ーと、定着ローラーの表面温度が所定の温度となる様に
第一及び第二温度センサーの検出信号に応じてと一夕ー
への通電を制御する温度制御装置が設けられて温度制御
が行われている。その温度制御において、定着ローラー
を外部から加熱する構成は、定着ローラーを内部から加
熱する構成と比べると、制御の応答性が良いという特徴
がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例の様な熱源を内蔵したヒートローラーを定着ローラ
ー表面に圧接させて定着ローラーを加熱する構成におい
て、ローラー間の圧接部分のローラー周方向の幅である
ニップ幅が常に一定であると、起動時や通紙開始時など
に一時的ではあるがヒートローラーの温度が通常動作時
よりも高温になるという問題があった。ヒートローラー
が高温になると、それに当接している定着ローラーや近
接している周辺部材などの熱劣化が進行して、それらの
部材の耐久性が悪くなる。ヒートローラーの温度を下げ
るためにはニップ幅を増やすように両ローラーの圧接力
を大きくした構成にして熱の伝達を多くすればよいが、
そうすると定着ローラーとヒートローラーとの間の圧接
力が増加することにより、摺擦による劣化が起きてロー
ラーの耐久性が悪くなるという問題があった。

【０００７】また、最近では、できるだけ早くウォーム
アップを行って、短い時間でコピー動作に入ることので
きる画像形成装置が求められている。

【０００８】そこで、本発明は、定着ローラー外部にあ
る熱源で外部から定着ローラーを加熱する構成の定着装
置において、定着ローラーとヒートローラーとの間のニ
ップ幅を制御することで、ヒートローラーの表面温度の
上昇を軽減して装置の熱劣化を防ぐとともに、装置の起
動時間を短縮できる定着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】本出願にかかる第１の発
明によれば、上記目的は、互いに表面で圧接されるとと
もに回転自在に配置された定着ローラーおよび加圧ロー
ラーと、その内部に熱源が設けられ、定着ローラー表面
に圧接されるとともに回転自在に配置されて定着ローラ
ーの表面を加熱しながら回転する少なくとも１本以上の
ヒートローラーと、少なくとも定着ローラーとヒートロ
ーラーとの表面に当接するようにして配置されてローラ
ーの表面温度を検出できる温度検出手段とを有し、転写
材に形成されたトナー像を定着ローラーと加圧ローラー
の間に加熱挟圧搬送して溶融定着させる定着装置におい
て、ヒートローラーと定着ローラーとのいずれか一方も
しくは両方に、温度検出手段で検出された温度に応じて
もしくは装置の所定の動作時に、ローラー間のニップ幅
をローラーの圧接力を変更することにより制御できるニ
ップ幅制御機構を設けることにより達成される。

【００１０】また、本出願にかかる第２の発明によれ
ば、上記目的は、ニップ幅制御機構で、ヒートローラー
の検出温度に応じてヒートローラーと定着ローラーとの
間のニップ幅を増加もしくは減少できるようにローラー
を制御することにより達成される。

【００１１】また、本出願にかかる第３の発明によれ
ば、上記目的は、ニップ幅制御機構で、定着装置の起動
時に、ヒートローラーと定着ローラー間のニップ幅を通
常時よりも増加させるようにローラーを制御することに
より達成される。

【００１２】また、本出願にかかる第４の発明によれ
ば、上記目的は、ニップ幅制御機構で、定着動作中に、
ヒートローラーと定着ローラーとの温度差に応じて、ヒ
ートローラーと定着ローラーとの間のニップ幅を増加も
しくは減少できるようにローラーを制御することにより
達成される。

【００１３】また、本出願にかかる第５の発明によれ
ば、上記目的は、ヒートローラーは高熱伝導率層を有
し、該高熱伝導率層をアルミニウムもしくは鉄により形
成することにより達成される。

【００１４】また、本出願にかかる第６の発明によれ
ば、上記目的は、ヒートローラーと加圧ローラーとは、
それぞれの表層に離型層を有し、該離型層をフッ素樹脂
で形成することにより達成される。

