JP2001100580A

JP2001100580A - 定着装置

Info

Publication number: JP2001100580A
Application number: JP27874899A
Authority: JP
Inventors: Masayasu Onodera; 正泰小野寺; Satoru Haneda; 哲羽根田; Hiroyuki Tokimatsu; 宏行時松
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1999-09-30
Filing date: 1999-09-30
Publication date: 2001-04-13

Abstract

(57)【要約】【課題】熱線定着用回転部材の熱線吸収層での熱が、
熱線吸収層の内層に流出することを防止して、熱線吸収
層の昇温速度を早めると共に、熱線吸収層の界面での昇
温による熱線吸収層の内層のダメージを防止する定着装
置を提供すること。【解決手段】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熱線を吸収する熱線吸収層とを
設けてロール状の熱線定着用回転部材を形成すると共
に、熱線吸収層の内側に透光性断熱層を配設することを
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等の画像形成装置に用いられる定着装置に関
し、特にクイックスタートが可能な定着装置に関する。

【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、温度制御されたヒー
タ（セラミックヒータ）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が、特開
昭５２−１０６７４１号公報、同５７−８２２４０号公
報、同５７−１０２７３６号公報、同５７−１０２７４
１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（熱線吸収層）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
が特開昭５９−６５８６７号公報により開示されてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記特開昭５２−１０
６７４１号公報等の開示による定着装置では、ハロゲン
ランプ（熱線照射手段）からの熱線を透光性基体を通し
て照射し、トナーを加熱定着する方法により、また特開
昭５９−６５８６７号公報の開示による定着装置では、
透光性基体の外周面に光吸収層（熱線吸収層）を設けて
熱線定着ローラ（熱線定着用回転部材）を構成し、ハロ
ゲンランプ（熱線照射手段）からの熱線を透光性基体を
通して熱線吸収層に照射し、該熱線吸収層の熱によりト
ナーを定着する方法により、それぞれ省エネルギーとウ
ォーミングアップ時間を短縮したクイックスタートとを
図ろうとしたものであるが、定着性が悪いので、本願発
明者らは、透光性基体と光吸収層（熱線吸収層）との間
にゴム層よりなる透光性弾性層を設けてソフトローラの
熱線定着ローラを形成し、クイックスタート（急速加
熱）が可能で、且つトナー像の定着性を向上する定着装
置を特願平１０−１２８９１７号等にて提案した。

【０００７】しかしながら、上記提案のいずれの定着装
置においても、熱線定着用回転部材の熱線吸収層での熱
が、熱線吸収層の内層に流出し、熱線吸収層の昇温速度
が遅くなったり、熱線吸収層の界面での昇温により熱線
吸収層の内層として設けられる透光性基体や透光性弾性
層がダメージをうけるという問題が起こる。

【０００８】本発明は上記の問題点を解決し、熱線定着
用回転部材の熱線吸収層での熱が、熱線吸収層の内層に
流出することを防止して、熱線吸収層の昇温速度を早め
ると共に、熱線吸収層の界面での昇温による熱線吸収層
の内層のダメージを防止する定着装置を提供することを
第１の目的とする。

【０００９】また上記提案のいずれの定着装置において
も、熱線定着用回転部材端部から熱線がもれて、端部か
らの熱の流出や端部での温度低下等により熱線定着用回
転部材端部の温度分布が変化し、転写材上のトナー像の
良好な定着が行われないという問題が起こる。

【００１０】本発明は上記の問題点を解決し、熱線定着
用回転部材端部からの熱線のもれを防止して、端部から
の熱の流出や端部での温度低下等の熱線定着用回転部材
端部の温度分布の変化を防止し、転写材上のトナー像の
良好な定着を行う定着装置、特に最大サイズの転写材を
含む全ての転写材上のトナー像の良好な定着を行う定着
装置を提供することを第２の目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的は、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、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前記熱線を吸収する
熱線吸収層とを設けてロール状の熱線定着用回転部材を
形成すると共に、前記熱線吸収層の内側に透光性断熱層
を配設することを特徴とする定着装置（第１の発明）、
及び、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、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
線吸収層とを設けてロール状の熱線定着用回転部材を形
成すると共に、前記熱線吸収層の内側に透光性断熱層を
配設することを特徴とする定着装置（第２の発明）によ
って達成される。

【００１２】また、上記第２の目的は、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、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前記熱線を吸収する熱線吸収
層とを設けてロール状の熱線定着用回転部材を形成する
と共に、前記透光性基体の内側の両側端に前記熱線照射
手段の発光部の端部を含んだ反射鏡を設けることを特徴
とする定着装置（第３の発明）、及び、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、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前記熱線を吸収する熱線吸収
層とを設けてロール状の熱線定着用回転部材を形成する
と共に、前記透光性基体の内側の両側端で前記熱線照射
手段の端部に反射鏡を設け、前記反射鏡の内側端部を前
記転写材の最大サイズ幅の端部と同一に設定することを
特徴とする定着装置（第４の発明）によって達成され
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。なお、本欄の記載は請求項の技術的範囲や用語の
意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。

