JP2001092281A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 省エネルギーとウォーミングアップ性能を維
持しながら、高速定着を可能とすると共に、均一で安定
した温度による良好な定着性が得られる定着装置及び画
像形成装置を提供すること。 【解決手段】 固定発熱体を内接して設けたフィルム状
回転部材と、フィルム状回転部材に対向して設けられ
る、熱線を発する熱線照射手段を内部に有し、熱線に対
して透光性を有する円筒状の透光性基体と、透光性基体
の外側に透光性弾性層と、透光性弾性層の外側に熱線を
吸収する熱線吸収層とを設けたロール状の熱線定着用回
転部材とよりなることを特徴とする定着装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリン
タ、ＦＡＸ等に用いられるクイックスタートが可能な定
着装置、及びこれ用い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
エネルギー効果が悪く、省エネ面で不利であり、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、温度制御された固定
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
方式の定着装置やそれを用いた画像形成装置が提案さ
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透光性基体を
熱線定着ローラ（熱線定着用回転部材）として用い、内
部に設けたハロゲンランプ（熱線照射手段）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やこれを
用いた画像形成装置が、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、透光性基体の外周面に光吸収層を設けて
熱線定着ローラ（熱線定着用回転部材）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（熱線照射
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
る定着方法やこれを用いた画像形成装置が特開昭５９−
６５８６７号公報により開示されている。

【０００６】また従来より両面コピーにおいては、像担
持体上に形成した一方の面の画像を転写材上に転写、定
着し、これを一旦両面反転給送装置に収納し、再び像担
持体上に形成された画像とタイミングを合わせて両面反
転給送装置より転写材を給送し、転写材上に他方の面の
画像を転写、定着する方法がとられている。

【０００７】このように両面画像形成装置では、上記の
如く、両面反転給送装置への給送や定着装置を２度通す
等の転写材の搬送が行われるので、転写材搬送の信頼性
が低く、転写材のジャムやしわ等を引き起こす原因とな
っていた。

【０００８】これに対し、特公昭４９−３７５３８号公
報、同５４−２８７４０号公報、特開平１−４４４５７
号公報や同４−２１４５７６号公報等により、像担持体
と中間転写体とを用いて転写材の両面にトナー像を形成
後、１回で定着を行うものが提案されている。

【０００９】また、本願発明者らは、感光体ドラム（像
担持体）の周りに帯電手段、画像書込手段、現像手段等
よりなるトナー像形成手段を複数組配置し、感光体ドラ
ム上に形成した重ね合わせカラートナー像を一旦ベルト
状の中間転写体に一括して転写した後、再度感光体ドラ
ム上に重ね合わせカラートナー像を形成し、感光体ドラ
ム上のトナー像及び中間転写体上のトナー像とタイミン
グを合わせて給送され、中間転写体により搬送される転
写材の両面にそれぞれ、感光体ドラム上のトナー像を表
面画像として転写し、また中間転写体上のトナー像を裏
面画像として転写した後、転写材上のトナー像を定着手
段により定着して両面カラー画像を形成する画像形成装
置や画像形成方法（１パス両面画像形成方法）を特開平
９−２５８４９２号公報や特開平９−２５８５１６号公
報にて開示した。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
セラミックヒータ（固定発熱体）や誘導発熱体を用いる
熱定着フィルム（フィルム状回転部材）により転写材上
のトナー像を定着する方法による定着装置やこれを用い
る画像形成装置においては、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が図られた
ものの、熱定着フィルム（フィルム状回転部材）におい
ては、温度の立ち上がり（昇温）は早いが、熱定着フィ
ルムでは固定発熱体や誘導発熱体を用いているため、そ
れぞれハードローラの定着性を有し、カラートナー像の
定着が困難である。このため、対となるローラ部材とし
てゴムローラを用いているが、ゴムローラは昇温速度が
遅く、高速定着に適さず、また安定して均一な温度分布
が得られず定着むら等が発生し、定着性が悪いという問
題が生じる。特に、上記両面画像形成装置の表面トナー
像の定着や、カラートナー像の定着での高速定着や定着
性が悪い。

【００１１】本発明は上記のゴムローラ側での問題点を
改良しすることにより、省エネルギーとウォーミングア
ップ性能を維持しながら、高速定着を可能とすると共
に、均一で安定した温度による良好な定着性が得られる
定着装置及び画像形成装置、また特に、省エネルギーと
ウォーミングアップ性能を維持しながら、両面画像形成
における表面トナー像やカラートナー像の高速定着を可
能とすると共に、均一で安定した温度による良好な定着
性が得られる定着装置及び画像形成装置を提供すること
を目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的は、転写材上の
トナー像を加熱と加圧とにより前記転写材に固定する定
着装置において、固定発熱体を内接して設けたフィルム
状回転部材と、前記フィルム状回転部材に対向して設け
られる、熱線を発する熱線照射手段を内部に有し、前記
熱線に対して透光性を有する円筒状の透光性基体と、該
透光性基体の外側に透光性弾性層と、該透光性弾性層の
外側に前記熱線を吸収する熱線吸収層とを設けたロール
状の熱線定着用回転部材とよりなることを特徴とする定
着装置（第１の発明）によって達成される。

【００１３】また、上記目的は、転写材上のトナー像を
加熱と加圧とにより前記転写材に固定、定着する画像形
成装置において、固定発熱体を内接して設けたフィルム
状回転部材と、前記フィルム状回転部材に対向して設け
られる、熱線を発する熱線照射手段を内部に有し、前記
熱線に対して透光性を有する円筒状の透光性基体と、該
透光性基体の外側に透光性弾性層と、該透光性弾性層の
外側に前記熱線を吸収する熱線吸収層とを設けたロール
状の熱線定着用回転部材とよりなる定着装置を有するこ
とを特徴とする画像形成装置（第２の発明）によって達
成される。

【００１４】また、上記目的は、転写材上のカラートナ
ー像を加熱と加圧とにより前記転写材に固定、定着する
画像形成装置において、熱線を発する熱線照射手段を内
部に有し、前記熱線に対して透光性を有する円筒状の透
光性基体と、該透光性基体の外側に透光性弾性層と、該
透光性弾性層の外側に前記熱線を吸収する熱線吸収層と
を設けたロール状の熱線定着用回転部材と、前記熱線定
着用回転部材に対向して設けられる、固定発熱体を内接
して設けたフィルム状回転部材とよりなる定着装置を有
し、前記カラートナー像に前記熱線定着用回転部材が対
応することを特徴とする画像形成装置（第３の発明）に
よって達成される。

【００１５】また、上記目的は、転写材上のトナー像を
加熱と加圧とにより前記転写材に固定する定着装置にお
いて、誘導発熱体を内接して設けたフィルム状回転部材
と、前記フィルム状回転部材に対向して設けられる、熱
線を発する熱線照射手段を内部に有し、前記熱線に対し
て透光性を有する円筒状の透光性基体と、該透光性基体
の外側に透光性弾性層と、該透光性弾性層の外側に前記
熱線を吸収する熱線吸収層とを設けたロール状の熱線定
着用回転部材とよりなることを特徴とする定着装置（第
４の発明）によって達成される。

【００１６】また、上記目的は、転写材上のトナー像を
加熱と加圧とにより前記転写材に固定、定着する画像形
成装置において、誘導発熱体を内接して設けたフィルム
状回転部材と、前記フィルム状回転部材に対向して設け
られる、熱線を発する熱線照射手段を内部に有し、前記
熱線に対して透光性を有する円筒状の透光性基体と、該
透光性基体の外側に透光性弾性層と、該透光性弾性層の
外側に前記熱線を吸収する熱線吸収層とを設けたロール
状の熱線定着用回転部材とよりなる定着装置を有するこ
とを特徴とする画像形成装置（第５の発明）によって達
成される。

【００１７】また、上記目的は、転写材上のカラートナ
ー像を加熱と加圧とにより前記転写材に固定、定着する
画像形成装置において、熱線を発する熱線照射手段を内
部に有し、前記熱線に対して透光性を有する円筒状の透
光性基体と、該透光性基体の外側に透光性弾性層と、該
透光性弾性層の外側に前記熱線を吸収する熱線吸収層と
を設けたロール状の熱線定着用回転部材と、前記熱線定
着用回転部材に対向して設けられる、誘導発熱体を内接
して設けたフィルム状回転部材とよりなる定着装置を有
し、前記カラートナー像に前記熱線定着用回転部材が対
応することを特徴とする画像形成装置（第６の発明）に
よって達成される。

【００１８】また、上記目的は、転写材上のトナー像を
加熱と加圧とにより前記転写材に固定する定着装置にお
いて、薄肉の円筒状弾性体からなる定着ローラ部材と、
前記定着ローラ部材に対向して設けられる、熱線を発す
る熱線照射手段を内部に有し、前記熱線に対して透光性
を有する円筒状の透光性基体と、該透光性基体の外側に
透光性弾性層と、該透光性弾性層の外側に前記熱線を吸
収する熱線吸収層とを設けたロール状の熱線定着用回転
部材とよりなることを特徴とする定着装置（第７の発
明）によって達成される。

【００１９】また、上記目的は、転写材上のトナー像を
加熱と加圧とにより前記転写材に固定、定着する画像形
成装置において、薄肉の円筒状弾性体からなる定着ロー
ラ部材と、前記定着ローラ部材に対向して設けられる、
熱線を発する熱線照射手段を内部に有し、前記熱線に対
して透光性を有する円筒状の透光性基体と、該透光性基
体の外側に透光性弾性層と、該透光性弾性層の外側に前
記熱線を吸収する熱線吸収層とを設けたロール状の熱線
定着用回転部材とよりなる定着装置を有することを特徴
とする画像形成装置（第８の発明）によって達成され
る。

【００２０】また、上記目的は、転写材上のカラートナ
ー像を加熱と加圧とにより前記転写材に固定、定着する
画像形成装置において、熱線を発する熱線照射手段を内
部に有し、前記熱線に対して透光性を有する円筒状の透
光性基体と、該透光性基体の外側に透光性弾性層と、該
透光性弾性層の外側に前記熱線を吸収する熱線吸収層と
を設けたロール状の熱線定着用回転部材と、前記熱線定
着用回転部材に対向して設けられる、薄肉の円筒状弾性
体からなる定着ローラ部材とよりなる定着装置を有し、
前記カラートナー像に前記熱線定着用回転部材が対応す
ることを特徴とする画像形成装置（第９の発明）によっ
て達成される。

【００２１】

【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
意義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、本発明の用語の意義や技術的範囲を限
定するものではない。なお、以下の定着装置の各例及び
画像形成装置の各例の説明において、同様の機能、構造
を有する部材には同一の番号を付した。

【００２２】実施形態１ 本発明にかかわる定着装置の第１の例と、該定着装置を
用いる画像形成装置第１の例の一実施形態の画像形成プ
ロセス及び各機構について、図１ないし図８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第１
の例の一実施形態を示す画像形成装置の断面構成図であ
り、図２は、図１の画像形成装置におけるトナー像形成
状態を示す図であり、図２（Ａ）は、像担持体に形成し
た裏面画像を中間転写体上に転写するときのトナー像形
成状態を示す図であり、図２（Ｂ）は、中間転写体上の
裏面画像と同期して像担持体に表面画像を形成するとき
のトナー像形成状態を示す図であり、図２（Ｃ）は、転
写材上への両面画像形成を示す図であり、図３は、本発
明にかかわる定着装置の第１の例の断面構成図であり、
図４は、定着フィルムの詳細説明図であり、図５は、図
３のロール状の熱線定着用回転部材の拡大断面構成図で
あり、図６は、図３のロール状の熱線定着用回転部材の
熱線吸収層の濃度分布を示す図であり、図７は、図３の
ロール状の熱線定着用回転部材の透光性基体の外径と厚
さとを示す図であり、図８は、図３の定着装置及び以下
の各例の定着装置における定着制御ブロック図である。
なお以下の第１の例の画像形成装置の実施の形態の説明
において、中間転写体により支持搬送される転写材の、
像担持体に対向する側の面を表面、他方の面すなわち中
間転写体に対向する側の面を裏面といい、転写材の表面
に転写される画像を表面画像、転写材の裏面に転写され
る画像を裏面画像という。

【００２３】図１において、１０は像担持体である感光
体ドラム、１１は各色毎の帯電手段であるスコロトロン
帯電器、１２は各色毎の画像書込手段である露光光学
系、１３は各色毎の現像手段である現像器、１４ａは中
間転写体である中間転写ベルト、１４ｂは像担持体上の
トナー像を中間転写体および転写材の表面に転写する１
次転写手段である１次転写器、１４ｇは中間転写体上の
トナー像を転写材の裏面に転写する２次転写手段である
２次転写器、１５０は転写材帯電手段である紙帯電器、
１４ｈは転写材除電手段である転写材除電器、１６０は
爪部材である分離爪２１０と拍車部材である拍車１６２
とを有する搬送部、１７０は第１の例の定着装置であ
る。

【００２４】像担持体である感光体ドラム１０は、例え
ば、光学ガラスや透明アクリル樹脂等の透明部材によっ
て形成される円筒状の基体の外周に、透明の導電層、ａ
−Ｓｉ層あるいは有機感光層（ＯＰＣ）等の感光層を形
成したものであり、導電層を接地した状態で、不図示の
像担持体駆動モータにより図１の矢印で示す時計方向
に、例えば８０〜４００ｍｍ／ｓｅｃの線速度にて回転
される。

【００２５】像担持体上にトナー像を形成するトナー像
形成手段は、帯電手段であるスコロトロン帯電器１１、
画像書込手段であるレーザ露光光学系１２０及び現像手
段である現像器１３からなり、図１の矢印にて示す感光
体ドラム１０の回転方向に対して、その順に配置され
る。

【００２６】帯電手段であるスコロトロン帯電器１１
は、所定の電位に保持された制御グリッド（符号なし）
と例えば鋸歯状電極からなる放電電極１１ａとを有し、
感光体ドラム１０の感光層と対峙して取付けられ、トナ
ーと同極性のコロナ放電によって帯電作用（本実施形態
においては使用するトナーの極性はマイナス極性とし、
本実施形態において帯電手段であるスコロトロン帯電器
１１による帯電はマイナス帯電）を行い、感光体ドラム
１０に対し一様な電位を与える。放電電極１１ａとして
は、その他ワイヤ電極や針状電極を用いることも可能で
ある。

【００２７】画像書込手段であるレーザ露光光学系１２
０は、不図示の発光素子としての半導体レーザ、該半導
体レーザから発光されるレーザ光を回転走査する回転多
面鏡１２０ｂ、ｆθレンズ１２０ｃ及び反射ミラー１２
０ｄにより構成され、半導体レーザから発光されるレー
ザ光を回転多面鏡１２０ｂにより回転走査し、ｆθレン
ズ１２０ｃ、反射ミラー１２０ｄを経て、回転する感光
体ドラム１０上に、別体の画像読取装置によって読み取
られメモリに記憶された画像データに従って感光体ドラ
ム１０の感光層に画像書込し、感光体ドラム１０上に静
電潜像を形成する。なお画像データは、表面画像に対応
した画像データと裏面画像に対応した画像データとが互
いに鏡像になる様に、データを変更する必要がある。

【００２８】現像手段である現像器１３は、感光体ドラ
ム１０の周面に対し所定の間隙を保ち、現像位置におい
て感光体ドラム１０の回転方向と順方向に回転する例え
ば厚み０．５〜１ｍｍ、外径１５〜２５ｍｍの円筒状の
非磁性のステンレスあるいはアルミ材で形成された現像
スリーブ１３ａを有し、現像器１３の内部には、黒色
（Ｋ）の一成分或いは二成分現像剤を収容している。現
像器１３の現像スリーブ１３ａは不図示の突き当てコロ
により感光体ドラム１０と所定の間隙、例えば１００〜
５００μｍをあけ、層厚８０〜３００μｍの現像スリー
ブ１３ａ上の現像剤が感光体ドラム１０と非接触に保た
れており、現像スリーブ１３ａに対して直流電圧と交流
電圧を重畳した現像バイアスを印加することにより、非
接触の反転現像を行い、感光体ドラム１０上にトナー像
を形成する。

【００２９】中間転写体である中間転写ベルト１４ａ
は、好ましくは体積抵抗率が１０⁹Ω・ｃｍ以上、１０
¹²Ω・ｃｍ未満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。中間転写ベルト１４ａの基
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。中間転写ベ
ルト１４ａは、それぞれローラ部材である駆動ローラ１
４ｄと２次転写対向ローラ１４ｊと従動ローラ１４ｅと
テンションローラ１４ｉとに張架され、図１の矢印で示
す反時計方向に回転される。従動ローラ１４ｅ、２次転
写対向ローラ１４ｊ及び駆動ローラ１４ｄは固定位置で
回転され、テンションローラ１４ｉは不図示のバネ等の
弾力により移動可能に支持されて回転される。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１
４ｄが回転され、中間転写ベルト１４ａを駆動して回転
させる。中間転写ベルト１４ａの回転により２次転写対
向ローラ１４ｊ、従動ローラ１４ｅ及びテンションロー
ラ１４ｉが従動して回転される。回転中の中間転写ベル
ト１４ａのベルト弛みがテンションローラ１４ｉにより
緊張される。中間転写ベルト１４ａが従動ローラ１４ｅ
に張架される位置に転写材である記録紙Ｐが供給され、
中間転写ベルト１４ａによって支持搬送される。駆動ロ
ーラ１４ｄに張架される中間転写ベルト１４ａの定着装
置１７０側の端部の曲率部ＫＴにおいて中間転写ベルト
１４ａから記録紙Ｐが分離される。

【００３０】像担持体上のトナー像を中間転写体または
転写材の表面に転写する１次転写手段としての１次転写
器１４ｂは、中間転写ベルト１４ａを挟んで感光体ドラ
ム１０に対向して設けられるコロナ放電器であり、中間
転写ベルト１４ａと感光体ドラム１０との間に転写域
（符号なし）を形成する。１次転写器１４ｂ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
電圧が印加され、感光体ドラム１０上のトナー像を中間
転写ベルト１４ａ上または転写材である記録紙Ｐの表面
に転写する。１次転写器１４ｂとしてはコロナ放電器の
他に転写ローラや転写ブレードを用いることも可能であ
る。

【００３１】中間転写体上のトナー像を転写材の裏面に
再転写する２次転写手段である２次転写器１４ｇはコロ
ナ放電器により構成され、１次転写器１４ｂと駆動ロー
ラ１４ｄとの間で、中間転写ベルト１４ａを挟んで接地
された２次転写対向ローラ１４ｊに対向して設けられ、
トナーと反対極性（本実施形態においてはプラス極性）
の直流電圧が印加され、中間転写ベルト１４ａ上のトナ
ー像を記録紙Ｐの裏面に転写する。

【００３２】転写材帯電手段である紙帯電器１５０は好
ましくはコロナ放電器により構成され、中間転写ベルト
１４ａを挟んで接地された従動ローラ１４ｅと対向して
設けられ、トナーと同極性（本実施形態においてはマイ
ナス極性）の直流電圧が印加され、記録紙Ｐを帯電して
中間転写ベルト１４ａに吸着させる。紙帯電器１５０と
してはコロナ放電器の他に、鋸歯状電極や中間転写ベル
ト１４ａに当接および当接解除可能な紙帯電ブラシや紙
帯電ローラ等を用いることも可能である。

【００３３】転写材除電手段である転写材除電器１４ｈ
は好ましくはコロナ放電器により構成され、中間転写ベ
ルト１４ａの定着装置１７０側端部で記録紙Ｐを中間転
写ベルト１４ａから分離する位置の近傍に、中間転写ベ
ルト１４ａを挟んで接地された駆動ローラ１４ｄに対向
して設けられ、２次転写器１４ｇにより荷電された帯電
量（Ｑ／Ｍ）の高い表面トナー像の分離時の剥離放電防
止のための直流電圧を重畳した交流電圧が印加され、中
間転写ベルト１４ａにより搬送される記録紙Ｐを除電し
て中間転写ベルト１４ａから分離する。

【００３４】搬送部１６０は、転写材分離補助手段であ
る分離爪２１０と拍車部材である拍車１６２とを有し、
中間転写ベルト１４ａの定着装置１７０側の端部の曲率
部ＫＴと第１の例の定着装置１７０との間に設けられ
る。搬送部１６０は、定着装置１７０からの熱により、
中間転写ベルト１４ａが変形したり、中間転写ベルト１
４ａに担持されるトナー像が融着気味になって転写しに
くくなったり、中間転写ベルト１４ａ上にトナーが固着
したりすることを防止する。

【００３５】転写材分離補助手段である分離爪２１０は
中間転写ベルト１４ａの曲率部ＫＴに近接し、中間転写
ベルト１４ａと所定の間隔、好ましくは０．１〜２．０
ｍｍを空けて支持軸２２１に固定されて設けられ、記録
紙Ｐが中間転写ベルト１４ａより分離される際に、中間
転写ベルト１４ａ方向へ曲がって搬送されようとする記
録紙Ｐの先端部を当接させ、記録紙Ｐの曲率分離を補助
する。

【００３６】拍車部材である拍車１６２は、周面に複数
の突起部１６２ａを有し、回転支持軸１６５を中心とし
て回転自在に設けられる。拍車１６２は、記録紙Ｐの裏
面側をガイドして記録紙Ｐを搬送し、両面にトナー像を
有する記録紙Ｐの裏面トナー像の乱れを防止するととも
に、記録紙Ｐの定着装置１７０への進入方向を一定にし
ながら記録紙Ｐを安定して定着装置１７０へと搬送す
る。

【００３７】分離爪２１０と拍車１６２とは、中間転写
ベルト１４ａ上の転写材搬送面或いはその延長面に対
し、感光体ドラム１０の有る側と反対側に配設される。
転写材搬送面或いはその延長面の両側に拍車部材である
拍車１６２を設けることも可能である。

【００３８】第１の例の定着装置１７０は、固定発熱体
としてのセラミックヒータ１７２を内包して上側（表面
側）の表面画像のトナー像を定着するためのフィルム状
回転部材としての熱定着フィルム１７Ａと、下側（裏面
側）の裏面画像のトナー像を定着するための下側のロー
ル状の熱線定着用回転部材としての熱線定着ローラ１７
ａとにより構成され、不図示の定着用の駆動モータによ
り熱線定着ローラ１７ａが駆動回転され、熱定着フィル
ム１７Ａが従動回転される。熱線定着ローラ１７ａの内
部中心には、光源によっては可視光を含んだ赤外線或い
は遠赤外線等の熱線を発するハロゲンランプ１７１ｇや
キセノンランプ（不図示）等が熱線照射手段として配設
される。熱定着フィルム１７Ａと熱線定着ローラ１７ａ
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上のトナー像が
定着される。

【００３９】次に画像形成プロセスを説明する。

【００４０】画像記録のスタートにより不図示の像担持
体駆動モータの始動により感光体ドラム１０が図１の矢
印で示す時計方向へ回転され、同時にスコロトロン帯電
器１１の帯電作用により感光体ドラム１０に電位の付与
が開始される。

【００４１】感光体ドラム１０は電位を付与されたあ
と、レーザ露光光学系１２０によって画像データに対応
する電気信号による画像書込が開始され、感光体ドラム
１０の表面に原稿画像の画像に対応する静電潜像が形成
される。

【００４２】上記静電潜像は現像器１３により非接触の
状態で反転現像され、感光体ドラム１０上にトナー像が
形成される（トナー像形成手段）。

【００４３】上記の画像形成プロセスによって像担持体
である感光体ドラム１０上に形成された裏面画像となる
トナー像は、転写域（符号なし）において、１次転写器
１４ｂによって、中間転写体である中間転写ベルト１４
ａ上に転写される（図２（Ａ））。

【００４４】転写後の感光体ドラム１０の周面上に残っ
たトナーは感光体ドラムＡＣ除電器１６により除電を受
けた後、像担持体クリーニング手段であるクリーニング
装置１９にいたり、感光体ドラム１０に当接したゴム材
から成るクリーニングブレード１９ａによってクリーニ
ングされ、スクリュウ１９ｂによって不図示の排トナー
容器に回収される。

【００４５】以上のようにして中間転写ベルト１４ａ上
に裏面画像となるトナー像が形成された後、感光体ドラ
ム１０上には上記の画像形成プロセスと同様にして、引
続き表面画像となるトナー像が形成される（図２
（Ｂ））。この際、感光体ドラム１０上に形成される表
面画像は、前記感光体ドラム１０上に形成した裏面画像
に対して鏡像となるように画像データが変更される。

【００４６】感光体ドラム１０上への表面画像形成にと
もなって転写材である記録紙Ｐが転写材収納手段である
給紙カセット１５より、送り出しローラ１５ａにより送
り出され、転写材給送手段としてのタイミングローラ１
５ｂへ搬送され、タイミングローラ１５ｂの駆動によっ
て、感光体ドラム１０上に形成される表面画像のトナー
像と、中間転写ベルト１４ａに担持されている裏面画像
のトナー像との同期がとられて転写域（符号なし）へ給
送される。この際、給送される記録紙Ｐは、記録紙Ｐの
表面側に設けられる転写材帯電手段である紙帯電器１５
０によりトナーと同極性に帯電され、中間転写ベルト１
４ａに吸着されて転写域（符号なし）へ搬送される。ト
ナーと同極性に紙帯電を行うことにより、中間転写ベル
ト１４ａ上のトナー像や感光体ドラム１０上のトナー像
と引き合うことを防止して、トナー像の乱れを防止して
いる。

【００４７】転写域（符号なし）ではトナーと反対極性
（本実施形態においてはプラス極性）の電圧が印加され
る１次転写器１４ｂによって感光体ドラム１０上の表面
画像が記録紙Ｐの表面に転写される。このとき、中間転
写ベルト１４ａ上の裏面画像は記録紙Ｐに転写されない
で中間転写ベルト１４ａ上に存在する。

【００４８】表面にトナー像が転写された記録紙Ｐは、
トナーと反対極性（本実施形態においてはプラス極性）
の電圧が印加される２次転写器１４ｇへと搬送され、２
次転写器１４ｇにより中間転写ベルト１４ａの周面上の
裏面画像が記録紙Ｐの裏面に再転写される（図２
（Ｃ））。

【００４９】両面にトナー像が形成された記録紙Ｐは、
中間転写ベルト１４ａの曲率部ＫＴの曲率と、中間転写
ベルト１４ａの端部に設けられる転写材除電手段として
の転写材除電器１４ｈによる除電作用と、中間転写ベル
ト１４ａと所定の間隔を空けて搬送部１６０に設けられ
る分離爪２１０とにより、中間転写ベルト１４ａから分
離され、搬送部１６０に設けられた拍車１６２を通して
定着装置１７０へと搬送され、熱定着フィルム１７Ａと
熱線定着ローラ１７ａとの間のニップ部Ｎ間を搬送さ
れ、ニップ部Ｎで熱と圧力とをくわえられることにより
記録紙Ｐ上のトナー像が定着される。両面画像記録がな
された記録紙Ｐは表裏を反転されて送られ、排紙ローラ
１８により装置外部のトレイへ排出される。

【００５０】転写後の中間転写ベルト１４ａの周面上に
残ったトナーは、中間転写ベルト１４ａを挟んで従動ロ
ーラ１４ｅに対向して設けられ、支軸１４２を回転支点
として中間転写ベルト１４ａに当接及び当接解除可能な
中間転写体クリーニングブレード１４１を有する中間転
写体クリーニング手段である中間転写体クリーニング装
置１４０によりクリーニングされる。

【００５１】また、転写後の感光体ドラム１０の周面上
に残ったトナーは、感光体ドラムＡＣ除電器１６により
除電を受けた後、クリーニング装置１９によりクリーニ
ングされて、次の画像形成サイクルにはいる。

【００５２】図３に示すように、第１の例の定着装置１
７０は上側（表面側）の表面画像のトナー像を定着する
ためのフィルム状回転部材としての熱定着フィルム１７
Ａと、下側（裏面側）の裏面画像のトナー像を定着する
ための下側のロール状の熱線定着用回転部材としての熱
線定着ローラ１７ａとにより構成され、ハードローラと
しての熱定着フィルム１７Ａと弾性を有したソフトロー
ラとしての熱線定着ローラ１７ａとの間で形成される、
幅３０ｍｍ以下、好ましくは１０ｍｍ以上の幅広いニッ
プ部Ｎで、ニップ部Ｎに進入されてニップ部Ｎを通過さ
れる記録紙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。

【００５３】表面画像のトナー像を定着する熱定着フィ
ルム１７Ａは、例えば厚さ４０〜１００μｍの薄膜の定
着フィルム１７１と、固定発熱体としてのセラミックヒ
ータ１７２と、セラミックヒータ１７２を保持するため
のヒータホルダ１７３とによるハードローラとして構成
される。またヒータホルダ１７３の内部に、アルミ材や
ステンレス材等の熱伝導性の良好な金属ローラ部材やヒ
ートパイプを用いた熱均一化ローラＴＲ４を設けること
が好ましく、熱均一化ローラＴＲ４によりヒータホルダ
１７３を介してセラミックヒータ１７２により加熱され
る熱定着フィルム１７Ａの軸方向の発熱温度分布が均一
化される。ＴＳ２は上側の熱定着フィルム１７Ａのセラ
ミックヒータ１７２の裏面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る。温度センサＴＳ２とし
ては接触タイプの他に、非接触タイプのものを用いるこ
とも可能である。

【００５４】定着フィルム１７１の熱容量は熱線定着ロ
ーラ１７ａに対して１／２０程度となっておりウォーミ
ングアップが略ゼロのクイックスタートが可能となって
いる。ヒータホルダ１７３は回転する定着フィルム１７
１の走行ガイドとなる一方、保持するセラミックヒータ
１７２を介して熱線定着ローラ１７ａに圧接するように
なっている。定着フィルム１７１はヒータホルダ１７３
にルーズに勘合し、勘合し回転する熱線定着ローラ１７
ａの表面摩擦力により従動回転する。熱定着フィルム１
７Ａは熱容量が小さいので、熱線定着ローラ１７ａの熱
が取られることが少ない。

【００５５】セラミックヒータ１７２は、アルミナ基板
に厚膜印刷により抵抗体とオーバコートガラスを設けた
ものを用い、固定発熱体より定着フィルム１７１間の熱
抵抗を下げている。

【００５６】定着フィルム１７１の構造は、図４に示す
ように、ベース材１７１Ａ、導電層１７１Ｂ及び表面離
型層１７１Ｃにより構成される。

【００５７】ベース材１７１Ａとしては、高温下におけ
る強度、寸法安定性に優れるポリイミド樹脂が好まし
く、厚みを４０〜１００μｍ程度と厚くすることが好ま
しい。厚みを４０μｍ程度と厚くすることにより、強度
及び剛性を高め、定着フィルム１７１の回転中の寄りを
挫屈せずに端部で規制可能とする。また、１００μｍよ
り厚くしすぎると熱伝導が悪くなり、また、熱伝導も大
きくなるために瞬時に加熱することが困難になり、ま
た、使用する電力も増加してしまう。また、オフセット
防止のために、表面離型層１７１Ｃ、例えばフッ素樹脂
（ＰＦＡまたはＰＴＦＥ）の層を設けることが好ましい
が、更に、定着フィルム１７１のベース材１７１Ａの内
面とセラミックヒータ１７２表面との間の摺動により発
生する摩擦電荷の影響をなくすため導電層１７１Ｂを設
け接地している。また、低湿環境下での記録紙Ｐの後端
部との剥離帯電電荷を逃がすように、表面離型層１７１
Ｃに導電フィラをいれ低抵抗化してオフセットを防止し
ている。ただし、抵抗値が低すぎると転写電荷がリーク
してオフセットを生じるので、２×１０¹⁰〜５×１０¹¹
Ω／ｃｍ²の抵抗値が好ましい。

【００５８】裏面のトナー像を定着するための熱線定着
用回転部材としての熱線定着ローラ１７ａは、円筒状の
透光性基体１７１ａと、該透光性基体１７１ａの外側
（外周面）に透光性弾性層１７１ｄと熱線吸収層１７１
ｂと離型層１７１ｃとをその順に設けたソフトローラと
して構成される。透光性基体１７１ａ内部中心に、光源
によっては可視光を含んだ赤外線或いは遠赤外線等の熱
線を発する熱線照射手段であるハロゲンランプ１７１ｇ
やキセノンランプ（不図示）が設けられる。熱線定着用
回転部材としての熱線定着ローラ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
発せられた熱線が熱線吸収層１７１ｂにより吸収され急
速加熱が可能なロール状の熱線定着用回転部材が形成さ
れる。また熱線定着ローラ１７ａの表面には、熱均一化
ローラＴＲ４が設けられることが好ましく、アルミ材や
ステンレス材等の熱伝導性の良好な金属ローラ部材やヒ
ートパイプを用いた熱均一化ローラＴＲ４により熱線吸
収層１７１ｂにより加熱される熱線定着ローラ１７ａ周
面の発熱温度分布が均一化される。熱均一化ローラＴＲ
４により転写材の通紙に伴う熱線定着ローラ１７ａの縦
方向及び横方向の温度むらが均一化される。ＴＳ１は下
側の熱線定着ローラ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る。温度センサＴＳ１とし
ては接触タイプの他に、非接触タイプのものを用いるこ
とも可能である。