【００１５】また、本出願にかかる第７の発明によれ
ば、上記目的は、ヒートローラーが複数設けられている
ときに、各ヒートローラー内の熱源として通電発熱体を
配置し、各通電発熱体の全体の消費電力に対して、定着
ローラーの回転方向上流側に位置する通電発熱体の消費
電力の割合を順に増加することにより達成される。

【００１６】さらにまた、本出願にかかる第８の発明に
よれば、上記目的は、加圧ローラー内に、加圧ローラー
の表面を加熱する熱源を設けることにより達成される。

【００１７】つまり、本出願にかかる第１の発明によれ
ば、ヒートローラーと定着ローラーとのいずれか一方も
しくは両方に設けられているニップ幅制御機構が、温度
検出手段からの検出結果に応じてもしくは装置の所定の
動作時に、ローラーへの圧接力を変えることによりヒー
トローラーと定着ローラーとの間のニップ幅を一時的に
増減させるので、ヒートローラーから定着ローラーへの
熱伝達率を変化させて一時的にヒートローラーの表面温
度が通常動作時より高温になることを軽減させ、ローラ
ーや周辺の部材の熱劣化を軽減させて耐久性を向上させ
ることができる。

【００１８】また、本出願にかかる第２の発明によれ
ば、ヒートローラーの検出温度に応じてヒートローラー
と定着ローラーとの間のニップ幅を増加もしくは減少で
きるようにニップ幅制御機構がローラーを制御すること
により、ヒートローラーの表面温度が通常動作時より高
温になることを軽減させ、より効果的にローラーや周辺
の部材の熱劣化を軽減させて耐久性を向上させることが
できる。

【００１９】また、本出願にかかる第３の発明によれ
ば、定着装置の起動時には、ヒートローラーと定着ロー
ラー間のニップ幅を通常時（ローラーが回転していない
場合など）よりも増加させるようにニップ幅制御機構が
ローラーの圧接力を変化させ、ヒートローラーの熱が定
着ローラーに伝達されやすくなるので、装置の起動時に
ヒートローラーの温度が異常に上昇することを防ぐとと
もに、定着ローラーがすばやく加熱されて起動に要する
時間を短縮することができる。

【００２０】また、本出願にかかる第４の発明によれ
ば、定着動作中には、ヒートローラーと定着ローラーと
の温度差に応じて、ニップ幅制御機構がヒートローラー
と定着ローラーとの間のニップ幅を増加（温度差が大き
い場合）もしくは減少（温度差が小さい場合）させるの
で、定着ローラーの温度を定着可能な温度に保持させる
ことができるとともに、ヒートローラーの温度が上昇す
ることを防ぐことができる。

【００２１】また、本出願にかかる第５の発明によれ
ば、ヒートローラーの高熱伝導率層を、アルミニウムも
しくは鉄により形成して、ヒートローラーの熱伝導率を
向上させて、ヒートローラー自身に熱がこもらずにロー
ラーの周囲の部材などの熱劣化を防ぐことができる。

【００２２】また、本出願にかかる第６の発明によれ
ば、ヒートローラーと加圧ローラーとの表層にそれぞれ
形成された離型層により離型性が向上し、ローラーの回
転中にニップ幅を変更した場合でも、すばやくニップ幅
の変更を行うことができる。

【００２３】また、本出願にかかる第７の発明によれ
ば、ヒートローラーが複数設けられているときに、定着
ローラーの表面温度の低い部分に接触しているヒートロ
ーラー内の通電発熱体の消費電力が多くなるので、相対
的に定着ローラー回転方向下流側に位置するヒートロー
ラーの表面温度が低くなり、各ヒートローラーの表面温
度が均一化され、一部のヒートローラーの表面温度が異
常な高温となることを防ぐのでローラーの周囲の部材な
どの熱劣化を防ぐことができる。