【００１４】本発明の各請求項にかかわる定着装置を用
いる画像形成装置の一実施形態の画像形成プロセスおよ
び各機構について、図１ないし図７を用いて説明する。
図１は、本発明の各請求項にかかわる定着装置を用いる
画像形成装置の一実施形態を示すカラー画像形成装置の
断面構成図であり、図２は、図１の像形成体の側断面図
であり、図３は、定着装置の構造の一例を示す説明図で
あり、図４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５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６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７は、定着
装置の構造の他の例を示す説明図である。

【００１５】図１または図２によれば、像形成体である
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。

【００１６】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
１の矢印で示す時計方向に回転される。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】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１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。

【００２０】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１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体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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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剤担持体である現像スリー
ブ１３ａを備えている。

【００２５】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ＡＣ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むらを防
ぐために２０μｍ程度以下が必要である。

【００２６】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。

【００２７】図２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１０
Ａ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１２
１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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】画像形成のスタートにより不図示の像形成
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１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露光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。

【００３２】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露光が行われ、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。

【００３３】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。

【００３４】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１
０の外部から露光してもよい。

【００３５】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、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１６へ搬送され
る。

【００３６】記録紙Ｐは、タイミングローラ１６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、紙帯電手段としての紙帯電器１
５０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。

【００３７】カラートナー像が転写された記録紙Ｐは、
転写材分離手段としての紙分離ＡＣ除電器１４ｈにより
除電されて、搬送ベルト１４ａから分離され、定着装置
１７へと搬送される。

【００３８】定着装置１７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（上側の定
着部材）としての熱線定着ローラ１７ａと、下側の定着
部材としての加圧ゴムローラ４７ａとにより構成され、
熱線定着ローラ１７ａの内部には、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）が熱線
照射手段として配設される。

【００３９】熱線定着ローラ１７ａと加圧ゴムローラ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。

【００４０】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。

【００４１】図３に示すように、定着装置１７は転写材
上のトナー像を定着するための上側の弾性を有するロー
ル状の熱線定着用回転部材（上側の定着部材）としての
熱線定着ローラ１７ａと、同じく弾性を有する下側の定
着部材としての加圧ゴムローラ４７ａとにより構成さ
れ、それぞれ弾性を有する熱線定着ローラ１７ａと加圧
ゴムローラ４７ａとの間で形成される、幅１５ｍｍ以
下、好ましくは５ｍｍ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。上側に設けられるロール状の熱線定
着用回転部材（上側の定着部材）としての熱線定着ロー
ラ１７ａには、ニップ部Ｎの位置より熱線定着ローラ１
７ａの回転方向に、定着分離爪ＴＲ３、定着オイルクリ
ーニングローラＴＲ１、熱均一化ローラＴＲ４、オイル
塗布ローラＴＲ２が設けられ、オイルを含浸させたフェ
ルト部材を円筒状のアルミパイプや紙管等に巻き付けた
オイル塗布ローラＴＲ２により熱線定着ローラ１７ａに
オイルが塗布される。定着オイルクリーニングローラＴ
Ｒ１により熱線定着ローラ１７ａの周面上のオイルがク
リーニングされる。従って熱均一化ローラＴＲ４、及び
後述する、熱線定着ローラ１７ａの温度を測定する温度
検知手段である温度センサＴＳ１は、定着オイルクリー
ニングローラＴＲ１とオイル塗布ローラＴＲ２との間の
クリーニングされた熱線定着ローラ１７ａの周面に設け
られる。定着分離爪ＴＲ３により定着後の転写材が分離
される。また、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ＴＲ４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。

【００４２】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（上側の定着部材）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１７１
ｄと熱線吸収層１７１ｂ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１７
１ａ内部には、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）が配設
される。熱線定着用回転部材としての熱線定着ローラ１
７ａは、後述するようにして弾性の高いソフトローラと
して構成される。ハロゲンランプ１７１ｇやキセノンラ
ンプ（不図示）より発された熱線が熱線吸収層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。

【００４３】また、下側の定着部材としての加圧ゴムロ
ーラ４７ａは、例えばアルミ材を用いた芯金４７１ａ
と、該芯金４７１ａの外周面に、例えばシリコンゴム層
或いはフッ素ゴム層や、シリコンゴムの発泡材を用いた
スポンジ状の、５〜２０ｍｍ厚の厚肉ゴム層よりなるゴ
ムローラ層４７１ｂとによりローラ部材を形成し、該ロ
ーラ部材のゴムローラ層４７１ｂの外側（外周面）に離
型性を有するＰＦＡ、ＰＴＦＡ等の耐熱性のフッ素樹脂
のチューブ４７１ｃを被覆した弾性を有するソフトロー
ラとして構成される。また、ゴムローラ４７１ｂの表面
にも当接して従動回転する、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を用いた熱均一化ロ
ーラＴＲ４が設けられ、熱均一化ローラＴＲ４により加
圧ゴムローラ４７ａ周面の発熱温度分布が均一化され
る。熱均一化ローラＴＲ４としては、蓄熱と放熱とを兼
ねるヒートパイプを用いることが好ましい。加圧ゴムロ
ーラ４７ａに代えてアルミ等の金属パイプローラを用い
ることもできる。