【００５９】上側の熱定着フィルム１７Ａ及び下側の熱
線定着ローラ１７ａの温度制御は、図８に示すように、
上側のフィルム状回転部材としての熱定着フィルム１７
Ａのセラミックヒータ１７２の温度を検知する温度検知
手段としての温度センサＴＳ２による熱定着フィルム１
７Ａの温度（Ｔ２（℃））と、下側の熱線定着用回転部
材としての熱線定着ローラ１７ａの温度を検知する温度
検知手段としての温度センサＴＳ１による熱線定着ロー
ラ１７ａの温度（Ｔ１（℃））とを測定し、予め記憶部
（ＲＯＭ、ＲＡＭ）のＲＯＭ内に参照テーブルとして記
憶されている、温度（検知温度）Ｔ２及び温度（検知温
度）Ｔ１に対応する参照テーブルからのセラミックヒー
タ１７２及びハロゲンランプ１７１ｇやキセノンランプ
（不図示）のｏｎ−ｏｆｆ時間が、定着制御部を通して
参照され、上側の熱定着フィルム１７Ａ及び下側の熱線
定着ローラ１７ａの温度制御が行われる。特に両面定着
では、上側の熱定着フィルム１７Ａ及び下側の熱線定着
ローラ１７ａの両方の温度が定着に影響を与えるので、
上側の熱定着フィルム１７Ａ及び下側の熱線定着ローラ
１７ａの両方の温度制御が必要となる。

【００６０】上側のハードローラと、下側の弾性の高い
ソフトローラとの間に、上側の熱定着フィルム１７Ａの
ヒータホルダ１７３の底面形状に倣って、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。

【００６１】固定発熱体としてのセラミックヒータ１７
２の発熱と、ハロゲンランプ１７１ｇやキセノンランプ
（不図示）の熱線による熱線吸収層１７１ｂでの発熱と
の両方の発熱により、両面時の下側の熱線定着ローラ１
７ａの加熱のために瞬時加熱は困難であるが、省エネル
ギーでウォーミングアップ時間の短いクイックスタート
（急速加熱）が可能な定着装置が可能となる。

【００６２】図５によれば、熱線定着ローラ１７ａの構
成は、図５（ａ）に断面を示すように、円筒状の透光性
基体１７１ａとしては、厚さ１〜２０ｍｍ、好ましくは
２〜５ｍｍ厚で、ハロゲンランプ１７１ｇやキセノンラ
ンプ（不図示）よりの赤外線或いは遠赤外線等の熱線を
透過するパイレックスガラス、サファイヤ（Ａｌ
₂Ｏ₃）、ＣａＦ₂等のセラミック材（熱伝導率が（５〜
２０）×１０^-3Ｊ／ｃｍ・ｓ・Ｋ、比熱が（０．５〜
２．０）×Ｊ／ｇ・Ｋ、比重が１．５〜３．０）が主と
して用いられ、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^-3Ｊ／ｃｍ・ｓ
・Ｋ、比熱が（１〜２）×Ｊ／ｇ・Ｋ、比重が０．８〜
１．２）等も用いることが可能である。例えば熱線定着
ローラ１７ａの透光性基体１７１ａとして、内径３２ｍ
ｍ、外径４０ｍｍで、層厚（厚さ）４ｍｍのパイレック
スガラス（比熱が０．７８Ｊ／ｇ・Ｋ、比重が２．３
２）を用いたときの透光性基体１７１ａのＡ−３サイズ
幅（２９７ｍｍ）当たりでの熱容量Ｑ１は約６０ｃａｌ
／ｄｅｇである。また、透光性基体１７１ａを通過させ
る熱線の波長は０．１〜２０μｍ、好ましくは０．３〜
３μｍであるので、フィラーとして硬度や熱伝導率の調
整剤が加えられるが、粒径が熱線の波長の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以下の熱線透過性
（光源によっては可視光を含んだ赤外線或いは遠赤外線
透過性）のＩＴＯ、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
たもので透光性基体１７１ａ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、熱線吸
収層１７１ｂに到達させるのに好ましい。上記の如く、
透光性基体１７１ａはあまり熱伝導性が良くない。

【００６３】透光性弾性層１７１ｄは、厚さ０．５〜２
０ｍｍ、好ましくは１〜５ｍｍ厚の例えばシリコンゴム
やフッ素ゴムを用い、熱線（光源によっては可視光を含
んだ赤外線或いは遠赤外線）を透過する熱線透過性のゴ
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（シリコンゴム
やフッ素ゴム）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^-3Ｊ／ｃｍ・ｓ・Ｋ、比熱が（１〜２）×Ｊ／ｇ
・Ｋ、比重が０．９〜１．０のゴム層を用いる。例えば
熱線定着ローラ１７ａの透光性弾性層１７１ｄとして、
外径５０ｍｍで、層厚（厚さ）５ｍｍのシリコンゴム
（比熱が１．１Ｊ／ｇ・Ｋ、比重が０．９１）を用いた
ときの透光性弾性層１７１ｄのＡ−３サイズ幅（２９７
ｍｍ）当たりでの熱容量Ｑ２は約５０ｃａｌ／ｄｅｇで
ある。ゴム層は熱伝導率がガラス部材を用いた透光性の
基体（熱伝導率が（５〜２０）×１０^-3Ｊ／ｃｍ・ｓ・
Ｋ）より１桁低いので断熱性を有する層の役割をする。
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５〜６０Ｈｓである。熱線定着用回転部材の透光
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２０〜３００μｍの
厚さで塗られている。透光性弾性層１７１ｄのトップ層
のシリコンゴムとしては、ＨＴＶ（Ｈｉｇｈ Ｔｅｍｐ
ｅｒａｔｕｒｅ Ｖｏｌｃａｎｉｚｉｎｇ）よりも離型
性のよいＲＴＶ（ＲｏｏｍＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｖ
ｏｌｃａｎｉｚｉｎｇ）やＬＴＶ（Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅ
ｒａｔｕｒｅ Ｖｏｌｃａｎｉｚｉｎｇ）が中間層並の
厚さで被覆されている。また、透光性弾性層１７１ｄを
通過させる熱線の波長は０．１〜２０μｍ、好ましくは
０．３〜３μｍであるので、硬度や熱伝導率の調整剤と
して、粒径が熱線の波長の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以下の熱線透過性（光源によって
は可視光を含んだ赤外線或いは遠赤外線透過性）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１
７１ｄ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、熱線吸収層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、熱線定着用回転部材としての熱線定着ローラ１
７ａが弾性の高いソフトローラとして構成される。

【００６４】熱線吸収層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
吸収された残りの熱線で、透光性基体１７１ａ及び透光
性弾性層１７１ｄを透過した熱線の略１００％にあたる
９０〜１００％、好ましくは９５〜１００％の熱線を熱
線吸収層１７１ｂにより吸収し瞬時加熱が可能な熱線定
着用回転部材を形成するように、樹脂バインダにカーボ
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（Ｆ
ｅ₂Ｏ₃）等の粉末を混入した熱線吸収部材を用い、厚さ
１０〜５００μｍ、好ましくは２０〜１００μｍ厚の熱
線吸収部材を透光性弾性層１７１ｄの外側（外周面）に
吹付け或いは塗布等により形成する。熱線吸収層１７１
ｂの熱伝導率は前記透光性弾性層１７１ｄのゴム層（熱
伝導率が（１〜３）×１０^-3Ｊ／ｃｍ・ｓ・Ｋ、比熱が
（１〜２）×Ｊ／ｇ・Ｋ、比重が０．９〜１．０）と比
べて、カーボンブラック等の吸収剤の添加により、やや
高めの（３〜１０）×１０^-3Ｊ／ｃｍ・ｓ・Ｋ（比熱が
（〜２．０）×Ｊ／ｇ・Ｋ、比重が（〜０．９））に設
定することができる。熱線吸収層１７１ｂとしてはニッ
ケル電鋳ローラ等の金属ローラ部材を同様の厚さで設け
てもよい。この時、熱線を吸収するために内側（内周
面）は黒色酸化処理をしておくことが好ましい。熱線吸
収層１７１ｂでの熱線吸収率が９０％程度よりも低く、
例えば２０〜８０％程度であると熱線が漏れて、漏れた
熱線により熱線定着用回転部材としての熱線定着ローラ
１７ａがモノクロ画像形成に用いられた場合、フィルミ
ング等により熱線定着ローラ１７ａの特定位置の表面に
黒トナーが付着すると漏れた熱線により付着部から発熱
が起き、その部分でさらに熱線吸収による発熱が重ねて
起こり熱線吸収層１７１ｂを破損する。従って、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熱線で、透光性基体１７１ａ及び透
光性弾性層１７１ｄを透過した熱線が熱線吸収層１７１
ｂで完全に吸収されるように熱線吸収層１７１ｂの熱線
吸収率を略１００％にあたる９０〜１００％、好ましく
は９５〜１００％とする。熱線吸収層１７１ｂの厚さが
１０μｍ未満で薄いと、熱線吸収層１７１ｂでの熱線の
吸収による加熱速度は速いが、薄膜による局所的な加熱
による熱線吸収層１７１ｂの破損や強度不足の原因とな
り、熱線吸収層１７１ｂの厚さが５００μｍを越えて厚
過ぎると、熱伝導不良となったり、熱容量が大きくなり
急速加熱が成しにくくなる。熱線吸収層１７１ｂの熱線
吸収率を略１００％にあたる９０〜１００％、好ましく
は９５〜１００％としたり、熱線吸収層１７１ｂの厚さ
を１０〜５００μｍ、好ましくは２０〜１００μｍとす
ることにより、熱線吸収層１７１ｂでの局所的な発熱が
防止され、均一な発熱が行われる。また、熱線吸収層１
７１ｂに投光される熱線の波長は０．１〜２０μｍ、好
ましくは０．３〜３μｍであるので、フィラーとして硬
度や熱伝導率の調整剤が加えられるが、粒径が熱線の波
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
以下の熱線透過性（光源によっては可視光を含んだ赤外
線或いは遠赤外線透過性）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
５〜５０重量％分散させたもので熱線吸収層１７１ｂを
形成してもよい。このようにして、熱線吸収層１７１ｂ
は温度がすぐに上がるように熱容量を小さくしてあるの
で、熱線定着用回転部材としての熱線定着ローラ１７ａ
に温度低下が生じ、定着むらが発生するという問題を防
止する。熱線吸収層１７１ｂとしては、弾性を有するシ
リコンゴムやフッ素ゴムに、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
混入したものを用いてもよい。例えば熱線定着ローラ１
７ａの熱線吸収層１７１ｂ（或いは後述する兼用層１７
１Ｚ）として、外径５０ｍｍの透光性弾性層１７１ｄの
表面（外周面）に、層厚（厚さ）５０μｍのフッ素樹脂
（比熱が２．０Ｊ／ｇ・Ｋ、比重が０．９）を用いたと
きの熱線吸収層１７１ｂ（或いは兼用層１７１Ｚ）のＡ
−３サイズ幅（２９７ｍｍ）当たりでの熱容量Ｑ３は約
１．０ｃａｌ／ｄｅｇである。熱線吸収層１７１ｂとし
てはニッケル電鋳ベルトのように金属フィルム部材を用
いることもできる。この時、熱線吸収のために内側（内
周面）は黒色酸化処理をしておくことが望ましい。

【００６５】また熱線吸収層１７１ｂと分離して熱線吸
収層１７１ｂの外側（外周面）に、トナーとの離型性を
良好とするため、厚さ３０〜１００μｍのＰＦＡ（フッ
素樹脂）チューブを被覆したものや、フッ素樹脂（ＰＦ
ＡまたはＰＴＦＥ）塗料を２０〜３０μｍ塗布した離型
層１７１ｃ（熱伝導率が（１〜１０）×１０^-3Ｊ／ｃｍ
・ｓ・Ｋ、比熱が（〜２．０）×Ｊ／ｇ・Ｋ、比重が
（〜０．９））を設ける（分離型）。

【００６６】さらに図５（ｂ）に断面を示すように、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）等の粉末を混入した熱線吸収部材と、バイ
ンダと離型剤とを兼ねたフッ素樹脂（ＰＦＡまたはＰＴ
ＦＥ）塗料とを混入して配合し、図５（ａ）にて前述し
た熱線吸収層１７１ｂと離型層１７１ｃとを一体として
離型性を有する兼用層１７１Ｚを、透光性基体１７１ａ
の外側（外周面）に形成された透光性弾性層１７１ｄの
外側（外周面）に形成し、弾性を有するロール状の熱線
定着用回転部材を形成してもよい。兼用層１７１Ｚの熱
伝導率は熱線吸収層１７１ｂの熱伝導率と略同様で、
（３〜１０）×１０^-3Ｊ／ｃｍ・ｓ・Ｋ（比熱が（〜
２．０）×Ｊ／ｇ・Ｋ、比重が（〜０．９））である。
前述したと同様に、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熱線で、
透光性基体１７１ａ及び透光性弾性層１７１ｄを透過し
た熱線が完全に吸収されるように兼用層１７１Ｚの熱線
吸収率を略１００％にあたる９０〜１００％、好ましく
は９５〜１００％とする。兼用層１７１Ｚでの熱線吸収
率が９０％程度よりも低く、例えば２０〜８０％程度で
あると熱線が漏れて、漏れた熱線により熱線定着用回転
部材がモノクロ画像形成に用いられた場合、フィルミン
グ等により熱線定着用回転部材の特定位置の表面に黒ト
ナーが付着すると漏れた熱線により付着部から発熱が起
き、その部分でさらに熱線吸収による発熱が重ねて起こ
り兼用層１７１Ｚを破損する。従って、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
れた残りの熱線で、透光性基体１７１ａ及び透光性弾性
層１７１ｄを透過した熱線が熱線定着用回転部材内で完
全に吸収されるように兼用層１７１Ｚの熱線吸収率を略
１００％にあたる９０〜１００％、好ましくは９５〜１
００％とする。また、兼用層１７１Ｚでの局所的な発熱
も防止され、均一な発熱が行われる。また、兼用層１７
１Ｚに投光される熱線の波長は０．１〜２０μｍ、好ま
しくは０．３〜３μｍであるので、フィラーとして硬度
や熱伝導率の調整剤が加えられるが、粒径が熱線の波長
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
下の熱線透過性（光源によっては可視光を含んだ赤外線
或いは遠赤外線透過性）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
散させたもので兼用層１７１Ｚを形成してもよい。

【００６７】図６によれば、ロール状の熱線定着用回転
部材としての熱線定着ローラ１７ａの熱線吸収層１７１
ｂに前述した熱線吸収部材の濃度分布を均一に設けると
境界にある熱線吸収層１７１ｂで発熱が集中することに
なり、透光性弾性層１７１ｄ側へ熱が流失しやすいの
で、透光性基体１７１ａより低熱伝導性部材を用いた
り、濃度分布を設けて熱線吸収層１７１ｂ内部で熱を発
生させることが発熱分布を分散させる観点から好まし
い。熱線吸収層１７１ｂの濃度分布はグラフ（イ）で示
すように、内接する透光性弾性層１７１ｄ側の界面を低
濃度とし外周面側に向かって傾斜をつけ順次高くし、外
周面側の手前（熱線吸収層１７１ｂの厚さｔ１に対し、
透光性弾性層１７１ｄ側から２／３〜４／５程度の位
置）で１００％吸収する濃度となるようにして飽和する
ようにする。これにより、熱線吸収層１７１ｂでの熱線
の吸収による発熱分布は、グラフ（ロ）に示すように、
熱線吸収層１７１ｂの中央部近傍に最大値を有し、熱線
吸収層１７１ｂの界面や外周面近傍で最小値をとる放物
線状に形成される。或いは熱線吸収層１７１ｂの界面や
外周面に透光性の耐熱性樹脂（ポリイミドやフッ素樹脂
やシリコン樹脂）を１０〜５００μｍ厚、好ましくは２
０〜１００μｍを設けることが好ましい。また、透光性
基体１７１ａより低熱伝導性部材として熱の流失を押さ
えることが好ましい。これにより、前記界面での熱線の
吸収による発熱を小さくし、熱の流出を防止し、界面で
の接着層の破損や熱線吸収層１７１ｂの破損を防止す
る。また、外周面側の手前（熱線吸収層１７１ｂの厚さ
ｔ１に対し、透光性基体１７１ａ側から２／３〜４／５
程度の位置）より外周面までの濃度分布を飽和するよう
にし、特に、兼用層１７１Ｚを用いた場合にも、外周表
面層が削られても影響の無いようにする。なお点線で示
すように、飽和層を形成してもよい。要するに、十分に
内部で吸収が行われれば外側での濃度の影響はなくな
る。削れの影響も生じない。また、濃度分布に前記傾斜
を設け、傾斜角の変更により発熱分布を調整することが
できる。

【００６８】また図７に示すように、ロール状の熱線定
着用回転部材としての熱線定着ローラ１７ａの円筒状の
透光性基体１７１ａの外径φとしては、１５〜６０ｍｍ
のものが用いられ、厚さｔとしては、厚い方が強度の点
で良く、薄い方が熱容量の点で良いが、強度と熱容量と
の関係から、円筒状の透光性基体１７１ａの外径φと厚
さｔとの関係は、 ０．０２≦ｔ／φ≦０．２０ とし、好ましくは ０．０４≦ｔ／φ≦０．１０ とする。透光性基体１７１ａの外径φが４０ｍｍでは透
光性基体１７１ａの厚さｔは、０．８ｍｍ≦ｔ≦８ｍ
ｍ、好ましくは１．６ｍｍ≦ｔ≦４．０ｍｍのものが用
いられる。透光性基体１７１ａでのｔ／φが０．０２未
満では強度不足となり、ｔ／φが０．２０を越えると熱
容量が大きくなり熱線定着ローラ１７ａの加熱が長引く
ことになる。また、透光性基体といっても材料によって
は１〜２０％程度の熱線を吸収する場合があり、強度の
保てる範囲で薄い方が好ましい。

【００６９】上記の如く、図３にて説明した第１の例の
定着装置１７０を用いることにより、上側のハードロー
ラと、下側の弾性の高いソフトローラとの間に、上側の
熱定着フィルム１７Ａのヒータホルダ１７３の底面形状
に倣って、平面状のニップ部Ｎが形成されてトナー像の
定着が行われが、固定発熱体としてのセラミックヒータ
１７２の発熱と、ハロゲンランプ１７１ｇやキセノンラ
ンプ（不図示）の熱線による熱線吸収層１７１ｂでの発
熱とにより、省エネルギーとウォーミングアップ時間の
短縮を図りながら、高速定着を可能とすると共に、均一
で安定した温度による良好な定着性が得られる定着装置
及び画像形成装置が可能となる。特に図１にて説明した
両面画像形成装置において、省エネルギーとウォーミン
グアップ時間の短縮を図りながら、両面画像形成におけ
る表面トナー像の高速定着を可能とすると共に、均一で
安定した温度による良好な表面トナー像の定着が可能と
なる。

【００７０】実施形態２ 本発明にかかわる定着装置の第２の例と、該定着装置を
用いる画像形成装置第２の例の一実施形態の画像形成プ
ロセス及び各機構について、図９ないし図１１、及び前
述した図４ないし図８を用いて説明する。図９は、本発
明にかかわる画像形成装置の第２の例の一実施形態を示
すカラー画像形成装置の断面構成図であり、図１０は、
図９の像担持体の側断面図であり、図１１は、本発明に
かかわる定着装置の第２の例の断面構成図である。

【００７１】図９または図１０によれば、像担持体であ
る感光体ドラム１０は、例えばガラスや透光性アクリル
樹脂等の透光性部材によって形成される円筒状の基体の
外周に、透光性の導電層及び有機感光層（ＯＰＣ）の光
導電体層を形成したものである。

【００７２】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図
９の矢印で示す時計方向に回転される。

【００７３】本発明では、画像露光用の露光ビームは、
その結像点である感光体ドラム１０の光導電体層におい
て、光導電体層の光減衰特性（光キャリア生成）に対し
て適正なコントラストを付与できる波長の露光光量を有
していればよい。従って、本実施形態における感光体ド
ラム１０の透光性の基体の光透過率は、１００％である
必要はなく、露光ビームの透過時にある程度の光を吸収
するような特性を有していてもよい。要は、適切なコン
トラストを付与できればよい。透光性の基体の素材とし
ては、アクリル樹脂、特にメタクリル酸メチルエステル
モノマーを重合したものが、透光性、強度、精度、表面
性等において優れており好ましく用いられるが、その他
一般光学部材などに使用されるアクリル、フッ素、ポリ
エステル、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレ
ートなどの各種透光性樹脂が使用可能である。また、露
光光に対して透光性を有していれば、着色していてもよ
い。透光性の導電層としては、インジウム錫酸化物（Ｉ
ＴＯ）、酸化錫、酸化鉛、酸化インジウム、ヨウ化銅
や、Ａｕ、Ａｇ、Ｎｉ、Ａｌなどからなる透光性を維持
した金属薄膜が用いられ、成膜法としては、真空蒸着
法、活性反応蒸着法、各種スパッタリング法、各種ＣＶ
Ｄ法、浸漬塗工法、スプレー塗布法などが利用できる。
また、光導電体層としては各種有機感光層（ＯＰＣ）が
使用できる。

【００７４】光導電体層の感光層としての有機感光層
は、電荷発生物質（ＣＧＭ）を主成分とする電荷発生層
（ＣＧＬ）と電荷輸送物質（ＣＴＭ）を主成分とする電
荷輸送層（ＣＴＬ）とに機能分離された二層構成の感光
層とされる。二層構成の有機感光層は、ＣＴＬが厚いた
めに有機感光層としての耐久性が高く本発明に適する。
なお有機感光層は、電荷発生物質（ＣＧＭ）と電荷輸送
物質（ＣＴＭ）を１つの層中に含有する単層構成とされ
てもよく、該単層構成又は前記二層構成の感光層には、
通常バインダ樹脂が含有される。

【００７５】以下に説明する帯電手段としてのスコロト
ロン帯電器１１、画像書込手段としての露光光学系１
２、現像手段としての現像器１３は、それぞれ、イエロ
ー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び黒色
（Ｋ）の各色毎の画像形成プロセス用として準備されて
おり、本実施形態においては、図９の矢印にて示す感光
体ドラム１０の回転方向に対して、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの順
に配置される。

【００７６】帯電手段としてのスコロトロン帯電器１１
は像形成体である感光体ドラム１０の移動方向に対して
直交する方向（図９において紙面垂直方向）に感光体ド
ラム１０と対峙し近接して取り付けられ、感光体ドラム
１０の前述した有機感光層に対し所定の電位に保持され
た制御グリッド（符号なし）と、コロナ放電電極１１ａ
として、例えば鋸歯状電極を用い、トナーと同極性のコ
ロナ放電とによって帯電作用（本実施形態においてはマ
イナス帯電）を行い、感光体ドラム１０に対し一様な電
位を与える。コロナ放電電極１１ａとしては、その他ワ
イヤ電極や針状電極を用いることも可能である。

【００７７】各色毎の露光光学系１２は、それぞれ、像
露光光の発光素子としてのＬＥＤ（発光ダイオード）を
感光体ドラム１０の軸と平行に複数個アレイ状に並べた
線状の露光素子（不図示）と等倍結像素子としてのセル
フォックレンズ（不図示）とがホルダに取り付けられた
露光用ユニットとして構成される。円柱状の保持部材２
０に、各色毎の露光光学系１２が取付けられて感光体ド
ラム１０の基体内部に収容される。露光素子としてはそ
の他、ＦＬ（蛍光体発光）、ＥＬ（エレクトロルミネッ
センス）、ＰＬ（プラズマ放電）等の複数の発光素子を
アレイ状に並べた線状のものが用いられる。

【００７８】各色毎の画像書込手段としての露光光学系
１２は、感光体ドラム１０上での露光位置を、スコロト
ロン帯電器１１と現像器１３との間で、現像器１３に対
して感光体ドラム１０の回転方向上流側に設けた状態
で、感光体ドラム１０の内部に配置される。

【００７９】露光光学系１２は、別体のコンピュータ
（不図示）から送られメモリに記憶された各色の画像デ
ータに基づいて画像処理を施した後、一様に帯電した感
光体ドラム１０に像露光を行い、感光体ドラム１０上に
潜像を形成する。この実施形態で使用される発光素子の
発光波長は、通常Ｙ、Ｍ、Ｃのトナーの透光性の高い６
８０〜９００ｎｍの範囲のものが良好であるが、裏面か
ら像露光を行うことからカラートナーに透光性を十分に
有しないこれより短い波長でもよい。

【００８０】各色毎の現像手段としての現像器１３は、
内部にイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）
若しくは黒色（Ｋ）の二成分（一成分でもよい）の現像
剤を収容し、それぞれ、例えば厚み０．５〜１ｍｍ、外
径１５〜２５ｍｍの円筒状の非磁性のステンレスあるい
はアルミ材で形成された現像スリーブ１３ａを備えてい
る。

【００８１】現像領域では、現像スリーブ１３ａは、突
き当てコロ（不図示）により感光体ドラム１０と所定の
間隙、例えば１００〜１０００μｍをあけて非接触に保
たれ、感光体ドラム１０の回転方向と最近接位置におい
て順方向に回転するようになっており、現像時、現像ス
リーブ１３ａに対してトナーと同極性（本実施形態にお
いてはマイナス極性）の直流電圧或いは直流電圧に交流
電圧を重畳する現像バイアス電圧を印加することによ
り、感光体ドラム１０の露光部に対して非接触の反転現
像が行われる。この時の現像間隔精度は画像ムラを防ぐ
ために２０μｍ程度以下が必要である。

【００８２】以上のように現像器１３は、スコロトロン
帯電器１１による帯電と露光光学系１２による像露光に
よって形成される感光体ドラム１０上の静電潜像を、非
接触の状態で感光体ドラム１０の帯電極性と同極性のト
ナー（本実施形態においては感光体ドラムは負帯電であ
り、トナーは負極性）により反転現像する。

【００８３】図１０に示すように、感光体ドラム１０と
保持部材２０とは、装置背面側と前面側の端部におい
て、それぞれ感光体ドラム１０を回転可能に支持する支
持部材であるフランジ部材１０Ａ，１０Ｂと、保持部材
２０を支持するフランジ１２０Ａ，１２０Ｂとを圧入も
しくはネジ等の手段を介して一体的に構成されている。
感光体ドラム１０は、その支持部材であるフランジ部材
１０Ａならびにフランジ部材１０Ｂが、保持部材２０の
フランジ１２０Ａの一体とする固定部材であるシャフト
１２１ならびにフランジ１２０Ｂに対して、それぞれベ
アリングＢ１ならびにベアリングＢ２を介して回動自在
に支持されている。

【００８４】シャフト１２１は感光体ドラム１０を保持
する軸部１２１Ａを備えており、また背面側の装置基板
７０には係合穴１３０Ａを備えるシャフト１２１の保持
手段である支軸１３０が設けられている。係合穴１３０
ＡにはリニアベアリングＢ４が嵌入されており、受け部
材１３０ａを挟んで支軸１３０がネジ等により背面側の
装置基板７０に固定されている。支軸１３０は駆動歯車
Ｇ１に噛合する歯車Ｇ２の中心に位置され、歯車Ｇ２を
一体とする伝導部材１３１をベアリングＢ３を介して回
動自在に支持している。一方装置前面側の装置基板７０
には保持部材２０に固定される露光光学系１２を一体と
する感光体ドラム１０を挿脱可能とする開口部７０Ａが
開口されている。

【００８５】保持部材２０は背面側の装置基板７０に対
しては、シャフト１２１の軸部１２１Ａを支軸１３０に
設けられたリニアベアリングＢ４に挿入し、軸部１２１
Ａに挿通した係合ピン１２１Ｐを支軸１３０の係合部１
３０Ｂに形成したＶ字状の溝に係合することにより露光
光学系１２の角度関係位置を規制して取り付けられ、前
面側の装置基板７０に対しては、端部の一体とするフラ
ンジ１２０Ｃを緩衝材Ｋを挟み前蓋１２０Ｄを軸方向に
押圧した状態でネジ５２により固定することにより所定
の位置に装着される。

【００８６】感光体ドラム１０を支持する支持部材であ
るフランジ部材１０Ａの側面に取付けられる係合部材で
あるカプリング１０Ｃと、歯車Ｇ２を一体とする伝導部
材１３１の側面に取付けられる結合部材である駆動ピン
１３１Ａと、止めネジ５１とにより、フランジ部材１０
Ａと歯車Ｇ２との結合部が構成され、保持部材２０を一
体とする感光体ドラム１０の装着状態においては、フラ
ンジ部材１０Ａの側面に取付けられるカプリング１０Ｃ
が歯車Ｇ２を有する伝導部材１３１の側面に取付けられ
る駆動ピン１３１Ａに嵌込まれ、係合後、歯車Ｇ２を有
する伝導部材１３１とフランジ部材１０Ａを有する感光
体ドラム１０とが中心及び外周面を合わされた状態で、
感光体ドラム１０の側方から止めネジ５１を用いて駆動
ピン１３１Ａとカプリング１０Ｃとが固定され、フラン
ジ部材１０Ａと歯車Ｇ２とが結合、固定される。

【００８７】画像形成のスタートにより不図示の像担持
体駆動モータの始動により、駆動歯車Ｇ１の回転動力が
歯車Ｇ２により結合部を介して感光体ドラム１０に伝達
され、感光体ドラム１０が図９の矢印で示す時計方向へ
回転され、同時にＹのスコロトロン帯電器１１の帯電作
用により感光体ドラム１０に電位の付与が開始される。
感光体ドラム１０は電位を付与されたあと、Ｙの露光光
学系１２において第１の色信号すなわちＹの画像データ
に対応する電気信号による画像書込が開始され感光体ド
ラム１０の回転走査によってその表面の感光層に原稿画
像のイエロー（Ｙ）の画像に対応する静電潜像が形成さ
れる。この潜像はＹの現像器１３により非接触の状態で
反転現像され、感光体ドラム１０上にイエロー（Ｙ）の
トナー像が形成される。

【００８８】次いで、感光体ドラム１０は前記イエロー
（Ｙ）のトナー像の上に、Ｍのスコロトロン帯電器１１
の帯電作用により電位が付与され、Ｍの露光光学系１２
の第２の色信号すなわちマゼンタ（Ｍ）の画像データに
対応する電気信号による画像書込が行われ、Ｍの現像器
１３による非接触の反転現像によって前記のイエロー
（Ｙ）のトナー像の上にマゼンタ（Ｍ）のトナー像が重
ね合わせて形成される。

【００８９】同様のプロセスにより、Ｃのスコロトロン
帯電器１１、露光光学系１２及び現像器１３によってさ
らに第３の色信号に対応するシアン（Ｃ）のトナー像
が、また、Ｋのスコロトロン帯電器１１、露光光学系１
２及び現像器１３によって第４の色信号に対応する黒色
（Ｋ）のトナー像が順次重ね合わせて形成され、感光体
ドラム１０の一回転以内にその周面上にカラーのトナー
像が形成される。

【００９０】このように、本実施の形態では、Ｙ、Ｍ、
Ｃ及びＫの露光光学系１２による感光体ドラム１０の有
機感光層に対する露光は、感光体ドラム１０の内部より
透光性の基体を通して行われる。従って、第２、第３及
び第４の色信号に対応する画像の露光（画像書込）は何
れも先に形成されたトナー像により遮光されることなく
静電潜像を形成することが可能となり、好ましいが、感
光体ドラム１０の外部から露光してもよい。

【００９１】一方、転写材としての記録紙Ｐは、転写材
収納手段としての給紙カセット１５より、半月形の送り
出しローラ（符号なし）により送り出され、給送ローラ
（符号なし）により給送されてタイミングローラ１５ｂ
へ搬送される。