【００２４】さらにまた、本出願にかかる第８の発明に
よれば、装置の起動時や復帰動作時に、加圧ローラーの
内部の熱源を作動させることにより、定着ローラーの加
熱が促進されて、起動に要する時間を短縮させることが
できる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。

【００２６】（第１の実施形態）まず、本発明の第１の
実施形態を図１〜図５により説明する。図１は、本発明
の特徴を最もよく表す図画であり、本発明の一実施例で
ある定着装置の要部断面説明図である。

【００２７】定着装置Ａは、互いに表面で圧接されると
ともに回転自在に配置された定着ローラー１および加圧
ローラー２や、その内部に熱源が設けられ、定着ローラ
ー１表面に圧接されるとともに回転自在に配置されて定
着ローラー１の表面を加熱しながら回転する２本のヒー
トローラー３，４や、定着ローラー１とヒートローラー
４との表面に当接するようにして配置されてローラーの
表面温度を検出する温度検出手段として設けられた第一
温度センサー７と第二温度センサー８や、未定着のトナ
ー画像１０を担持しながら搬送される転写材１１を定着
ローラー１と加圧ローラー２との圧接部（ニップ部）へ
案内する搬送ガイド９や、加圧ローラー２の表面に当接
または近接して転写材を分離させる分離爪１２などから
構成されている。

【００２８】ヒートローラー３，４で加熱される定着ロ
ーラー１は、例えば厚さ３ｍｍの鉄製の芯金シリンダの
表面に、厚さ６ｍｍでＪＩＳ−Ａ硬度３０〜６０度のＨ
ＴＶシリコンゴムが被服されて形成されており、外径は
５０ｍｍである。また表面の離型性を高めるために、例
えば、厚さ２０〜７０μｍのＰＴＦＥや厚さ５０〜１０
０μｍのＰＦＡ等のフッ素樹脂の層を設けるようにして
もよい。

【００２９】定着ローラー１の表面に圧接されて回転す
る加圧ローラー２は、例えば外径３８ｍｍで厚さ２ｍｍ
のアルミニウム製シリンダで、その表層に離型性を高め
るためにフツ素樹脂をコーティングしたものが用いられ
ている。

【００３０】定着ローラー１を加熱するヒートローラー
３，４は、外径２８ｍｍで、厚さ２〜４ｍｍのアルミニ
ウム製シリンダで、その表層には離型性を高めるために
フツ素樹脂をコーティングしたものが用いられている。
また、ヒートローラー３，４のシリンダ内面は、黒塗り
塗装されて、熱の伝導がよくなるようにしている。

【００３１】また、ヒートローラー３，４の各シリンダ
内の中心部で回転軸の軸方向に沿って、熱源として例え
ばハロゲンランプを用いたヒーター５，６がそれぞれ配
置されており、ヒーター５，６が作動することによりヒ
ートローラーが加熱されるようになっている。

【００３２】ヒーター５，６の各ハロゲンランプは、そ
の消費電力が等しくなるように設定されているととも
に、ヒーター５，６へ供給される最大電力は、例えば８
００〜２０００Ｗの範囲内で、ヒーターへの電力供給
は、定着ローラー表面に当接するように配置された第一
温度センサー７と、ヒートローラー４の表面に当接する
ように配置された第二温度センサー８からの表面温度の
検出信号をもとに、定着ローラーの表面が所定の一定温
度になるように、例えば電力供給のオン・オフスイッチ
ングで自動制御できるようになっている。ヒーターの制
御の方法としては、電力供給のオン・オフスイッチング
のほか、電圧レベルの切り替え制御、または時間的に振
動する出力電庄の位相制御あるいは周波数制御などの公
知の方法を適宜選択して用いることができる。なお第一
および第二温度センサー７，８は、サーミスタまたは熱
電対などの素子を用いることができるとともに、それぞ
れ定着ローラーとヒートローラーの回転軸方向のほぼ中
央に位置するように配置されていている。