【００４４】上側のソフトローラと下側のソフトローラ
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。

【００４５】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
り、ＴＳ２は下側の加圧ゴムローラ４７ａに取付けられ
た温度制御を行うための例えば接触タイプのサーミスタ
を用いた温度センサである。温度センサＴＳ１，ＴＳ２
としては接触タイプの他に、非接触タイプのものを用い
ることも可能である。

【００４６】図４によれば、熱線定着ローラ１７ａの構
成は、図４（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６０ｃａｌ／ｄｅｇである。

【００４７】透光性弾性層１７１ｄは、厚さ０．５ｍｍ
以上、好ましくは６ｍｍ以下のシリコンゴムを用い、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シリコンゴム層或いはフッ
素ゴム層（ベース層）で形成される。透光性弾性層１７
１ｄとしては高速化対応のために、ベース層にフィラー
としてシリカ、アルミナ、酸化マグネシウム等の金属酸
化物の粉末を配合させて熱伝導率を向上させる方法がと
られ、熱伝導率が（１〜１０）×１０^-3Ｊ／ｃｍ・ｓ・
Ｋ、比熱が（１〜２）×Ｊ／ｇ・Ｋ、比重が０．９〜
１．０のシリコンゴム層やフッ素ゴム層を用いる。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
ム層（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（２
９７ｍｍ）当たりでの熱容量Ｑ２は約５０ｃａｌ／ｄｅ
ｇである。シリコンゴム層やフッ素ゴム層は熱伝導率が
ガラス部材を用いた透光性の基体（熱伝導率が（５〜２
０）×１０^-3Ｊ／ｃｍ・ｓ・Ｋ）より低いので、ある程
度の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５Ｈｓ以
上、６０Ｈｓ以下（ＪＩＳ、Ａゴム硬度）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の厚さで形成することが好ましい。
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、先に記した硬度や熱伝導率の調整剤として用いられ
るフィラーは、粒径が熱線の波長の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１μ
ｍ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１７１ｄを形成してもよい。層中で１次、２次
粒子を含めて平均粒径が１μｍ以下、好ましくは０．１
μｍ以下であることが光散乱を防ぎ、熱線吸収層１７１
ｂ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１７ａが弾性の高いソフトローラとして構成さ
れる。

【００４８】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により吸収し急速加熱が可能な熱線定
着用回転部材を形成するように、前記透光性弾性層１７
１ｄで用いたシリコンゴムやフッ素ゴム中に、或いは樹
脂バインダ中にカーボンブラック、黒鉛、鉄黒（Ｆｅ₃
Ｏ₄）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
線吸収部材を用い、厚さ１０〜５００μｍ、好ましくは
２０〜１００μｍ厚の熱線吸収層１７１ｂを透光性弾性
層１７１ｄの外側（外周面）に塗布或いは吹付け等によ
り形成する。熱線吸収層１７１ｂの熱伝導率は前記透光
性弾性層１７１ｄのベース層（熱伝導率が（１〜１０）
×１０^-3Ｊ／ｃｍ・ｓ・Ｋ）と比べて高めの（３〜１０
０）×１０^-3Ｊ／ｃｍ・ｓ・Ｋに設定することができ
る。熱線吸収層１７１ｂの比熱は（〜２．０）×Ｊ／ｇ
・Ｋであり、比重は〜０．９である。熱線吸収層１７１
ｂ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、定着ムラとな
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
が熱線吸収層１７１ｂ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１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１
７１ｂの破損や強度不足の原因となり、熱線吸収層１７
１ｂ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１０〜５００μ
ｍ、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。
こうすると、熱線を熱線吸収層１７１ｂの内部まで進入
させ、界面での発熱を防止できる。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、定着ムラが発生す
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（Ｆ
ｅ₂Ｏ₃）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１７１Ｂ）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）５
０μｍ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１７１Ｂ）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。

【００４９】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、トナーとの離型性や
定着性を良好とするため、厚さ２０〜１００μｍのＰＦ
Ａ（フッ素樹脂）チューブを被覆したものや、フッ素樹
脂（ＰＦＡまたはＰＴＦＥ）塗料を２０〜１００μｍ塗
布したものや、層厚２０〜５００μｍのシリコンゴムや
フッ素ゴムを成形したもので、熱伝導率が（３〜１０
０）×１０^-3Ｊ／ｃｍ・ｓ・Ｋの離型層１７１ｃを設け
る（分離型）。