【００９２】記録紙Ｐは、タイミングローラ１５ｂの駆
動によって、感光体ドラム１０上に担持されたカラート
ナー像との同期がとられ、転写材帯電手段としての紙帯
電器１５０の帯電により搬送ベルト１４Ａに吸着されて
転写域へ給送される。搬送ベルト１４Ａにより密着搬送
された記録紙Ｐは、転写域でトナーと反対極性（本実施
形態においてはプラス極性）の電圧が印加される転写手
段としての転写器１４ｃにより、感光体ドラム１０の周
面上のカラートナー像が一括して記録紙Ｐに転写され
る。

【００９３】カラートナー像が転写された記録紙Ｐは、
転写材除電手段としての転写材除電器１４ｈにより除電
されて、搬送ベルト１４Ａから分離され、第２の例の定
着装置２７０へと搬送される。

【００９４】第２の例の定着装置２７０は、カラートナ
ー像を定着するための上側のロール状の熱線定着用回転
部材としての熱線定着ローラ１７ａと、固定発熱体とし
てのセラミックヒータ１７２を内包する下側のフィルム
状回転部材としての熱定着フィルム２７Ａとにより構成
され、熱線定着ローラ１７ａの内部中心には、光源によ
っては可視光を含んだ赤外線或いは遠赤外線等の熱線を
発するハロゲンランプ１７１ｇやキセノンランプ（不図
示）等が熱線照射手段として配設される。

【００９５】熱線定着ローラ１７ａと熱定着フィルム２
７Ａ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。

【００９６】転写後の感光体ドラム１０の周面上に残っ
たトナーは、像形成体クリーニング手段としてのクリー
ニング装置１９に設けられたクリーニングブレード１９
ａによりクリーニングされる。残留トナーを除去された
感光体ドラム１０はスコロトロン帯電器１１によって一
様帯電を受け、次の画像形成サイクルに入る。

【００９７】図１１に示すように、第２の例の定着装置
２７０はカラートナー像を定着するための上側のロール
状の熱線定着用回転部材としての熱線定着ローラ１７ａ
と、下側のフィルム状回転部材としての熱定着フィルム
２７Ａとにより構成され、弾性を有したソフトローラと
しての熱線定着ローラ１７ａとハードローラとしての熱
定着フィルム２７Ａとの間で形成される、幅３０ｍｍ以
下、好ましくは１０ｍｍ以上の幅広いニップ部Ｎで、ニ
ップ部Ｎに進入されてニップ部Ｎを通過される記録紙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。

【００９８】転写材上のトナー像を定着するための熱線
定着用回転部材としての熱線定着ローラ１７ａは、円筒
状の透光性基体１７１ａと、該透光性基体１７１ａの外
側（外周面）に透光性弾性層１７１ｄと熱線吸収層１７
１ｂと離型層１７１ｃとをその順に設けたソフトローラ
として構成される。透光性基体１７１ａ内部中心に、光
源によっては可視光を含んだ赤外線或いは遠赤外線等の
熱線を発する熱線照射手段であるハロゲンランプ１７１
ｇやキセノンランプ（不図示）が設けられる。熱線定着
用回転部材としての熱線定着ローラ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
り発せられた熱線が熱線吸収層１７１ｂにより吸収され
急速加熱が可能なロール状の熱線定着用回転部材が形成
される。また熱線定着ローラ１７ａの表面には、熱均一
化ローラＴＲ４が設けられることが好ましく、アルミ材
やステンレス材等の熱伝導性の良好な金属ローラ部材や
ヒートパイプを用いた熱均一化ローラＴＲ４により熱線
吸収層１７１ｂにより加熱される熱線定着ローラ１７ａ
周面の発熱温度分布が均一化される。熱均一化ローラＴ
Ｒ４により転写材の通紙に伴う熱線定着ローラ１７ａの
縦方向及び横方向の温度むらが均一化される。ＴＳ１は
上側の熱線定着ローラ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る。温度センサＴＳ１と
しては接触タイプの他に、非接触タイプのものを用いる
ことも可能である。

【００９９】また下側の熱定着フィルム２７Ａは、例え
ば厚さ４０〜１００μｍの薄膜の定着フィルム１７１
と、固定発熱体としてのセラミックヒータ１７２と、セ
ラミックヒータ１７２を保持するためのヒータホルダ２
７３とによるハードローラとして構成される。またヒー
タホルダ２７３の内部に、アルミ材やステンレス材等の
熱伝導性の良好な金属ローラ部材やヒートパイプを用い
た熱均一化ローラＴＲ４を設けることが好ましく、熱均
一化ローラＴＲ４によりヒータホルダ２７３を介してセ
ラミックヒータ１７２により加熱される熱定着フィルム
２７Ａの周面の発熱温度分布が均一化される。ＴＳ２は
下側の熱定着フィルム２７Ａのセラミックヒータ１７２
の裏面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
ンサである。温度センサＴＳ２としては接触タイプの他
に、非接触タイプのものを用いることも可能である。

【０１００】定着フィルム１７１の熱容量は熱線定着ロ
ーラ１７ａに対して１／２０程度となっておりウォーミ
ングアップが略ゼロのクイックスタートが可能となって
いる。ヒータホルダ２７３は回転する定着フィルム１７
１の走行ガイドとなる一方、保持するセラミックヒータ
１７２を介して熱線定着ローラ１７ａに圧接するように
なっている。定着フィルム１７１はヒータホルダ２７３
にルーズに勘合し、勘合し回転する熱線定着ローラ１７
ａの表面摩擦力により従動回転する。熱定着フィルム２
７Ａは熱容量が小さいので、熱線定着ローラ１７ａの熱
が取られることが少ない。

【０１０１】セラミックヒータ１７２は、アルミナ基板
に厚膜印刷により抵抗体とオーバコートガラスを設けた
ものを用い、固定発熱体より定着フィルム１７１間の熱
抵抗を下げている。

【０１０２】定着フィルム１７１の構造は、図４にて前
述したと同様に、ベース材１７１Ａ、導電層１７１Ｂ及
び表面離型層１７１Ｃにより構成される。

【０１０３】ベース材１７１Ａとしては、高温下におけ
る強度、寸法安定性に優れるポリイミド樹脂が好まし
く、厚みを４０〜１００μｍ程度と厚くすることが好ま
しい。厚みを４０μｍ程度と厚くすることにより、強度
及び剛性を高め、定着フィルム１７１の回転中の寄りを
挫屈せずに端部で規制可能とする。また、１００μｍよ
り厚くしすぎると熱伝導が悪くなり、また、熱伝導も大
きくなるために瞬時に加熱することが困難になり、ま
た、使用する電力も増加してしまう。

【０１０４】また、オフセット防止のために、表面離型
層１７１Ｃ、例えばフッ素樹脂（ＰＦＡまたはＰＴＦ
Ｅ）の層を設けることが好ましいが、更に、定着フィル
ム１７１のベース材１７１Ａの内面とセラミックヒータ
１７２表面との間の摺動により発生する摩擦電荷の影響
をなくすため導電層１７１Ｂを設け接地している。

【０１０５】また、低湿環境下での記録紙Ｐの後端部と
の剥離帯電電荷を逃がすように、表面離型層１７１Ｃに
導電フィラをいれ低抵抗化してオフセットを防止してい
る。ただし、抵抗値が低すぎると転写電荷がリークして
オフセットを生じるので、２×１０¹⁰〜５×１０¹¹Ω／
ｃｍ²の抵抗値が好ましい。

【０１０６】上側の熱線定着ローラ１７ａ及び下側の熱
定着フィルム２７Ａの温度制御は、図８にて前述したと
同様に、上側の熱線定着用回転部材としての熱線定着ロ
ーラ１７ａの温度を検知する温度検知手段としての温度
センサＴＳ１による熱線定着ローラ１７ａの温度（Ｔ１
（℃））と、下側のフィルム状回転部材としての熱定着
フィルム２７Ａのセラミックヒータ１７２の温度を検知
する温度検知手段としての温度センサＴＳ２による熱定
着フィルム２７Ａの温度（Ｔ２（℃））とを測定し、予
め記憶部（ＲＯＭ、ＲＡＭ）のＲＯＭ内に参照テーブル
として記憶されている、温度（検知温度）Ｔ１及び温度
（検知温度）Ｔ２に対応する参照テーブルからのハロゲ
ンランプ１７１ｇやキセノンランプ（不図示）及びセラ
ミックヒータ１７２のｏｎ−ｏｆｆ時間が、定着制御部
を通して参照され、上側の熱線定着ローラ１７ａ及び下
側の熱定着フィルム２７Ａの温度制御が行われる。特に
ウォーミングアップ時間を早くするために両方から加熱
制御するが、ウォーミングアップ後の定着の温度制御も
両方から加熱制御すると応答が早いことから、高精度の
温度制御がなされる。また特にカラートナー像の定着の
場合は、上側の熱線定着ローラ１７ａ及び下側の熱定着
フィルム２７Ａの両方の温度が光沢性や色味に影響を与
えるので、両方の温度制御が必要となる。

【０１０７】上側の弾性の高いソフトローラと、下側の
ハードローラとの間に、下側の熱定着フィルム２７Ａの
ヒータホルダ２７３の円形の上面形状に倣って、上側を
凸状としたニップ部Ｎが形成されトナー像の定着が行わ
れる。

【０１０８】ハロゲンランプ１７１ｇやキセノンランプ
（不図示）の熱線による熱線吸収層１７１ｂでの発熱
と、固定発熱体としてのセラミックヒータ１７２の発熱
とにより省エネルギーでウォーミングアップ時間の短い
クイックスタート（急速加熱）が可能な定着装置が可能
となる。

【０１０９】図５にて前述したと同様に、熱線定着ロー
ラ１７ａの構成は、図５（ａ）に断面を示すように、円
筒状の透光性基体１７１ａとしては、厚さ１〜２０ｍ
ｍ、好ましくは２〜５ｍｍ厚で、ハロゲンランプ１７１
ｇやキセノンランプ（不図示）よりの赤外線或いは遠赤
外線等の熱線を透過する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^−３Ｊ／ｃｍ・ｓ・Ｋ、比熱が
（０．５〜２．０）×Ｊ／ｇ・Ｋ、比重が１．５〜３．
０）が主として用いられ、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^−３
Ｊ／ｃｍ・ｓ・Ｋ、比熱が（１〜２）×Ｊ／ｇ・Ｋ、比
重が０．８〜１．２）等も用いることが可能である。例
えば熱線定着ローラ１７ａの透光性基体１７１ａとし
て、内径３２ｍｍ、外径４０ｍｍで、層厚（厚さ）４ｍ
ｍのパイレックスガラス（比熱が０．７８Ｊ／ｇ・Ｋ、
比重が２．３２）を用いたときの透光性基体１７１ａの
Ａ−３サイズ幅（２９７ｍｍ）当たりでの熱容量Ｑ１は
約６０ｃａｌ／ｄｅｇである。また、透光性基体１７１
ａを通過させる熱線の波長は０．１〜２０μｍ、好まし
くは０．３〜３μｍであるので、フィラーとして硬度や
熱伝導率の調整剤が加えられるが、粒径が熱線の波長の
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
の熱線透過性（光源によっては可視光を含んだ赤外線或
いは遠赤外線透過性）のＩＴＯ、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基体１７１ａ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１μ
ｍ以下、好ましくは０．１μｍ以下であることが光散乱
を防ぎ、熱線吸収層１７１ｂに到達させるのに好まし
い。上記の如く、透光性基体１７１ａはあまり熱伝導性
が良くない。

【０１１０】透光性弾性層１７１ｄは、厚さ０．５〜２
０ｍｍ、好ましくは１〜５ｍｍ厚の例えばシリコンゴム
やフッ素ゴムを用い、熱線（光源によっては可視光を含
んだ赤外線或いは遠赤外線）を透過する熱線透過性のゴ
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（シリコンゴム
やフッ素ゴム）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^-3Ｊ／ｃｍ・ｓ・Ｋ、比熱が（１〜２）×Ｊ／ｇ
・Ｋ、比重が０．９〜１．０のゴム層を用いる。例えば
熱線定着ローラ１７ａの透光性弾性層１７１ｄとして、
外径５０ｍｍで、層厚（厚さ）５ｍｍのシリコンゴム
（比熱が１．１Ｊ／ｇ・Ｋ、比重が０．９１）を用いた
ときの透光性弾性層１７１ｄのＡ−３サイズ幅（２９７
ｍｍ）当たりでの熱容量Ｑ２は約５０ｃａｌ／ｄｅｇで
ある。ゴム層は熱伝導率がガラス部材を用いた透光性の
基体（熱伝導率が（５〜２０）×１０^-3Ｊ／ｃｍ・ｓ・
Ｋ）より１桁低いので断熱性を有する層の役割をする。
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５〜６０Ｈｓである。熱線定着用回転部材の透光
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２０〜３００μｍの
厚さで塗られている。透光性弾性層１７１ｄのトップ層
のシリコンゴムとしては、ＨＴＶ（Ｈｉｇｈ Ｔｅｍｐ
ｅｒａｔｕｒｅ Ｖｏｌｃａｎｉｚｉｎｇ）よりも離型
性のよいＲＴＶ（ＲｏｏｍＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｖ
ｏｌｃａｎｉｚｉｎｇ）やＬＴＶ（Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅ
ｒａｔｕｒｅ Ｖｏｌｃａｎｉｚｉｎｇ）が中間層並の
厚さで被覆されている。また、透光性弾性層１７１ｄを
通過させる熱線の波長は０．１〜２０μｍ、好ましくは
０．３〜３μｍであるので、硬度や熱伝導率の調整剤と
して、粒径が熱線の波長の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以下の熱線透過性（光源によって
は可視光を含んだ赤外線或いは遠赤外線透過性）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１
７１ｄ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、熱線吸収層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、熱線定着用回転部材としての熱線定着ローラ１
７ａが弾性の高いソフトローラとして構成される。

【０１１１】熱線吸収層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
吸収された残りの熱線で、透光性基体１７１ａ及び透光
性弾性層１７１ｄを透過した熱線の略１００％にあたる
９０〜１００％、好ましくは９５〜１００％の熱線を熱
線吸収層１７１ｂにより吸収し瞬時加熱が可能な熱線定
着用回転部材を形成するように、樹脂バインダにカーボ
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（Ｆ
ｅ₂Ｏ₃）等の粉末を混入した熱線吸収部材を用い、厚さ
１０〜５００μｍ、好ましくは２０〜１００μｍ厚の熱
線吸収部材を透光性弾性層１７１ｄの外側（外周面）に
吹付け或いは塗布等により形成する。熱線吸収層１７１
ｂの熱伝導率は前記透光性弾性層１７１ｄのゴム層（熱
伝導率が（１〜３）×１０^-3Ｊ／ｃｍ・ｓ・Ｋ、比熱が
（１〜２）×Ｊ／ｇ・Ｋ、比重が０．９〜１．０）と比
べて、カーボンブラック等の吸収剤の添加により、やや
高めの（３〜１０）×１０^-3Ｊ／ｃｍ・ｓ・Ｋ（比熱が
（〜２．０）×Ｊ／ｇ・Ｋ、比重が（〜０．９））に設
定することができる。熱線吸収層１７１ｂとしてはニッ
ケル電鋳ローラ等の金属ローラ部材を同様の厚さで設け
てもよい。この時、熱線を吸収するために内側（内周
面）は黒色酸化処理をしておくことが好ましい。熱線吸
収層１７１ｂでの熱線吸収率が９０％程度よりも低く、
例えば２０〜８０％程度であると熱線が漏れて、漏れた
熱線により熱線定着用回転部材としての熱線定着ローラ
１７ａがモノクロ画像形成に用いられた場合、フィルミ
ング等により熱線定着ローラ１７ａの特定位置の表面に
黒トナーが付着すると漏れた熱線により付着部から発熱
が起き、その部分でさらに熱線吸収による発熱が重ねて
起こり熱線吸収層１７１ｂを破損する。またカラー画像
形成に用いられた場合、カラートナーの吸収効率が一般
に低く、かつカラートナー間に吸収効率の差があること
から定着不良となったり、定着むらとなる。従って、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１７１
ｄにて吸収された残りの熱線で、透光性基体１７１ａ及
び透光性弾性層１７１ｄを透過した熱線が熱線吸収層１
７１ｂで完全に吸収されるように熱線吸収層１７１ｂの
熱線吸収率を略１００％にあたる９０〜１００％、好ま
しくは９５〜１００％とする。これにより、分光特性が
異なることで熱線により定着することが困難なカラート
ナーの溶融が良好に行われ、特に図９でのカラー画像形
成において、分光特性が異なることで熱線により定着す
ることが困難なトナー層の厚い転写材上の重ね合わせカ
ラートナー像の溶融が良好に行われる。また、熱線吸収
層１７１ｂの厚さが１０μｍ未満で薄いと、熱線吸収層
１７１ｂでの熱線の吸収による加熱速度は速いが、薄膜
による局所的な加熱による熱線吸収層１７１ｂの破損や
強度不足の原因となり、熱線吸収層１７１ｂの厚さが５
００μｍを越えて厚過ぎると、熱伝導不良となったり、
熱容量が大きくなり急速加熱が成しにくくなる。熱線吸
収層１７１ｂの熱線吸収率を略１００％にあたる９０〜
１００％、好ましくは９５〜１００％としたり、熱線吸
収層１７１ｂの厚さを１０〜５００μｍ、好ましくは２
０〜１００μｍとすることにより、熱線吸収層１７１ｂ
での局所的な発熱が防止され、均一な発熱が行われる。
また、熱線吸収層１７１ｂに投光される熱線の波長は
０．１〜２０μｍ、好ましくは０．３〜３μｍであるの
で、フィラーとして硬度や熱伝導率の調整剤が加えられ
るが、粒径が熱線の波長の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以下の熱線透過性（光源によって
は可視光を含んだ赤外線或いは遠赤外線透過性）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５〜５０重量％分散させたもので
熱線吸収層１７１ｂを形成してもよい。このようにし
て、熱線吸収層１７１ｂは温度がすぐに上がるように熱
容量を小さくしてあるので、熱線定着用回転部材として
の熱線定着ローラ１７ａに温度低下が生じ、定着むらが
発生するという問題を防止する。熱線吸収層１７１ｂと
しては、弾性を有するシリコンゴムやフッ素ゴムに、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）等の粉末を混入したものを用いてもよい。
例えば熱線定着ローラ１７ａの熱線吸収層１７１ｂ（或
いは後述する兼用層１７１Ｚ）として、外径５０ｍｍの
透光性弾性層１７１ｄの表面（外周面）に、層厚（厚
さ）５０μｍのフッ素樹脂（比熱が２．０Ｊ／ｇ・Ｋ、
比重が０．９）を用いたときの熱線吸収層１７１ｂ（或
いは兼用層１７１Ｚ）のＡ−３サイズ幅（２９７ｍｍ）
当たりでの熱容量Ｑ３は約１．０ｃａｌ／ｄｅｇであ
る。熱線吸収層１７１ｂとしてはニッケル電鋳ベルトの
ように金属フィルム部材を用いることもできる。この
時、熱線吸収のために内側（内周面）は黒色酸化処理を
しておくことが望ましい。

【０１１２】また熱線吸収層１７１ｂと分離して熱線吸
収層１７１ｂの外側（外周面）に、トナーとの離型性を
良好とするため、厚さ３０〜１００μｍのＰＦＡ（フッ
素樹脂）チューブを被覆したものや、フッ素樹脂（ＰＦ
ＡまたはＰＴＦＥ）塗料を２０〜３０μｍ塗布した離型
層１７１ｃ（熱伝導率が（１〜１０）×１０^-3Ｊ／ｃｍ
・ｓ・Ｋ、比熱が（〜２．０）×Ｊ／ｇ・Ｋ、比重が
（〜０．９））を設ける（分離型）。

【０１１３】さらに図５（ｂ）に断面を示すように、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）等の粉末を混入した熱線吸収部材と、バイ
ンダと離型剤とを兼ねたフッ素樹脂（ＰＦＡまたはＰＴ
ＦＥ）塗料とを混入して配合し、図５（ａ）にて前述し
た熱線吸収層１７１ｂと離型層１７１ｃとを一体として
離型性を有する兼用層１７１Ｚを、透光性基体１７１ａ
の外側（外周面）に形成された透光性弾性層１７１ｄの
外側（外周面）に形成し、弾性を有するロール状の熱線
定着用回転部材を形成してもよい。兼用層１７１Ｚの熱
伝導率は熱線吸収層１７１ｂの熱伝導率と略同様で、
（３〜１０）×１０^-3Ｊ／ｃｍ・ｓ・Ｋ（比熱が（〜
２．０）×Ｊ／ｇ・Ｋ、比重が（〜０．９））である。
前述したと同様に、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熱線で、
透光性基体１７１ａ及び透光性弾性層１７１ｄを透過し
た熱線が完全に吸収されるように兼用層１７１Ｚの熱線
吸収率を略１００％にあたる９０〜１００％、好ましく
は９５〜１００％とする。兼用層１７１Ｚでの熱線吸収
率が９０％程度よりも低く、例えば２０〜８０％程度で
あると熱線が漏れて、漏れた熱線により熱線定着用回転
部材がモノクロ画像形成に用いられた場合、フィルミン
グ等により熱線定着用回転部材の特定位置の表面に黒ト
ナーが付着すると漏れた熱線により付着部から発熱が起
き、その部分でさらに熱線吸収による発熱が重ねて起こ
り兼用層１７１Ｚを破損する。またカラー画像形成に用
いられた場合、カラートナーの吸収効率が一般に低く、
かつカラートナー間に吸収効率の差があることから定着
不良となったり、定着むらとなる。従って、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
吸収された残りの熱線で、透光性基体１７１ａ及び透光
性弾性層１７１ｄを透過した熱線が熱線定着用回転部材
内で完全に吸収されるように兼用層１７１Ｚの熱線吸収
率を略１００％にあたる９０〜１００％、好ましくは９
５〜１００％とする。また、兼用層１７１Ｚでの局所的
な発熱も防止され、均一な発熱が行われる。また、兼用
層１７１Ｚに投光される熱線の波長は０．１〜２０μ
ｍ、好ましくは０．３〜３μｍであるので、フィラーと
して硬度や熱伝導率の調整剤が加えられるが、粒径が熱
線の波長の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以下の熱線透過性（光源によっては可視光を含ん
だ赤外線或いは遠赤外線透過性）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兼用層１７１Ｚを形成してもよ
い。

【０１１４】図６にて前述したと同様に、ロール状の熱
線定着用回転部材としての熱線定着ローラ１７ａの熱線
吸収層１７１ｂに前述した熱線吸収部材の濃度分布を均
一に設けると境界にある熱線吸収層１７１ｂで発熱が集
中することになり、透光性弾性層１７１ｄ側へ熱が流失
しやすいので、透光性基体１７１ａより低熱伝導性部材
を用いたり、濃度分布を設けて熱線吸収層１７１ｂ内部
で熱を発生させることが発熱分布を分散させる観点から
好ましい。熱線吸収層１７１ｂの濃度分布はグラフ
（イ）で示すように、内接する透光性弾性層１７１ｄ側
の界面を低濃度とし外周面側に向かって傾斜をつけ順次
高くし、外周面側の手前（熱線吸収層１７１ｂの厚さｔ
１に対し、透光性弾性層１７１ｄ側から２／３〜４／５
程度の位置）で１００％吸収する濃度となるようにして
飽和するようにする。これにより、熱線吸収層１７１ｂ
での熱線の吸収による発熱分布は、グラフ（ロ）に示す
ように、熱線吸収層１７１ｂの中央部近傍に最大値を有
し、熱線吸収層１７１ｂの界面や外周面近傍で最小値を
とる放物線状に形成される。或いは熱線吸収層１７１ｂ
の界面や外周面に透光性の耐熱性樹脂（ポリイミドやフ
ッ素樹脂やシリコン樹脂）を１０〜５００μｍ厚、好ま
しくは２０〜１００μｍを設けることが好ましい。ま
た、透光性基体１７１ａより低熱伝導性部材として熱の
流失を押さえることが好ましい。これにより、前記界面
での熱線の吸収による発熱を小さくし、熱の流出を防止
し、界面での接着層の破損や熱線吸収層１７１ｂの破損
を防止する。また、外周面側の手前（熱線吸収層１７１
ｂの厚さｔ１に対し、透光性基体１７１ａ側から２／３
〜４／５程度の位置）より外周面までの濃度分布を飽和
するようにし、特に、兼用層１７１Ｚを用いた場合に
も、外周表面層が削られても影響の無いようにする。な
お点線で示すように、飽和層を形成してもよい。要する
に、十分に内部で吸収が行われれば外側での濃度の影響
はなくなる。削れの影響も生じない。また、濃度分布に
前記傾斜を設け、傾斜角の変更により発熱分布を調整す
ることができる。

【０１１５】また図７にて前述したと同様に、ロール状
の熱線定着用回転部材としての熱線定着ローラ１７ａの
円筒状の透光性基体１７１ａの外径φとしては、１５〜
６０ｍｍのものが用いられ、厚さｔとしては、厚い方が
強度の点で良く、薄い方が熱容量の点で良いが、強度と
熱容量との関係から、円筒状の透光性基体１７１ａの外
径φと厚さｔとの関係は、 ０．０２≦ｔ／φ≦０．２０ とし、好ましくは ０．０４≦ｔ／φ≦０．１０ とする。透光性基体１７１ａの外径φが４０ｍｍでは透
光性基体１７１ａの厚さｔは、０．８ｍｍ≦ｔ≦８ｍ
ｍ、好ましくは１．６ｍｍ≦ｔ≦４．０ｍｍのものが用
いられる。透光性基体１７１ａでのｔ／φが０．０２未
満では強度不足となり、ｔ／φが０．２０を越えると熱
容量が大きくなり熱線定着ローラ１７ａの加熱が長引く
ことになる。また、透光性基体といっても材料によって
は１〜２０％程度の熱線を吸収する場合があり、強度の
保てる範囲で薄い方が好ましい。

【０１１６】上記の如く、図１１にて説明した第２の例
の定着装置２７０を用いることにより、上側の弾性の高
いソフトローラと、下側のハードローラとの間に、下側
の熱定着フィルム２７Ａのヒータホルダ２７３の円形状
の上面形状に倣って、上側を凸状としたニップ部Ｎが形
成されてトナー像の定着が行われが、ハロゲンランプ１
７１ｇやキセノンランプ（不図示）の熱線による熱線吸
収層１７１ｂでの発熱と、固定発熱体としてのセラミッ
クヒータ１７２の発熱との両方の発熱により、特に下側
のセラミックヒータ１７２の発熱により上側の熱線定着
ローラ１７ａの熱線吸収層１７１ｂを早く昇温させるこ
とができ、省エネルギーとウォーミングアップ時間の短
縮を図りながら、高速定着を可能とすると共に、均一で
安定した温度による良好な定着性が得られる画像形成装
置が可能となる。特に弾性の高い上側のソフトローラ
（熱線定着ローラ１７ａ）でトナー像を定着することに
より、品質の高い（定着性能が良好な）定着が行われ
る。

【０１１７】実施形態３ 本発明にかかわる定着装置の第３の例と、実施形態１に
て前述した画像形成装置の第１の例に該定着装置を適用
するの画像形成装置の一実施形態の画像形成プロセス及
び各機構について、図１２または図１３、及び実施形態
１にて前述した図２、図４ないし図８を用いて説明す
る。図１２は、本発明にかかわる画像形成装置の第３の
例の一実施形態を示す画像形成装置の断面構成図であ
り、図１３は、本発明にかかわる定着装置の第３の例の
断面構成図である。なお以下の第３の例の画像形成装置
の実施の形態の説明において、中間転写体により支持搬
送される転写材の、像担持体に対向する側の面を表面、
他方の面すなわち中間転写体に対向する側の面を裏面と
いい、転写材の表面に転写される画像を表面画像、転写
材の裏面に転写される画像を裏面画像という。

【０１１８】図１２において、１０は像担持体である感
光体ドラム、１１は各色毎の帯電手段であるスコロトロ
ン帯電器、１２は各色毎の画像書込手段である露光光学
系、１３は各色毎の現像手段である現像器、１４ａは中
間転写体である中間転写ベルト、１４ｂは像担持体上の
トナー像を中間転写体および転写材の表面に転写する１
次転写手段である１次転写器、１４ｇは中間転写体上の
トナー像を転写材の裏面に転写する２次転写手段である
２次転写器、１５０は転写材帯電手段である紙帯電器、
１４ｈは転写材除電手段である転写材除電器、１６０は
爪部材である分離爪２１０と拍車部材である拍車１６２
とを有する搬送部、３７０は第３の例の定着装置であ
る。

【０１１９】像担持体である感光体ドラム１０は、例え
ば、光学ガラスや透明アクリル樹脂等の透明部材によっ
て形成される円筒状の基体の外周に、透明の導電層、ａ
−Ｓｉ層あるいは有機感光層（ＯＰＣ）等の感光層を形
成したものであり、導電層を接地した状態で、不図示の
像担持体駆動モータにより図１２の矢印で示す時計方向
に、例えば８０〜４００ｍｍ／ｓｅｃの線速度にて回転
される。

【０１２０】像担持体上にトナー像を形成するトナー像
形成手段は、帯電手段であるスコロトロン帯電器１１、
画像書込手段であるレーザ露光光学系１２０及び現像手
段である現像器１３からなり、図１２の矢印にて示す感
光体ドラム１０の回転方向に対して、その順に配置され
る。

【０１２１】帯電手段であるスコロトロン帯電器１１
は、所定の電位に保持された制御グリッド（符号なし）
と例えば鋸歯状電極からなる放電電極１１ａとを有し、
感光体ドラム１０の感光層と対峙して取付けられ、トナ
ーと同極性のコロナ放電によって帯電作用（本実施形態
においては使用するトナーの極性はマイナス極性とし、
本実施形態において帯電手段であるスコロトロン帯電器
１１による帯電はマイナス帯電）を行い、感光体ドラム
１０に対し一様な電位を与える。放電電極１１ａとして
は、その他ワイヤ電極や針状電極を用いることも可能で
ある。

【０１２２】画像書込手段であるレーザ露光光学系１２
０は、不図示の発光素子としての半導体レーザ、該半導
体レーザから発光されるレーザ光を回転走査する回転多
面鏡１２０ｂ、ｆθレンズ１２０ｃ及び反射ミラー１２
０ｄにより構成され、半導体レーザから発光されるレー
ザ光を回転多面鏡１２０ｂにより回転走査し、ｆθレン
ズ１２０ｃ、反射ミラー１２０ｄを経て、回転する感光
体ドラム１０上に、別体の画像読取装置によって読み取
られメモリに記憶された画像データに従って感光体ドラ
ム１０の感光層に画像書込し、感光体ドラム１０上に静
電潜像を形成する。なお画像データは、表面画像に対応
した画像データと裏面画像に対応した画像データとが互
いに鏡像になる様に、データを変更する必要がある。

【０１２３】現像手段である現像器１３は、感光体ドラ
ム１０の周面に対し所定の間隙を保ち、現像位置におい
て感光体ドラム１０の回転方向と順方向に回転する例え
ば厚み０．５〜１ｍｍ、外径１５〜２５ｍｍの円筒状の
非磁性のステンレスあるいはアルミ材で形成された現像
スリーブ１３ａを有し、現像器１３の内部には、黒色
（Ｋ）の一成分或いは二成分現像剤を収容している。現
像器１３の現像スリーブ１３ａは不図示の突き当てコロ
により感光体ドラム１０と所定の間隙、例えば１００〜
５００μｍをあけ、層厚８０〜３００μｍの現像スリー
ブ１３ａ上の現像剤が感光体ドラム１０と非接触に保た
れており、現像スリーブ１３ａに対して直流電圧と交流
電圧を重畳した現像バイアスを印加することにより、非
接触の反転現像を行い、感光体ドラム１０上にトナー像
を形成する。

【０１２４】中間転写体である中間転写ベルト１４ａ
は、好ましくは体積抵抗率が１０⁹Ω・ｃｍ以上、１０
¹²Ω・ｃｍ未満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。中間転写ベルト１４ａの基
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。中間転写ベ
ルト１４ａは、それぞれローラ部材である駆動ローラ１
４ｄと２次転写対向ローラ１４ｊと従動ローラ１４ｅと
テンションローラ１４ｉとに張架され、図１２の矢印で
示す反時計方向に回転される。従動ローラ１４ｅ、２次
転写対向ローラ１４ｊ及び駆動ローラ１４ｄは固定位置
で回転され、テンションローラ１４ｉは不図示のバネ等
の弾力により移動可能に支持されて回転される。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、中間転写ベルト１４ａを駆動して回
転させる。中間転写ベルト１４ａの回転により２次転写
対向ローラ１４ｊ、従動ローラ１４ｅ及びテンションロ
ーラ１４ｉが従動して回転される。回転中の中間転写ベ
ルト１４ａのベルト弛みがテンションローラ１４ｉによ
り緊張される。中間転写ベルト１４ａが従動ローラ１４
ｅに張架される位置に転写材である記録紙Ｐが供給さ
れ、中間転写ベルト１４ａによって支持搬送される。駆
動ローラ１４ｄに張架される中間転写ベルト１４ａの定
着装置３７０側の端部の曲率部ＫＴにおいて中間転写ベ
ルト１４ａから記録紙Ｐが分離される。

