JP2002123121A

JP2002123121A - 画像定着装置

Info

Publication number: JP2002123121A
Application number: JP2000316412A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Fuma; 宏史夫馬
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2000-10-17
Filing date: 2000-10-17
Publication date: 2002-04-26

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な構成により、定着ローラ上の加熱幅に
対して幅の小さな用紙を連続的に処理している場合で
も、定着ローラ上の両端部における温度の過剰な上昇を
抑制する事ができるように構成した画像定着装置を提供
すること。【解決手段】定着ローラに対して圧着および圧着解除
可能に温度均一化ローラを配設した画像定着装置におい
て、前記温度均一化ローラと前記定着ローラとの互いの
軸がなす角度を可変に構成したことを特徴とする画像定
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
等の電子写真方式を利用した画像形成装置に使用できる
画像定着装置に係わる。

【０００２】

【従来の技術】トナー像を担持する記録紙（以下、用紙
という）を、加熱ローラ型定着装置として呼称される画
像定着装置に導き、加熱源を内蔵した可回転の定着ロー
ラと、当該定着ローラに圧着しながら回転する圧着ロー
ラとの間を通過せしめ、前記両ローラにより付与される
圧力及び加熱作用で前記トナー像を前記用紙上に定着さ
せるように構成した画像定着装置は公知である。

【０００３】また、上記画像定着装置において、定着ロ
ーラ表面の温度が所定の温度幅内にあるように制御する
温度制御技術も公知である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述の画像定着装置
は、取扱性がよく、また、コンパクト化ができ、更に、
安全性が高い等、極めて有用なものであり、多くの画像
形成装置に組み込まれ、現在でも便利に使用されてい
る。

【０００５】しかしながら、定着ローラのローラ芯を、
例えば、ガラスで構成し、迅速なウォーミングアップを
可能とする構成とした場合、次のような不都合が生ず
る。

【０００６】即ち、加熱幅に対して小さな幅の用紙を連
続的に処理しなければならない場合、前記ローラ芯が金
属芯を用いたローラに比して熱伝導率が低いため、用紙
に対して良好な定着処理ができても、用紙との接触領域
よりも外側の領域、換言すれば、定着ローラ上の加熱幅
の両端部における温度が過剰に上昇してしまい、この状
態で幅の大きな用紙を処理すると、温度の境界部に対応
する用紙上に光沢ムラができてしまうという問題がそれ
である。端部の温度上昇を防止するために冷却ファンを
配設するという技術も提案されているが、熱効率が悪く
なるという問題がある。

【０００７】本願発明は上記点に鑑みてなされたもの
で、主たる目的は、簡単な構成により、定着ローラ上の
加熱幅に対して幅の小さな用紙を連続的に処理している
場合でも、定着ローラ上の両端部における温度の過剰な
上昇を抑制する事ができるように構成した画像定着装置
を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本願発明の目的は、下記
の構成によって達成することができる。

【０００９】定着ローラに対して圧着および圧着解除可
能に温度均一化ローラを配設した画像定着装置におい
て、前記温度均一化ローラと前記定着ローラとの互いの
軸がなす角度を可変に構成したことを特徴とする画像定
着装置。

【００１０】

【発明の実施の形態】本願発明の定着装置に係わる実施
の形態を、以下、図面に基づいて説明するが、これに先
だって、画像形成装置の全体構成を説明する。図１は、
カラープリンタからなる画像形成装置の構成を示す概略
図である。

【００１１】図において、１０は像形成体である感光体
ドラム（以下、単にドラムという）、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、１４は転写ベルトである。

【００１２】前記ドラム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（光導電層ともいう）
を形成したものであり、導電層を接地した状態で矢印で
示す時計方向に回転される。

【００１３】前記スコロトロン帯電器１１、露光光学系
１２及び現像器１３は、これらを１組として、イエロー
（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）および黒色
（Ｋ）の各色の画像形成手段として４組設けられ、感光
体ドラム１０の回転方向に対して、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの順
に配置してある。