【００５０】さらに図４（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）塗料或いはシリコンゴムやフッ素ゴム等とを混入
して配合し、図４（ａ）にて前述した熱線吸収層１７１
ｂと離型層１７１ｃとを一体として離型性を有する兼用
層１７１Ｂ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１７１Ｂの熱伝導率は熱線吸収層
１７１ｂの熱伝導率と略同様で、（３〜１００）×１０
^-3Ｊ／ｃｍ・ｓ・Ｋ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。
兼用層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％とする。ま
た、兼用層１７１Ｂ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１７１Ｂに投光される
熱線の波長は０．１〜２０μｍ、好ましくは０．３〜３
μｍ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１７１Ｂを形成してもよい。

【００５１】図５によれば、ロール状の熱線定着用回転
部材（上側の定着部材）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、点線（ａ−１）に示すように均一に設けると、熱
線吸収層１７１ｂの発熱分布は、曲線（ｂ−１）に示す
ように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、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。このため、熱線吸収層１７１ｂの濃度分布を点線
（ａ−２）で示すように、内接する透光性弾性層１７１
ｄ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１／２〜３
／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１７
１ｂでの熱線の吸収による発熱分布は、曲線（ｂ−２）
に示すように熱線吸収層１７１ｂの最大値が、界面から
熱線吸収層１７１ｂの厚さｔ１に対し、透光性弾性層１
７１ｄ側から１／３〜２／５程度に位置するように移行
され、熱の流出が少なくなると共に、特に、兼用層１７
１Ｂを用いた場合にも、外周表面層が削られても影響の
無いようになる。さらに点線（ａ−３）で示すように、
傾斜を設けて飽和層を形成することが好ましく、これに
より、曲線（ｂ−３）に示すように、熱線吸収層１７１
ｂの発熱分布は熱線吸収層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て、外周表面層の削れの
影響も少なく、特に熱の流出の影響の無いようにする。
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
分布に上記傾斜を設け、傾斜角の変更により発熱分布を
調整することもできる。

【００５２】また図６に示すように、ロール状の熱線定
着用回転部材（上側の定着部材）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１７１ａといっても材料
によっては５〜２５％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。同様に、透
光性弾性層１７１ｄといっても材料によっては５〜２５
％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。

【００５３】図３にて説明した定着装置１７を用いるこ
とにより定着部（ニップ部）での変形に強いと共に、ク
イックスタート（急速加熱）が可能な定着装置が可能と
なり、さらに、熱線定着用回転部材の弾性によるソフト
な定着部（ニップ部）での加圧と、該熱線定着用回転部
材の熱線吸収層による加熱とにより、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、カラートナーのクイックスタート
（急速加熱）定着が可能となる。また省エネルギー効果
が得られる。

【００５４】また図７に示すように、前記図３にて説明
した熱線定着ローラ１７ａの代わりに、熱線定着ローラ
１７ｂを上側のロール状の熱線定着用回転部材として用
い、定着装置１７０を構成する。熱線定着ローラ１７ａ
の層構成における透光性弾性層１７１ｄの無しのものが
熱線定着ローラ１７ｂである。下側の定着部材としては
加圧ゴムローラ４７ａが、図３にて前述した同様にソフ
トローラとして用いられる。

【００５５】定着装置１７０は転写材上のトナー像を定
着するための上側のロール状の熱線定着用回転部材（上
側の定着部材）としての熱線定着ローラ１７ｂと、弾性
を有する下側の定着部材としての加圧ゴムローラ４７ａ
とにより構成され、熱線定着ローラ１７ａと加圧ゴムロ
ーラ４７ａとの間で形成される、幅１５ｍｍ以下、好ま
しくは５ｍｍ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。

【００５６】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１７ｂ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）に熱線吸収層１７１ｂと離型層１７１ｃと
をその順に設けたハードローラとして構成される。透光
性基体１７１ａ内部には、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）が配設される。ハロゲンランプ１７１ｇやキセノン
ランプ（不図示）より発された熱線が熱線吸収層１７１
ｂ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。

【００５７】上側のハードローラと下側のソフトローラ
との間に下側を凸としたニップ部Ｎが形成されトナー像
の定着が行われる。

【００５８】ＴＳ１は上側の熱線定着ローラ１７ｂに取
付けられた温度制御を行うための例えば接触タイプのサ
ーミスタを用いた温度検知手段である温度センサであ
り、ＴＳ２は下側の加圧ゴムローラ４７ａに取付けられ
た温度制御を行うための例えば接触タイプのサーミスタ
を用いた温度センサである。温度センサＴＳ１，ＴＳ２
としては接触タイプの他に、非接触タイプのものを用い
ることも可能である。