【０１２５】像担持体上のトナー像を中間転写体または
転写材の表面に転写する１次転写手段としての１次転写
器１４ｂは、中間転写ベルト１４ａを挟んで感光体ドラ
ム１０に対向して設けられるコロナ放電器であり、中間
転写ベルト１４ａと感光体ドラム１０との間に転写域
（符号なし）を形成する。１次転写器１４ｂ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
電圧が印加され、感光体ドラム１０上のトナー像を中間
転写ベルト１４ａ上または転写材である記録紙Ｐの表面
に転写する。１次転写器１４ｂとしてはコロナ放電器の
他に転写ローラや転写ブレードを用いることも可能であ
る。

【０１２６】中間転写体上のトナー像を転写材の裏面に
再転写する２次転写手段である２次転写器１４ｇはコロ
ナ放電器により構成され、１次転写器１４ｂと駆動ロー
ラ１４ｄとの間で、中間転写ベルト１４ａを挟んで接地
された２次転写対向ローラ１４ｊに対向して設けられ、
トナーと反対極性（本実施形態においてはプラス極性）
の直流電圧が印加され、中間転写ベルト１４ａ上のトナ
ー像を記録紙Ｐの裏面に転写する。

【０１２７】転写材帯電手段である紙帯電器１５０は好
ましくはコロナ放電器により構成され、中間転写ベルト
１４ａを挟んで接地された従動ローラ１４ｅと対向して
設けられ、トナーと同極性（本実施形態においてはマイ
ナス極性）の直流電圧が印加され、記録紙Ｐを帯電して
中間転写ベルト１４ａに吸着させる。紙帯電器１５０と
してはコロナ放電器の他に、鋸歯状電極や中間転写ベル
ト１４ａに当接および当接解除可能な紙帯電ブラシや紙
帯電ローラ等を用いることも可能である。

【０１２８】転写材除電手段である転写材除電器１４ｈ
は好ましくはコロナ放電器により構成され、中間転写ベ
ルト１４ａの定着装置３７０側端部で記録紙Ｐを中間転
写ベルト１４ａから分離する位置の近傍に、中間転写ベ
ルト１４ａを挟んで接地された駆動ローラ１４ｄに対向
して設けられ、２次転写器１４ｇにより荷電された帯電
量（Ｑ／Ｍ）の高い表面トナー像の分離時の剥離放電防
止のための直流電圧を重畳した交流電圧が印加され、中
間転写ベルト１４ａにより搬送される記録紙Ｐを除電し
て中間転写ベルト１４ａから分離する。

【０１２９】搬送部１６０は、転写材分離補助手段であ
る分離爪２１０と拍車部材である拍車１６２とを有し、
中間転写ベルト１４ａの定着装置３７０側の端部の曲率
部ＫＴと第３の例の定着装置３７０との間に設けられ
る。搬送部１６０は、定着装置３７０からの熱により、
中間転写ベルト１４ａが変形したり、中間転写ベルト１
４ａに担持されるトナー像が融着気味になって転写しに
くくなったり、中間転写ベルト１４ａ上にトナーが固着
したりすることを防止する。

【０１３０】転写材分離補助手段である分離爪２１０は
中間転写ベルト１４ａの曲率部ＫＴに近接し、中間転写
ベルト１４ａと所定の間隔、好ましくは０．１〜２．０
ｍｍを空けて支持軸２２１に固定されて設けられ、記録
紙Ｐが中間転写ベルト１４ａより分離される際に、中間
転写ベルト１４ａ方向へ曲がって搬送されようとする記
録紙Ｐの先端部を当接させ、記録紙Ｐの曲率分離を補助
する。

【０１３１】拍車部材である拍車１６２は、周面に複数
の突起部１６２ａを有し、回転支持軸１６５を中心とし
て回転自在に設けられる。拍車１６２は、記録紙Ｐの裏
面側をガイドして記録紙Ｐを搬送し、両面にトナー像を
有する記録紙Ｐの裏面トナー像の乱れを防止するととも
に、記録紙Ｐの定着装置３７０への進入方向を一定にし
ながら記録紙Ｐを安定して定着装置３７０へと搬送す
る。

【０１３２】分離爪２１０と拍車１６２とは、中間転写
ベルト１４ａ上の転写材搬送面或いはその延長面に対
し、感光体ドラム１０の有る側と反対側に配設される。
転写材搬送面或いはその延長面の両側に拍車部材である
拍車１６２を設けることも可能である。

【０１３３】第３の例の定着装置３７０は、誘導発熱体
としての磁性体３７２を内包して上側（表面側）の表面
画像のトナー像を定着するためのフィルム状回転部材と
しての熱定着フィルム３７Ａと、下側（裏面側）の裏面
画像のトナー像を定着するための下側のロール状の熱線
定着用回転部材としての熱線定着ローラ１７ａとにより
構成され、不図示の定着用の駆動モータにより熱線定着
ローラ１７ａが駆動回転され、熱定着フィルム１７Ａが
従動回転される。熱線定着ローラ１７ａの内部中心に
は、光源によっては可視光を含んだ赤外線或いは遠赤外
線等の熱線を発するハロゲンランプ１７１ｇやキセノン
ランプ（不図示）等が熱線照射手段として配設される。
熱定着フィルム３７Ａと熱線定着ローラ１７ａ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上のトナー像が定着され
る。

【０１３４】次に画像形成プロセスを説明する。

【０１３５】画像記録のスタートにより不図示の像担持
体駆動モータの始動により感光体ドラム１０が図１の矢
印で示す時計方向へ回転され、同時にスコロトロン帯電
器１１の帯電作用により感光体ドラム１０に電位の付与
が開始される。

【０１３６】感光体ドラム１０は電位を付与されたあ
と、レーザ露光光学系１２０によって画像データに対応
する電気信号による画像書込が開始され、感光体ドラム
１０の表面に原稿画像の画像に対応する静電潜像が形成
される。

【０１３７】上記静電潜像は現像器１３により非接触の
状態で反転現像され、感光体ドラム１０上にトナー像が
形成される（トナー像形成手段）。

【０１３８】上記の画像形成プロセスによって像担持体
である感光体ドラム１０上に形成された裏面画像となる
トナー像は、転写域（符号なし）において、１次転写器
１４ｂによって、中間転写体である中間転写ベルト１４
ａ上に転写される（図２（Ａ））。

【０１３９】転写後の感光体ドラム１０の周面上に残っ
たトナーは感光体ドラムＡＣ除電器１６により除電を受
けた後、像担持体クリーニング手段であるクリーニング
装置１９にいたり、感光体ドラム１０に当接したゴム材
から成るクリーニングブレード１９ａによってクリーニ
ングされ、スクリュウ１９ｂによって不図示の排トナー
容器に回収される。

【０１４０】以上のようにして中間転写ベルト１４ａ上
に裏面画像となるトナー像が形成された後、感光体ドラ
ム１０上には上記の画像形成プロセスと同様にして、引
続き表面画像となるトナー像が形成される（図２
（Ｂ））。この際、感光体ドラム１０上に形成される表
面画像は、前記感光体ドラム１０上に形成した裏面画像
に対して鏡像となるように画像データが変更される。

【０１４１】感光体ドラム１０上への表面画像形成にと
もなって転写材である記録紙Ｐが転写材収納手段である
給紙カセット１５より、送り出しローラ１５ａにより送
り出され、転写材給送手段としてのタイミングローラ１
５ｂへ搬送され、タイミングローラ１５ｂの駆動によっ
て、感光体ドラム１０上に形成される表面画像のトナー
像と、中間転写ベルト１４ａに担持されている裏面画像
のトナー像との同期がとられて転写域（符号なし）へ給
送される。この際、給送される記録紙Ｐは、記録紙Ｐの
表面側に設けられる転写材帯電手段である紙帯電器１５
０によりトナーと同極性に帯電され、中間転写ベルト１
４ａに吸着されて転写域（符号なし）へ搬送される。ト
ナーと同極性に紙帯電を行うことにより、中間転写ベル
ト１４ａ上のトナー像や感光体ドラム１０上のトナー像
と引き合うことを防止して、トナー像の乱れを防止して
いる。

【０１４２】転写域（符号なし）ではトナーと反対極性
（本実施形態においてはプラス極性）の電圧が印加され
る１次転写器１４ｂによって感光体ドラム１０上の表面
画像が記録紙Ｐの表面に転写される。このとき、中間転
写ベルト１４ａ上の裏面画像は記録紙Ｐに転写されない
で中間転写ベルト１４ａ上に存在する。

【０１４３】表面にトナー像が転写された記録紙Ｐは、
トナーと反対極性（本実施形態においてはプラス極性）
の電圧が印加される２次転写器１４ｇへと搬送され、２
次転写器１４ｇにより中間転写ベルト１４ａの周面上の
裏面画像が記録紙Ｐの裏面に再転写される（図２
（Ｃ））。

【０１４４】両面にトナー像が形成された記録紙Ｐは、
中間転写ベルト１４ａの曲率部ＫＴの曲率と、中間転写
ベルト１４ａの端部に設けられる転写材除電手段として
の転写材除電器１４ｈによる除電作用と、中間転写ベル
ト１４ａと所定の間隔を空けて搬送部１６０に設けられ
る分離爪２１０とにより、中間転写ベルト１４ａから分
離され、搬送部１６０に設けられた拍車１６２を通して
定着装置３７０へと搬送され、熱定着フィルム１７Ａと
熱線定着ローラ１７ａとの間のニップ部Ｎ間を搬送さ
れ、ニップ部Ｎで熱と圧力とをくわえられることにより
記録紙Ｐ上のトナー像が定着される。両面画像記録がな
された記録紙Ｐは表裏を反転されて送られ、排紙ローラ
１８により装置外部のトレイへ排出される。

【０１４５】転写後の中間転写ベルト１４ａの周面上に
残ったトナーは、中間転写ベルト１４ａを挟んで従動ロ
ーラ１４ｅに対向して設けられ、支軸１４２を回転支点
として中間転写ベルト１４ａに当接及び当接解除可能な
中間転写体クリーニングブレード１４１を有する中間転
写体クリーニング手段である中間転写体クリーニング装
置１４０によりクリーニングされる。

【０１４６】また、転写後の感光体ドラム１０の周面上
に残ったトナーは、感光体ドラムＡＣ除電器１６により
除電を受けた後、クリーニング装置１９によりクリーニ
ングされて、次の画像形成サイクルにはいる。

【０１４７】図１３に示すように、第３の例の定着装置
３７０は上側（表面側）の表面画像のトナー像を定着す
るためのフィルム状回転部材としての熱定着フィルム３
７Ａと、下側（裏面側）の裏面画像のトナー像を定着す
るための下側のロール状の熱線定着用回転部材としての
熱線定着ローラ１７ａとにより構成され、ハードローラ
としての熱定着フィルム３７Ａと、弾性を有したソフト
ローラとしての熱線定着ローラ１７ａとの間で形成され
る、幅３０ｍｍ以下、好ましくは１０ｍｍ以上の幅広い
ニップ部Ｎで、ニップ部Ｎに進入されてニップ部Ｎを通
過される記録紙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。

【０１４８】表面画像のトナー像を定着する熱定着フィ
ルム３７Ａは、例えば厚さ４０〜１００μｍの薄膜の定
着フィルム１７１と、誘導発熱体としての磁性体３７２
と、磁性体３７２を誘導加熱するためのコイル３７３と
によるハードローラとして構成される。ＴＳ２は上側の
熱定着フィルム３７Ａの磁性体３７２の裏面（ニップ部
Ｎと反対側）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
温度センサである。温度センサＴＳ２としては接触タイ
プの他に、非接触タイプのものを用いることも可能であ
る。

【０１４９】定着フィルム１７１の熱容量は熱線定着ロ
ーラ１７ａに対して１／２０程度となっておりウォーミ
ングアップが略ゼロのクイックスタートが可能となって
いる。磁性体３７２は回転する定着フィルム１７１の走
行ガイドとなる一方、熱線定着ローラ１７ａに圧接する
ようになっている。定着フィルム１７１は磁性体３７２
にルーズに勘合し、勘合し回転する熱線定着ローラ１７
ａの表面摩擦力により従動回転する。熱定着フィルム３
７Ａは熱容量が小さいので、熱線定着ローラ１７ａの熱
が取られることが少ない。

【０１５０】磁性体３７２は、アルミナ、酸化鉄等の金
属基体に厚膜印刷により抵抗体とオーバコートガラスを
設けたものを用い、誘導発熱体より定着フィルム１７１
間の熱抵抗を下げている。

【０１５１】定着フィルム１７１の構造は、図４にて前
述したと同様に、ベース材１７１Ａ、導電層１７１Ｂ及
び表面離型層１７１Ｃにより構成される。

【０１５２】ベース材１７１Ａとしては、高温下におけ
る強度、寸法安定性に優れるポリイミド樹脂が好まし
く、厚みを４０〜１００μｍ程度と厚くすることが好ま
しい。厚みを４０μｍ程度と厚くすることにより、強度
及び剛性を高め、定着フィルム１７１の回転中の寄りを
挫屈せずに端部で規制可能とする。また、１００μｍよ
り厚くしすぎると熱伝導が悪くなり、また、熱伝導も大
きくなるために瞬時に加熱することが困難になり、ま
た、使用する電力も増加してしまう。また、オフセット
防止のために、表面離型層１７１Ｃ、例えばフッ素樹脂
（ＰＦＡまたはＰＴＦＥ）の層を設けることが好ましい
が、更に、定着フィルム１７１のベース材１７１Ａの内
面と磁性体３７２表面との間の摺動により発生する摩擦
電荷の影響をなくすため導電層１７１Ｂを設け接地して
いる。また、低湿環境下での記録紙Ｐの後端部との剥離
帯電電荷を逃がすように、表面離型層１７１Ｃに導電フ
ィラをいれ低抵抗化してオフセットを防止している。た
だし、抵抗値が低すぎると転写電荷がリークしてオフセ
ットを生じるので、２×１０¹⁰〜５×１０¹¹Ω／ｃｍ²
の抵抗値が好ましい。

【０１５３】裏面のトナー像を定着するための熱線定着
用回転部材としての熱線定着ローラ１７ａは、円筒状の
透光性基体１７１ａと、該透光性基体１７１ａの外側
（外周面）に透光性弾性層１７１ｄと熱線吸収層１７１
ｂと離型層１７１ｃとをその順に設けたソフトローラと
して構成される。透光性基体１７１ａ内部中心に、光源
によっては可視光を含んだ赤外線或いは遠赤外線等の熱
線を発する熱線照射手段であるハロゲンランプ１７１ｇ
やキセノンランプ（不図示）が設けられる。熱線定着用
回転部材としての熱線定着ローラ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
発せられた熱線が熱線吸収層１７１ｂにより吸収され急
速加熱が可能なロール状の熱線定着用回転部材が形成さ
れる。また熱線定着ローラ１７ａの表面には、熱均一化
ローラＴＲ４が設けられることが好ましく、アルミ材や
ステンレス材等の熱伝導性の良好な金属ローラ部材やヒ
ートパイプを用いた熱均一化ローラＴＲ４により熱線吸
収層１７１ｂにより加熱される熱線定着ローラ１７ａ周
面の発熱温度分布が均一化される。熱均一化ローラＴＲ
４により転写材の通紙に伴う熱線定着ローラ１７ａの縦
方向及び横方向の温度むらが均一化される。ＴＳ１は下
側の熱線定着ローラ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る。温度センサＴＳ１とし
ては接触タイプの他に、非接触タイプのものを用いるこ
とも可能である。

【０１５４】上側の熱定着フィルム３７Ａ及び下側の熱
線定着ローラ１７ａの温度制御は、図８にて前述したと
同様に、上側のフィルム状回転部材としての熱定着フィ
ルム３７Ａの磁性体３７２の温度を検知する温度検知手
段としての温度センサＴＳ２による熱定着フィルム３７
Ａの温度（Ｔ２（℃））と、下側の熱線定着用回転部材
としての熱線定着ローラ１７ａの温度を検知する温度検
知手段としての温度センサＴＳ１による熱線定着ローラ
１７ａの温度（Ｔ１（℃））とを測定し、予め記憶部
（ＲＯＭ、ＲＡＭ）のＲＯＭ内に参照テーブルとして記
憶されている、温度（検知温度）Ｔ２及び温度（検知温
度）Ｔ１に対応する参照テーブルからの磁性体３７２を
加熱するコイル３７３及び熱線定着ローラ１７ａを加熱
するハロゲンランプ１７１ｇやキセノンランプ（不図
示）のｏｎ−ｏｆｆ時間が、定着制御部を通して参照さ
れ、上側の熱定着フィルム３７Ａ及び下側の熱線定着ロ
ーラ１７ａの温度制御が行われる。特に両面定着では、
上側の熱定着フィルム３７Ａ及び下側の熱線定着ローラ
１７ａの両方の温度が定着に影響を与えるので、上側の
熱定着フィルム３７Ａ及び下側の熱線定着ローラ１７ａ
の両方の温度制御が必要となる。

【０１５５】上側のハードローラと、下側の弾性の高い
ソフトローラとの間に、上側の熱定着フィルム３７Ａの
磁性体３７２の底面形状に倣って、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。

【０１５６】誘導発熱体としての磁性体３７２の発熱
と、ハロゲンランプ１７１ｇやキセノンランプ（不図
示）の熱線による熱線吸収層１７１ｂでの発熱との両方
の発熱により、両面時の下側の熱線定着ローラ１７ａの
加熱のために瞬時加熱は困難であるが、省エネルギーで
ウォーミングアップ時間の短いクイックスタート（急速
加熱）が可能な定着装置が可能となる。

【０１５７】図５にて前述したと同様に、熱線定着ロー
ラ１７ａの構成は、図５（ａ）に断面を示すように、円
筒状の透光性基体１７１ａとしては、厚さ１〜２０ｍ
ｍ、好ましくは２〜５ｍｍ厚で、ハロゲンランプ１７１
ｇやキセノンランプ（不図示）よりの赤外線或いは遠赤
外線等の熱線を透過する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^-3Ｊ／ｃｍ・ｓ・Ｋ、比熱が
（０．５〜２．０）×Ｊ／ｇ・Ｋ、比重が１．５〜３．
０）が主として用いられ、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^-3Ｊ
／ｃｍ・ｓ・Ｋ、比熱が（１〜２）×Ｊ／ｇ・Ｋ、比重
が０．８〜１．２）等も用いることが可能である。例え
ば熱線定着ローラ１７ａの透光性基体１７１ａとして、
内径３２ｍｍ、外径４０ｍｍで、層厚（厚さ）４ｍｍの
パイレックスガラス（比熱が０．７８Ｊ／ｇ・Ｋ、比重
が２．３２）を用いたときの透光性基体１７１ａのＡ−
３サイズ幅（２９７ｍｍ）当たりでの熱容量Ｑ１は約６
０ｃａｌ／ｄｅｇである。また、透光性基体１７１ａを
通過させる熱線の波長は０．１〜２０μｍ、好ましくは
０．３〜３μｍであるので、フィラーとして硬度や熱伝
導率の調整剤が加えられるが、粒径が熱線の波長の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以下の熱
線透過性（光源によっては可視光を含んだ赤外線或いは
遠赤外線透過性）のＩＴＯ、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基体１７１ａ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、熱線吸収層１７１ｂに到達させるのに好ましい。上
記の如く、透光性基体１７１ａはあまり熱伝導性が良く
ない。

【０１５８】透光性弾性層１７１ｄは、厚さ０．５〜２
０ｍｍ、好ましくは１〜５ｍｍ厚の例えばシリコンゴム
やフッ素ゴムを用い、熱線（光源によっては可視光を含
んだ赤外線或いは遠赤外線）を透過する熱線透過性のゴ
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（シリコンゴム
やフッ素ゴム）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^-3Ｊ／ｃｍ・ｓ・Ｋ、比熱が（１〜２）×Ｊ／ｇ
・Ｋ、比重が０．９〜１．０のゴム層を用いる。例えば
熱線定着ローラ１７ａの透光性弾性層１７１ｄとして、
外径５０ｍｍで、層厚（厚さ）５ｍｍのシリコンゴム
（比熱が１．１Ｊ／ｇ・Ｋ、比重が０．９１）を用いた
ときの透光性弾性層１７１ｄのＡ−３サイズ幅（２９７
ｍｍ）当たりでの熱容量Ｑ２は約５０ｃａｌ／ｄｅｇで
ある。ゴム層は熱伝導率がガラス部材を用いた透光性の
基体（熱伝導率が（５〜２０）×１０^-3Ｊ／ｃｍ・ｓ・
Ｋ）より１桁低いので断熱性を有する層の役割をする。
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５〜６０Ｈｓである。熱線定着用回転部材の透光
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２０〜３００μｍの
厚さで塗られている。透光性弾性層１７１ｄのトップ層
のシリコンゴムとしては、ＨＴＶ（Ｈｉｇｈ Ｔｅｍｐ
ｅｒａｔｕｒｅ Ｖｏｌｃａｎｉｚｉｎｇ）よりも離型
性のよいＲＴＶ（ＲｏｏｍＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｖ
ｏｌｃａｎｉｚｉｎｇ）やＬＴＶ（Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅ
ｒａｔｕｒｅ Ｖｏｌｃａｎｉｚｉｎｇ）が中間層並の
厚さで被覆されている。また、透光性弾性層１７１ｄを
通過させる熱線の波長は０．１〜２０μｍ、好ましくは
０．３〜３μｍであるので、硬度や熱伝導率の調整剤と
して、粒径が熱線の波長の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以下の熱線透過性（光源によって
は可視光を含んだ赤外線或いは遠赤外線透過性）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１
７１ｄ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、熱線吸収層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、熱線定着用回転部材としての熱線定着ローラ１
７ａが弾性の高いソフトローラとして構成される。

【０１５９】熱線吸収層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
吸収された残りの熱線で、透光性基体１７１ａ及び透光
性弾性層１７１ｄを透過した熱線の略１００％にあたる
９０〜１００％、好ましくは９５〜１００％の熱線を熱
線吸収層１７１ｂにより吸収し瞬時加熱が可能な熱線定
着用回転部材を形成するように、樹脂バインダにカーボ
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（Ｆ
ｅ₂Ｏ₃）等の粉末を混入した熱線吸収部材を用い、厚さ
１０〜５００μｍ、好ましくは２０〜１００μｍ厚の熱
線吸収部材を透光性弾性層１７１ｄの外側（外周面）に
吹付け或いは塗布等により形成する。熱線吸収層１７１
ｂの熱伝導率は前記透光性弾性層１７１ｄのゴム層（熱
伝導率が（１〜３）×１０^-3Ｊ／ｃｍ・ｓ・Ｋ、比熱が
（１〜２）×Ｊ／ｇ・Ｋ、比重が０．９〜１．０）と比
べて、カーボンブラック等の吸収剤の添加により、やや
高めの（３〜１０）×１０^-3Ｊ／ｃｍ・ｓ・Ｋ（比熱が
（〜２．０）×Ｊ／ｇ・Ｋ、比重が（〜０．９））に設
定することができる。熱線吸収層１７１ｂとしてはニッ
ケル電鋳ローラ等の金属ローラ部材を同様の厚さで設け
てもよい。この時、熱線を吸収するために内側（内周
面）は黒色酸化処理をしておくことが好ましい。熱線吸
収層１７１ｂでの熱線吸収率が９０％程度よりも低く、
例えば２０〜８０％程度であると熱線が漏れて、漏れた
熱線により熱線定着用回転部材としての熱線定着ローラ
１７ａがモノクロ画像形成に用いられた場合、フィルミ
ング等により熱線定着ローラ１７ａの特定位置の表面に
黒トナーが付着すると漏れた熱線により付着部から発熱
が起き、その部分でさらに熱線吸収による発熱が重ねて
起こり熱線吸収層１７１ｂを破損する。従って、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熱線で、透光性基体１７１ａ及び透
光性弾性層１７１ｄを透過した熱線が熱線吸収層１７１
ｂで完全に吸収されるように熱線吸収層１７１ｂの熱線
吸収率を略１００％にあたる９０〜１００％、好ましく
は９５〜１００％とする。熱線吸収層１７１ｂの厚さが
１０μｍ未満で薄いと、熱線吸収層１７１ｂでの熱線の
吸収による加熱速度は速いが、薄膜による局所的な加熱
による熱線吸収層１７１ｂの破損や強度不足の原因とな
り、熱線吸収層１７１ｂの厚さが５００μｍを越えて厚
過ぎると、熱伝導不良となったり、熱容量が大きくなり
急速加熱が成しにくくなる。熱線吸収層１７１ｂの熱線
吸収率を略１００％にあたる９０〜１００％、好ましく
は９５〜１００％としたり、熱線吸収層１７１ｂの厚さ
を１０〜５００μｍ、好ましくは２０〜１００μｍとす
ることにより、熱線吸収層１７１ｂでの局所的な発熱が
防止され、均一な発熱が行われる。また、熱線吸収層１
７１ｂに投光される熱線の波長は０．１〜２０μｍ、好
ましくは０．３〜３μｍであるので、フィラーとして硬
度や熱伝導率の調整剤が加えられるが、粒径が熱線の波
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
以下の熱線透過性（光源によっては可視光を含んだ赤外
線或いは遠赤外線透過性）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
５〜５０重量％分散させたもので熱線吸収層１７１ｂを
形成してもよい。このようにして、熱線吸収層１７１ｂ
は温度がすぐに上がるように熱容量を小さくしてあるの
で、熱線定着用回転部材としての熱線定着ローラ１７ａ
に温度低下が生じ、定着むらが発生するという問題を防
止する。熱線吸収層１７１ｂとしては、弾性を有するシ
リコンゴムやフッ素ゴムに、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
混入したものを用いてもよい。例えば熱線定着ローラ１
７ａの熱線吸収層１７１ｂ（或いは後述する兼用層１７
１Ｚ）として、外径５０ｍｍの透光性弾性層１７１ｄの
表面（外周面）に、層厚（厚さ）５０μｍのフッ素樹脂
（比熱が２．０Ｊ／ｇ・Ｋ、比重が０．９）を用いたと
きの熱線吸収層１７１ｂ（或いは兼用層１７１Ｚ）のＡ
−３サイズ幅（２９７ｍｍ）当たりでの熱容量Ｑ３は約
１．０ｃａｌ／ｄｅｇである。熱線吸収層１７１ｂとし
てはニッケル電鋳ベルトのように金属フィルム部材を用
いることもできる。この時、熱線吸収のために内側（内
周面）は黒色酸化処理をしておくことが望ましい。

【０１６０】また熱線吸収層１７１ｂと分離して熱線吸
収層１７１ｂの外側（外周面）に、トナーとの離型性を
良好とするため、厚さ３０〜１００μｍのＰＦＡ（フッ
素樹脂）チューブを被覆したものや、フッ素樹脂（ＰＦ
ＡまたはＰＴＦＥ）塗料を２０〜３０μｍ塗布した離型
層１７１ｃ（熱伝導率が（１〜１０）×１０^-3Ｊ／ｃｍ
・ｓ・Ｋ、比熱が（〜２．０）×Ｊ／ｇ・Ｋ、比重が
（〜０．９））を設ける（分離型）。

【０１６１】さらに図５（ｂ）に断面を示すように、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）等の粉末を混入した熱線吸収部材と、バイ
ンダと離型剤とを兼ねたフッ素樹脂（ＰＦＡまたはＰＴ
ＦＥ）塗料とを混入して配合し、図５（ａ）にて前述し
た熱線吸収層１７１ｂと離型層１７１ｃとを一体として
離型性を有する兼用層１７１Ｚを、透光性基体１７１ａ
の外側（外周面）に形成された透光性弾性層１７１ｄの
外側（外周面）に形成し、弾性を有するロール状の熱線
定着用回転部材を形成してもよい。兼用層１７１Ｚの熱
伝導率は熱線吸収層１７１ｂの熱伝導率と略同様で、
（３〜１０）×１０^-3Ｊ／ｃｍ・ｓ・Ｋ（比熱が（〜
２．０）×Ｊ／ｇ・Ｋ、比重が（〜０．９））である。
前述したと同様に、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熱線で、
透光性基体１７１ａ及び透光性弾性層１７１ｄを透過し
た熱線が完全に吸収されるように兼用層１７１Ｚの熱線
吸収率を略１００％にあたる９０〜１００％、好ましく
は９５〜１００％とする。兼用層１７１Ｚでの熱線吸収
率が９０％程度よりも低く、例えば２０〜８０％程度で
あると熱線が漏れて、漏れた熱線により熱線定着用回転
部材がモノクロ画像形成に用いられた場合、フィルミン
グ等により熱線定着用回転部材の特定位置の表面に黒ト
ナーが付着すると漏れた熱線により付着部から発熱が起
き、その部分でさらに熱線吸収による発熱が重ねて起こ
り兼用層１７１Ｚを破損する。従って、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
れた残りの熱線で、透光性基体１７１ａ及び透光性弾性
層１７１ｄを透過した熱線が熱線定着用回転部材内で完
全に吸収されるように兼用層１７１Ｚの熱線吸収率を略
１００％にあたる９０〜１００％、好ましくは９５〜１
００％とする。また、兼用層１７１Ｚでの局所的な発熱
も防止され、均一な発熱が行われる。また、兼用層１７
１Ｚに投光される熱線の波長は０．１〜２０μｍ、好ま
しくは０．３〜３μｍであるので、フィラーとして硬度
や熱伝導率の調整剤が加えられるが、粒径が熱線の波長
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
下の熱線透過性（光源によっては可視光を含んだ赤外線
或いは遠赤外線透過性）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
散させたもので兼用層１７１Ｚを形成してもよい。

【０１６２】図６にて前述したと同様に、ロール状の熱
線定着用回転部材としての熱線定着ローラ１７ａの熱線
吸収層１７１ｂに前述した熱線吸収部材の濃度分布を均
一に設けると境界にある熱線吸収層１７１ｂで発熱が集
中することになり、透光性弾性層１７１ｄ側へ熱が流失
しやすいので、透光性基体１７１ａより低熱伝導性部材
を用いたり、濃度分布を設けて熱線吸収層１７１ｂ内部
で熱を発生させることが発熱分布を分散させる観点から
好ましい。熱線吸収層１７１ｂの濃度分布はグラフ
（イ）で示すように、内接する透光性弾性層１７１ｄ側
の界面を低濃度とし外周面側に向かって傾斜をつけ順次
高くし、外周面側の手前（熱線吸収層１７１ｂの厚さｔ
１に対し、透光性弾性層１７１ｄ側から２／３〜４／５
程度の位置）で１００％吸収する濃度となるようにして
飽和するようにする。これにより、熱線吸収層１７１ｂ
での熱線の吸収による発熱分布は、グラフ（ロ）に示す
ように、熱線吸収層１７１ｂの中央部近傍に最大値を有
し、熱線吸収層１７１ｂの界面や外周面近傍で最小値を
とる放物線状に形成される。或いは熱線吸収層１７１ｂ
の界面や外周面に透光性の耐熱性樹脂（ポリイミドやフ
ッ素樹脂やシリコン樹脂）を１０〜５００μｍ厚、好ま
しくは２０〜１００μｍを設けることが好ましい。ま
た、透光性基体１７１ａより低熱伝導性部材として熱の
流失を押さえることが好ましい。これにより、前記界面
での熱線の吸収による発熱を小さくし、熱の流出を防止
し、界面での接着層の破損や熱線吸収層１７１ｂの破損
を防止する。また、外周面側の手前（熱線吸収層１７１
ｂの厚さｔ１に対し、透光性基体１７１ａ側から２／３
〜４／５程度の位置）より外周面までの濃度分布を飽和
するようにし、特に、兼用層１７１Ｚを用いた場合に
も、外周表面層が削られても影響の無いようにする。な
お点線で示すように、飽和層を形成してもよい。要する
に、十分に内部で吸収が行われれば外側での濃度の影響
はなくなる。削れの影響も生じない。また、濃度分布に
前記傾斜を設け、傾斜角の変更により発熱分布を調整す
ることができる。