【００１４】前記スコロトロン帯電器１１は、それぞれ
所定の電位に保持された制御グリッドと、例えば、鋸歯
状電極からなる放電電極１１ａとを有し、トナーと同極
性のコロナ放電（本実施形態においてはマイナス帯電）
により、感光体ドラム１０に対して一様な電位を与え
る。

【００１５】前記露光光学系１２は、前述したスコロト
ロン帯電器１１に対して感光体ドラム１０の回転方向下
流側に位置するようにドラム１０の内部に配置される。

【００１６】それぞれの露光光学系１２は、ドラム軸と
平行に主走査方向に配列された像露光光の発光素子とし
てのＬＥＤ（発光ダイオード）を複数個アレイ状に並べ
た線状の露光素子１２ａと、結像素子としての光集束性
光伝送体（商品名：セルフォックレンズアレイ）１２ｂ
と、不図示のレンズホルダとで構成される露光用ユニッ
トであり、保持部材１２０に取付けてある。

【００１７】前記保持部材１２０には各色毎の露光光学
系１２の他に、転写同時露光器１２ｄおよび一様露光器
１２ｅが取付けられ、一体となって前記ドラム１０の基
体内部に収容される。

【００１８】前記露光光学系１２は、別体の画像読み取
り装置によって読み取られメモリに記憶された各色毎の
画像データに従って前記ドラム１０の感光層を裏面から
像露光し、当該ドラム１０上に静電潜像を形成する。

【００１９】露光素子１２ａとしては、ＬＥＤの他、Ｆ
Ｌ（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
イ状に並べたものを用いることも可能である。

【００２０】前記露光素子の発光波長は、通常Ｙ、Ｍ、
Ｃのトナーに対して透過性の高い７８０〜９００ｎｍの
範囲のものが用いられるが、本実施形態においては裏面
から像露光を行う方式であるため、カラートナーに対し
て透過性を十分に有しないこれより短い４００〜７８０
ｎｍの波長でもよい。

【００２１】前記現像器１３は、前記ドラム１０の回転
方向と最近接点において順方向に回転する非磁性のステ
ンレスあるいはアルミ材で形成された現像スリーブ１３
１と、現像ケーシング１３８とを有し、現像ケーシング
１３８の内部には、各々イエロー（Ｙ）、マゼンタ
（Ｍ）、シアン（Ｃ）および黒色（Ｋ）の一成分或いは
二成分現像剤を収容している。

【００２２】それぞれの現像器１３は前記ドラム１０と
所定の間隙をあけて非接触に保たれており、現像スリー
ブ１３１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、ドラム１０上に重ね合わせのトナー像を形成する。

【００２３】１４ａおよび１４ｂは前記転写ベルト１４
を張架するローラであり、１４ａが図示しない駆動源か
ら動力を受け、前記転写ベルトを矢印方向に回転させる
ように構成してある。

【００２４】１５および１６は、前記転写ベルト１４を
挟んで前記ドラム１０と対向配置させた第１及び第２の
転写手段である転写器および除電器、１７は転写工程終
了後の前記ドラム１０を除電するためのＡＣ除電器、１
８は除電後の前記ドラム表面を清掃するクリーニング装
置で、クリーニングブレード１８０を有する。

【００２５】２０は、前記ドラム１０上に形成されるト
ナー像を転写するための用紙Ｐを収納してなるカセッ
ト、２５は給紙ローラである。

【００２６】用紙Ｐの移動路上には、搬送ローラ対Ｒ１
乃至Ｒ５、前記転写ベルト１４および画像定着装置（以
下、単に定着装置という）３０等が付設してある。

【００２７】４４は前記ローラ１４ａと前記転写ベルト
１４を介して対向配置せしめた用紙分離用のＡＣ除電器
を示す。

【００２８】詳細については後述するが、前記定着装置
３０は、ハロゲンヒータ（ハロゲンランプ）３００を内
蔵し、当該ハロゲンヒータの周囲を回転しうる定着ロー
ラ３０５と、前記定着ローラ３０５と圧接しながら回転
しうる圧着ローラ３１５とを有する。Ｔはニップ部を示
す。