【００３３】次に各ローラーの回転駆動方法、加圧方法
について説明する。各ローラーは回転自在に支持されて
おり、定着ローラー１のみを駆動することにより、定着
ローラー１の表面に圧接している加圧ローラー２と、ヒ
ートローラー３，４とがそれぞれの圧接部（ニップ部）
での摩擦力で従動回転できるようになっている。

【００３４】加圧ローラー２は図示を省略した加圧バネ
により定着ローラー１に所定の荷重で圧接されている。
一例を示せば、加圧ローラー２は約１４０Ｋｇ重の荷重
で加圧されており、そのときの定着ローラー１と加圧ロ
ーラー２とのニップ幅（圧接部の幅）は約７．５ｍｍと
なっている。なお、加圧ローラーにかけられる荷重はこ
れに限るものではなく、装置の特性により適宜選択で
き、それに合わせてニップ幅も変更することができる。

【００３５】また、ヒートローラー３，４との回転軸の
端部には、図１（ｂ）に示すニップ幅制御機構２０が設
けられており、ニップ幅制御機構２０により加圧ローラ
ー２とヒートローラー３，４とが定着ローラー１の表面
に所定の荷重で圧接されるようになっている。なお、ニ
ップ幅制御機構は、各ヒートローラのうち選択されたヒ
ートローラーにのみ設けるようにしてもよいし、複数の
ヒートローラーの全てに設けるようにしてもよい。本実
施形態では、ヒートローラー３，４は、通常の状態でそ
れぞれ約７０Ｋｇ重の荷重で加圧されており、そのとき
の定着ローラー１と各ヒートローラー３，４とのニップ
幅は約５ｍｍとなり、合計で約１０ｍｍとなる。

【００３６】ニップ幅制御機構２０は、例えばバネを用
いた弾性部材２１の先端が、ヒートローラーの回転軸１
８の端部に設けられて回転軸１８を回動可能に保持して
いる保持部材１９に係止されて回転軸１８に所定の荷重
をかけられるようになっているとともに、弾性部材２１
の基端が受板２２の平面部に係止されている。

【００３７】また、受板２２の弾性部材２１側とは逆側
の平面部に、モーターなどの駆動装置２４に接続された
円板カム２５の周縁部が当接してニップ幅制御機構２０
が構成されており、駆動装置２４の作動により駆動軸を
介して円板カム２５が回転し、円板カム２５の回転にし
たがって、受板２２が弾性部材２１の軸方向に沿って直
線運動することにより、弾性部材２１によるヒートロー
ラーの回転軸１８への荷重が変化するようになってお
り、回転軸１８への荷重の変化によりヒートローラーの
圧接力が変わって定着ローラーとヒートローラーとのニ
ップ幅が増減されるようになっている。なお、定着ロー
ラーの回転軸にニップ幅制御機構を設け、定着ローラー
と加圧ローラーとの圧接位置を支点として、定着ローラ
ーがヒートローラー３方向もしくはヒートローラー４方
向に回転移動できるようにして、相対的にヒートローラ
ーと定着ローラーとのニップ幅を増減できるようにして
もよい。

【００３８】ところで、駆動装置２４は、温度検出手段
からの検出信号に応じて、もしくは、装置の起動時など
所定の動作時に駆動装置２４へ所定の駆動信号を送信す
る駆動制御装置（図示せず）に接続されて、適宜定着ロ
ーラーとヒートローラーとのニップ幅を調節できるよう
になっている（ヒートローラーの温度が高いときにはニ
ップ幅を増加させる）。例えば、ヒートローラーの温度
に応じてニップ幅を制御する場合は、ヒートローラーの
温度が所定温度以上になったときに、ローラーの荷重を
増加させるように駆動装置２４を作動させる信号を送信
するようにする。また、定着装置の起動時や通紙開始時
には、起動開始や通紙開始から所定の時間だけローラー
の荷重を増加させるように駆動装置２４を作動させる信
号を送信するようにしてもよい。さらに、記録用紙など
を通紙中は、ヒートローラーと定着ローラーとの温度差
を検出し、その検出結果によって、温度差が大きい場合
はローラーの荷重を増加させるように駆動装置２４を作
動させ、温度差が小さいときはローラーの荷重を減少さ
せるように駆動装置２４を作動させて、定着ローラーの
表面温度が所定の温度になるように制御することができ
る。