【０１６３】また図７にて前述したと同様に、ロール状
の熱線定着用回転部材としての熱線定着ローラ１７ａの
円筒状の透光性基体１７１ａの外径φとしては、１５〜
６０ｍｍのものが用いられ、厚さｔとしては、厚い方が
強度の点で良く、薄い方が熱容量の点で良いが、強度と
熱容量との関係から、円筒状の透光性基体１７１ａの外
径φと厚さｔとの関係は、 ０．０２≦ｔ／φ≦０．２０ とし、好ましくは ０．０４≦ｔ／φ≦０．１０ とする。透光性基体１７１ａの外径φが４０ｍｍでは透
光性基体１７１ａの厚さｔは、０．８ｍｍ≦ｔ≦８ｍ
ｍ、好ましくは１．６ｍｍ≦ｔ≦４．０ｍｍのものが用
いられる。透光性基体１７１ａでのｔ／φが０．０２未
満では強度不足となり、ｔ／φが０．２０を越えると熱
容量が大きくなり熱線定着ローラ１７ａの加熱が長引く
ことになる。また、透光性基体といっても材料によって
は１〜２０％程度の熱線を吸収する場合があり、強度の
保てる範囲で薄い方が好ましい。

【０１６４】上記の如く、図１３にて説明した第３の例
の定着装置３７０を用いることにより、上側のハードロ
ーラと、下側の弾性の高いソフトローラとの間に、上側
の熱定着フィルム３７Ａの磁性体３７２の底面形状に倣
って、平面状のニップ部Ｎが形成されてトナー像の定着
が行われが、コイル３７３の誘導加熱による誘導発熱体
としての磁性体３７２の発熱と、ハロゲンランプ１７１
ｇやキセノンランプ（不図示）の熱線による熱線吸収層
１７１ｂでの発熱とにより、省エネルギーとウォーミン
グアップ時間の短縮を図りながら、高速定着を可能とす
ると共に、均一で安定した温度による良好な定着性が得
られる定着装置及び画像形成装置が可能となる。特に図
１２にて説明した両面画像形成装置において、省エネル
ギーとウォーミングアップ時間の短縮を図りながら、両
面画像形成における表面トナー像の高速定着を可能とす
ると共に、均一で安定した温度による良好な表面トナー
像の定着が可能となる。

【０１６５】実施形態４ 本発明にかかわる定着装置の第４の例と、実施形態２に
て前述した画像形成装置の第２の例に該定着装置を適用
する画像形成装置の一実施形態の画像形成プロセス及び
各機構について、図１４または図１５、及び実施形態１
にて前述した図４ないし図８を用いて説明する。図１４
は、本発明にかかわる画像形成装置の第４の例の一実施
形態を示すカラー画像形成装置の断面構成図であり、図
１５は、本発明にかかわる定着装置の第４の例の断面構
成図である。

【０１６６】図１４によれば、像担持体である感光体ド
ラム１０は、例えばガラスや透光性アクリル樹脂等の透
光性部材によって形成される円筒状の基体の外周に、透
光性の導電層及び有機感光層（ＯＰＣ）の光導電体層を
形成したものである。

【０１６７】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図
１４の矢印で示す時計方向に回転される。

【０１６８】本発明では、画像露光用の露光ビームは、
その結像点である感光体ドラム１０の光導電体層におい
て、光導電体層の光減衰特性（光キャリア生成）に対し
て適正なコントラストを付与できる波長の露光光量を有
していればよい。従って、本実施形態における感光体ド
ラム１０の透光性の基体の光透過率は、１００％である
必要はなく、露光ビームの透過時にある程度の光を吸収
するような特性を有していてもよい。要は、適切なコン
トラストを付与できればよい。透光性の基体の素材とし
ては、アクリル樹脂、特にメタクリル酸メチルエステル
モノマーを重合したものが、透光性、強度、精度、表面
性等において優れており好ましく用いられるが、その他
一般光学部材などに使用されるアクリル、フッ素、ポリ
エステル、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレ
ートなどの各種透光性樹脂が使用可能である。また、露
光光に対して透光性を有していれば、着色していてもよ
い。透光性の導電層としては、インジウム錫酸化物（Ｉ
ＴＯ）、酸化錫、酸化鉛、酸化インジウム、ヨウ化銅
や、Ａｕ、Ａｇ、Ｎｉ、Ａｌなどからなる透光性を維持
した金属薄膜が用いられ、成膜法としては、真空蒸着
法、活性反応蒸着法、各種スパッタリング法、各種ＣＶ
Ｄ法、浸漬塗工法、スプレー塗布法などが利用できる。
また、光導電体層としては各種有機感光層（ＯＰＣ）が
使用できる。

【０１６９】光導電体層の感光層としての有機感光層
は、電荷発生物質（ＣＧＭ）を主成分とする電荷発生層
（ＣＧＬ）と電荷輸送物質（ＣＴＭ）を主成分とする電
荷輸送層（ＣＴＬ）とに機能分離された二層構成の感光
層とされる。二層構成の有機感光層は、ＣＴＬが厚いた
めに有機感光層としての耐久性が高く本発明に適する。
なお有機感光層は、電荷発生物質（ＣＧＭ）と電荷輸送
物質（ＣＴＭ）を１つの層中に含有する単層構成とされ
てもよく、該単層構成又は前記二層構成の感光層には、
通常バインダ樹脂が含有される。

【０１７０】以下に説明する帯電手段としてのスコロト
ロン帯電器１１、画像書込手段としての露光光学系１
２、現像手段としての現像器１３は、それぞれ、イエロ
ー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び黒色
（Ｋ）の各色毎の画像形成プロセス用として準備されて
おり、本実施形態においては、図１４の矢印にて示す感
光体ドラム１０の回転方向に対して、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの
順に配置される。

【０１７１】帯電手段としてのスコロトロン帯電器１１
は像形成体である感光体ドラム１０の移動方向に対して
直交する方向（図１４において紙面垂直方向）に感光体
ドラム１０と対峙し近接して取り付けられ、感光体ドラ
ム１０の前述した有機感光層に対し所定の電位に保持さ
れた制御グリッド（符号なし）と、コロナ放電電極１１
ａとして、例えば鋸歯状電極を用い、トナーと同極性の
コロナ放電とによって帯電作用（本実施形態においては
マイナス帯電）を行い、感光体ドラム１０に対し一様な
電位を与える。コロナ放電電極１１ａとしては、その他
ワイヤ電極や針状電極を用いることも可能である。

【０１７２】各色毎の露光光学系１２は、それぞれ、像
露光光の発光素子としてのＬＥＤ（発光ダイオード）を
感光体ドラム１０の軸と平行に複数個アレイ状に並べた
線状の露光素子（不図示）と等倍結像素子としてのセル
フォックレンズ（不図示）とがホルダに取り付けられた
露光用ユニットとして構成される。円柱状の保持部材２
０に、各色毎の露光光学系１２が取付けられて感光体ド
ラム１０の基体内部に収容される。露光素子としてはそ
の他、ＦＬ（蛍光体発光）、ＥＬ（エレクトロルミネッ
センス）、ＰＬ（プラズマ放電）等の複数の発光素子を
アレイ状に並べた線状のものが用いられる。

【０１７３】各色毎の画像書込手段としての露光光学系
１２は、感光体ドラム１０上での露光位置を、スコロト
ロン帯電器１１と現像器１３との間で、現像器１３に対
して感光体ドラム１０の回転方向上流側に設けた状態
で、感光体ドラム１０の内部に配置される。

【０１７４】露光光学系１２は、別体のコンピュータ
（不図示）から送られメモリに記憶された各色の画像デ
ータに基づいて画像処理を施した後、一様に帯電した感
光体ドラム１０に像露光を行い、感光体ドラム１０上に
潜像を形成する。この実施形態で使用される発光素子の
発光波長は、通常Ｙ、Ｍ、Ｃのトナーの透光性の高い６
８０〜９００ｎｍの範囲のものが良好であるが、裏面か
ら像露光を行うことからカラートナーに透光性を十分に
有しないこれより短い波長でもよい。

【０１７５】各色毎の現像手段としての現像器１３は、
内部にイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）
若しくは黒色（Ｋ）の二成分（一成分でもよい）の現像
剤を収容し、それぞれ、例えば厚み０．５〜１ｍｍ、外
径１５〜２５ｍｍの円筒状の非磁性のステンレスあるい
はアルミ材で形成された現像スリーブ１３ａを備えてい
る。

【０１７６】現像領域では、現像スリーブ１３ａは、突
き当てコロ（不図示）により感光体ドラム１０と所定の
間隙、例えば１００〜１０００μｍをあけて非接触に保
たれ、感光体ドラム１０の回転方向と最近接位置におい
て順方向に回転するようになっており、現像時、現像ス
リーブ１３ａに対してトナーと同極性（本実施形態にお
いてはマイナス極性）の直流電圧或いは直流電圧に交流
電圧を重畳する現像バイアス電圧を印加することによ
り、感光体ドラム１０の露光部に対して非接触の反転現
像が行われる。この時の現像間隔精度は画像ムラを防ぐ
ために２０μｍ程度以下が必要である。

【０１７７】以上のように現像器１３は、スコロトロン
帯電器１１による帯電と露光光学系１２による像露光に
よって形成される感光体ドラム１０上の静電潜像を、非
接触の状態で感光体ドラム１０の帯電極性と同極性のト
ナー（本実施形態においては感光体ドラムは負帯電であ
り、トナーは負極性）により反転現像する。

【０１７８】画像形成のスタートにより不図示の像担持
体駆動モータの始動により、感光体ドラム１０が図１４
の矢印で示す時計方向へ回転され、同時にＹのスコロト
ロン帯電器１１の帯電作用により感光体ドラム１０に電
位の付与が開始される。感光体ドラム１０は電位を付与
されたあと、Ｙの露光光学系１２において第１の色信号
すなわちＹの画像データに対応する電気信号による画像
書込が開始され感光体ドラム１０の回転走査によってそ
の表面の感光層に原稿画像のイエロー（Ｙ）の画像に対
応する静電潜像が形成される。この潜像はＹの現像器１
３により非接触の状態で反転現像され、感光体ドラム１
０上にイエロー（Ｙ）のトナー像が形成される。

【０１７９】次いで、感光体ドラム１０は前記イエロー
（Ｙ）のトナー像の上に、Ｍのスコロトロン帯電器１１
の帯電作用により電位が付与され、Ｍの露光光学系１２
の第２の色信号すなわちマゼンタ（Ｍ）の画像データに
対応する電気信号による画像書込が行われ、Ｍの現像器
１３による非接触の反転現像によって前記のイエロー
（Ｙ）のトナー像の上にマゼンタ（Ｍ）のトナー像が重
ね合わせて形成される。

【０１８０】同様のプロセスにより、Ｃのスコロトロン
帯電器１１、露光光学系１２及び現像器１３によってさ
らに第３の色信号に対応するシアン（Ｃ）のトナー像
が、また、Ｋのスコロトロン帯電器１１、露光光学系１
２及び現像器１３によって第４の色信号に対応する黒色
（Ｋ）のトナー像が順次重ね合わせて形成され、感光体
ドラム１０の一回転以内にその周面上にカラーのトナー
像が形成される。

【０１８１】このように、本実施の形態では、Ｙ、Ｍ、
Ｃ及びＫの露光光学系１２による感光体ドラム１０の有
機感光層に対する露光は、感光体ドラム１０の内部より
透光性の基体を通して行われる。従って、第２、第３及
び第４の色信号に対応する画像の露光（画像書込）は何
れも先に形成されたトナー像により遮光されることなく
静電潜像を形成することが可能となり、好ましいが、感
光体ドラム１０の外部から露光してもよい。

【０１８２】一方、転写材としての記録紙Ｐは、転写材
収納手段としての給紙カセット１５より、半月形の送り
出しローラ（符号なし）により送り出され、給送ローラ
（符号なし）により給送されてタイミングローラ１５ｂ
へ搬送される。

【０１８３】記録紙Ｐは、タイミングローラ１５ｂの駆
動によって、感光体ドラム１０上に担持されたカラート
ナー像との同期がとられ、転写材帯電手段としての紙帯
電器１５０の帯電により搬送ベルト１４Ａに吸着されて
転写域へ給送される。搬送ベルト１４Ａにより密着搬送
された記録紙Ｐは、転写域でトナーと反対極性（本実施
形態においてはプラス極性）の電圧が印加される転写手
段としての転写器１４ｃにより、感光体ドラム１０の周
面上のカラートナー像が一括して記録紙Ｐに転写され
る。

【０１８４】カラートナー像が転写された記録紙Ｐは、
転写材除電手段としての転写材除電器１４ｈにより除電
されて、搬送ベルト１４Ａから分離され、第４の例の定
着装置４７０へと搬送される。

【０１８５】第４の例の定着装置４７０は、カラートナ
ー像を定着するための上側のロール状の熱線定着用回転
部材としての熱線定着ローラ１７ａと、誘導発熱体とし
ての磁性体４７２を内包する下側のフィルム状回転部材
としての熱定着フィルム４７Ａとにより構成され、熱線
定着ローラ１７ａの内部中心には、光源によっては可視
光を含んだ赤外線或いは遠赤外線等の熱線を発するハロ
ゲンランプ１７１ｇやキセノンランプ（不図示）等が熱
線照射手段として配設される。

【０１８６】熱線定着ローラ１７ａと熱定着フィルム４
７Ａ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。

【０１８７】転写後の感光体ドラム１０の周面上に残っ
たトナーは、像形成体クリーニング手段としてのクリー
ニング装置１９に設けられたクリーニングブレード１９
ａによりクリーニングされる。残留トナーを除去された
感光体ドラム１０はスコロトロン帯電器１１によって一
様帯電を受け、次の画像形成サイクルに入る。

【０１８８】図１５に示すように、第４の例の定着装置
４７０はカラートナー像を定着するための上側のロール
状の熱線定着用回転部材としての熱線定着ローラ１７ａ
と、下側のフィルム状回転部材としての熱定着フィルム
４７Ａとにより構成され、弾性を有したソフトローラと
しての熱線定着ローラ１７ａと、ハードローラとしての
熱定着フィルム４７Ａとの間で形成される、幅３０ｍｍ
以下、好ましくは１０ｍｍ以上の幅広いニップ部Ｎで、
ニップ部Ｎに進入されてニップ部Ｎを通過される記録紙
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。

【０１８９】転写材上のトナー像を定着するための熱線
定着用回転部材としての熱線定着ローラ１７ａは、円筒
状の透光性基体１７１ａと、該透光性基体１７１ａの外
側（外周面）に透光性弾性層１７１ｄと熱線吸収層１７
１ｂと離型層１７１ｃとをその順に設けたソフトローラ
として構成される。透光性基体１７１ａ内部中心に、光
源によっては可視光を含んだ赤外線或いは遠赤外線等の
熱線を発する熱線照射手段であるハロゲンランプ１７１
ｇやキセノンランプ（不図示）が設けられる。熱線定着
用回転部材としての熱線定着ローラ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
り発せられた熱線が熱線吸収層１７１ｂにより吸収され
急速加熱が可能なロール状の熱線定着用回転部材が形成
される。また熱線定着ローラ１７ａの表面には、熱均一
化ローラＴＲ４が設けられることが好ましく、アルミ材
やステンレス材等の熱伝導性の良好な金属ローラ部材や
ヒートパイプを用いた熱均一化ローラＴＲ４により熱線
吸収層１７１ｂにより加熱される熱線定着ローラ１７ａ
周面の発熱温度分布が均一化される。熱均一化ローラＴ
Ｒ４により転写材の通紙に伴う熱線定着ローラ１７ａの
縦方向及び横方向の温度むらが均一化される。ＴＳ１は
上側の熱線定着ローラ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る。温度センサＴＳ１と
しては接触タイプの他に、非接触タイプのものを用いる
ことも可能である。

【０１９０】また下側の熱定着フィルム４７Ａは、例え
ば厚さ４０〜１００μｍの薄膜の定着フィルム１７１
と、誘導発熱体としての磁性体４７２と、磁性体４７２
を誘導加熱するためのコイル３７３とによるハードロー
ラとして構成される。ＴＳ２は下側の熱定着フィルム４
７Ａの磁性体４７２の裏面（ニップ部Ｎと反対側）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
る。温度センサＴＳ２としては接触タイプの他に、非接
触タイプのものを用いることも可能である。

【０１９１】定着フィルム１７１の熱容量は熱線定着ロ
ーラ１７ａに対して１／２０程度となっておりウォーミ
ングアップが略ゼロのクイックスタートが可能となって
いる。磁性体４７２は回転する定着フィルム１７１の走
行ガイドとなる一方、熱線定着ローラ１７ａに圧接する
ようになっている。定着フィルム１７１は磁性体４７２
にルーズに勘合し、勘合し回転する熱線定着ローラ１７
ａの表面摩擦力により従動回転する。熱定着フィルム４
７Ａは熱容量が小さいので、熱線定着ローラ１７ａの熱
が取られることが少ない。

【０１９２】磁性体４７２は、アルミナ、酸化鉄等の金
属基体に厚膜印刷により抵抗体とオーバコートガラスを
設けたものを用い、誘導発熱体より定着フィルム１７１
間の熱抵抗を下げている。

【０１９３】定着フィルム１７１の構造は、図４にて前
述したと同様に、ベース材１７１Ａ、導電層１７１Ｂ及
び表面離型層１７１Ｃにより構成される。

【０１９４】ベース材１７１Ａとしては、高温下におけ
る強度、寸法安定性に優れるポリイミド樹脂が好まし
く、厚みを４０〜１００μｍ程度と厚くすることが好ま
しい。厚みを４０μｍ程度と厚くすることにより、強度
及び剛性を高め、定着フィルム１７１の回転中の寄りを
挫屈せずに端部で規制可能とする。また、１００μｍよ
り厚くしすぎると熱伝導が悪くなり、また、熱伝導も大
きくなるために瞬時に加熱することが困難になり、ま
た、使用する電力も増加してしまう。また、オフセット
防止のために、表面離型層１７１Ｃ、例えばフッ素樹脂
（ＰＦＡまたはＰＴＦＥ）の層を設けることが好ましい
が、更に、定着フィルム１７１のベース材１７１Ａの内
面と磁性体４７２表面との間の摺動により発生する摩擦
電荷の影響をなくすため導電層１７１Ｂを設け接地して
いる。また、低湿環境下での記録紙Ｐの後端部との剥離
帯電電荷を逃がすように、表面離型層１７１Ｃに導電フ
ィラをいれ低抵抗化してオフセットを防止している。た
だし、抵抗値が低すぎると転写電荷がリークしてオフセ
ットを生じるので、２×１０¹⁰〜５×１０¹¹Ω／ｃｍ²
の抵抗値が好ましい。

【０１９５】上側の熱線定着ローラ１７ａ及び下側の熱
定着フィルム４７Ａの温度制御は、図８にて前述したと
同様に、上側の熱線定着用回転部材としての熱線定着ロ
ーラ１７ａの温度を検知する温度検知手段としての温度
センサＴＳ１による熱線定着ローラ１７ａの温度（Ｔ１
（℃））と、下側のフィルム状回転部材としての熱定着
フィルム４７Ａの磁性体４７２の温度を検知する温度検
知手段としての温度センサＴＳ２による熱定着フィルム
４７Ａの温度（Ｔ２（℃））とを測定し、予め記憶部
（ＲＯＭ、ＲＡＭ）のＲＯＭ内に参照テーブルとして記
憶されている、温度（検知温度）Ｔ１及び温度（検知温
度）Ｔ２に対応する参照テーブルからのハロゲンランプ
１７１ｇやキセノンランプ（不図示）及び磁性体４７２
を加熱っするコイル３７３のｏｎ−ｏｆｆ時間が、定着
制御部を通して参照され、上側の熱線定着ローラ１７ａ
及び下側の熱定着フィルム４７Ａの温度制御が行われ
る。特にウォーミングアップ時間を早くするために両方
から加熱制御するが、ウォーミングアップ後の定着の温
度制御も両方から加熱制御すると応答が早いことから、
高精度の温度制御がなされる。また特にカラートナー像
の定着の場合は、上側の熱線定着ローラ１７ａ及び下側
の熱定着フィルム４７Ａの両方の温度が光沢性や色味に
影響を与えるので、両方の温度制御が必要となる。

【０１９６】上側の弾性の高いソフトローラと、下側の
ハードローラとの間に、下側の熱定着フィルム４７Ａの
磁性体４７２の円形の上面形状に倣って、上側を凸状と
したニップ部Ｎが形成されトナー像の定着が行われる。

【０１９７】ハロゲンランプ１７１ｇやキセノンランプ
（不図示）の熱線による熱線吸収層１７１ｂでの発熱
と、誘導発熱体としての磁性体４７２の発熱とにより省
エネルギーでウォーミングアップ時間の短いクイックス
タート（急速加熱）が可能な定着装置が可能となる。

【０１９８】図５にて前述したと同様に、熱線定着ロー
ラ１７ａの構成は、図５（ａ）に断面を示すように、円
筒状の透光性基体１７１ａとしては、厚さ１〜２０ｍ
ｍ、好ましくは２〜５ｍｍ厚で、ハロゲンランプ１７１
ｇやキセノンランプ（不図示）よりの赤外線或いは遠赤
外線等の熱線を透過する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^-3Ｊ／ｃｍ・ｓ・Ｋ、比熱が
（０．５〜２．０）×Ｊ／ｇ・Ｋ、比重が１．５〜３．
０）が主として用いられ、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^-3Ｊ
／ｃｍ・ｓ・Ｋ、比熱が（１〜２）×Ｊ／ｇ・Ｋ、比重
が０．８〜１．２）等も用いることが可能である。例え
ば熱線定着ローラ１７ａの透光性基体１７１ａとして、
内径３２ｍｍ、外径４０ｍｍで、層厚（厚さ）４ｍｍの
パイレックスガラス（比熱が０．７８Ｊ／ｇ・Ｋ、比重
が２．３２）を用いたときの透光性基体１７１ａのＡ−
３サイズ幅（２９７ｍｍ）当たりでの熱容量Ｑ１は約６
０ｃａｌ／ｄｅｇである。また、透光性基体１７１ａを
通過させる熱線の波長は０．１〜２０μｍ、好ましくは
０．３〜３μｍであるので、フィラーとして硬度や熱伝
導率の調整剤が加えられるが、粒径が熱線の波長の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以下の熱
線透過性（光源によっては可視光を含んだ赤外線或いは
遠赤外線透過性）のＩＴＯ、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基体１７１ａ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、熱線吸収層１７１ｂに到達させるのに好ましい。上
記の如く、透光性基体１７１ａはあまり熱伝導性が良く
ない。

【０１９９】透光性弾性層１７１ｄは、厚さ０．５〜２
０ｍｍ、好ましくは１〜５ｍｍ厚の例えばシリコンゴム
やフッ素ゴムを用い、熱線（光源によっては可視光を含
んだ赤外線或いは遠赤外線）を透過する熱線透過性のゴ
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（シリコンゴム
やフッ素ゴム）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^-3Ｊ／ｃｍ・ｓ・Ｋ、比熱が（１〜２）×Ｊ／ｇ
・Ｋ、比重が０．９〜１．０のゴム層を用いる。例えば
熱線定着ローラ１７ａの透光性弾性層１７１ｄとして、
外径５０ｍｍで、層厚（厚さ）５ｍｍのシリコンゴム
（比熱が１．１Ｊ／ｇ・Ｋ、比重が０．９１）を用いた
ときの透光性弾性層１７１ｄのＡ−３サイズ幅（２９７
ｍｍ）当たりでの熱容量Ｑ２は約５０ｃａｌ／ｄｅｇで
ある。ゴム層は熱伝導率がガラス部材を用いた透光性の
基体（熱伝導率が（５〜２０）×１０^-3Ｊ／ｃｍ・ｓ・
Ｋ）より１桁低いので断熱性を有する層の役割をする。
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５〜６０Ｈｓである。熱線定着用回転部材の透光
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２０〜３００μｍの
厚さで塗られている。透光性弾性層１７１ｄのトップ層
のシリコンゴムとしては、ＨＴＶ（Ｈｉｇｈ Ｔｅｍｐ
ｅｒａｔｕｒｅ Ｖｏｌｃａｎｉｚｉｎｇ）よりも離型
性のよいＲＴＶ（ＲｏｏｍＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｖ
ｏｌｃａｎｉｚｉｎｇ）やＬＴＶ（Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅ
ｒａｔｕｒｅ Ｖｏｌｃａｎｉｚｉｎｇ）が中間層並の
厚さで被覆されている。また、透光性弾性層１７１ｄを
通過させる熱線の波長は０．１〜２０μｍ、好ましくは
０．３〜３μｍであるので、硬度や熱伝導率の調整剤と
して、粒径が熱線の波長の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以下の熱線透過性（光源によって
は可視光を含んだ赤外線或いは遠赤外線透過性）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１
７１ｄ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、熱線吸収層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、熱線定着用回転部材としての熱線定着ローラ１
７ａが弾性の高いソフトローラとして構成される。

【０２００】熱線吸収層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
吸収された残りの熱線で、透光性基体１７１ａ及び透光
性弾性層１７１ｄを透過した熱線の略１００％にあたる
９０〜１００％、好ましくは９５〜１００％の熱線を熱
線吸収層１７１ｂにより吸収し瞬時加熱が可能な熱線定
着用回転部材を形成するように、樹脂バインダにカーボ
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（Ｆ
ｅ₂Ｏ₃）等の粉末を混入した熱線吸収部材を用い、厚さ
１０〜５００μｍ、好ましくは２０〜１００μｍ厚の熱
線吸収部材を透光性弾性層１７１ｄの外側（外周面）に
吹付け或いは塗布等により形成する。熱線吸収層１７１
ｂの熱伝導率は前記透光性弾性層１７１ｄのゴム層（熱
伝導率が（１〜３）×１０^-3Ｊ／ｃｍ・ｓ・Ｋ、比熱が
（１〜２）×Ｊ／ｇ・Ｋ、比重が０．９〜１．０）と比
べて、カーボンブラック等の吸収剤の添加により、やや
高めの（３〜１０）×１０^-3Ｊ／ｃｍ・ｓ・Ｋ（比熱が
（〜２．０）×Ｊ／ｇ・Ｋ、比重が（〜０．９））に設
定することができる。熱線吸収層１７１ｂとしてはニッ
ケル電鋳ローラ等の金属ローラ部材を同様の厚さで設け
てもよい。この時、熱線を吸収するために内側（内周
面）は黒色酸化処理をしておくことが好ましい。熱線吸
収層１７１ｂでの熱線吸収率が９０％程度よりも低く、
例えば２０〜８０％程度であると熱線が漏れて、漏れた
熱線により熱線定着用回転部材としての熱線定着ローラ
１７ａがモノクロ画像形成に用いられた場合、フィルミ
ング等により熱線定着ローラ１７ａの特定位置の表面に
黒トナーが付着すると漏れた熱線により付着部から発熱
が起き、その部分でさらに熱線吸収による発熱が重ねて
起こり熱線吸収層１７１ｂを破損する。またカラー画像
形成に用いられた場合、カラートナーの吸収効率が一般
に低く、かつカラートナー間に吸収効率の差があること
から定着不良となったり、定着むらとなる。従って、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１７１
ｄにて吸収された残りの熱線で、透光性基体１７１ａ及
び透光性弾性層１７１ｄを透過した熱線が熱線吸収層１
７１ｂで完全に吸収されるように熱線吸収層１７１ｂの
熱線吸収率を略１００％にあたる９０〜１００％、好ま
しくは９５〜１００％とする。これにより、分光特性が
異なることで熱線により定着することが困難なカラート
ナーの溶融が良好に行われ、特に図１４でのカラー画像
形成において、分光特性が異なることで熱線により定着
することが困難なトナー層の厚い転写材上の重ね合わせ
カラートナー像の溶融が良好に行われる。また、熱線吸
収層１７１ｂの厚さが１０μｍ未満で薄いと、熱線吸収
層１７１ｂでの熱線の吸収による加熱速度は速いが、薄
膜による局所的な加熱による熱線吸収層１７１ｂの破損
や強度不足の原因となり、熱線吸収層１７１ｂの厚さが
５００μｍを越えて厚過ぎると、熱伝導不良となった
り、熱容量が大きくなり急速加熱が成しにくくなる。熱
線吸収層１７１ｂの熱線吸収率を略１００％にあたる９
０〜１００％、好ましくは９５〜１００％としたり、熱
線吸収層１７１ｂの厚さを１０〜５００μｍ、好ましく
は２０〜１００μｍとすることにより、熱線吸収層１７
１ｂでの局所的な発熱が防止され、均一な発熱が行われ
る。また、熱線吸収層１７１ｂに投光される熱線の波長
は０．１〜２０μｍ、好ましくは０．３〜３μｍである
ので、フィラーとして硬度や熱伝導率の調整剤が加えら
れるが、粒径が熱線の波長の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以下の熱線透過性（光源によ
っては可視光を含んだ赤外線或いは遠赤外線透過性）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５〜５０重量％分散させたも
ので熱線吸収層１７１ｂを形成してもよい。このように
して、熱線吸収層１７１ｂは温度がすぐに上がるように
熱容量を小さくしてあるので、熱線定着用回転部材とし
ての熱線定着ローラ１７ａに温度低下が生じ、定着むら
が発生するという問題を防止する。熱線吸収層１７１ｂ
としては、弾性を有するシリコンゴムやフッ素ゴムに、
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）等の粉末を混入したものを用いてもよ
い。例えば熱線定着ローラ１７ａの熱線吸収層１７１ｂ
（或いは後述する兼用層１７１Ｚ）として、外径５０ｍ
ｍの透光性弾性層１７１ｄの表面（外周面）に、層厚
（厚さ）５０μｍのフッ素樹脂（比熱が２．０Ｊ／ｇ・
Ｋ、比重が０．９）を用いたときの熱線吸収層１７１ｂ
（或いは兼用層１７１Ｚ）のＡ−３サイズ幅（２９７ｍ
ｍ）当たりでの熱容量Ｑ３は約１．０ｃａｌ／ｄｅｇで
ある。熱線吸収層１７１ｂとしてはニッケル電鋳ベルト
のように金属フィルム部材を用いることもできる。この
時、熱線吸収のために内側（内周面）は黒色酸化処理を
しておくことが望ましい。

【０２０１】また熱線吸収層１７１ｂと分離して熱線吸
収層１７１ｂの外側（外周面）に、トナーとの離型性を
良好とするため、厚さ３０〜１００μｍのＰＦＡ（フッ
素樹脂）チューブを被覆したものや、フッ素樹脂（ＰＦ
ＡまたはＰＴＦＥ）塗料を２０〜３０μｍ塗布した離型
層１７１ｃ（熱伝導率が（１〜１０）×１０^-3Ｊ／ｃｍ
・ｓ・Ｋ、比熱が（〜２．０）×Ｊ／ｇ・Ｋ、比重が
（〜０．９））を設ける（分離型）。

【０２０２】さらに図５（ｂ）に断面を示すように、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）等の粉末を混入した熱線吸収部材と、バイ
ンダと離型剤とを兼ねたフッ素樹脂（ＰＦＡまたはＰＴ
ＦＥ）塗料とを混入して配合し、図５（ａ）にて前述し
た熱線吸収層１７１ｂと離型層１７１ｃとを一体として
離型性を有する兼用層１７１Ｚを、透光性基体１７１ａ
の外側（外周面）に形成された透光性弾性層１７１ｄの
外側（外周面）に形成し、弾性を有するロール状の熱線
定着用回転部材を形成してもよい。兼用層１７１Ｚの熱
伝導率は熱線吸収層１７１ｂの熱伝導率と略同様で、
（３〜１０）×１０^-3Ｊ／ｃｍ・ｓ・Ｋ（比熱が（〜
２．０）×Ｊ／ｇ・Ｋ、比重が（〜０．９））である。
前述したと同様に、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熱線で、
透光性基体１７１ａ及び透光性弾性層１７１ｄを透過し
た熱線が完全に吸収されるように兼用層１７１Ｚの熱線
吸収率を略１００％にあたる９０〜１００％、好ましく
は９５〜１００％とする。兼用層１７１Ｚでの熱線吸収
率が９０％程度よりも低く、例えば２０〜８０％程度で
あると熱線が漏れて、漏れた熱線により熱線定着用回転
部材がモノクロ画像形成に用いられた場合、フィルミン
グ等により熱線定着用回転部材の特定位置の表面に黒ト
ナーが付着すると漏れた熱線により付着部から発熱が起
き、その部分でさらに熱線吸収による発熱が重ねて起こ
り兼用層１７１Ｚを破損する。またカラー画像形成に用
いられた場合、カラートナーの吸収効率が一般に低く、
かつカラートナー間に吸収効率の差があることから定着
不良となったり、定着むらとなる。従って、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
吸収された残りの熱線で、透光性基体１７１ａ及び透光
性弾性層１７１ｄを透過した熱線が熱線定着用回転部材
内で完全に吸収されるように兼用層１７１Ｚの熱線吸収
率を略１００％にあたる９０〜１００％、好ましくは９
５〜１００％とする。また、兼用層１７１Ｚでの局所的
な発熱も防止され、均一な発熱が行われる。また、兼用
層１７１Ｚに投光される熱線の波長は０．１〜２０μ
ｍ、好ましくは０．３〜３μｍであるので、フィラーと
して硬度や熱伝導率の調整剤が加えられるが、粒径が熱
線の波長の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以下の熱線透過性（光源によっては可視光を含ん
だ赤外線或いは遠赤外線透過性）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兼用層１７１Ｚを形成してもよ
い。