【００５９】熱線定着ローラ１７ｂの層構成を成す円筒
状の透光性基体１７１ａ、熱線吸収層１７１ｂ及び離型
層１７１ｃは、図４（ａ）にて前述したと同様な機能、
構造のものが用いられる。熱線吸収層１７１ｂ及び離型
層１７１ｃを一体とした兼用層１７１Ｂを用いることも
可能であり、図４（ｂ）にて前述したと同様な機能、構
造のものが用いられる。また、熱線定着ローラ１７ｂの
熱線吸収層１７１ｂに図５にて前述したと同様な熱線吸
収部材の濃度分布を設けることが可能であり、熱線定着
ローラ１７ｂの透光性基体１７１ａの外径φと厚さｔと
の関係は、図６にて前述したと同様な関係が好ましい。

【００６０】上記図７にて示した定着装置１７０を用い
ることにより定着部（ニップ部）での変形に強いと共
に、クイックスタート（急速加熱）が可能な定着装置が
可能となり、また省エネルギー効果が得られる。

【００６１】実施形態１上記定着装置１７，１７０の何れにおいても、熱線定着
用回転部材の熱線吸収層での熱が、熱線吸収層の内層と
して設けられる透光性弾性層や透光性基体（図３の定着
装置１７においては透光性弾性層１７１ｄ、図７の定着
装置１７０においては透光性基体１７１ａ）に流出し、
熱線吸収層の昇温速度が遅くなったり、熱線吸収層の界
面での昇温により熱線吸収層の内層として設けられる透
光性弾性層や透光性基体にダメージが生じるという問題
が起こる。

【００６２】これを解決するための請求項１ないし６に
かかわる熱線定着用回転部材の熱線吸収層での熱の内層
への流出の防止について、図８または図９を用いて説明
する。図８は、熱線定着用回転部材の熱線吸収層での熱
の内層への流出を防止する透光性断熱層の各例を示す図
であり、図９は、従来の熱線吸収層の界面での熱流出
と、図８の透光性断熱層の一例による熱線吸収層の界面
での熱流出の防止とのモデル図である。

【００６３】図８に透光性断熱層の各例を示すが、熱線
吸収層１７１ｂの内層として設けられる透光性弾性層１
７１ｄと熱線吸収層１７１ｂとの間や透光性基体１７１
ａと熱線吸収層１７１ｂとの間（図３の定着装置１７に
おいては透光性弾性層１７１ｄと熱線吸収層１７１ｂと
の間、図７の定着装置１７０においては透光性基体１７
１ａと熱線吸収層１７１ｂとの間）に熱線定着用回転部
材の熱線吸収層１７１ｂでの熱の内層（図３の定着装置
１７においては透光性弾性層１７１ｄ、図７の定着装置
１７０においては透光性基体１７１ａ）への流出を防止
する透光性断熱層１７１ｅを設ける。透光性断熱層１７
１ｅの熱伝導率は、（０．１〜０．５）×１０^-3Ｊ／ｃ
ｍ・ｓ・Ｋが好ましい。透光性断熱層１７１ｅの熱伝導
率が０．１×１０^-3Ｊ／ｃｍ・ｓ・Ｋ未満であると、断
熱性は良いが熱平衡が保てない。また、透光性断熱層１
７１ｅの熱伝導率が０．５×１０^-3Ｊ／ｃｍ・ｓ・Ｋを
越えると、熱平衡は保たれるが断熱性が悪くなってしま
い、所望の断熱効果が得られない。

【００６４】透光性断熱層１７１ｅとしては、図８
（Ａ）に示すように、透光性弾性層１７１ｄ（或いは透
光性基体１７１ａ）に、深さ２０〜２００μｍ程度の凹
凸を設け、該凹凸により形成される熱線吸収層１７１ｂ
との空気層により透光性断熱層１７１ｅを形成し、熱線
定着ローラ１７Ａを構成したり、図８（Ｂ）に示すよう
に、熱線吸収層１７１ｂに、深さ２０〜２００μｍ程度
の凹凸を設け、該凹凸により形成される透光性弾性層１
７１ｄ（或いは透光性基体１７１ａ）との空気層により
透光性断熱層１７１ｅを形成し、熱線定着ローラ１７Ｂ
を構成する。また、図８（Ｃ）に示すように、透光性弾
性層１７１ｄ（或いは透光性基体１７１ａ）の表面に、
球形微粒子のスペース材、例えばガラスビーズＧＢを、
耐熱性の材料として、例えばポリイミド樹脂やシリコン
樹脂やフッ素樹脂等の樹脂液を用いて塗布して乾燥し、
層厚２０〜２００μｍ程度の凹凸を有する塗布層を設
け、該凹凸により形成される透光性弾性層１７１ｄ（或
いは透光性基体１７１ａ）と熱線吸収層１７１ｂとの間
の空気層と前記塗布層とにより透光性断熱層１７１ｅを
形成し、熱線定着ローラ１７Ｃを構成する。また、図８
（Ｄ）に示すように、透光性弾性層１７１ｄ（或いは透
光性基体１７１ａ）の外周面に、表面を荒らした（ホー
ニングした）例えばポリイミド樹脂やフッ素樹脂を用い
る収縮チューブＴＢを被覆し、層厚２０〜２００μｍ程
度の凹凸を有する被覆層を設け、該凹凸により形成され
る透光性弾性層１７１ｄ（或いは透光性基体１７１ａ）
と熱線吸収層１７１ｂとの間の空気層と前記被覆層とに
より透光性断熱層１７１ｅを形成し、熱線定着ローラ１
７Ｄを構成する。また、図８（Ｅ）に示すように、ベー
ス層（シリコンゴム層やフッ素ゴム層）にフィラーとし
てシリカ、アルミナ、酸化マグネシウム等の金属酸化物
の粉末を配合させて熱伝導性を向上させている透光性弾
性層１７１ｄに対して、フィラーを混入しない、例えば
シリコンゴムやフッ素ゴムを用いる耐熱性で断熱性の高
いゴム層により、層厚２０〜２００μｍ程度の透光性断
熱層１７１ｅを、透光性弾性層１７１ｄ（或いは透光性
基体１７１ａ）と熱線吸収層１７１ｂとの間に形成し、
熱線定着ローラ１７Ｅを構成する。また、シリコンゴム
よりフッ素ゴムの方が熱伝導率が悪い（断熱性が高い）
ことから、透光性弾性層１７１ｄにシリコンゴムを、透
光性断熱層１７１ｅにフッ素ゴムを用いるのが、フィラ
ーの有無にかかわらず好ましい。共にフィラーを用いず
ともよい。