【００３９】上記構成の定着装置Ａにより画像形成を行
う際には、画像形成を行うために定着装置の起動を行
う。このとき、起動開始から所定時間だけニップ幅制御
機構２０の駆動装置２４が２つのヒートローラー３，４
の圧接荷重を増加させるように作動して、定着ローラー
１と２つのヒートローラー３，４とのニップ幅を増加さ
せる。所定時間が経過したら、駆動装置２４が２つのヒ
ートローラー３，４の圧接荷重を減少させるように作動
して、ニップ幅を通常の値に戻す。また、画像形成を開
始した直後の所定時間の間は、定着ローラー１と２つの
ヒートローラー３，４とのニップ幅を増加させるように
する。

【００４０】画像形成を開始して、転写材を定着装置に
通している間は、定着装置１の第一温度センサー７とヒ
ートローラー４の第二温度センサー８との温度差を検出
し、その値によってニップ幅を増減させる。すなわち、
温度差が大きいときは、ニップ幅を通常の値よりも増加
させ、温度差が小さいときはニップ幅を通常の値よりも
減少させる。温度差がないときは、通常のニップ幅を維
持する。なお、温度センサーを、各ヒートローラーに設
けて、それらの各温度センサーによりヒートローラー別
の温度を検出させ、その値によって、別個にヒートロー
ラーの圧接力を制御するようにしてもかまわない。

【００４１】図２に、従来の構成の定着装置を用いて、
装置の起動時の各ローラーの表面温度をモニターした結
果を示すとともに、図３に、従来の定着装置を用いて、
装置の待機状態から通紙を開始したときの通紙中の各ロ
ーラーの表面温度をモニターした結果を示す。なお、図
２の横軸は装置起動開始からの時間を、縦軸は各ローラ
ーの表面温度を表している。また、図３の横軸は通紙を
開始してからの通紙枚数を、縦軸は各ローラーの表面温
度を表している。

【００４２】図２からわかるように、定着ローラーの温
度が目標温度Ｔ_Tに達する時間ｔに、ヒートローラーの
温度が最高（Ｔ_MAX）となっている。また、図３からわ
かるように、ヒートローラーの温度が通紙を開始してか
らしばらくの間上昇してかなりの高温に達しており、そ
の後、定常状態となっている。このように、装置の起動
開始時と、通紙中（通紙開始からしばらくの間）とのど
ちらとも、ローラーの表面温度が定常状態になるまでの
間に一時的ではあるがヒートローラーの温度がかなりな
高温になっているのがわかる。このヒートローラーが一
時的にせよかなりの高温となることは、ヒートローラー
に当接している定着ローラーや、近接している周辺部材
などの昇温を考慮すると好ましい現象とはいえず、可能
な限り低くするべきである。

【００４３】ヒートローラーにより定着ローラー表面を
加熱する場合、その伝熱量は各ローラーの様々な要因に
よるが、ニップ幅によるところが大きい。そこで、本実
施形態の定着装置のように、ローラーの圧接力を変化さ
せるニップ幅制御機構２０で、装置起動時や通紙開始時
などに、ヒートローラー３，４に対する荷重を増加させ
ニップ幅を増やすことで、図２、図３に示した一時的に
高温になっているヒートローラーの温度を低下させるこ
とができる。

【００４４】図４と図５のそれぞれに、上記機構を有す
る本実施形態の定着装置Ａにおいて、起動時と通紙開始
時との所定時間の間にのみニップ幅制御機構２０によ
り、定着ローラー１と各ヒートローラー３，４の間のニ
ップ幅を、通常動作時の５ｍｍ（計１０ｍｍ）から７ｍ
ｍ（計１４ｍｍ）に変更して、各ローラー表面温度をモ
ニターした結果を示す。なお、図４の横軸は装置起動開
始からの時間で、縦軸は各ローラーの表面温度である。
また、図５の横軸は通紙開始してからの通紙枚数で、縦
軸は各ローラーの表面温度である。