【０２０３】図６にて前述したと同様に、ロール状の熱
線定着用回転部材としての熱線定着ローラ１７ａの熱線
吸収層１７１ｂに前述した熱線吸収部材の濃度分布を均
一に設けると境界にある熱線吸収層１７１ｂで発熱が集
中することになり、透光性弾性層１７１ｄ側へ熱が流失
しやすいので、透光性基体１７１ａより低熱伝導性部材
を用いたり、濃度分布を設けて熱線吸収層１７１ｂ内部
で熱を発生させることが発熱分布を分散させる観点から
好ましい。熱線吸収層１７１ｂの濃度分布はグラフ
（イ）で示すように、内接する透光性弾性層１７１ｄ側
の界面を低濃度とし外周面側に向かって傾斜をつけ順次
高くし、外周面側の手前（熱線吸収層１７１ｂの厚さｔ
１に対し、透光性弾性層１７１ｄ側から２／３〜４／５
程度の位置）で１００％吸収する濃度となるようにして
飽和するようにする。これにより、熱線吸収層１７１ｂ
での熱線の吸収による発熱分布は、グラフ（ロ）に示す
ように、熱線吸収層１７１ｂの中央部近傍に最大値を有
し、熱線吸収層１７１ｂの界面や外周面近傍で最小値を
とる放物線状に形成される。或いは熱線吸収層１７１ｂ
の界面や外周面に透光性の耐熱性樹脂（ポリイミドやフ
ッ素樹脂やシリコン樹脂）を１０〜５００μｍ厚、好ま
しくは２０〜１００μｍを設けることが好ましい。ま
た、透光性基体１７１ａより低熱伝導性部材として熱の
流失を押さえることが好ましい。これにより、前記界面
での熱線の吸収による発熱を小さくし、熱の流出を防止
し、界面での接着層の破損や熱線吸収層１７１ｂの破損
を防止する。また、外周面側の手前（熱線吸収層１７１
ｂの厚さｔ１に対し、透光性基体１７１ａ側から２／３
〜４／５程度の位置）より外周面までの濃度分布を飽和
するようにし、特に、兼用層１７１Ｚを用いた場合に
も、外周表面層が削られても影響の無いようにする。な
お点線で示すように、飽和層を形成してもよい。要する
に、十分に内部で吸収が行われれば外側での濃度の影響
はなくなる。削れの影響も生じない。また、濃度分布に
前記傾斜を設け、傾斜角の変更により発熱分布を調整す
ることができる。

【０２０４】また図７にて前述したと同様に、ロール状
の熱線定着用回転部材としての熱線定着ローラ１７ａの
円筒状の透光性基体１７１ａの外径φとしては、１５〜
６０ｍｍのものが用いられ、厚さｔとしては、厚い方が
強度の点で良く、薄い方が熱容量の点で良いが、強度と
熱容量との関係から、円筒状の透光性基体１７１ａの外
径φと厚さｔとの関係は、 ０．０２≦ｔ／φ≦０．２０ とし、好ましくは ０．０４≦ｔ／φ≦０．１０ とする。透光性基体１７１ａの外径φが４０ｍｍでは透
光性基体１７１ａの厚さｔは、０．８ｍｍ≦ｔ≦８ｍ
ｍ、好ましくは１．６ｍｍ≦ｔ≦４．０ｍｍのものが用
いられる。透光性基体１７１ａでのｔ／φが０．０２未
満では強度不足となり、ｔ／φが０．２０を越えると熱
容量が大きくなり熱線定着ローラ１７ａの加熱が長引く
ことになる。また、透光性基体といっても材料によって
は１〜２０％程度の熱線を吸収する場合があり、強度の
保てる範囲で薄い方が好ましい。

【０２０５】上記の如く、図１５にて説明した第４の例
の定着装置４７０を用いることにより、上側の弾性の高
いソフトローラと、下側のハードローラとの間に、下側
の熱定着フィルム４７Ａの磁性体４７２の円形状の上面
形状に倣って、上側を凸状としたニップ部Ｎが形成され
てトナー像の定着が行われが、ハロゲンランプ１７１ｇ
やキセノンランプ（不図示）の熱線による熱線吸収層１
７１ｂでの発熱と、誘導発熱体としての磁性体４７２の
発熱との両方の発熱により、特に下側の磁性体４７２の
発熱により上側の熱線定着ローラ１７ａの熱線吸収層１
７１ｂを早く昇温させることができ、省エネルギーとウ
ォーミングアップ時間の短縮を図りながら、高速定着を
可能とすると共に、均一で安定した温度による良好な定
着性が得られる画像形成装置が可能となる。特に弾性の
高い上側のソフトローラ（熱線定着ローラ１７ａ）でト
ナー像を定着することにより、品質の高い（定着性能が
良好な）定着が行われる。

【０２０６】実施形態５ 本発明にかかわる定着装置の第５の例と、実施形態１に
て前述した画像形成装置の第１の例に該定着装置を適用
するの画像形成装置の一実施形態の画像形成プロセス及
び各機構について、図１６ないし図１９、及び実施形態
１にて前述した図２、図４ないし図８を用いて説明す
る。図１６は、本発明にかかわる画像形成装置の第５の
例の一実施形態を示す画像形成装置の断面構成図であ
り、図１７は、本発明にかかわる定着装置の第５の例の
断面構成図であり、図１８は、定着ローラ部材の層構成
と機能とを示す図であり、図１９は、定着ローラ部材の
保持方法を示す図である。なお以下の第５の例の画像形
成装置の実施の形態の説明において、中間転写体により
支持搬送される転写材の、像担持体に対向する側の面を
表面、他方の面すなわち中間転写体に対向する側の面を
裏面といい、転写材の表面に転写される画像を表面画
像、転写材の裏面に転写される画像を裏面画像という。

【０２０７】図１６において、１０は像担持体である感
光体ドラム、１１は各色毎の帯電手段であるスコロトロ
ン帯電器、１２は各色毎の画像書込手段である露光光学
系、１３は各色毎の現像手段である現像器、１４ａは中
間転写体である中間転写ベルト、１４ｂは像担持体上の
トナー像を中間転写体および転写材の表面に転写する１
次転写手段である１次転写器、１４ｇは中間転写体上の
トナー像を転写材の裏面に転写する２次転写手段である
２次転写器、１５０は転写材帯電手段である紙帯電器、
１４ｈは転写材除電手段である転写材除電器、１６０は
爪部材である分離爪２１０と拍車部材である拍車１６２
とを有する搬送部、５７０は第５の例の定着装置であ
る。

【０２０８】像担持体である感光体ドラム１０は、例え
ば、光学ガラスや透明アクリル樹脂等の透明部材によっ
て形成される円筒状の基体の外周に、透明の導電層、ａ
−Ｓｉ層あるいは有機感光層（ＯＰＣ）等の感光層を形
成したものであり、導電層を接地した状態で、不図示の
像担持体駆動モータにより図１６の矢印で示す時計方向
に、例えば８０〜４００ｍｍ／ｓｅｃの線速度にて回転
される。

【０２０９】像担持体上にトナー像を形成するトナー像
形成手段は、帯電手段であるスコロトロン帯電器１１、
画像書込手段であるレーザ露光光学系１２０及び現像手
段である現像器１３からなり、図１６の矢印にて示す感
光体ドラム１０の回転方向に対して、その順に配置され
る。

【０２１０】帯電手段であるスコロトロン帯電器１１
は、所定の電位に保持された制御グリッド（符号なし）
と例えば鋸歯状電極からなる放電電極１１ａとを有し、
感光体ドラム１０の感光層と対峙して取付けられ、トナ
ーと同極性のコロナ放電によって帯電作用（本実施形態
においては使用するトナーの極性はマイナス極性とし、
本実施形態において帯電手段であるスコロトロン帯電器
１１による帯電はマイナス帯電）を行い、感光体ドラム
１０に対し一様な電位を与える。放電電極１１ａとして
は、その他ワイヤ電極や針状電極を用いることも可能で
ある。

【０２１１】画像書込手段であるレーザ露光光学系１２
０は、不図示の発光素子としての半導体レーザ、該半導
体レーザから発光されるレーザ光を回転走査する回転多
面鏡１２０ｂ、ｆθレンズ１２０ｃ及び反射ミラー１２
０ｄにより構成され、半導体レーザから発光されるレー
ザ光を回転多面鏡１２０ｂにより回転走査し、ｆθレン
ズ１２０ｃ、反射ミラー１２０ｄを経て、回転する感光
体ドラム１０上に、別体の画像読取装置によって読み取
られメモリに記憶された画像データに従って感光体ドラ
ム１０の感光層に画像書込し、感光体ドラム１０上に静
電潜像を形成する。なお画像データは、表面画像に対応
した画像データと裏面画像に対応した画像データとが互
いに鏡像になる様に、データを変更する必要がある。

【０２１２】現像手段である現像器１３は、感光体ドラ
ム１０の周面に対し所定の間隙を保ち、現像位置におい
て感光体ドラム１０の回転方向と順方向に回転する例え
ば厚み０．５〜１ｍｍ、外径１５〜２５ｍｍの円筒状の
非磁性のステンレスあるいはアルミ材で形成された現像
スリーブ１３ａを有し、現像器１３の内部には、黒色
（Ｋ）の一成分或いは二成分現像剤を収容している。現
像器１３の現像スリーブ１３ａは不図示の突き当てコロ
により感光体ドラム１０と所定の間隙、例えば１００〜
５００μｍをあけ、層厚８０〜３００μｍの現像スリー
ブ１３ａ上の現像剤が感光体ドラム１０と非接触に保た
れており、現像スリーブ１３ａに対して直流電圧と交流
電圧を重畳した現像バイアスを印加することにより、非
接触の反転現像を行い、感光体ドラム１０上にトナー像
を形成する。

【０２１３】中間転写体である中間転写ベルト１４ａ
は、好ましくは体積抵抗率が１０⁹Ω・ｃｍ以上、１０
¹²Ω・ｃｍ未満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。中間転写ベルト１４ａの基
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。中間転写ベ
ルト１４ａは、それぞれローラ部材である駆動ローラ１
４ｄと２次転写対向ローラ１４ｊと従動ローラ１４ｅと
テンションローラ１４ｉとに張架され、図１６の矢印で
示す反時計方向に回転される。従動ローラ１４ｅ、２次
転写対向ローラ１４ｊ及び駆動ローラ１４ｄは固定位置
で回転され、テンションローラ１４ｉは不図示のバネ等
の弾力により移動可能に支持されて回転される。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、中間転写ベルト１４ａを駆動して回
転させる。中間転写ベルト１４ａの回転により２次転写
対向ローラ１４ｊ、従動ローラ１４ｅ及びテンションロ
ーラ１４ｉが従動して回転される。回転中の中間転写ベ
ルト１４ａのベルト弛みがテンションローラ１４ｉによ
り緊張される。中間転写ベルト１４ａが従動ローラ１４
ｅに張架される位置に転写材である記録紙Ｐが供給さ
れ、中間転写ベルト１４ａによって支持搬送される。駆
動ローラ１４ｄに張架される中間転写ベルト１４ａの定
着装置５７０側の端部の曲率部ＫＴにおいて中間転写ベ
ルト１４ａから記録紙Ｐが分離される。

【０２１４】像担持体上のトナー像を中間転写体または
転写材の表面に転写する１次転写手段としての１次転写
器１４ｂは、中間転写ベルト１４ａを挟んで感光体ドラ
ム１０に対向して設けられるコロナ放電器であり、中間
転写ベルト１４ａと感光体ドラム１０との間に転写域
（符号なし）を形成する。１次転写器１４ｂ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
電圧が印加され、感光体ドラム１０上のトナー像を中間
転写ベルト１４ａ上または転写材である記録紙Ｐの表面
に転写する。１次転写器１４ｂとしてはコロナ放電器の
他に転写ローラや転写ブレードを用いることも可能であ
る。

【０２１５】中間転写体上のトナー像を転写材の裏面に
再転写する２次転写手段である２次転写器１４ｇはコロ
ナ放電器により構成され、１次転写器１４ｂと駆動ロー
ラ１４ｄとの間で、中間転写ベルト１４ａを挟んで接地
された２次転写対向ローラ１４ｊに対向して設けられ、
トナーと反対極性（本実施形態においてはプラス極性）
の直流電圧が印加され、中間転写ベルト１４ａ上のトナ
ー像を記録紙Ｐの裏面に転写する。

【０２１６】転写材帯電手段である紙帯電器１５０は好
ましくはコロナ放電器により構成され、中間転写ベルト
１４ａを挟んで接地された従動ローラ１４ｅと対向して
設けられ、トナーと同極性（本実施形態においてはマイ
ナス極性）の直流電圧が印加され、記録紙Ｐを帯電して
中間転写ベルト１４ａに吸着させる。紙帯電器１５０と
してはコロナ放電器の他に、鋸歯状電極や中間転写ベル
ト１４ａに当接および当接解除可能な紙帯電ブラシや紙
帯電ローラ等を用いることも可能である。

【０２１７】転写材除電手段である転写材除電器１４ｈ
は好ましくはコロナ放電器により構成され、中間転写ベ
ルト１４ａの定着装置５７０側端部で記録紙Ｐを中間転
写ベルト１４ａから分離する位置の近傍に、中間転写ベ
ルト１４ａを挟んで接地された駆動ローラ１４ｄに対向
して設けられ、２次転写器１４ｇにより荷電された帯電
量（Ｑ／Ｍ）の高い表面トナー像の分離時の剥離放電防
止のための直流電圧を重畳した交流電圧が印加され、中
間転写ベルト１４ａにより搬送される記録紙Ｐを除電し
て中間転写ベルト１４ａから分離する。

【０２１８】搬送部１６０は、転写材分離補助手段であ
る分離爪２１０と拍車部材である拍車１６２とを有し、
中間転写ベルト１４ａの定着装置５７０側の端部の曲率
部ＫＴと第５の例の定着装置５７０との間に設けられ
る。搬送部１６０は、定着装置５７０からの熱により、
中間転写ベルト１４ａが変形したり、中間転写ベルト１
４ａに担持されるトナー像が融着気味になって転写しに
くくなったり、中間転写ベルト１４ａ上にトナーが固着
したりすることを防止する。

【０２１９】転写材分離補助手段である分離爪２１０は
中間転写ベルト１４ａの曲率部ＫＴに近接し、中間転写
ベルト１４ａと所定の間隔、好ましくは０．１〜２．０
ｍｍを空けて支持軸２２１に固定されて設けられ、記録
紙Ｐが中間転写ベルト１４ａより分離される際に、中間
転写ベルト１４ａ方向へ曲がって搬送されようとする記
録紙Ｐの先端部を当接させ、記録紙Ｐの曲率分離を補助
する。

【０２２０】拍車部材である拍車１６２は、周面に複数
の突起部１６２ａを有し、回転支持軸１６５を中心とし
て回転自在に設けられる。拍車１６２は、記録紙Ｐの裏
面側をガイドして記録紙Ｐを搬送し、両面にトナー像を
有する記録紙Ｐの裏面トナー像の乱れを防止するととも
に、記録紙Ｐの定着装置５７０への進入方向を一定にし
ながら記録紙Ｐを安定して定着装置５７０へと搬送す
る。

【０２２１】分離爪２１０と拍車１６２とは、中間転写
ベルト１４ａ上の転写材搬送面或いはその延長面に対
し、感光体ドラム１０の有る側と反対側に配設される。
転写材搬送面或いはその延長面の両側に拍車部材である
拍車１６２を設けることも可能である。

【０２２２】第５の例の定着装置５７０は、上側（表面
側）の表面画像のトナー像を定着するための薄板状の薄
肉の円筒状弾性体からなる定着ローラ部材としての薄板
弾性定着ローラ４７ａと、下側（裏面側）の裏面画像の
トナー像を定着するための下側のロール状の熱線定着用
回転部材としての熱線定着ローラ１７ａとにより構成さ
れ、不図示の定着用の駆動モータにより熱線定着ローラ
１７ａが駆動回転され、薄板弾性定着ローラ４７ａが従
動回転される。薄板弾性定着ローラ４７ａ及び熱線定着
ローラ１７ａの内部中心には、光源によっては可視光を
含んだ赤外線或いは遠赤外線等の熱線を発するハロゲン
ランプ１７１ｇやキセノンランプ（不図示）等が熱線照
射手段として配設される。薄板弾性定着ローラ４７ａと
熱線定着ローラ１７ａ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上のトナー像が定着される。

【０２２３】次に画像形成プロセスを説明する。

【０２２４】画像記録のスタートにより不図示の像担持
体駆動モータの始動により感光体ドラム１０が図１の矢
印で示す時計方向へ回転され、同時にスコロトロン帯電
器１１の帯電作用により感光体ドラム１０に電位の付与
が開始される。

【０２２５】感光体ドラム１０は電位を付与されたあ
と、レーザ露光光学系１２０によって画像データに対応
する電気信号による画像書込が開始され、感光体ドラム
１０の表面に原稿画像の画像に対応する静電潜像が形成
される。

【０２２６】上記静電潜像は現像器１３により非接触の
状態で反転現像され、感光体ドラム１０上にトナー像が
形成される（トナー像形成手段）。

【０２２７】上記の画像形成プロセスによって像担持体
である感光体ドラム１０上に形成された裏面画像となる
トナー像は、転写域（符号なし）において、１次転写器
１４ｂによって、中間転写体である中間転写ベルト１４
ａ上に転写される（図２（Ａ））。

【０２２８】転写後の感光体ドラム１０の周面上に残っ
たトナーは感光体ドラムＡＣ除電器１６により除電を受
けた後、像担持体クリーニング手段であるクリーニング
装置１９にいたり、感光体ドラム１０に当接したゴム材
から成るクリーニングブレード１９ａによってクリーニ
ングされ、スクリュウ１９ｂによって不図示の排トナー
容器に回収される。

【０２２９】以上のようにして中間転写ベルト１４ａ上
に裏面画像となるトナー像が形成された後、感光体ドラ
ム１０上には上記の画像形成プロセスと同様にして、引
続き表面画像となるトナー像が形成される（図２
（Ｂ））。この際、感光体ドラム１０上に形成される表
面画像は、前記感光体ドラム１０上に形成した裏面画像
に対して鏡像となるように画像データが変更される。

【０２３０】感光体ドラム１０上への表面画像形成にと
もなって転写材である記録紙Ｐが転写材収納手段である
給紙カセット１５より、送り出しローラ１５ａにより送
り出され、転写材給送手段としてのタイミングローラ１
５ｂへ搬送され、タイミングローラ１５ｂの駆動によっ
て、感光体ドラム１０上に形成される表面画像のトナー
像と、中間転写ベルト１４ａに担持されている裏面画像
のトナー像との同期がとられて転写域（符号なし）へ給
送される。この際、給送される記録紙Ｐは、記録紙Ｐの
表面側に設けられる転写材帯電手段である紙帯電器１５
０によりトナーと同極性に帯電され、中間転写ベルト１
４ａに吸着されて転写域（符号なし）へ搬送される。ト
ナーと同極性に紙帯電を行うことにより、中間転写ベル
ト１４ａ上のトナー像や感光体ドラム１０上のトナー像
と引き合うことを防止して、トナー像の乱れを防止して
いる。

【０２３１】転写域（符号なし）ではトナーと反対極性
（本実施形態においてはプラス極性）の電圧が印加され
る１次転写器１４ｂによって感光体ドラム１０上の表面
画像が記録紙Ｐの表面に転写される。このとき、中間転
写ベルト１４ａ上の裏面画像は記録紙Ｐに転写されない
で中間転写ベルト１４ａ上に存在する。

【０２３２】表面にトナー像が転写された記録紙Ｐは、
トナーと反対極性（本実施形態においてはプラス極性）
の電圧が印加される２次転写器１４ｇへと搬送され、２
次転写器１４ｇにより中間転写ベルト１４ａの周面上の
裏面画像が記録紙Ｐの裏面に再転写される（図２
（Ｃ））。

【０２３３】両面にトナー像が形成された記録紙Ｐは、
中間転写ベルト１４ａの曲率部ＫＴの曲率と、中間転写
ベルト１４ａの端部に設けられる転写材除電手段として
の転写材除電器１４ｈによる除電作用と、中間転写ベル
ト１４ａと所定の間隔を空けて搬送部１６０に設けられ
る分離爪２１０とにより、中間転写ベルト１４ａから分
離され、搬送部１６０に設けられた拍車１６２を通して
定着装置５７０へと搬送され、薄板弾性定着ローラ４７
ａと熱線定着ローラ１７ａとの間のニップ部Ｎ間を搬送
され、ニップ部Ｎで熱と圧力とをくわえられることによ
り記録紙Ｐ上のトナー像が定着される。両面画像記録が
なされた記録紙Ｐは表裏を反転されて送られ、排紙ロー
ラ１８により装置外部のトレイへ排出される。

【０２３４】転写後の中間転写ベルト１４ａの周面上に
残ったトナーは、中間転写ベルト１４ａを挟んで従動ロ
ーラ１４ｅに対向して設けられ、支軸１４２を回転支点
として中間転写ベルト１４ａに当接及び当接解除可能な
中間転写体クリーニングブレード１４１を有する中間転
写体クリーニング手段である中間転写体クリーニング装
置１４０によりクリーニングされる。

【０２３５】また、転写後の感光体ドラム１０の周面上
に残ったトナーは、感光体ドラムＡＣ除電器１６により
除電を受けた後、クリーニング装置１９によりクリーニ
ングされて、次の画像形成サイクルにはいる。

【０２３６】図１７によれば、第５の例の定着装置５７
０は、上側（表面側）の表面画像のトナー像を定着する
ための定着ローラ部材としての薄肉の円筒状弾性体から
なる薄板弾性定着ローラ４７ａと、下側（裏面側）の裏
面画像のトナー像を定着するための下側のロール状の熱
線定着用回転部材としての熱線定着ローラ１７ａとによ
り構成され、薄肉の円筒状弾性体からなり弾性を有する
薄板弾性定着ローラ４７ａと弾性を有するソフトローラ
としての熱線定着ローラ１７ａとの間で形成される、幅
３０ｍｍ以下、好ましくは１０ｍｍ以上の幅広いニップ
部Ｎで、ニップ部Ｎに進入されてニップ部Ｎを通過され
る記録紙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。後段において詳述する
ように、薄板弾性定着ローラ４７ａの両端部をリング状
の樹脂軸受け４７１ｊにて保持する。

【０２３７】表面画像のトナー像を定着する薄板状の定
着ローラ部材としての薄板弾性定着ローラ４７ａは、図
１８に示すように、バネ性を有する薄肉の円筒状弾性体
としての薄板弾性ローラ４７１ａと、該薄板弾性ローラ
４７１ａの外側（外周面）にゴム層４７１ｂとによる層
構成の弾性を有するローラとされる。薄板弾性ローラ４
７１ａの外側（外周面）に設けられるゴム層４７１ｂと
しては、層厚０．５〜３ｍｍ程度が好ましく、ゴム層４
７１ｂを設けることにより、定着むらの発生が少なくな
る。

【０２３８】薄板弾性ローラ４７１ａは、厚さ（肉厚）
ｔ２（ｍｍ）が０．１５〜０．８ｍｍ程度の例えばステ
ンレスやリン青銅等を用いたバネ性を有する金属部材に
より形成され、バネ材として使用可能な疲れ限界を有す
るバネ性の金属部材を使用することによって、薄板弾性
ローラ４７１ａが定着装置５７０（或いは実施形態６に
て後述する定着装置６７０）に適用される場合での、円
筒状弾性体としての薄板弾性ローラ４７１ａの弾性変形
による疲労破壊の発生が防げる。弾性変形による疲労破
壊の発生を防止するのに、金属部材の疲れ限度としては
１４ｋＰ／ｍｍ²以上とすることが好ましいことが実験
的に確認された。

【０２３９】また、前述した薄板弾性ローラ４７１ａの
肉厚ｔ２（ｍｍ）に対して、薄板弾性ローラ４７１ａの
外径をφ２（ｍｍ）とするとき、 φ２／７０＞ｔ２＞φ２／３００ とすることが、薄板弾性ローラ４７１ａが定着装置５７
０（或いは実施形態６にて後述する定着装置６７０）に
適用される場合において好ましく、これにより、薄板弾
性ローラ４７１ａの変形や破損がなくニップ部Ｎの幅
（ニップ幅）を１０〜３０ｍｍと広くすることが可能と
なる。ｔ２≧φ２／７０では、薄板弾性ローラ４７１ａ
の厚さが厚すぎて、定着装置５７０（或いは実施形態６
にて後述する定着装置６７０）に適用される場合楕円状
に変形せず、ニップ部Ｎの幅が広くならない。ｔ２≦φ
２／３００では、薄板弾性ローラ４７１ａの厚さが薄す
ぎて、定着装置５７０（或いは実施形態６にて後述する
定着装置６７０）に適用される場合に強度が低すぎ押圧
力が不足し、定着むらとなる。

【０２４０】また図１９に示すように、バネ性を有する
薄肉の円筒状弾性体である薄板弾性ローラ４７１ａを用
いた定着ローラ部材である薄板弾性定着ローラ４７ａの
両端部に、例えばフッ素樹脂等の断熱性を有する樹脂部
材を用いたリング状の軸受部材としての樹脂軸受け４７
１ｊを嵌込み、薄板弾性定着ローラ４７ａの両端を薄板
弾性定着ローラ４７ａの外径よりも大きな内径を有する
軸受部材としての樹脂軸受け４７１ｊで保持する。軸受
部材としての樹脂軸受け４７１ｊに嵌入されるベアリン
グＢ５により両端の樹脂軸受け４７１ｊと一体とされる
薄板弾性定着ローラ４７ａが回転可能とされる。この
際、ベアリングＢ５にて直接薄板弾性定着ローラ４７ａ
を保持することも可能である。また下側の熱線定着ロー
ラ１７ａには、熱線定着ローラ１７ａの有する軸部１７
１ｆの一方の端部に歯車Ｇ１２が固定して設けられ、定
着駆動モータＭ１により駆動回転される歯車Ｇ２２が歯
車Ｇ１２と繋合し、定着駆動モータＭ１の駆動により熱
線定着ローラ１７ａが回転駆動され、熱線定着ローラ１
７ａに押圧される薄板弾性定着ローラ４７ａが従動回転
される。従動回転により、薄板弾性定着ローラ４７ａの
回転が均一化され、定着むらが防止される。また、図１
９に斜線で示す前述した薄板弾性定着ローラ４７ａのゴ
ム層４７１ｂは、両端部の樹脂軸受け４７１ｊの内側に
設けることが好ましく、これにより、薄板弾性定着ロー
ラ４７ａが回転される際の、ゴム層４７１ｂの樹脂軸受
け４７１ｊによる削れが防止される。

【０２４１】また図１７に示すように、上側の薄板弾性
定着ローラ４７ａには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ＴＳ３が取付けられる。温度センサＴＳ３として
は接触タイプの他に、非接触タイプのものを用いること
も可能である。

【０２４２】裏面のトナー像を定着するための熱線定着
用回転部材としての熱線定着ローラ１７ａは、円筒状の
透光性基体１７１ａと、該透光性基体１７１ａの外側
（外周面）に透光性弾性層１７１ｄと熱線吸収層１７１
ｂと離型層１７１ｃとをその順に設けたソフトローラと
して構成される。透光性基体１７１ａ内部中心に、光源
によっては可視光を含んだ赤外線或いは遠赤外線等の熱
線を発する熱線照射手段であるハロゲンランプ１７１ｇ
やキセノンランプ（不図示）が設けられる。熱線定着用
回転部材としての熱線定着ローラ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
発せられた熱線が熱線吸収層１７１ｂにより吸収され急
速加熱が可能なロール状の熱線定着用回転部材が形成さ
れる。また熱線定着ローラ１７ａの表面には、熱均一化
ローラＴＲ４が設けられることが好ましく、アルミ材や
ステンレス材等の熱伝導性の良好な金属ローラ部材やヒ
ートパイプを用いた熱均一化ローラＴＲ４により熱線吸
収層１７１ｂにより加熱される熱線定着ローラ１７ａ周
面の発熱温度分布が均一化される。熱均一化ローラＴＲ
４により転写材の通紙に伴う熱線定着ローラ１７ａの縦
方向及び横方向の温度むらが均一化される。ＴＳ１は下
側の熱線定着ローラ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る。温度センサＴＳ１とし
ては接触タイプの他に、非接触タイプのものを用いるこ
とも可能である。

【０２４３】上側の薄板弾性定着ローラ４７ａ及び下側
の熱線定着ローラ１７ａの温度制御は、図８にて前述し
たと同様に、上側の定着ローラ部材としての薄板弾性定
着ローラ４７ａの温度を検知する温度検知手段としての
温度センサＴＳ３による薄板弾性定着ローラ４７ａの温
度（Ｔ３（℃））と、下側の熱線定着用回転部材として
の熱線定着ローラ１７ａの温度を検知する温度検知手段
としての温度センサＴＳ１による熱線定着ローラ１７ａ
の温度（Ｔ１（℃））とを測定し、予め記憶部（ＲＯ
Ｍ、ＲＡＭ）のＲＯＭ内に参照テーブルとして記憶され
ている、温度（検知温度）Ｔ３及び温度（検知温度）Ｔ
１に対応する参照テーブルからの薄板弾性定着ローラ４
７ａ及び熱線定着ローラ１７ａを加熱するそれぞれのハ
ロゲンランプ１７１ｇやキセノンランプ（不図示）のｏ
ｎ−ｏｆｆ時間が、定着制御部を通して参照され、上側
の薄板弾性定着ローラ４７ａ及び下側の熱線定着ローラ
１７ａの温度制御が行われる。特に両面定着では、上側
の薄板弾性定着ローラ４７ａ及び下側の熱線定着ローラ
１７ａの両方の温度が定着に影響を与えるので、上側の
薄板弾性定着ローラ４７ａ及び下側の熱線定着ローラ１
７ａの両方の温度制御が必要となる。

【０２４４】上側の弾性を有するローラと、下側の弾性
の高いソフトローラとの間に、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。

【０２４５】定着ローラ部材をバネ性を有する薄肉の薄
板弾性ローラ４７１ａとすると共に、熱線定着ローラ１
７ａの押圧力を薄板弾性定着ローラ４７ａの薄板弾性ロ
ーラ４７１ａの弾性力にて受ける。これにより、薄板弾
性ローラ４７１ａが塑性変形なく楕円状に広がり、平面
状に近い薄板弾性ローラ４７１ａの面にて熱線定着ロー
ラ１７ａのソフトな透光性弾性層１７１ｄを押圧し、平
面状の幅広いニップ部Ｎが形成される。幅広いニップ部
Ｎによりトナー像の良好な定着が行われる。

【０２４６】上側のハロゲンランプ１７１ｇやキセノン
ランプ（不図示）の熱線による円筒状弾性体としての薄
板弾性ローラ４７１ａの発熱と、下側のハロゲンランプ
１７１ｇやキセノンランプ（不図示）の熱線による熱線
吸収層１７１ｂでの発熱との両方の発熱により、両面時
の下側の熱線定着ローラ１７ａの加熱のために瞬時加熱
は困難であるが、省エネルギーでウォーミングアップ時
間の短いクイックスタート（急速加熱）が可能な定着装
置が可能となる。