【００６５】上記の各形態を組合わせて透光性断熱層１
７１ｅを構成してもよい。

【００６６】上記熱線定着ローラ１７Ｃを構成する透光
性断熱層１７１ｅを例として、熱線吸収層１７１ｂの界
面での熱流出の状態について図９にて説明するが、図３
にて説明した従来の熱線定着ローラ１７ａにおいては、
図９の左上に示すように、熱線定着ローラ１７ａへの加
熱の際、熱線吸収層１７１ｂから熱が内層の透光性弾性
層１７１ｄへと拡散してしまい、熱線吸収層１７１ｂの
加熱の初期状態における熱線吸収層１７１ｂの界面での
温度分布は、図９の左下に示すように、熱線吸収層１７
１ｂ界面から内層の透光性弾性層１７１ｄへの拡散が大
きく、透光性弾性層１７１ｄにまたがった広い温度分布
を示す。熱線吸収層１７１ｂ内部の温度は加熱に従っ
て、内層の透光性弾性層１７１ｄに熱を取られながら
（熱を拡散されながら）徐々に上昇して行く。このため
に表層は温まりずらくなっている。上記のことは図７に
て説明した透光性基体１７１ａと熱線吸収層１７１ｂと
の界面においても同様である。

【００６７】これに対し、透光性弾性層１７１ｄと熱線
吸収層１７１ｂとの間に透光性断熱層１７１ｅを設けた
熱線定着ローラ１７Ｃ（或いは熱線ローラ１７Ａ，１７
Ｂ，１７Ｄ，１７Ｅ）においては、図９の右上に示すよ
うに、熱線定着ローラ１７Ｃへの加熱の際、熱線吸収層
１７１ｂから内層として設けた透光性断熱層１７１ｅへ
の熱の拡散が抑えられ、熱線吸収層１７１ｂの加熱の初
期状態における熱線吸収層１７１ｂの界面での温度分布
は、図９の右下に示すように、透光性断熱層１７１ｅに
より熱線吸収層１７１ｂ界面から内層の透光性断熱層１
７１ｅへの熱の拡散が少なく、吸収熱は殆ど熱線吸収層
１７１ｂ内部に蓄熱し、表層の早い温度上昇を実現でき
る。従って、熱線吸収層１７１ｂ内部の温度は加熱に従
って、内層の透光性断熱層１７１ｅに熱を取られること
なく表層は早い速度で上昇して行く。上記のことは図７
にて説明した透光性基体１７１ａと熱線吸収層１７１ｂ
との間に透光性断熱層１７１ｅを設けたものについても
同様である。

【００６８】上記の如く、透光性断熱層１７１ｅを、透
光性弾性層１７１ｄ（或いは透光性基体１７１ａ）と熱
線吸収層１７１ｂとの間に設けることにより、熱線定着
用回転部材としての熱線定着ローラ１７Ｃ（或いは熱線
ローラ１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｄ，１７Ｅ）の熱線吸収層
１７１ｂでの熱が、透光性弾性層１７１ｄ（或いは透光
性基体１７１ａ）側に流出することが防止され、熱線吸
収層１７１ｂの昇温速度が早められると共に、熱線吸収
層１７１ｂの界面での昇温による熱線吸収層１７１ｂの
内層としての透光性弾性層１７１ｄ（或いは透光性基体
１７１ａ）のダメージの防止が可能となる。