【００２９】前記定着ローラ３０５のローラ芯は透光性
基体からなり、実施の形態においては、外径２７ｍｍ、
肉厚１．６ｍｍのガラスで構成した。

【００３０】なお、前記ローラ芯の外側（外周）には、
透明なシリコンゴム層を形成してあり、更に、その外側
にカーボンブラックなどを混入させて光吸収率を高くし
たＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ）からなる耐熱性の
チューブを被せてある。

【００３１】前記圧着ローラ３１５は適宜のローラ芯上
に設けたシリコンゴム表面を有している。

【００３２】なお、図において４６は、前記転写ベルト
１４と一体的に送られる転写後の用紙Ｐを確実に分離せ
しめるための分離爪で、前記ローラ１４ａ上の転写ベル
ト１４表面に対して先端を近接して位置づけてある。

【００３３】以上のような構成を有する画像形成装置に
おける、画像形成プロセスは次の通りである。

【００３４】画像形成のスタートにより不図示のドラム
駆動モータが始動し、ドラム１０が図１の矢印で示す時
計方向へ回転され、同時にイエロー（Ｙ）のスコロトロ
ン帯電器１１が作動して前記ドラム１０に所定の電位を
付与する。

【００３５】引き続き、Ｙの露光光学系１２を介して第
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、前記ドラム１０の表面に原
稿画像のＹの画像に対応する静電潜像が形成される。

【００３６】前記静電潜像はＹの現像器１３により非接
触の状態で反転現像され、前記ドラム１０上にイエロー
（Ｙ）のトナー像が形成される。

【００３７】次いで、前記ドラム１０に対して、Ｙのト
ナー像の上からマゼンタ（Ｍ）のスコロトロン帯電器１
１の帯電作用により電位が付与され、Ｍの露光光学系１
２によって第２の色信号すなわちＭの画像データに対応
する電気信号による画像書込により、Ｍの画像に対応す
る静電潜像が形成され、Ｍの現像器１３による非接触の
反転現像によって前記イエロー（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。

【００３８】同様のプロセスにより、シアン（Ｃ）のス
コロトロン帯電器１１、Ｃの露光光学系１２およびＣの
現像器１３によって、第３の色信号に対応するシアン
（Ｃ）のトナー像が重ね合わせて形成され、更にその上
に黒色（Ｋ）のスコロトロン帯電器１１、Ｋの露光光学
系１２およびＫの現像器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イエ
ロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）および黒色
（Ｋ）の４色の重ね合わせカラートナー像が形成され
る。

【００３９】これらＹ、Ｍ、ＣおよびＫの露光光学系１
２による前記ドラム１０の感光層に対する画像書込は、
当該ドラム１０の内部より、前述した透光性の基体を通
して行われる。

【００４０】従って第２、第３および第４の色信号に対
応する画像の書込は何れも先に形成されたトナー像の影
響を全く受けることなく行われ、第１の色信号に対応す
る画像と同等の静電潜像を形成することが可能となる。

【００４１】上記の画像形成プロセスによってドラム１
０上に形成された重ね合わせカラートナー像は、前記転
写器１５によって、用紙Ｐ上に一括して転写される。

【００４２】この際、良好な転写がなされるように、前
記ドラム１０の内部に設けた転写同時露光器１２ｄを付
勢させ一様露光を行う。

【００４３】転写工程終了後の前記ドラム１０の周面上
に残ったトナーは前記ＡＣ除電器１７により除電作用を
受けた後、クリーニング装置１８によりクリーニングさ
れ、これにより、前記ドラム表面は、次の画像形成に備
えられる。

【００４４】実施の形態においては、クリーニング後で
あって、次の帯電前に、例えば発光ダイオードを用いた
一様露光器１２ｅを作用させ、前記ドラム表面の先の画
像形成における履歴を解消させる。