【０２４７】図５にて前述したと同様に、熱線定着ロー
ラ１７ａの構成は、図５（ａ）に断面を示すように、円
筒状の透光性基体１７１ａとしては、厚さ１〜２０ｍ
ｍ、好ましくは２〜５ｍｍ厚で、ハロゲンランプ１７１
ｇやキセノンランプ（不図示）よりの赤外線或いは遠赤
外線等の熱線を透過する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^-3Ｊ／ｃｍ・ｓ・Ｋ、比熱が
（０．５〜２．０）×Ｊ／ｇ・Ｋ、比重が１．５〜３．
０）が主として用いられ、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^-3Ｊ
／ｃｍ・ｓ・Ｋ、比熱が（１〜２）×Ｊ／ｇ・Ｋ、比重
が０．８〜１．２）等も用いることが可能である。例え
ば熱線定着ローラ１７ａの透光性基体１７１ａとして、
内径３２ｍｍ、外径４０ｍｍで、層厚（厚さ）４ｍｍの
パイレックスガラス（比熱が０．７８Ｊ／ｇ・Ｋ、比重
が２．３２）を用いたときの透光性基体１７１ａのＡ−
３サイズ幅（２９７ｍｍ）当たりでの熱容量Ｑ１は約６
０ｃａｌ／ｄｅｇである。また、透光性基体１７１ａを
通過させる熱線の波長は０．１〜２０μｍ、好ましくは
０．３〜３μｍであるので、フィラーとして硬度や熱伝
導率の調整剤が加えられるが、粒径が熱線の波長の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以下の熱
線透過性（光源によっては可視光を含んだ赤外線或いは
遠赤外線透過性）のＩＴＯ、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基体１７１ａ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、熱線吸収層１７１ｂに到達させるのに好ましい。上
記の如く、透光性基体１７１ａはあまり熱伝導性が良く
ない。

【０２４８】透光性弾性層１７１ｄは、厚さ０．５〜２
０ｍｍ、好ましくは１〜５ｍｍ厚の例えばシリコンゴム
やフッ素ゴムを用い、熱線（光源によっては可視光を含
んだ赤外線或いは遠赤外線）を透過する熱線透過性のゴ
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（シリコンゴム
やフッ素ゴム）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^-3Ｊ／ｃｍ・ｓ・Ｋ、比熱が（１〜２）×Ｊ／ｇ
・Ｋ、比重が０．９〜１．０のゴム層を用いる。例えば
熱線定着ローラ１７ａの透光性弾性層１７１ｄとして、
外径５０ｍｍで、層厚（厚さ）５ｍｍのシリコンゴム
（比熱が１．１Ｊ／ｇ・Ｋ、比重が０．９１）を用いた
ときの透光性弾性層１７１ｄのＡ−３サイズ幅（２９７
ｍｍ）当たりでの熱容量Ｑ２は約５０ｃａｌ／ｄｅｇで
ある。ゴム層は熱伝導率がガラス部材を用いた透光性の
基体（熱伝導率が（５〜２０）×１０^-3Ｊ／ｃｍ・ｓ・
Ｋ）より１桁低いので断熱性を有する層の役割をする。
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５〜６０Ｈｓである。熱線定着用回転部材の透光
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２０〜３００μｍの
厚さで塗られている。透光性弾性層１７１ｄのトップ層
のシリコンゴムとしては、ＨＴＶ（Ｈｉｇｈ Ｔｅｍｐ
ｅｒａｔｕｒｅ Ｖｏｌｃａｎｉｚｉｎｇ）よりも離型
性のよいＲＴＶ（ＲｏｏｍＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｖ
ｏｌｃａｎｉｚｉｎｇ）やＬＴＶ（Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅ
ｒａｔｕｒｅ Ｖｏｌｃａｎｉｚｉｎｇ）が中間層並の
厚さで被覆されている。また、透光性弾性層１７１ｄを
通過させる熱線の波長は０．１〜２０μｍ、好ましくは
０．３〜３μｍであるので、硬度や熱伝導率の調整剤と
して、粒径が熱線の波長の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以下の熱線透過性（光源によって
は可視光を含んだ赤外線或いは遠赤外線透過性）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１
７１ｄ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、熱線吸収層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、熱線定着用回転部材としての熱線定着ローラ１
７ａが弾性の高いソフトローラとして構成される。

【０２４９】熱線吸収層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
吸収された残りの熱線で、透光性基体１７１ａ及び透光
性弾性層１７１ｄを透過した熱線の略１００％にあたる
９０〜１００％、好ましくは９５〜１００％の熱線を熱
線吸収層１７１ｂにより吸収し瞬時加熱が可能な熱線定
着用回転部材を形成するように、樹脂バインダにカーボ
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（Ｆ
ｅ₂Ｏ₃）等の粉末を混入した熱線吸収部材を用い、厚さ
１０〜５００μｍ、好ましくは２０〜１００μｍ厚の熱
線吸収部材を透光性弾性層１７１ｄの外側（外周面）に
吹付け或いは塗布等により形成する。熱線吸収層１７１
ｂの熱伝導率は前記透光性弾性層１７１ｄのゴム層（熱
伝導率が（１〜３）×１０^-3Ｊ／ｃｍ・ｓ・Ｋ、比熱が
（１〜２）×Ｊ／ｇ・Ｋ、比重が０．９〜１．０）と比
べて、カーボンブラック等の吸収剤の添加により、やや
高めの（３〜１０）×１０^-3Ｊ／ｃｍ・ｓ・Ｋ（比熱が
（〜２．０）×Ｊ／ｇ・Ｋ、比重が（〜０．９））に設
定することができる。熱線吸収層１７１ｂとしてはニッ
ケル電鋳ローラ等の金属ローラ部材を同様の厚さで設け
てもよい。この時、熱線を吸収するために内側（内周
面）は黒色酸化処理をしておくことが好ましい。熱線吸
収層１７１ｂでの熱線吸収率が９０％程度よりも低く、
例えば２０〜８０％程度であると熱線が漏れて、漏れた
熱線により熱線定着用回転部材としての熱線定着ローラ
１７ａがモノクロ画像形成に用いられた場合、フィルミ
ング等により熱線定着ローラ１７ａの特定位置の表面に
黒トナーが付着すると漏れた熱線により付着部から発熱
が起き、その部分でさらに熱線吸収による発熱が重ねて
起こり熱線吸収層１７１ｂを破損する。従って、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熱線で、透光性基体１７１ａ及び透
光性弾性層１７１ｄを透過した熱線が熱線吸収層１７１
ｂで完全に吸収されるように熱線吸収層１７１ｂの熱線
吸収率を略１００％にあたる９０〜１００％、好ましく
は９５〜１００％とする。熱線吸収層１７１ｂの厚さが
１０μｍ未満で薄いと、熱線吸収層１７１ｂでの熱線の
吸収による加熱速度は速いが、薄膜による局所的な加熱
による熱線吸収層１７１ｂの破損や強度不足の原因とな
り、熱線吸収層１７１ｂの厚さが５００μｍを越えて厚
過ぎると、熱伝導不良となったり、熱容量が大きくなり
急速加熱が成しにくくなる。熱線吸収層１７１ｂの熱線
吸収率を略１００％にあたる９０〜１００％、好ましく
は９５〜１００％としたり、熱線吸収層１７１ｂの厚さ
を１０〜５００μｍ、好ましくは２０〜１００μｍとす
ることにより、熱線吸収層１７１ｂでの局所的な発熱が
防止され、均一な発熱が行われる。また、熱線吸収層１
７１ｂに投光される熱線の波長は０．１〜２０μｍ、好
ましくは０．３〜３μｍであるので、フィラーとして硬
度や熱伝導率の調整剤が加えられるが、粒径が熱線の波
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
以下の熱線透過性（光源によっては可視光を含んだ赤外
線或いは遠赤外線透過性）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
５〜５０重量％分散させたもので熱線吸収層１７１ｂを
形成してもよい。このようにして、熱線吸収層１７１ｂ
は温度がすぐに上がるように熱容量を小さくしてあるの
で、熱線定着用回転部材としての熱線定着ローラ１７ａ
に温度低下が生じ、定着むらが発生するという問題を防
止する。熱線吸収層１７１ｂとしては、弾性を有するシ
リコンゴムやフッ素ゴムに、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
混入したものを用いてもよい。例えば熱線定着ローラ１
７ａの熱線吸収層１７１ｂ（或いは後述する兼用層１７
１Ｚ）として、外径５０ｍｍの透光性弾性層１７１ｄの
表面（外周面）に、層厚（厚さ）５０μｍのフッ素樹脂
（比熱が２．０Ｊ／ｇ・Ｋ、比重が０．９）を用いたと
きの熱線吸収層１７１ｂ（或いは兼用層１７１Ｚ）のＡ
−３サイズ幅（２９７ｍｍ）当たりでの熱容量Ｑ３は約
１．０ｃａｌ／ｄｅｇである。熱線吸収層１７１ｂとし
てはニッケル電鋳ベルトのように金属フィルム部材を用
いることもできる。この時、熱線吸収のために内側（内
周面）は黒色酸化処理をしておくことが望ましい。

【０２５０】また熱線吸収層１７１ｂと分離して熱線吸
収層１７１ｂの外側（外周面）に、トナーとの離型性を
良好とするため、厚さ３０〜１００μｍのＰＦＡ（フッ
素樹脂）チューブを被覆したものや、フッ素樹脂（ＰＦ
ＡまたはＰＴＦＥ）塗料を２０〜３０μｍ塗布した離型
層１７１ｃ（熱伝導率が（１〜１０）×１０^-3Ｊ／ｃｍ
・ｓ・Ｋ、比熱が（〜２．０）×Ｊ／ｇ・Ｋ、比重が
（〜０．９））を設ける（分離型）。

【０２５１】さらに図５（ｂ）に断面を示すように、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）等の粉末を混入した熱線吸収部材と、バイ
ンダと離型剤とを兼ねたフッ素樹脂（ＰＦＡまたはＰＴ
ＦＥ）塗料とを混入して配合し、図５（ａ）にて前述し
た熱線吸収層１７１ｂと離型層１７１ｃとを一体として
離型性を有する兼用層１７１Ｚを、透光性基体１７１ａ
の外側（外周面）に形成された透光性弾性層１７１ｄの
外側（外周面）に形成し、弾性を有するロール状の熱線
定着用回転部材を形成してもよい。兼用層１７１Ｚの熱
伝導率は熱線吸収層１７１ｂの熱伝導率と略同様で、
（３〜１０）×１０^-3Ｊ／ｃｍ・ｓ・Ｋ（比熱が（〜
２．０）×Ｊ／ｇ・Ｋ、比重が（〜０．９））である。
前述したと同様に、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熱線で、
透光性基体１７１ａ及び透光性弾性層１７１ｄを透過し
た熱線が完全に吸収されるように兼用層１７１Ｚの熱線
吸収率を略１００％にあたる９０〜１００％、好ましく
は９５〜１００％とする。兼用層１７１Ｚでの熱線吸収
率が９０％程度よりも低く、例えば２０〜８０％程度で
あると熱線が漏れて、漏れた熱線により熱線定着用回転
部材がモノクロ画像形成に用いられた場合、フィルミン
グ等により熱線定着用回転部材の特定位置の表面に黒ト
ナーが付着すると漏れた熱線により付着部から発熱が起
き、その部分でさらに熱線吸収による発熱が重ねて起こ
り兼用層１７１Ｚを破損する。従って、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
れた残りの熱線で、透光性基体１７１ａ及び透光性弾性
層１７１ｄを透過した熱線が熱線定着用回転部材内で完
全に吸収されるように兼用層１７１Ｚの熱線吸収率を略
１００％にあたる９０〜１００％、好ましくは９５〜１
００％とする。また、兼用層１７１Ｚでの局所的な発熱
も防止され、均一な発熱が行われる。また、兼用層１７
１Ｚに投光される熱線の波長は０．１〜２０μｍ、好ま
しくは０．３〜３μｍであるので、フィラーとして硬度
や熱伝導率の調整剤が加えられるが、粒径が熱線の波長
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
下の熱線透過性（光源によっては可視光を含んだ赤外線
或いは遠赤外線透過性）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
散させたもので兼用層１７１Ｚを形成してもよい。

【０２５２】図６にて前述したと同様に、ロール状の熱
線定着用回転部材としての熱線定着ローラ１７ａの熱線
吸収層１７１ｂに前述した熱線吸収部材の濃度分布を均
一に設けると境界にある熱線吸収層１７１ｂで発熱が集
中することになり、透光性弾性層１７１ｄ側へ熱が流失
しやすいので、透光性基体１７１ａより低熱伝導性部材
を用いたり、濃度分布を設けて熱線吸収層１７１ｂ内部
で熱を発生させることが発熱分布を分散させる観点から
好ましい。熱線吸収層１７１ｂの濃度分布はグラフ
（イ）で示すように、内接する透光性弾性層１７１ｄ側
の界面を低濃度とし外周面側に向かって傾斜をつけ順次
高くし、外周面側の手前（熱線吸収層１７１ｂの厚さｔ
１に対し、透光性弾性層１７１ｄ側から２／３〜４／５
程度の位置）で１００％吸収する濃度となるようにして
飽和するようにする。これにより、熱線吸収層１７１ｂ
での熱線の吸収による発熱分布は、グラフ（ロ）に示す
ように、熱線吸収層１７１ｂの中央部近傍に最大値を有
し、熱線吸収層１７１ｂの界面や外周面近傍で最小値を
とる放物線状に形成される。或いは熱線吸収層１７１ｂ
の界面や外周面に透光性の耐熱性樹脂（ポリイミドやフ
ッ素樹脂やシリコン樹脂）を１０〜５００μｍ厚、好ま
しくは２０〜１００μｍを設けることが好ましい。ま
た、透光性基体１７１ａより低熱伝導性部材として熱の
流失を押さえることが好ましい。これにより、前記界面
での熱線の吸収による発熱を小さくし、熱の流出を防止
し、界面での接着層の破損や熱線吸収層１７１ｂの破損
を防止する。また、外周面側の手前（熱線吸収層１７１
ｂの厚さｔ１に対し、透光性基体１７１ａ側から２／３
〜４／５程度の位置）より外周面までの濃度分布を飽和
するようにし、特に、兼用層１７１Ｚを用いた場合に
も、外周表面層が削られても影響の無いようにする。な
お点線で示すように、飽和層を形成してもよい。要する
に、十分に内部で吸収が行われれば外側での濃度の影響
はなくなる。削れの影響も生じない。また、濃度分布に
前記傾斜を設け、傾斜角の変更により発熱分布を調整す
ることができる。

【０２５３】また図７にて前述したと同様に、ロール状
の熱線定着用回転部材としての熱線定着ローラ１７ａの
円筒状の透光性基体１７１ａの外径φとしては、１５〜
６０ｍｍのものが用いられ、厚さｔとしては、厚い方が
強度の点で良く、薄い方が熱容量の点で良いが、強度と
熱容量との関係から、円筒状の透光性基体１７１ａの外
径φと厚さｔとの関係は、 ０．０２≦ｔ／φ≦０．２０ とし、好ましくは ０．０４≦ｔ／φ≦０．１０ とする。透光性基体１７１ａの外径φが４０ｍｍでは透
光性基体１７１ａの厚さｔは、０．８ｍｍ≦ｔ≦８ｍ
ｍ、好ましくは１．６ｍｍ≦ｔ≦４．０ｍｍのものが用
いられる。透光性基体１７１ａでのｔ／φが０．０２未
満では強度不足となり、ｔ／φが０．２０を越えると熱
容量が大きくなり熱線定着ローラ１７ａの加熱が長引く
ことになる。また、透光性基体といっても材料によって
は１〜２０％程度の熱線を吸収する場合があり、強度の
保てる範囲で薄い方が好ましい。

【０２５４】上記の如く、図１７にて説明した第５の例
の定着装置５７０を用いることにより、上側の弾性を有
するローラと、下側の弾性の高いソフトローラとの間
に、平面状の幅広いニップ部Ｎが形成されてトナー像の
定着が行われが、上側のハロゲンランプ１７１ｇやキセ
ノンランプ（不図示）の熱線による薄板弾性ローラ４７
１ａの発熱と、ハロゲンランプ１７１ｇやキセノンラン
プ（不図示）の熱線による熱線吸収層１７１ｂでの発熱
とにより、省エネルギーとウォーミングアップ時間の短
縮を図りながら、高速定着を可能とすると共に、均一で
安定した温度による良好な定着性が得られる定着装置及
び画像形成装置が可能となる。特に図１６にて説明した
両面画像形成装置において、省エネルギーとウォーミン
グアップ時間の短縮を図りながら、両面画像形成におけ
る表面トナー像の高速定着を可能とすると共に、均一で
安定した温度による良好な表面トナー像の定着が可能と
なる。

【０２５５】実施形態６ 本発明にかかわる定着装置の第６の例と、実施形態２に
て前述した画像形成装置の第２の例に該定着装置を適用
する画像形成装置の一実施形態の画像形成プロセス及び
各機構について、図２０または図２１、及び実施形態１
にて前述した図４ないし図８、実施形態５にて前述した
図１８を用いて説明する。図２０は、本発明にかかわる
画像形成装置の第６の例の一実施形態を示すカラー画像
形成装置の断面構成図であり、図２１は、本発明にかか
わる定着装置の第６の例の断面構成図である。

【０２５６】図２０によれば、像担持体である感光体ド
ラム１０は、例えばガラスや透光性アクリル樹脂等の透
光性部材によって形成される円筒状の基体の外周に、透
光性の導電層及び有機感光層（ＯＰＣ）の光導電体層を
形成したものである。

【０２５７】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図
２０の矢印で示す時計方向に回転される。

【０２５８】本発明では、画像露光用の露光ビームは、
その結像点である感光体ドラム１０の光導電体層におい
て、光導電体層の光減衰特性（光キャリア生成）に対し
て適正なコントラストを付与できる波長の露光光量を有
していればよい。従って、本実施形態における感光体ド
ラム１０の透光性の基体の光透過率は、１００％である
必要はなく、露光ビームの透過時にある程度の光を吸収
するような特性を有していてもよい。要は、適切なコン
トラストを付与できればよい。透光性の基体の素材とし
ては、アクリル樹脂、特にメタクリル酸メチルエステル
モノマーを重合したものが、透光性、強度、精度、表面
性等において優れており好ましく用いられるが、その他
一般光学部材などに使用されるアクリル、フッ素、ポリ
エステル、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレ
ートなどの各種透光性樹脂が使用可能である。また、露
光光に対して透光性を有していれば、着色していてもよ
い。透光性の導電層としては、インジウム錫酸化物（Ｉ
ＴＯ）、酸化錫、酸化鉛、酸化インジウム、ヨウ化銅
や、Ａｕ、Ａｇ、Ｎｉ、Ａｌなどからなる透光性を維持
した金属薄膜が用いられ、成膜法としては、真空蒸着
法、活性反応蒸着法、各種スパッタリング法、各種ＣＶ
Ｄ法、浸漬塗工法、スプレー塗布法などが利用できる。
また、光導電体層としては各種有機感光層（ＯＰＣ）が
使用できる。

【０２５９】光導電体層の感光層としての有機感光層
は、電荷発生物質（ＣＧＭ）を主成分とする電荷発生層
（ＣＧＬ）と電荷輸送物質（ＣＴＭ）を主成分とする電
荷輸送層（ＣＴＬ）とに機能分離された二層構成の感光
層とされる。二層構成の有機感光層は、ＣＴＬが厚いた
めに有機感光層としての耐久性が高く本発明に適する。
なお有機感光層は、電荷発生物質（ＣＧＭ）と電荷輸送
物質（ＣＴＭ）を１つの層中に含有する単層構成とされ
てもよく、該単層構成又は前記二層構成の感光層には、
通常バインダ樹脂が含有される。

【０２６０】以下に説明する帯電手段としてのスコロト
ロン帯電器１１、画像書込手段としての露光光学系１
２、現像手段としての現像器１３は、それぞれ、イエロ
ー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び黒色
（Ｋ）の各色毎の画像形成プロセス用として準備されて
おり、本実施形態においては、図２０の矢印にて示す感
光体ドラム１０の回転方向に対して、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの
順に配置される。

【０２６１】帯電手段としてのスコロトロン帯電器１１
は像形成体である感光体ドラム１０の移動方向に対して
直交する方向（図２０において紙面垂直方向）に感光体
ドラム１０と対峙し近接して取り付けられ、感光体ドラ
ム１０の前述した有機感光層に対し所定の電位に保持さ
れた制御グリッド（符号なし）と、コロナ放電電極１１
ａとして、例えば鋸歯状電極を用い、トナーと同極性の
コロナ放電とによって帯電作用（本実施形態においては
マイナス帯電）を行い、感光体ドラム１０に対し一様な
電位を与える。コロナ放電電極１１ａとしては、その他
ワイヤ電極や針状電極を用いることも可能である。

【０２６２】各色毎の露光光学系１２は、それぞれ、像
露光光の発光素子としてのＬＥＤ（発光ダイオード）を
感光体ドラム１０の軸と平行に複数個アレイ状に並べた
線状の露光素子（不図示）と等倍結像素子としてのセル
フォックレンズ（不図示）とがホルダに取り付けられた
露光用ユニットとして構成される。円柱状の保持部材２
０に、各色毎の露光光学系１２が取付けられて感光体ド
ラム１０の基体内部に収容される。露光素子としてはそ
の他、ＦＬ（蛍光体発光）、ＥＬ（エレクトロルミネッ
センス）、ＰＬ（プラズマ放電）等の複数の発光素子を
アレイ状に並べた線状のものが用いられる。

【０２６３】各色毎の画像書込手段としての露光光学系
１２は、感光体ドラム１０上での露光位置を、スコロト
ロン帯電器１１と現像器１３との間で、現像器１３に対
して感光体ドラム１０の回転方向上流側に設けた状態
で、感光体ドラム１０の内部に配置される。

【０２６４】露光光学系１２は、別体のコンピュータ
（不図示）から送られメモリに記憶された各色の画像デ
ータに基づいて画像処理を施した後、一様に帯電した感
光体ドラム１０に像露光を行い、感光体ドラム１０上に
潜像を形成する。この実施形態で使用される発光素子の
発光波長は、通常Ｙ、Ｍ、Ｃのトナーの透光性の高い６
８０〜９００ｎｍの範囲のものが良好であるが、裏面か
ら像露光を行うことからカラートナーに透光性を十分に
有しないこれより短い波長でもよい。

【０２６５】各色毎の現像手段としての現像器１３は、
内部にイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）
若しくは黒色（Ｋ）の二成分（一成分でもよい）の現像
剤を収容し、それぞれ、例えば厚み０．５〜１ｍｍ、外
径１５〜２５ｍｍの円筒状の非磁性のステンレスあるい
はアルミ材で形成された現像スリーブ１３ａを備えてい
る。

【０２６６】現像領域では、現像スリーブ１３ａは、突
き当てコロ（不図示）により感光体ドラム１０と所定の
間隙、例えば１００〜１０００μｍをあけて非接触に保
たれ、感光体ドラム１０の回転方向と最近接位置におい
て順方向に回転するようになっており、現像時、現像ス
リーブ１３ａに対してトナーと同極性（本実施形態にお
いてはマイナス極性）の直流電圧或いは直流電圧に交流
電圧を重畳する現像バイアス電圧を印加することによ
り、感光体ドラム１０の露光部に対して非接触の反転現
像が行われる。この時の現像間隔精度は画像ムラを防ぐ
ために２０μｍ程度以下が必要である。

【０２６７】以上のように現像器１３は、スコロトロン
帯電器１１による帯電と露光光学系１２による像露光に
よって形成される感光体ドラム１０上の静電潜像を、非
接触の状態で感光体ドラム１０の帯電極性と同極性のト
ナー（本実施形態においては感光体ドラムは負帯電であ
り、トナーは負極性）により反転現像する。

【０２６８】画像形成のスタートにより不図示の像担持
体駆動モータの始動により、感光体ドラム１０が図２０
の矢印で示す時計方向へ回転され、同時にＹのスコロト
ロン帯電器１１の帯電作用により感光体ドラム１０に電
位の付与が開始される。感光体ドラム１０は電位を付与
されたあと、Ｙの露光光学系１２において第１の色信号
すなわちＹの画像データに対応する電気信号による画像
書込が開始され感光体ドラム１０の回転走査によってそ
の表面の感光層に原稿画像のイエロー（Ｙ）の画像に対
応する静電潜像が形成される。この潜像はＹの現像器１
３により非接触の状態で反転現像され、感光体ドラム１
０上にイエロー（Ｙ）のトナー像が形成される。

【０２６９】次いで、感光体ドラム１０は前記イエロー
（Ｙ）のトナー像の上に、Ｍのスコロトロン帯電器１１
の帯電作用により電位が付与され、Ｍの露光光学系１２
の第２の色信号すなわちマゼンタ（Ｍ）の画像データに
対応する電気信号による画像書込が行われ、Ｍの現像器
１３による非接触の反転現像によって前記のイエロー
（Ｙ）のトナー像の上にマゼンタ（Ｍ）のトナー像が重
ね合わせて形成される。

【０２７０】同様のプロセスにより、Ｃのスコロトロン
帯電器１１、露光光学系１２及び現像器１３によってさ
らに第３の色信号に対応するシアン（Ｃ）のトナー像
が、また、Ｋのスコロトロン帯電器１１、露光光学系１
２及び現像器１３によって第４の色信号に対応する黒色
（Ｋ）のトナー像が順次重ね合わせて形成され、感光体
ドラム１０の一回転以内にその周面上にカラーのトナー
像が形成される。

【０２７１】このように、本実施の形態では、Ｙ、Ｍ、
Ｃ及びＫの露光光学系１２による感光体ドラム１０の有
機感光層に対する露光は、感光体ドラム１０の内部より
透光性の基体を通して行われる。従って、第２、第３及
び第４の色信号に対応する画像の露光（画像書込）は何
れも先に形成されたトナー像により遮光されることなく
静電潜像を形成することが可能となり、好ましいが、感
光体ドラム１０の外部から露光してもよい。

【０２７２】一方、転写材としての記録紙Ｐは、転写材
収納手段としての給紙カセット１５より、半月形の送り
出しローラ（符号なし）により送り出され、給送ローラ
（符号なし）により給送されてタイミングローラ１５ｂ
へ搬送される。

【０２７３】記録紙Ｐは、タイミングローラ１５ｂの駆
動によって、感光体ドラム１０上に担持されたカラート
ナー像との同期がとられ、転写材帯電手段としての紙帯
電器１５０の帯電により搬送ベルト１４Ａに吸着されて
転写域へ給送される。搬送ベルト１４Ａにより密着搬送
された記録紙Ｐは、転写域でトナーと反対極性（本実施
形態においてはプラス極性）の電圧が印加される転写手
段としての転写器１４ｃにより、感光体ドラム１０の周
面上のカラートナー像が一括して記録紙Ｐに転写され
る。

【０２７４】カラートナー像が転写された記録紙Ｐは、
転写材除電手段としての転写材除電器１４ｈにより除電
されて、搬送ベルト１４Ａから分離され、第６の例の定
着装置６７０へと搬送される。

【０２７５】第６の例の定着装置６７０は、カラートナ
ー像を定着するための上側のロール状の熱線定着用回転
部材としての熱線定着ローラ１７ａと、下側の薄板状の
薄肉の円筒状弾性体からなる定着ローラ部材としての薄
板弾性定着ローラ４７ａとより構成され、不図示の定着
用の駆動モータにより熱線定着ローラ１７ａが駆動回転
され、薄板弾性定着ローラ４７ａが従動回転される。熱
線定着ローラ１７ａ及び薄板弾性定着ローラ４７ａの内
部中心には、光源によっては可視光を含んだ赤外線或い
は遠赤外線等の熱線を発するハロゲンランプ１７１ｇや
キセノンランプ（不図示）等が熱線照射手段として配設
される。

【０２７６】熱線定着ローラ１７ａと熱定着フィルム４
７Ａ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。

【０２７７】転写後の感光体ドラム１０の周面上に残っ
たトナーは、像形成体クリーニング手段としてのクリー
ニング装置１９に設けられたクリーニングブレード１９
ａによりクリーニングされる。残留トナーを除去された
感光体ドラム１０はスコロトロン帯電器１１によって一
様帯電を受け、次の画像形成サイクルに入る。

【０２７８】図２１に示すように、第６の例の定着装置
６７０は、実施形態５にて前述した定着装置５７０の上
下ローラを上下反対として構成したものであり、カラー
トナー像を定着するための上側のロール状の熱線定着用
回転部材としての熱線定着ローラ１７ａと、下側の薄板
状の薄肉の円筒状弾性体からなる定着ローラ部材として
の薄板弾性定着ローラ４７ａとにより構成され、弾性を
有したソフトローラとしての熱線定着ローラ１７ａと薄
肉の円筒状弾性体からなり弾性を有する薄板弾性定着ロ
ーラ４７ａとの間で形成される、幅３０ｍｍ以下、好ま
しくは１０ｍｍ以上の幅広いニップ部Ｎで、ニップ部Ｎ
に進入されてニップ部Ｎを通過される記録紙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。実施形態５の図１９にて前述したと同様
な構成により、薄板弾性定着ローラ４７ａの両端部がリ
ング状の樹脂軸受け４７１ｊにて保持され、不図示の定
着用の駆動モータ（図１９の定着駆動モータＭ１参照）
により熱線定着ローラ１７ａが駆動回転され、薄板弾性
定着ローラ４７ａが従動回転される（図１９参照）。

【０２７９】転写材上のトナー像を定着するための熱線
定着用回転部材としての熱線定着ローラ１７ａは、円筒
状の透光性基体１７１ａと、該透光性基体１７１ａの外
側（外周面）に透光性弾性層１７１ｄと熱線吸収層１７
１ｂと離型層１７１ｃとをその順に設けたソフトローラ
として構成される。透光性基体１７１ａ内部中心に、光
源によっては可視光を含んだ赤外線或いは遠赤外線等の
熱線を発する熱線照射手段であるハロゲンランプ１７１
ｇやキセノンランプ（不図示）が設けられる。熱線定着
用回転部材としての熱線定着ローラ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
り発せられた熱線が熱線吸収層１７１ｂにより吸収され
急速加熱が可能なロール状の熱線定着用回転部材が形成
される。また熱線定着ローラ１７ａの表面には、熱均一
化ローラＴＲ４が設けられることが好ましく、アルミ材
やステンレス材等の熱伝導性の良好な金属ローラ部材や
ヒートパイプを用いた熱均一化ローラＴＲ４により熱線
吸収層１７１ｂにより加熱される熱線定着ローラ１７ａ
周面の発熱温度分布が均一化される。熱均一化ローラＴ
Ｒ４により転写材の通紙に伴う熱線定着ローラ１７ａの
縦方向及び横方向の温度むらが均一化される。

【０２８０】ＴＳ１は上側の熱線定着ローラ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
る。温度センサＴＳ１としては接触タイプの他に、非接
触タイプのものを用いることも可能である。また、下側
の薄板弾性定着ローラ４７ａには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ＴＳ３が取付けられる。温度センサ
ＴＳ３としては接触タイプの他に、非接触タイプのもの
を用いることも可能である。

【０２８１】また下側の薄板状の定着ローラ部材として
の薄板弾性定着ローラ４７ａは、図１８にて前述したと
同様に、バネ性を有する薄肉の円筒状弾性体としての薄
板弾性ローラ４７１ａと、該薄板弾性ローラ４７１ａの
外側（外周面）にゴム層４７１ｂとによる層構成の弾性
を有するローラとされる。薄板弾性ローラ４７１ａの外
側（外周面）に設けられるゴム層４７１ｂとしては、層
厚０．５〜３ｍｍ程度が好ましく、ゴム層４７１ｂを設
けることにより、定着むらの発生が少なくなる。

【０２８２】薄板弾性ローラ４７１ａは、厚さ（肉厚）
ｔ２（ｍｍ）が０．１５〜０．８ｍｍ程度の例えばステ
ンレスやリン青銅等を用いたバネ性を有する金属部材に
より形成され、バネ材として使用可能な疲れ限界を有す
るバネ性の金属部材を使用することによって、薄板弾性
ローラ４７１ａが定着装置６７０に適用される場合で
の、円筒状弾性体としての薄板弾性ローラ４７１ａの弾
性変形による疲労破壊の発生が防げる。弾性変形による
疲労破壊の発生を防止するのに、金属部材の疲れ限度と
しては１４ｋＰ／ｍｍ²以上とすることが好ましいこと
が実験的に確認された。

【０２８３】また、前述した薄板弾性ローラ４７１ａの
肉厚ｔ２（ｍｍ）に対して、薄板弾性ローラ４７１ａの
外径をφ２（ｍｍ）とするとき、 φ２／７０＞ｔ２＞φ２／３００ とすることが、薄板弾性ローラ４７１ａが定着装置６７
０に適用される場合において好ましく、これにより、薄
板弾性ローラ４７１ａの変形や破損がなくニップ部Ｎの
幅（ニップ幅）を１０〜３０ｍｍと広くすることが可能
となる。ｔ２≧φ２／７０では、薄板弾性ローラ４７１
ａの厚さが厚すぎて、定着装置６７０に適用される場合
楕円状に変形せず、ニップ部Ｎの幅が広くならない。ｔ
２≦φ２／３００では、薄板弾性ローラ４７１ａの厚さ
が薄すぎて、定着装置６７０に適用される場合に強度が
低すぎ押圧力が不足し、定着むらとなる。