【００６９】実施形態２また前述した定着装置１７，１７０の何れにおいても、
熱線定着用回転部材の端部から熱線がもれて、端部から
の熱の流出や端部での温度低下等により熱線定着用回転
部材端部の温度分布が変化し、転写材上のトナー像の良
好な定着が行われないという問題が起こる。

【００７０】これを解決するための請求項７ないし１０
にかかわる熱線定着用回転部材端部からの熱線のもれの
防止について、図１０にて説明する。図１０は、熱線定
着用回転部材端部からの熱線のもれを防止するための反
射鏡の設置と、該反射鏡の設置による熱線定着用回転部
材の表面温度の分布との説明図である。なお、本実施形
態における以下の説明において、熱線定着用回転部材の
層構成としては、図３にて説明した、透光性基体、透光
性弾性層及び熱線吸収層１７１ｂとするが、図７にて説
明した透光性基体及び熱線吸収層１７１ｂの層構成によ
る熱線定着用回転部材を用いるものでもよい。

【００７１】図１０（Ａ）に示すように、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（上側の定
着部材）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１７１ｂ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、熱線定着ローラ１７ａの透光性基体１７１ａ
の両側端に回転軸としての、例えばポリイミドやポリア
ミド等の樹脂部材を用いる耐熱性の樹脂軸受け１７１ｊ
が設けられる。主としてガラス部材を用いる透光性基体
１７１ａの熱膨張より大きな熱膨張をする樹脂軸受け１
７１ｊにより、加熱時の熱膨張による透光性基体１７１
ａの破損が防止される。また、透光性基体１７１ａ内部
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）が配設される。

【００７２】熱線定着ローラ１７ａの透光性基体１７１
ａの両側端の樹脂軸受け１７１ｊの内側（内周面）に、
熱線定着ローラ１７ａの両側端からの熱線のもれを防止
するために、接着に固定されたり或いは板状のバネ性を
利用して嵌込まれたりして反射鏡ＲＦ１が配設される。
反射鏡ＲＦ１の有効反射域の内側端部（樹脂軸受け１７
１ｊより内側）と外側端部（樹脂軸受け１７１ｊ側）と
の間に、熱線照射手段としてのハロゲンランプ１７１ｇ
の発光部としての熱線フィラメントＦＬの端部が位置す
るように、反射鏡ＲＦ１が配設される。熱線照射手段と
してキセノンランプ（不図示）が用いられる場合も同様
に、キセノンランプの発光部（不図示）の端部が、反射
鏡ＲＦ１の有効反射部の内側端部と外側端部との間に位
置するように反射鏡ＲＦ１が配設される。樹脂軸受け１
７１ｊの内側端部も反射鏡ＲＦ１の有効反射部の内側端
部と外側端部との間に位置するように樹脂軸受け１７１
ｊが配設される。発光部（図１０（Ａ）に示すように熱
線照射手段がハロゲンランプ１７１ｇの場合は熱線フィ
ラメントＦＬ）の両端部を発光領域幅として熱線が発せ
られるが、発光部（図１０（Ａ）に示すように熱線照射
手段がハロゲンランプ１７１ｇの場合は熱線フィラメン
トＦＬ）の端部と反射鏡ＲＦ１の有効反射部の端部との
幅Ｌ１は５〜２０ｍｍ程度設けることが好ましい。

【００７３】上記の如き設定により、熱線定着用回転部
材としての熱線定着ローラ１７ａの表面温度分布は、図
１０（Ｂ）に示すように、反射鏡ＲＦ１が無しの場合で
の曲線（ａ）に示す分布のように、端部での温度不足な
緩やかな表面温度分布の曲線から、曲線（ｂ）に示すよ
うに、熱線定着ローラ１７ａの両側端からの熱線のもれ
が防止されて、端部においても中央部の表面温度と同一
な表面温度を維持するような表面温度分布の曲線とな
る。

【００７４】上記により、熱線定着用回転部材内部の熱
線照射手段の端部に設けられる反射鏡により、熱線定着
用回転部材端部からの熱線のもれが防止されて、端部か
らの熱の流出や端部での温度低下等の熱線定着用回転部
材端部の温度分布の変化が防止され、転写材上のトナー
像の良好な定着が行われる。

【００７５】さらに加えて、図１０（Ａ）に示すよう
に、転写材として用いる記録紙Ｐの最大サイズ幅の両端
部、例えばＡ−３縦送りサイズ幅（２９７ｍｍ）の両端
部と、両側の反射鏡ＲＦ１の内側端部とを同一位置に設
定すること、或いは記録紙Ｐの最大サイズ幅より両側の
反射鏡ＲＦ１の内側端部の幅をやや広めに設定すること
が好ましい。記録紙Ｐの最大サイズ幅より両側の反射鏡
ＲＦ１の内側端部の幅を、やや広めに設定する場合は、
反射鏡ＲＦ１の内側端部と記録紙Ｐの最大サイズ幅の端
部との差は１０ｍｍ以内とすることが、有効にハロゲン
ランプ１７１ｇやキセノンランプ（不図示）の発光エネ
ルギーを利用することで好ましい。