【００４５】本実施形態の定着装置では、図４からわか
るように、通常の定着装置を用いた場合（図２参照）と
比べて、起動時のヒートローラーの最高温度を約１０℃
下げることができ、また装置起動時間を約２０ｓｅｃ短
縮することができた。また、図５からわかるように、通
常の定着装置を用いた場合（図３参照）と比べて、通紙
開始時のヒートローラーの温度上昇が小さいとともに、
通紙開始時の定着ローラーの温度低下が少ないことがわ
かる。

【００４６】このように本実施形態では、ニップ幅制御
機構によりローラーの圧接力を変えることで、定着ロー
ラーとヒートローラー間のニップ幅（圧接部分のローラ
ー周方向の幅）を一時的に増減させ、装置起動時や通紙
開始時などにヒートローラーの表面温度が一時的に高く
なるのを軽減することで、装置の熱劣化を防ぎ耐久性を
上げるとともに、装置の起動時間を短縮することができ
る。

【００４７】（第２の実施形態）本実施形態は、ヒータ
ー５、６の全体の消費電力のうち、定着ローラーの回転
方向上流側であるヒーター５の消費電力の割合をヒータ
ー６のより増やし、２つのヒートローラーの表面温度を
均一化させるようにしたものである。なお、ヒートロー
ラーや定着ローラーなどの各部材は、第１の実施形態と
同じである。

【００４８】図１において、所定の表面温度の定着ロー
ラー１が回転し、定着ローラー１と加圧ローラー２との
ニップ部でトナー１０と転写材１１とに熱を与え、その
後、定着ローラー１の回転により、定着ローラー１のト
ナー１０と転写材１１に熱を奪われた部分がヒートロー
ラー３で加熱され、次に、ヒートローラー４で加熱され
る。このとき、ヒーター５，６の消費電力が同じである
と、ヒートローラー３で加熱された部分に接触している
ヒートローラー４の方が定着ローラーに奪われる熱量が
少ないので、ヒートローラー４の温度の方がヒートロー
ラー３の温度よりも高くなってしまう。

【００４９】これに対して本実施形態では、ヒーター５
の消費電力の割合をヒーター６よりも増やすようにして
いる。例えば、２つのヒーターに割り当てられた消費電
力の全体の６０％（全体で１０００Ｗなら６００Ｗ）を
ヒーター５が消費し、残りの４０％をヒーター６が消費
するようにする。このことにより、定着ローラーの温度
の低い部分に接触するヒートローラー３の温度は上がる
が、定着ローラーに奪われる熱量が多いのでそれほど温
度上昇を招くことがなく、ヒートローラー３，４の表面
温度を均一化でき、この場合のヒートローラー４の表面
温度は２つのヒーターの消費電力が同じ場合に比べて低
くなり、ヒートローラー４で検出される最高温度を下げ
ることができる。なお、本実施形態では、ヒーターが２
つの場合を説明したが、ヒーターが３つ以上ある場合で
も、定着ローラーの回転法上流側のヒーターの消費電力
の割合を順次増やすようにすれば、本実施形態の効果を
得ることができる。また、ニップ部制御機構と併用して
いるが、ニップ部制御機構を有していない定着装置であ
って、２つ以上のヒーターが用いられている装置であれ
ば本発明を適用することができる。

【００５０】（第３の実施形態）本実施形態は、電源容
量に余裕がある場合に、加圧ローラーの内部にヒーター
を内蔵し、装置起動時や、低電力モードなどを設定した
場合にその復帰動作時などに加圧ローラーに内蔵された
ヒーターを作動させるようにしてものである。