【０２８４】上側の熱線定着ローラ１７ａ及び下側の薄
板弾性定着ローラ４７ａの温度制御は、図８にて前述し
たと同様に、上側の熱線定着用回転部材としての熱線定
着ローラ１７ａの温度を検知する温度検知手段としての
温度センサＴＳ１による熱線定着ローラ１７ａの温度
（Ｔ１（℃））と、下側の定着ローラ部材としての薄板
弾性定着ローラ４７ａの温度を検知する温度検知手段と
しての温度センサＴＳ３による薄板弾性定着ローラ４７
ａの温度（Ｔ３（℃））とを測定し、予め記憶部（ＲＯ
Ｍ、ＲＡＭ）のＲＯＭ内に参照テーブルとして記憶され
ている、温度（検知温度）Ｔ１及び温度（検知温度）Ｔ
３に対応する参照テーブルからの及び薄板弾性定着ロー
ラ４７ａを加熱するそれぞれのハロゲンランプ１７１ｇ
やキセノンランプ（不図示）のｏｎ−ｏｆｆ時間が、定
着制御部を通して参照され、上側の熱線定着ローラ１７
ａ及び下側の薄板弾性定着ローラ４７ａの温度制御が行
われる。特にウォーミングアップ時間を早くするために
両方から加熱制御するが、ウォーミングアップ後の定着
の温度制御も両方から加熱制御すると応答が早いことか
ら、高精度の温度制御がなされる。また特にカラートナ
ー像の定着の場合は、上側の熱線定着ローラ１７ａ及び
下側の薄板弾性定着ローラ４７ａの両方の温度が光沢性
や色味に影響を与えるので、両方の温度制御が必要とな
る。

【０２８５】上側の弾性を有するローラと、下側の弾性
の高いソフトローラとの間に、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。

【０２８６】定着ローラ部材をバネ性を有する薄肉の薄
板弾性ローラ４７１ａとすると共に、熱線定着ローラ１
７ａの押圧力を薄板弾性定着ローラ４７ａの薄板弾性ロ
ーラ４７１ａの弾性力にて受ける。これにより、薄板弾
性ローラ４７１ａが塑性変形なく楕円状に広がり、平面
状に近い薄板弾性ローラ４７１ａの面にて熱線定着ロー
ラ１７ａのソフトな透光性弾性層１７１ｄを押圧し、平
面状の幅広いニップ部Ｎが形成される。幅広いニップ部
Ｎによりトナー像の良好な定着が行われる。

【０２８７】上下のハロゲンランプ１７１ｇやキセノン
ランプ（不図示）の熱線による熱線定着ローラ１７ａの
熱線吸収層１７１ｂや薄板弾性定着ローラ４７ａでの発
熱により、省エネルギーでウォーミングアップ時間の短
いクイックスタート（急速加熱）が可能な定着装置が可
能となる。

【０２８８】図５にて前述したと同様に、熱線定着ロー
ラ１７ａの構成は、図５（ａ）に断面を示すように、円
筒状の透光性基体１７１ａとしては、厚さ１〜２０ｍ
ｍ、好ましくは２〜５ｍｍ厚で、ハロゲンランプ１７１
ｇやキセノンランプ（不図示）よりの赤外線或いは遠赤
外線等の熱線を透過する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^−３Ｊ／ｃｍ・ｓ・Ｋ、比熱が
（０．５〜２．０）×Ｊ／ｇ・Ｋ、比重が１．５〜３．
０）が主として用いられ、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^−３
Ｊ／ｃｍ・ｓ・Ｋ、比熱が（１〜２）×Ｊ／ｇ・Ｋ、比
重が０．８〜１．２）等も用いることが可能である。例
えば熱線定着ローラ１７ａの透光性基体１７１ａとし
て、内径３２ｍｍ、外径４０ｍｍで、層厚（厚さ）４ｍ
ｍのパイレックスガラス（比熱が０．７８Ｊ／ｇ・Ｋ、
比重が２．３２）を用いたときの透光性基体１７１ａの
Ａ−３サイズ幅（２９７ｍｍ）当たりでの熱容量Ｑ１は
約６０ｃａｌ／ｄｅｇである。また、透光性基体１７１
ａを通過させる熱線の波長は０．１〜２０μｍ、好まし
くは０．３〜３μｍであるので、フィラーとして硬度や
熱伝導率の調整剤が加えられるが、粒径が熱線の波長の
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
の熱線透過性（光源によっては可視光を含んだ赤外線或
いは遠赤外線透過性）のＩＴＯ、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基体１７１ａ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１μ
ｍ以下、好ましくは０．１μｍ以下であることが光散乱
を防ぎ、熱線吸収層１７１ｂに到達させるのに好まし
い。上記の如く、透光性基体１７１ａはあまり熱伝導性
が良くない。

【０２８９】透光性弾性層１７１ｄは、厚さ０．５〜２
０ｍｍ、好ましくは１〜５ｍｍ厚の例えばシリコンゴム
やフッ素ゴムを用い、熱線（光源によっては可視光を含
んだ赤外線或いは遠赤外線）を透過する熱線透過性のゴ
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（シリコンゴム
やフッ素ゴム）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^-3Ｊ／ｃｍ・ｓ・Ｋ、比熱が（１〜２）×Ｊ／ｇ
・Ｋ、比重が０．９〜１．０のゴム層を用いる。例えば
熱線定着ローラ１７ａの透光性弾性層１７１ｄとして、
外径５０ｍｍで、層厚（厚さ）５ｍｍのシリコンゴム
（比熱が１．１Ｊ／ｇ・Ｋ、比重が０．９１）を用いた
ときの透光性弾性層１７１ｄのＡ−３サイズ幅（２９７
ｍｍ）当たりでの熱容量Ｑ２は約５０ｃａｌ／ｄｅｇで
ある。ゴム層は熱伝導率がガラス部材を用いた透光性の
基体（熱伝導率が（５〜２０）×１０^-3Ｊ／ｃｍ・ｓ・
Ｋ）より１桁低いので断熱性を有する層の役割をする。
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５〜６０Ｈｓである。熱線定着用回転部材の透光
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２０〜３００μｍの
厚さで塗られている。透光性弾性層１７１ｄのトップ層
のシリコンゴムとしては、ＨＴＶ（Ｈｉｇｈ Ｔｅｍｐ
ｅｒａｔｕｒｅ Ｖｏｌｃａｎｉｚｉｎｇ）よりも離型
性のよいＲＴＶ（ＲｏｏｍＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｖ
ｏｌｃａｎｉｚｉｎｇ）やＬＴＶ（Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅ
ｒａｔｕｒｅ Ｖｏｌｃａｎｉｚｉｎｇ）が中間層並の
厚さで被覆されている。また、透光性弾性層１７１ｄを
通過させる熱線の波長は０．１〜２０μｍ、好ましくは
０．３〜３μｍであるので、硬度や熱伝導率の調整剤と
して、粒径が熱線の波長の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以下の熱線透過性（光源によって
は可視光を含んだ赤外線或いは遠赤外線透過性）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１
７１ｄ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、熱線吸収層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、熱線定着用回転部材としての熱線定着ローラ１
７ａが弾性の高いソフトローラとして構成される。

【０２９０】熱線吸収層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
吸収された残りの熱線で、透光性基体１７１ａ及び透光
性弾性層１７１ｄを透過した熱線の略１００％にあたる
９０〜１００％、好ましくは９５〜１００％の熱線を熱
線吸収層１７１ｂにより吸収し瞬時加熱が可能な熱線定
着用回転部材を形成するように、樹脂バインダにカーボ
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（Ｆ
ｅ₂Ｏ₃）等の粉末を混入した熱線吸収部材を用い、厚さ
１０〜５００μｍ、好ましくは２０〜１００μｍ厚の熱
線吸収部材を透光性弾性層１７１ｄの外側（外周面）に
吹付け或いは塗布等により形成する。熱線吸収層１７１
ｂの熱伝導率は前記透光性弾性層１７１ｄのゴム層（熱
伝導率が（１〜３）×１０^-3Ｊ／ｃｍ・ｓ・Ｋ、比熱が
（１〜２）×Ｊ／ｇ・Ｋ、比重が０．９〜１．０）と比
べて、カーボンブラック等の吸収剤の添加により、やや
高めの（３〜１０）×１０^-3Ｊ／ｃｍ・ｓ・Ｋ（比熱が
（〜２．０）×Ｊ／ｇ・Ｋ、比重が（〜０．９））に設
定することができる。熱線吸収層１７１ｂとしてはニッ
ケル電鋳ローラ等の金属ローラ部材を同様の厚さで設け
てもよい。この時、熱線を吸収するために内側（内周
面）は黒色酸化処理をしておくことが好ましい。熱線吸
収層１７１ｂでの熱線吸収率が９０％程度よりも低く、
例えば２０〜８０％程度であると熱線が漏れて、漏れた
熱線により熱線定着用回転部材としての熱線定着ローラ
１７ａがモノクロ画像形成に用いられた場合、フィルミ
ング等により熱線定着ローラ１７ａの特定位置の表面に
黒トナーが付着すると漏れた熱線により付着部から発熱
が起き、その部分でさらに熱線吸収による発熱が重ねて
起こり熱線吸収層１７１ｂを破損する。またカラー画像
形成に用いられた場合、カラートナーの吸収効率が一般
に低く、かつカラートナー間に吸収効率の差があること
から定着不良となったり、定着むらとなる。従って、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１７１
ｄにて吸収された残りの熱線で、透光性基体１７１ａ及
び透光性弾性層１７１ｄを透過した熱線が熱線吸収層１
７１ｂで完全に吸収されるように熱線吸収層１７１ｂの
熱線吸収率を略１００％にあたる９０〜１００％、好ま
しくは９５〜１００％とする。これにより、分光特性が
異なることで熱線により定着することが困難なカラート
ナーの溶融が良好に行われ、特に図２０でのカラー画像
形成において、分光特性が異なることで熱線により定着
することが困難なトナー層の厚い転写材上の重ね合わせ
カラートナー像の溶融が良好に行われる。また、熱線吸
収層１７１ｂの厚さが１０μｍ未満で薄いと、熱線吸収
層１７１ｂでの熱線の吸収による加熱速度は速いが、薄
膜による局所的な加熱による熱線吸収層１７１ｂの破損
や強度不足の原因となり、熱線吸収層１７１ｂの厚さが
５００μｍを越えて厚過ぎると、熱伝導不良となった
り、熱容量が大きくなり急速加熱が成しにくくなる。熱
線吸収層１７１ｂの熱線吸収率を略１００％にあたる９
０〜１００％、好ましくは９５〜１００％としたり、熱
線吸収層１７１ｂの厚さを１０〜５００μｍ、好ましく
は２０〜１００μｍとすることにより、熱線吸収層１７
１ｂでの局所的な発熱が防止され、均一な発熱が行われ
る。また、熱線吸収層１７１ｂに投光される熱線の波長
は０．１〜２０μｍ、好ましくは０．３〜３μｍである
ので、フィラーとして硬度や熱伝導率の調整剤が加えら
れるが、粒径が熱線の波長の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以下の熱線透過性（光源によ
っては可視光を含んだ赤外線或いは遠赤外線透過性）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５〜５０重量％分散させたも
ので熱線吸収層１７１ｂを形成してもよい。このように
して、熱線吸収層１７１ｂは温度がすぐに上がるように
熱容量を小さくしてあるので、熱線定着用回転部材とし
ての熱線定着ローラ１７ａに温度低下が生じ、定着むら
が発生するという問題を防止する。熱線吸収層１７１ｂ
としては、弾性を有するシリコンゴムやフッ素ゴムに、
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）等の粉末を混入したものを用いてもよ
い。例えば熱線定着ローラ１７ａの熱線吸収層１７１ｂ
（或いは後述する兼用層１７１Ｚ）として、外径５０ｍ
ｍの透光性弾性層１７１ｄの表面（外周面）に、層厚
（厚さ）５０μｍのフッ素樹脂（比熱が２．０Ｊ／ｇ・
Ｋ、比重が０．９）を用いたときの熱線吸収層１７１ｂ
（或いは兼用層１７１Ｚ）のＡ−３サイズ幅（２９７ｍ
ｍ）当たりでの熱容量Ｑ３は約１．０ｃａｌ／ｄｅｇで
ある。熱線吸収層１７１ｂとしてはニッケル電鋳ベルト
のように金属フィルム部材を用いることもできる。この
時、熱線吸収のために内側（内周面）は黒色酸化処理を
しておくことが望ましい。

【０２９１】また熱線吸収層１７１ｂと分離して熱線吸
収層１７１ｂの外側（外周面）に、トナーとの離型性を
良好とするため、厚さ３０〜１００μｍのＰＦＡ（フッ
素樹脂）チューブを被覆したものや、フッ素樹脂（ＰＦ
ＡまたはＰＴＦＥ）塗料を２０〜３０μｍ塗布した離型
層１７１ｃ（熱伝導率が（１〜１０）×１０^-3Ｊ／ｃｍ
・ｓ・Ｋ、比熱が（〜２．０）×Ｊ／ｇ・Ｋ、比重が
（〜０．９））を設ける（分離型）。

【０２９２】さらに図５（ｂ）に断面を示すように、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）等の粉末を混入した熱線吸収部材と、バイ
ンダと離型剤とを兼ねたフッ素樹脂（ＰＦＡまたはＰＴ
ＦＥ）塗料とを混入して配合し、図５（ａ）にて前述し
た熱線吸収層１７１ｂと離型層１７１ｃとを一体として
離型性を有する兼用層１７１Ｚを、透光性基体１７１ａ
の外側（外周面）に形成された透光性弾性層１７１ｄの
外側（外周面）に形成し、弾性を有するロール状の熱線
定着用回転部材を形成してもよい。兼用層１７１Ｚの熱
伝導率は熱線吸収層１７１ｂの熱伝導率と略同様で、
（３〜１０）×１０^-3Ｊ／ｃｍ・ｓ・Ｋ（比熱が（〜
２．０）×Ｊ／ｇ・Ｋ、比重が（〜０．９））である。
前述したと同様に、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熱線で、
透光性基体１７１ａ及び透光性弾性層１７１ｄを透過し
た熱線が完全に吸収されるように兼用層１７１Ｚの熱線
吸収率を略１００％にあたる９０〜１００％、好ましく
は９５〜１００％とする。兼用層１７１Ｚでの熱線吸収
率が９０％程度よりも低く、例えば２０〜８０％程度で
あると熱線が漏れて、漏れた熱線により熱線定着用回転
部材がモノクロ画像形成に用いられた場合、フィルミン
グ等により熱線定着用回転部材の特定位置の表面に黒ト
ナーが付着すると漏れた熱線により付着部から発熱が起
き、その部分でさらに熱線吸収による発熱が重ねて起こ
り兼用層１７１Ｚを破損する。またカラー画像形成に用
いられた場合、カラートナーの吸収効率が一般に低く、
かつカラートナー間に吸収効率の差があることから定着
不良となったり、定着むらとなる。従って、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
吸収された残りの熱線で、透光性基体１７１ａ及び透光
性弾性層１７１ｄを透過した熱線が熱線定着用回転部材
内で完全に吸収されるように兼用層１７１Ｚの熱線吸収
率を略１００％にあたる９０〜１００％、好ましくは９
５〜１００％とする。また、兼用層１７１Ｚでの局所的
な発熱も防止され、均一な発熱が行われる。また、兼用
層１７１Ｚに投光される熱線の波長は０．１〜２０μ
ｍ、好ましくは０．３〜３μｍであるので、フィラーと
して硬度や熱伝導率の調整剤が加えられるが、粒径が熱
線の波長の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以下の熱線透過性（光源によっては可視光を含ん
だ赤外線或いは遠赤外線透過性）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兼用層１７１Ｚを形成してもよ
い。

【０２９３】図６にて前述したと同様に、ロール状の熱
線定着用回転部材としての熱線定着ローラ１７ａの熱線
吸収層１７１ｂに前述した熱線吸収部材の濃度分布を均
一に設けると境界にある熱線吸収層１７１ｂで発熱が集
中することになり、透光性弾性層１７１ｄ側へ熱が流失
しやすいので、透光性基体１７１ａより低熱伝導性部材
を用いたり、濃度分布を設けて熱線吸収層１７１ｂ内部
で熱を発生させることが発熱分布を分散させる観点から
好ましい。熱線吸収層１７１ｂの濃度分布はグラフ
（イ）で示すように、内接する透光性弾性層１７１ｄ側
の界面を低濃度とし外周面側に向かって傾斜をつけ順次
高くし、外周面側の手前（熱線吸収層１７１ｂの厚さｔ
１に対し、透光性弾性層１７１ｄ側から２／３〜４／５
程度の位置）で１００％吸収する濃度となるようにして
飽和するようにする。これにより、熱線吸収層１７１ｂ
での熱線の吸収による発熱分布は、グラフ（ロ）に示す
ように、熱線吸収層１７１ｂの中央部近傍に最大値を有
し、熱線吸収層１７１ｂの界面や外周面近傍で最小値を
とる放物線状に形成される。或いは熱線吸収層１７１ｂ
の界面や外周面に透光性の耐熱性樹脂（ポリイミドやフ
ッ素樹脂やシリコン樹脂）を１０〜５００μｍ厚、好ま
しくは２０〜１００μｍを設けることが好ましい。ま
た、透光性基体１７１ａより低熱伝導性部材として熱の
流失を押さえることが好ましい。これにより、前記界面
での熱線の吸収による発熱を小さくし、熱の流出を防止
し、界面での接着層の破損や熱線吸収層１７１ｂの破損
を防止する。また、外周面側の手前（熱線吸収層１７１
ｂの厚さｔ１に対し、透光性基体１７１ａ側から２／３
〜４／５程度の位置）より外周面までの濃度分布を飽和
するようにし、特に、兼用層１７１Ｚを用いた場合に
も、外周表面層が削られても影響の無いようにする。な
お点線で示すように、飽和層を形成してもよい。要する
に、十分に内部で吸収が行われれば外側での濃度の影響
はなくなる。削れの影響も生じない。また、濃度分布に
前記傾斜を設け、傾斜角の変更により発熱分布を調整す
ることができる。

【０２９４】また図７にて前述したと同様に、ロール状
の熱線定着用回転部材としての熱線定着ローラ１７ａの
円筒状の透光性基体１７１ａの外径φとしては、１５〜
６０ｍｍのものが用いられ、厚さｔとしては、厚い方が
強度の点で良く、薄い方が熱容量の点で良いが、強度と
熱容量との関係から、円筒状の透光性基体１７１ａの外
径φと厚さｔとの関係は、 ０．０２≦ｔ／φ≦０．２０ とし、好ましくは ０．０４≦ｔ／φ≦０．１０ とする。透光性基体１７１ａの外径φが４０ｍｍでは透
光性基体１７１ａの厚さｔは、０．８ｍｍ≦ｔ≦８ｍ
ｍ、好ましくは１．６ｍｍ≦ｔ≦４．０ｍｍのものが用
いられる。透光性基体１７１ａでのｔ／φが０．０２未
満では強度不足となり、ｔ／φが０．２０を越えると熱
容量が大きくなり熱線定着ローラ１７ａの加熱が長引く
ことになる。また、透光性基体といっても材料によって
は１〜２０％程度の熱線を吸収する場合があり、強度の
保てる範囲で薄い方が好ましい。

【０２９５】上記の如く、図２１にて説明した第６の例
の定着装置６７０を用いることにより、上側の弾性の高
いソフトローラと、下側の弾性を有するローラとの間
に、平面状のニップ部Ｎが形成されてトナー像の定着が
行われが、上側のハロゲンランプ１７１ｇやキセノンラ
ンプ（不図示）の熱線による熱線吸収層１７１ｂでの発
熱と、下側のハロゲンランプ１７１ｇやキセノンランプ
（不図示）による薄板弾性定着ローラ４７ａの発熱との
両方の発熱により、特に下側の薄板弾性定着ローラ４７
ａの発熱により上側の熱線定着ローラ１７ａの熱線吸収
層１７１ｂを早く昇温させることができ、省エネルギー
とウォーミングアップ時間の短縮を図りながら、高速定
着を可能とすると共に、均一で安定した温度による良好
な定着性が得られる画像形成装置が可能となる。特に弾
性の高い上側のソフトローラ（熱線定着ローラ１７ａ）
でトナー像を定着することにより、品質の高い（定着性
能が良好な）定着が行われる。

【０２９６】

【発明の効果】請求項１によれば、省エネルギーとウォ
ーミングアップ時間の短縮を図りながら、高速定着を可
能とすると共に、均一で安定した温度による良好な定着
性が得られる定着装置が可能となる。

【０２９７】請求項２によれば、省エネルギーとウォー
ミングアップ時間の短縮を図りながら、高速定着を可能
とすると共に、均一で安定した温度による良好な定着性
が得られる画像形成装置が可能となる。

【０２９８】請求項３によれば、省エネルギーとウォー
ミングアップ時間の短縮を図りながら、両面画像形成に
おける表面トナー像の高速定着を可能とすると共に、均
一で安定した温度による良好な表面トナー像の定着が可
能となる。

【０２９９】請求項４によれば、省エネルギーとウォー
ミングアップ時間の短縮を図りながら、カラートナー像
の高速定着を可能とすると共に、均一で安定した温度に
よる良好なカラートナー像の定着が可能となる。

【０３００】請求項５によれば、省エネルギーとウォー
ミングアップ時間の短縮を図りながら、高速定着を可能
とすると共に、均一で安定した温度による良好な定着性
が得られる定着装置が可能となる。

【０３０１】請求項６によれば、省エネルギーとウォー
ミングアップ時間の短縮を図りながら、高速定着を可能
とすると共に、均一で安定した温度による良好な定着性
が得られる画像形成装置が可能となる。

【０３０２】請求項７によれば、省エネルギーとウォー
ミングアップ時間の短縮を図りながら、両面画像形成に
おける表面トナー像の高速定着を可能とすると共に、均
一で安定した温度による良好な表面トナー像の定着が可
能となる。

【０３０３】請求項８によれば、省エネルギーとウォー
ミングアップ時間の短縮を図りながら、カラートナー像
の高速定着を可能とすると共に、均一で安定した温度に
よる良好なカラートナー像の定着が可能となる。

【０３０４】請求項９によれば、省エネルギーとウォー
ミングアップ時間の短縮を図りながら、高速定着を可能
とすると共に、均一で安定した温度による良好な定着性
が得られる定着装置が可能となる。

【０３０５】請求項１０によれば、省エネルギーとウォ
ーミングアップ時間の短縮を図りながら、高速定着を可
能とすると共に、均一で安定した温度による良好な定着
性が得られる画像形成装置が可能となる。

【０３０６】請求項１１によれば、省エネルギーとウォ
ーミングアップ時間の短縮を図りながら、両面画像形成
における表面トナー像の高速定着を可能とすると共に、
均一で安定した温度による良好な表面トナー像の定着が
可能となる。

【０３０７】請求項１２によれば、省エネルギーとウォ
ーミングアップ時間の短縮を図りながら、カラートナー
像の高速定着を可能とすると共に、均一で安定した温度
による良好なカラートナー像の定着が可能となる。

【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第１の例の一
実施形態を示す画像形成装置の断面構成図である。

【図２】図１の画像形成装置におけるトナー像形成状態
を示す図である。

【図３】本発明にかかわる定着装置の第１の例の断面構
成図である。

【図４】定着フィルムの詳細説明図である。

【図５】図３のロール状の熱線定着用回転部材の拡大断
面構成図である。

【図６】図３のロール状の熱線定着用回転部材の熱線吸
収層の濃度分布を示す図である。

【図７】図３のロール状の熱線定着用回転部材の透光性
基体の外径と厚さとを示す図である。

【図８】図３の定着装置及び以下の各例の定着装置にお
ける定着制御ブロック図である。

【図９】本発明にかかわる画像形成装置の第２の例の一
実施形態を示すカラー画像形成装置の断面構成図であ
る。

【図１０】図９の像担持体の側断面図である。

【図１１】本発明にかかわる定着装置の第２の例の断面
構成図である。

【図１２】本発明にかかわる画像形成装置の第３の例の
一実施形態を示す画像形成装置の断面構成図である。

【図１３】本発明にかかわる定着装置の第３の例の断面
構成図である。

【図１４】本発明にかかわる画像形成装置の第４の例の
一実施形態を示すカラー画像形成装置の断面構成図であ
る。

【図１５】本発明にかかわる定着装置の第４の例の断面
構成図である。

【図１６】本発明にかかわる画像形成装置の第５の例の
一実施形態を示す画像形成装置の断面構成図である。

【図１７】本発明にかかわる定着装置の第５の例の断面
構成図である。

【図１８】定着ローラ部材の層構成と機能とを示す図で
ある。

【図１９】定着ローラ部材の保持方法を示す図である。

【図２０】本発明にかかわる画像形成装置の第６の例の
一実施形態を示すカラー画像形成装置の断面構成図であ
る。

【図２１】本発明にかかわる定着装置の第６の例の断面
構成図である。

【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 １４Ａ 搬送ベルト １４ａ 中間転写ベルト １４ｂ １次転写器 １４ｃ 転写器 １４ｇ ２次転写器 １７Ａ，２７Ａ，３７Ａ，４７Ａ 熱定着フィルム １７ａ 熱線定着ローラ ４７ａ 薄板弾性定着ローラ １７０，２７０，３７０，４７０，５７０，６７０ 定
着装置 １７１ 定着フィルム １７２ セラミックヒータ １７１ａ 透光性基体 １７１ｂ 熱線吸収層 １７１ｃ 離型層 １７１ｄ 透光性弾性層 １７１ｇ ハロゲンランプ １７１Ｚ 兼用層 ３７２，４７２ 磁性体 ３７３ コイル ４７１ａ 薄板弾性ローラ ４７１ｊ 樹脂軸受け Ｐ 記録紙 ＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３ 温度センサ

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H028 BC00 2H030 AD04 2H033 AA11 AA46 BA25 BB04 BB13 BB30 BE03

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 転写材上のトナー像を加熱と加圧とによ
   り前記転写材に固定する定着装置において、 固定発熱体を内接して設けたフィルム状回転部材と、 前記フィルム状回転部材に対向して設けられる、 熱線を発する熱線照射手段を内部に有し、前記熱線に対
   して透光性を有する円筒状の透光性基体と、該透光性基
   体の外側に透光性弾性層と、該透光性弾性層の外側に前
   記熱線を吸収する熱線吸収層とを設けたロール状の熱線
   定着用回転部材とよりなることを特徴とする定着装置。
2. 【請求項２】 転写材上のトナー像を加熱と加圧とによ
   り前記転写材に固定、定着する画像形成装置において、 固定発熱体を内接して設けたフィルム状回転部材と、 前記フィルム状回転部材に対向して設けられる、 熱線を発する熱線照射手段を内部に有し、前記熱線に対
   して透光性を有する円筒状の透光性基体と、該透光性基
   体の外側に透光性弾性層と、該透光性弾性層の外側に前
   記熱線を吸収する熱線吸収層とを設けたロール状の熱線
   定着用回転部材とよりなる定着装置を有することを特徴
   とする画像形成装置。
3. 【請求項３】 転写材の表裏両面に転写されたトナー像
   を定着する定着装置であって、表面のトナー像に前記フ
   ィルム状回転部材が対応することを特徴とする請求項２
   に記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 転写材上のカラートナー像を加熱と加圧
   とにより前記転写材に固定、定着する画像形成装置にお
   いて、 熱線を発する熱線照射手段を内部に有し、前記熱線に対
   して透光性を有する円筒状の透光性基体と、該透光性基
   体の外側に透光性弾性層と、該透光性弾性層の外側に前
   記熱線を吸収する熱線吸収層とを設けたロール状の熱線
   定着用回転部材と、 前記熱線定着用回転部材に対向して設けられる、 固定発熱体を内接して設けたフィルム状回転部材とより
   なる定着装置を有し、 前記カラートナー像に前記熱線定着用回転部材が対応す
   ることを特徴とする画像形成装置。
5. 【請求項５】 転写材上のトナー像を加熱と加圧とによ
   り前記転写材に固定する定着装置において、 誘導発熱体を内接して設けたフィルム状回転部材と、 前記フィルム状回転部材に対向して設けられる、 熱線を発する熱線照射手段を内部に有し、前記熱線に対
   して透光性を有する円筒状の透光性基体と、該透光性基
   体の外側に透光性弾性層と、該透光性弾性層の外側に前
   記熱線を吸収する熱線吸収層とを設けたロール状の熱線
   定着用回転部材とよりなることを特徴とする定着装置。
6. 【請求項６】 転写材上のトナー像を加熱と加圧とによ
   り前記転写材に固定、定着する画像形成装置において、 誘導発熱体を内接して設けたフィルム状回転部材と、 前記フィルム状回転部材に対向して設けられる、 熱線を発する熱線照射手段を内部に有し、前記熱線に対
   して透光性を有する円筒状の透光性基体と、該透光性基
   体の外側に透光性弾性層と、該透光性弾性層の外側に前
   記熱線を吸収する熱線吸収層とを設けたロール状の熱線
   定着用回転部材とよりなる定着装置を有することを特徴
   とする画像形成装置。
7. 【請求項７】 転写材の表裏両面に転写されたトナー像
   を定着する定着装置であって、表面のトナー像に前記フ
   ィルム状回転部材が対応することを特徴とする請求項６
   に記載の画像形成装置。
8. 【請求項８】 転写材上のカラートナー像を加熱と加圧
   とにより前記転写材に固定、定着する画像形成装置にお
   いて、 熱線を発する熱線照射手段を内部に有し、前記熱線に対
   して透光性を有する円筒状の透光性基体と、該透光性基
   体の外側に透光性弾性層と、該透光性弾性層の外側に前
   記熱線を吸収する熱線吸収層とを設けたロール状の熱線
   定着用回転部材と、 前記熱線定着用回転部材に対向して設けられる、 誘導発熱体を内接して設けたフィルム状回転部材とより
   なる定着装置を有し、 前記カラートナー像に前記熱線定着用回転部材が対応す
   ることを特徴とする画像形成装置。
9. 【請求項９】 転写材上のトナー像を加熱と加圧とによ
   り前記転写材に固定する定着装置において、 薄肉の円筒状弾性体からなる定着ローラ部材と、 前記定着ローラ部材に対向して設けられる、 熱線を発する熱線照射手段を内部に有し、前記熱線に対
   して透光性を有する円筒状の透光性基体と、該透光性基
   体の外側に透光性弾性層と、該透光性弾性層の外側に前
   記熱線を吸収する熱線吸収層とを設けたロール状の熱線
   定着用回転部材とよりなることを特徴とする定着装置。
10. 【請求項１０】 転写材上のトナー像を加熱と加圧とに
    より前記転写材に固定、定着する画像形成装置におい
    て、 薄肉の円筒状弾性体からなる定着ローラ部材と、 前記定着ローラ部材に対向して設けられる、 熱線を発する熱線照射手段を内部に有し、前記熱線に対
    して透光性を有する円筒状の透光性基体と、該透光性基
    体の外側に透光性弾性層と、該透光性弾性層の外側に前
    記熱線を吸収する熱線吸収層とを設けたロール状の熱線
    定着用回転部材とよりなる定着装置を有することを特徴
    とする画像形成装置。
11. 【請求項１１】 転写材の表裏両面に転写されたトナー
    像を定着する定着装置であって、表面のトナー像に前記
    定着ローラ部材が対応することを特徴とする請求項１０
    に記載の画像形成装置。
12. 【請求項１２】 転写材上のカラートナー像を加熱と加
    圧とにより前記転写材に固定、定着する画像形成装置に
    おいて、 熱線を発する熱線照射手段を内部に有し、前記熱線に対
    して透光性を有する円筒状の透光性基体と、該透光性基
    体の外側に透光性弾性層と、該透光性弾性層の外側に前
    記熱線を吸収する熱線吸収層とを設けたロール状の熱線
    定着用回転部材と、 前記熱線定着用回転部材に対向して設けられる、 薄肉の円筒状弾性体からなる定着ローラ部材とよりなる
    定着装置を有し、 前記カラートナー像に前記熱線定着用回転部材が対応す
    ることを特徴とする画像形成装置。