【００４５】カラートナー像が形成（転写）された用紙
Ｐは、ＡＣ除電器４４による除電作用と、分離爪４６と
により、転写ベルト１４から分離され、定着装置３０へ
と搬送され、当該定着装置において、前記トナー像は前
記用紙Ｐ上に定着される。

【００４６】画像記録がなされた用紙Ｐは表裏を反転さ
れて送られ、搬送ローラＲ３、Ｒ４、Ｒ５を介して装置
上部のトレイへ排出される。

【００４７】図２は定着装置３０の主要素である定着ロ
ーラ３０５、圧着ローラ３１５および温度均一化ローラ
３３０の構成を説明するための模式的側断面図である。

【００４８】図において、定着ローラ３０５は、図示し
ない用紙Ｐ上の未定着トナー像と接触する側に設けてあ
る。定着ローラ３０５と圧着ローラ３１５とは所定の圧
力を以て圧接（密着）され、作動時には圧接状態を保ち
ながら接触部（ニップ部Ｔ）において同方向に回転し、
加熱・押圧により前記未定着トナー像を定着させる。

【００４９】前記定着ローラ３０５は、前述の如く、円
筒状の透光性基体（ガラスなど）からなるローラ芯３０
７と、ローラ芯３０７の外側（外周面）に設けた透光性
弾性層（透明シリコンゴム層）３０８と、更に、その外
側に設けた熱線吸収層（トナーに対する離型層でもあ
る）３０９とを有している。

【００５０】前記圧着ローラ３１５は、例えば、アルミ
材を用いた円筒状の金属パイプ３１６と、金属パイプ３
１６の外周面に、例えば、シリコンゴム層３１７を被覆
したソフトローラとして構成される。

【００５１】本願発明に係わる温度均一化ローラ３３０
は、ローラ部３３２と軸３３１とを主要素とし、ローラ
部３３２の外周面に温度センサＴＳを配しており、定着
ローラ３０５に対して熱線吸収層３０９の外周面で圧着
する構成となっている。該温度センサＴＳは、ローラ部
３３２の表面温度を検知し、その検知情報は温度均一化
ローラ３３０の定着ローラ３０５への圧着、圧着解除の
選択や角度の選択をする上での必要な情報として、画像
形成装置の制御部に取り込まれる様になっている。

【００５２】なお、前記定着ローラ３０５を構成する透
光性基体（ローラ芯）３０７としては、結晶を析出する
ことなく、熔融体が冷却固化された無機物であると定義
されるガラスの他に、ハロゲンヒータ３００（ハロゲン
ランプ）等の照射部材よりの光を透過するパイレックス
（登録商標）ガラス、サファイヤ（Ａｌ₂Ｏ₃）、ＣａＦ
₂等のセラミック材や、ポリイミド、ポリアミド等を使
用した透光性樹脂等が使用でき、当該ローラ芯の内側に
配設されるハロゲンランプやキセノンランプの如き熱線
を効率的に吸収するように、前記透明シリコンゴム層の
外側に、カーボンブラック、黒鉛、鉄黒（Ｆｅ₃Ｏ₂）や
各種フェライト等の粉末を混入したフッ素樹脂（ＰＦ
Ａ）チューブを設け、上述の熱線吸収層を形成すること
ができる。

【００５３】また、定着ローラの他の構成として、前記
の如きローラ芯の外側に、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混入し
たシリコンゴムからなる熱線透過性のゴム層を形成する
とともに、カーボンブラック、黒鉛、鉄黒や各種フェラ
イト及びその化合物、酸化銅、酸化コバルト、ベンガラ
等の粉末を混入した熱線吸収層と、バインダと離型剤と
を兼ねたフッ素樹脂塗料を混入配合した離型層とを一体
とした形の一体型熱線吸収層を形成してもよい等、定着
ローラの構成に係わる設計の自由度は広い。