【００５１】本実施形態では、実質的にヒートローラー
の数を増やしたことになり、装置の起動や復帰などに要
する時間をさらに短縮することができるとともに、ニッ
プ部制御機構を加圧ローラーにも適用することにより、
装置の起動や復帰などに要する時間をさらに短縮するこ
とができる。

【００５２】（第４の実施形態）本実施形態は、加圧ロ
ーラーの外径を、第１の実施形態のものよりも大径にし
たものである。

【００５３】本実施形態では、加圧ローラーの外径を、
例えば５０ｍｍにして、定着ローラーと加圧ローラーと
のニップ部における転写材行路の曲率を小さくした。こ
のことにより、定着後の転写材のカールを軽減させるこ
とができる。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように、本出願にかかる第
１の発明によれば、ローラーに設けられてたニップ幅制
御機構が、温度検出手段からの検出結果に応じてもしく
は装置の所定の動作時に、ローラーへの圧接力を変化さ
せ、ヒートローラーと定着ローラーとの間のニップ幅を
一時的に増減させて熱の伝達率を加減できるので、装置
起動時や通紙開始時などにヒートローラーの表面温度が
一時的に高くなることを防ぐことができ、熱劣化による
耐久性の悪化を軽減することができる。

【００５５】また、本出願にかかる第２の発明によれ
ば、ヒートローラーの検出温度に応じてニップ幅制御機
構がヒートローラーと定着ローラーとの間のニップ幅を
増加もしくは減少できるので、ヒートローラーの表面温
度を均一化させて通常動作時より高温になることを軽減
し、より効果的にローラーや周辺の部材の熱劣化を防ぐ
ことができ、装置の耐久性が向上する。

【００５６】また、本出願にかかる第３の発明によれ
ば、定着装置の起動時に、ヒートローラーと定着ローラ
ー間のニップ幅を通常時よりも増加させることにより、
ヒートローラーの熱が定着ローラーに伝達されやすくな
るので、装置の起動時にヒートローラーの温度が異常に
上昇することを防ぐとともに、定着ローラーの加熱が良
好に行なわれて起動時間を短縮することができる。

【００５７】また、本出願にかかる第４の発明によれ
ば、定着動作中に、ヒートローラーと定着ローラーとの
温度差に応じて、ヒートローラーと定着ローラーとの間
のニップ幅を増加（温度差が大きい場合）もしくは減少
（温度差が小さい場合）させるので、定着ローラーの温
度を定着可能な温度に保持できるし、ヒートローラーの
温度が上昇することを防ぐことができ、良好な画像形成
を確保できるとともに、装置の熱劣化を防いで耐久性を
向上させることができる。

【００５８】また、本出願にかかる第５の発明によれ
ば、アルミニウムもしくは鉄の熱伝導率層がヒートロー
ラーの熱伝導率を向上させるので、定着ローラーの加熱
が良好に行なわれるとともに、ヒートローラー自身に熱
がこもらずにローラーの周囲の部材などの熱劣化を防ぐ
ことができる。

【００５９】また、本出願にかかる第６の発明によれ
ば、ヒートローラーと加圧ローラーとの表層の離型層に
より、両ローラーと定着ローラーとの圧接による劣化を
軽減できるし、すばやくニップ幅の変更を行うことがで
きる。

【００６０】また、本出願にかかる第７の発明によれ
ば、定着ローラーの表面温度の低い部分に接触している
ヒートローラー内の通電発熱体の消費電力が多くなり、
各ヒートローラーの表面温度が均一化されるので、効率
よく定着ローラーを加熱して、装置の起動時間を短縮で
きるとともに、定着ローラーの表面温度の保持を効果的
に行うことができる。また、ヒートローラーの異常な昇
温を防いでローラー周囲の部材の熱劣化を防ぐことがで
きる。