【００７６】上記により、熱線定着用回転部材内部の熱
線照射手段の端部に設けられる反射鏡により、熱線定着
用回転部材端部からの熱線のもれが防止されて、端部か
らの熱の流出や端部での温度低下等の熱線定着用回転部
材端部の温度分布の変化が防止され、最大サイズの転写
材を含む全ての転写材上のトナー像の良好な定着が行わ
れる。

【００７７】

【発明の効果】請求項１ないし６によれば、熱線定着用
回転部材の熱線吸収層での熱が、熱線吸収層の内層に流
出することが防止され、熱線吸収層の昇温速度が早めら
れると共に、熱線吸収層の界面での昇温による熱線吸収
層の内層のダメージの防止が可能となる。

【００７８】請求項７または８によれば、熱線定着用回
転部材内部の熱線照射手段の端部に設けられる反射鏡に
より、熱線定着用回転部材端部からの熱線のもれが防止
されて、端部からの熱の流出や端部での温度低下等の熱
線定着用回転部材端部の温度分布の変化が防止され、転
写材上のトナー像の良好な定着が行われる。

【００７９】請求項９または１０によれば、熱線定着用
回転部材内部の熱線照射手段の端部に設けられる反射鏡
により、熱線定着用回転部材端部からの熱線のもれが防
止されて、端部からの熱の流出や端部での温度低下等の
熱線定着用回転部材端部の温度分布の変化が防止され、
最大サイズの転写材を含む全ての転写材上のトナー像の
良好な定着が行われる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の各請求項にかかわる定着装置を用いる
画像形成装置の一実施形態を示すカラー画像形成装置の
断面構成図である。

【図２】図１の像形成体の側断面図である。

【図３】定着装置の構造の一例を示す説明図である。

【図４】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５】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６】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７】定着装置の構造の他の例を示す説明図である。

【図８】熱線定着用回転部材の熱線吸収層での熱の内層
への流出を防止する透光性断熱層の各例を示す図であ
る。

【図９】従来の熱線吸収層の界面での熱流出と、図８の
透光性断熱層の一例による熱線吸収層の界面での熱流出
の防止とのモデル図である。

【図１０】熱線定着用回転部材端部からの熱線のもれを
防止するための反射鏡の設置と、該反射鏡の設置による
熱線定着用回転部材の表面温度の分布との説明図であ
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１７，１７０定着装置１７ａ，１７ｂ，１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄ，１
７Ｅ熱線定着ローラ４７ａ加圧ゴムローラ１７１ａ透光性基体１７１Ｂ兼用層１７１ｂ熱線吸収層１７１ｃ離型層１７１ｄ透光性弾性層１７１ｅ透光性断熱層１７１ｇハロゲンランプＦＬ熱線フィラメントＰ記録紙ＲＦ１反射鏡

Claims

【特許請求の範囲】

【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、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前記熱線を吸収する熱線吸収層と
を設けてロール状の熱線定着用回転部材を形成すると共
に、前記熱線吸収層の内側に透光性断熱層を配設することを
特徴とする定着装置。
【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する定着装置において、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
とを設けてロール状の熱線定着用回転部材を形成すると
共に、前記熱線吸収層の内側に透光性断熱層を配設することを
特徴とする定着装置。
【請求項３】前記透光性断熱層は前記熱線吸収層より
熱伝導率が低いことを特徴とする請求項１または２に記
載の定着装置。
【請求項４】前記透光性断熱層は内層より熱伝導率が
低いことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載
の定着装置。
【請求項５】前記透光性断熱層の熱伝導率が（０．１
〜０．５）×１０^-3Ｊ／ｃｍ・ｓ・Ｋであることを特徴
とする請求項１〜４の何れか１項に記載の定着装置。
【請求項６】前記透光性断熱層の層厚は５〜１００μ
ｍであることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に
記載の定着装置。
【請求項７】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、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前記熱線を吸収する熱線吸収層と
を設けてロール状の熱線定着用回転部材を形成すると共
に、前記透光性基体の内側の両側端に前記熱線照射手段の発
光部の端部を含んだ反射鏡を設けることを特徴とする定
着装置。
【請求項８】前記発光部の端部と前記反射鏡の有効反
射部の端部との幅は５〜２０ｍｍであることを特徴とす
る請求項７に記載の定着装置。
【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、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前記熱線を吸収する熱線吸収層と
を設けてロール状の熱線定着用回転部材を形成すると共
に、前記透光性基体の内側の両側端で前記熱線照射手段の端
部に反射鏡を設け、前記反射鏡の内側端部を前記転写材の最大サイズ幅の端
部と同一に設定することを特徴とする定着装置。
【請求項１０】前記反射鏡の内側端部と前記転写材の
最大サイズ幅の端部との差は１０ｍｍ以内であることを
特徴とする請求項９に記載の定着装置。