【００５４】図３は本発明に係わる温度均一化ローラの
一方の圧着および圧着解除機構の構成を説明するための
模式図、図４は定着ローラおよび温度均一化ローラの互
いの軸が一致しているとき、および、ある角度だけ傾け
たときの状態を示す模式図、図５は定着ローラと温度均
一化ローラとの圧着時の隙間の状態を示す模式図であ
る。

【００５５】図３および図４において、３０５は定着ロ
ーラ、３１５は圧着ローラ、３３０は温度均一化ローラ
である。

【００５６】温度均一化ローラ３３０の構成は、軸３３
１と、ローラ部３３２を主要素とし、前記ローラ部３３
２の左右端部は、定着ローラ３０５に対して機械的損傷
を与えないようになだらかな曲面で構成してある。

【００５７】本実施の形態においては、温度均一化ロー
ラ３３０は外径１０ｍｍのアルミ材からなる中実ローラ
（丸棒）の表面にフッ素コーティングを施して形成し
た。実施の形態における温度均一化ローラ３３０は、後
述するように、特に良好な熱伝導が必要とされるので、
アルミニウムや銅などの高熱伝導率を持つ材料を用いる
ことが望ましい。また、ヒートパイプの適用も効果的で
ある。

【００５８】温度均一化ローラ３３０は、定着ローラ３
０５の表面に対して所定の圧力をもって圧着し、定着ロ
ーラ３０５に従動して回転しうるように構成され、か
つ、圧着を解除することも可能に構成されている。ま
た、温度均一化ローラ３３０と定着ローラ３０５との互
いの軸がなす角度は可変の構成となっており、この構成
によって、温度均一化ローラ３３０を定着ローラ３０５
に圧着したときの接触部における隙間のできる範囲を変
化させることができる。該範囲の変化と温度均一化ロー
ラ３３０の圧着および圧着解除動作とを組み合わすこと
により、結果として、定着ローラ３０５上の温度分布の
ムラを減ずることを目的とするものである。

【００５９】３３４は、定着装置本体フレーム（不図
示）に固定された支点３３６を回転軸として揺動自在に
構成された可動側板であって、該可動側板３３４の一方
の端部に設けた穴Ｈ１において前記支点３３６と嵌合
し、他端側に長手方向に延びた溝Ｇ１を有する。温度均
一化ローラ３３０の軸３３１は軸受け３３３によって保
持されており、軸受け３３３は可動側板３３４の溝Ｇ１
に摺動自在に取り付けられている。軸受け３３３はスプ
リングＳＰによって定着ローラ３０５に向けて付勢され
ている。軸受け３３３を介して軸３３１が付勢され、結
果として、温度均一化ローラ３３０が定着ローラ３０５
に圧着することになる。

【００６０】３３７は前記温度均一化ローラ３３０の定
着ローラ３０５への圧着を解除するための圧着解除レバ
ーである。圧着解除レバー３３７は、その長手方向端部
に、定着装置本体フレーム（不図示）に固定された支点
３３８に対して回転自在に嵌合する穴Ｈ２を有し、長手
方向のほぼ中央部に長手方向に延びた溝Ｇ２を有する。
溝Ｇ２には前記温度均一化ローラ３３０の一方の軸３３
１が摺動自在にはめ込まれている。圧着解除レバー３３
７は、図示しないモーター、ソレノイドまたはカム機構
など既知の手段によって、前記スプリングＳＰの荷重に
抗した荷重を受け、支点３３８を回転軸として矢印の方
向に付勢され、軸３３１を介して温度均一化ローラ３３
０を定着ローラ３０５から離すことで圧着が解除され
る。

【００６１】温度均一化ローラ３３０の圧着および圧着
解除機構は、図４から判るように、定着ローラ３０５を
挟んでほぼ左右対称に構成されている。左右同じ構造の
ものについては同じ符号を付している。