【００６１】さらにまた、本出願にかかる第８の発明に
よれば、装置の起動時や復帰動作時に、加圧ローラーの
内部の熱源を作動させることにより、実質的にヒートロ
ーラーが増加した効果を得ることができ、定着ローラー
の加熱が促進されて起動に要する時間を短縮することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を示す定着装置の要部断面図
（ａ）と、ニップ幅制御機構を示す概略説明図（ｂ）で
ある。

【図２】従来の定着装置を用いた場合の、定着装置起動
開始からの時間と各ローラーの表面温度との関係をしめ
すグラフである。

【図３】従来の定着装置を用いた場合の、通紙を開始し
てからの通紙枚数と各ローラーの表面温度との関係を示
すグラフである。

【図４】本発明の定着装置を用いた場合の、定着装置起
動開始からの時間と各ローラー表面温度との関係を示す
グラフである。

【図５】本発明の定着装置を用いた場合の、通紙を開始
してからの通紙枚数と各ローラー表面温度との関係を示
すグラフである。

【符号の説明】

１ 定着ローラー ２ 加圧ローラー ３ ヒートローラー ４ ヒートローラー ５ ヒーター ６ ヒーター ７ 第一温度センサー（温度検出手段） ８ 第二温度センサー（温度検出手段） Ａ 定着装置

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに表面で圧接されるとともに回転自
   在に配置された定着ローラーおよび加圧ローラーと、そ
   の内部に熱源が設けられ、定着ローラー表面に圧接され
   るとともに回転自在に配置されて定着ローラーの表面を
   加熱しながら回転する少なくとも１本以上のヒートロー
   ラーと、少なくとも定着ローラーとヒートローラーとの
   表面に当接するようにして配置されてローラーの表面温
   度を検出できる温度検出手段とを有し、転写材に形成さ
   れたトナー像を定着ローラーと加圧ローラーの間に加熱
   挟圧搬送して溶融定着させる定着装置において、定着ロ
   ーラーとヒートローラーのうちいずれか一方もしくは両
   方に、温度検出手段で検出された温度に応じてもしくは
   装置の所定の動作時に、ローラー間の圧接部分のローラ
   ー周方向の幅であるニップ幅をローラーの圧接力を変更
   することにより制御できるニップ幅制御機構が設けられ
   ていることを特徴とする定着装置。
2. 【請求項２】 ニップ幅制御機構は、ヒートローラーの
   検出温度に応じてヒートローラーと定着ローラーとの間
   のニップ幅を増加もしくは減少できるようにローラーを
   制御できることとする請求項１に記載の定着装置。
3. 【請求項３】 ニップ幅制御機構は、定着装置の起動時
   に、ヒートローラーと定着ローラー間のニップ幅を通常
   時よりも増加させるようにローラーを制御できることと
   する請求項１に記載の定着装置。
4. 【請求項４】 ニップ幅制御機構は、定着動作中に、ヒ
   ートローラーと定着ローラーとの温度差に応じて、ヒー
   トローラーと定着ローラーとの間のニップ幅を増加もし
   くは減少できるようにローラーを制御できることとする
   請求項１に記載の定着装置。
5. 【請求項５】 ヒートローラーは高熱伝導率層を有し、
   該高熱伝導率層はアルミニウムもしくは鉄で形成されて
   いることとする請求項１に記載の定着装置。
6. 【請求項６】 ヒートローラーと加圧ローラーとは、そ
   れぞれの表層に離型層を有し、該離型層はフッ素樹脂で
   形成されていることとする請求項１または請求項２に記
   載の定着装置。
7. 【請求項７】 ヒートローラーが複数設けられていると
   ともに、各ヒートローラー内の熱源として通電発熱体が
   配置され、各通電発熱体の全体の消費電力に対して、定
   着ローラーの回転方向上流側に位置する通電発熱体の消
   費電力の割合が順に増加することとする請求項１から請
   求項６のうちのいずれか１つに記載の定着装置。
8. 【請求項８】 加圧ローラーの内部に、加圧ローラーの
   表面を加熱する熱源が設けられていることとする請求項
   １から請求項７までのうちのいずれか１つに記載の定着
   装置。