【００６２】実施例では、可動側板３３４は支点３３６
を軸として回転し、温度均一化ローラ３３０の一方の軸
３３１のみを矢印の方向へ持ち上げる構成としている。
固定側板３３５は定着装置本体フレーム（不図示）に固
定してある。即ち、固定側板３３５は可動側板３３４と
外形形状および溝形状は同じであるが、可動側板３３４
は支点３３６に揺動自在に配設したのに対し、固定側板
３３５は定着装置本体フレームにねじ（不図示）で固定
してある。温度均一化ローラ３３０のもう一方の軸（固
定側の軸）３３１は、前記一方の軸３３１と同様に、固
定側板３３５の有する溝に摺動自在に配設された軸受け
（固定側の軸受け）３３３に保持されている。温度均一
化ローラ３３０が定着ローラ３０５に圧着する前記所定
の圧力は、左右二つのスプリングＳＰのそれぞれの一端
が左右二つの軸受け３３３を押圧し、軸３３１を介して
温度均一化ローラ３３０を定着ローラ３０５に圧着する
ことにより得られる。

【００６３】可動側板３３４を、回転中心を前記支点３
３６として、矢印（図３参照）の方向に、例えば、可逆
回転可能なモータ（不図示）を駆動源として、回転させ
ることにより、温度均一化ローラ３３０と定着ローラ３
０５との互いの軸をある角度だけ傾ける（図４の二点鎖
線の位置）ことができる。また、該モータを逆回転させ
て、温度均一化ローラ３３０を傾ける前の定着ローラ３
０５と平行な位置（以下、基準位置という）に戻すこと
も可能である。

【００６４】当該モータの駆動制御は、前記温度均一化
ローラ３３０の基準位置を原点として、モータを正転ま
たは逆転させればよく、モータの通電時間等は適宜の駆
動制御部で制御することができる。当然のことながら、
駆動制御部は、温度均一化ローラ３３０の位置を記憶
し、また、後述する条件により、モータの回転を正逆い
ずれにするかの演算手段を備えている。

【００６５】図５によって、温度均一化ローラ３３０を
定着ローラ３０５に圧着したときの温度均一化ローラ３
３０と定着ローラ３０５とが作る隙間の特徴について説
明する。

【００６６】図５（ａ）は、温度均一化ローラ３３０が
前記基準位置にあるときの定着ローラ３０５との隙間を
表す模式図であり、図５（ｂ）は、温度均一化ローラ３
３０の軸３３１を定着ローラ３０５に対して最大に傾け
た状態での両者の隙間を表す模式図である。

【００６７】図において、参照符号Ｒで示す範囲は、定
着ローラ３０５の定着処理可能な加熱領域（使用できる
用紙の、搬送方向と直角の方向における最大紙幅）であ
り、参照符号Ｓで示す範囲は、使用できる用紙の内の小
さい用紙に対して必要な加熱領域を示している。

【００６８】図５（ａ）において、温度均一化ローラ３
３０の両端の軸３３１は、側板３３４、３３５（図４参
照）にそれぞれ配設されたスプリングＳＰ（図３参照）
により、軸受け３３３（図４参照）を介して、それぞれ
に所定の荷重Ｆ１を受ける。両端の軸３３１に荷重を受
けた温度均一化ローラ３３０は、定着ローラ３０５を押
圧するが、同時に、定着ローラ３０５からの反力Ｆ２を
受ける。図の如く、温度均一化ローラ３３０は該反力Ｆ
２と前記荷重Ｆ１とによって曲げの力を受けて湾曲し、
両端部では定着ローラを強く押圧するが、中央部では定
着ローラ３０５から離れて隙間を形成する。従って、温
度均一化ローラ３３０と定着ローラ３０５とのニップ部
における接触面積は端部ほど大きく、中央部ほど小さく
なる。

【００６９】前記基準位置において、中央部に隙間ので
きる範囲（定着ローラの軸方向の長さ）Ｔは、温度均一
化ローラ３３０の長さや剛性、定着ローラ３０５のゴム
層３０８の弾性、および前記スプリングＳＰの荷重など
の値によって変化するもので、これらの値を選定し適切
に決めることができる。

【００７０】前記隙間のできる範囲Ｔの値を、例えば、
前記スプリングＳＰの荷重Ｆ１を変えて、前記の使用で
きる用紙の内の小さい用紙に対して必要な加熱領域Ｓの
値とほぼ同じ寸法になるように設定することにより、前
記温度均一化ローラ３３０の接触部の範囲は、前記幅の
小さい用紙の連続定着処理時において過剰に加熱される
定着ローラ３０５の両端部の領域と一致し、該両端部に
おける高い熱は温度均一化ローラ３３０に移行すること
になる。前述のように、温度均一化ローラ３３０と定着
ローラ３０５との接触面積は端部ほど大きく、中央部に
向けて緩やかに小さくなるため、定着ローラ３０５の温
度分布はなだらかなものとなり、小サイズ用紙の後に大
サイズ用紙を定着しても、光沢ムラは視覚的に判らない
程に軽減することができる。

【００７１】また、図３において、前記可逆回転可能な
モータ（不図示）により可動側板３３４を回転させるこ
とで、可動側板３３４の溝Ｇ１、軸受け３３３、および
軸３３１を介して、温度均一化ローラ３３０と定着ロー
ラ３０５との互いの軸がなす角度を変化させる（基準位
置から所定の角度だけ傾ける）ことができ、これによっ
て、基準位置における前記隙間のできる範囲Ｔの値を変
動させることができる。即ち、温度均一化ローラ３３０
が前記基準位置にあるとき、隙間のできる範囲Ｔは最大
であり、可動側板３３４を回転させていくと、それに伴
って、該隙間のできる範囲Ｔは小さくなる。図５（ｂ）
には、可動側板３３４を最大に回転させたとき、前記隙
間のできる範囲がほぼ０となって、温度均一化ローラ３
３０の接触部表面が長手方向のほぼ全域で定着ローラ３
０５の外周面に圧着した状態を示す。

【００７２】温度均一化ローラ３３０を定着ローラ３０
５に圧着するか否かは、次に定着する用紙幅の情報およ
びその時点での温度均一化ローラ３３０の表面温度の情
報に基づいた画像形成装置の制御部の制御による。即
ち、次に定着する用紙が、最大幅の場合は温度均一化ロ
ーラ３３０を定着ローラ３０５に圧着することはなく、
小さい幅の用紙が連続で続く場合には圧着することにな
る。圧着しないとき（プレヒート時または次に定着する
用紙の幅が最大であるとき）は前記圧着解除レバー３３
７を回動するモータ（不図示）に圧着解除の指令を出
す。この指令を受けて、該モータは圧着解除レバー３３
７を回動することにより、温度均一化ローラ３３０を定
着ローラ３０５から離間させる。圧着するとき（用紙幅
が小さいとき）は、前記制御部から指令が出ないので、
圧着解除レバー３３７は作動されず、温度均一化ローラ
３３０は前記スプリングＳＰにより付勢されて定着ロー
ラ３０５と圧着する。

【００７３】また、小さい幅の用紙の定着枚数が、例え
ば、５枚以下など、小さい場合には、温度均一化ローラ
３３０の圧着を解除し、温度均一化ローラ３３０への熱
流出を少なくすることも可能である。

【００７４】そして、小さい幅の用紙が大量に続き、温
度均一化ローラ３３０の表面温度が上昇し続ける場合に
は、定着ローラ３０５の両端部（最大用紙幅Ｒの内側か
ら小さい用紙幅Ｓの外側までの領域）における表面温度
が異常に高くなることが懸念されるので、この場合には
温度均一化ローラ３３０と定着ローラ３０５とのほぼ全
域を密着させるように相対的角度を変化させる。即ち、
温度均一化ローラ３３０の外周面に配設した温度センサ
ＴＳにより検出された温度が所定温度を超えた場合に
は、該温度センサＴＳからの温度情報と使用する紙サイ
ズ情報とを画像形成装置の制御部にて入力、演算処理し
た後、前記制御部からの指令により、前記可逆回転可能
なモータを介して可動側板３３４を回転させ、温度均一
化ローラ３３０と定着ローラ３０５との互いの軸がなす
角度を最大にずらす。前記角度をずらすことで、中央部
における温度均一化ローラ３３０と定着ローラ３０５と
の接触部における隙間が無くなり、長手方向のほぼ全域
で密着されることになって、熱伝導率の低い定着ローラ
３０５の両端部に蓄積した熱は、熱伝導率の高い温度均
一化ローラ３３０を介して、定着ローラ３０５の中央部
に伝達され、定着ローラ３０５の温度分布は均一化され
ることになる。

【００７５】幅の小さい用紙に対する定着処理枚数が少
ない場合には、定着処理終了後、温度均一化ローラ３３
０を圧着解除位置に待避させ、蓄積された熱を自然放熱
させる。

【００７６】上記は、説明を簡単にするために、定着ロ
ーラ３０５の定着処理可能な加熱領域に対して、使用さ
れる最大紙幅の用紙と、幅の小さい用紙の２種類の用紙
を例としたが、例えば、温度均一化ローラ３３０を傾け
る角度を基準位置から最大角度までの任意の中間の位置
で止めることにより、中間の紙幅の用紙に応じて制御す
ることができる。

【００７７】温度均一化ローラ３３０の圧着解除機構に
ついては、一方の軸だけをずらす構成について説明した
が、同時に、両方の軸をそれぞれ逆方向にずらす構成で
も可能なことは言うまでもない。

【００７８】また、定着ローラのローラ芯がガラス等の
透光性基体である構成について説明したが、薄肉の金属
パイプで構成しても同様の効果を得ることができる。但
し、この場合の温度均一化ローラは、定着ローラとの圧
着時の接触面積を確保する必要があり、表面にシリコン
ゴムなどの弾性層を配設することが望ましい。

【００７９】なお、定着ローラ３０５や温度均一化ロー
ラ３３０の構成は実施の形態に拘束されるものではな
く、材質、寸法等も適用する定着装置の定着能力や定着
温度仕様などに応じて適宜選択できる。温度均一化ロー
ラ３３０は実施例では中実ローラを使用したが、パイプ
材でもよいことは言うまでもない。

【００８０】なお、温度制御については触れなかった
が、定着ローラの温度制御は、幅の小さい用紙の通過領
域に対応する定着ローラの表面近傍に温度検知素子を配
設し、当該温度検知素子の出力情報により加熱源への電
力供給をオン／オフする公知の方法が適用できる。

【００８１】

【発明の効果】極めて簡単な構成により、幅の小さい用
紙を多数枚、連続的に定着処理しても、定着ローラ上の
通紙領域と非通紙領域との間の温度差を抑制しうるの
で、上記に引き続き幅の大きな用紙が使用されても、前
記両領域の境界部におけるトナー像の光沢度差が殆どな
い安定した定着処理を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】カラープリンタからなる画像形成装置の構成を
示す概略図。

【図２】定着装置の主要素である定着ローラ、圧着ロー
ラおよび温度均一化ローラの構成を説明するための模式
的側断面図。

【図３】本発明に係わる温度均一化ローラの一方の圧着
および圧着解除機構の構成を説明するための模式図。

【図４】定着ローラおよび温度均一化ローラの互いの軸
が一致しているとき、および、ある角度だけ傾けたとき
の状態を示す模式図。

【図５】定着ローラと温度均一化ローラとの圧着時の隙
間の状態を示す模式図。

【符号の説明】

３０定着装置３００ハロゲンヒータ３０５定着ローラ３１５圧着ローラ３３０温度均一化ローラ３３１軸３３２ローラ部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】定着ローラに対して圧着および圧着解除
可能に温度均一化ローラを配設した画像定着装置におい
て、前記温度均一化ローラと前記定着ローラとの互いの軸が
なす角度を可変に構成したことを特徴とする画像定着装
置。
【請求項２】前記温度均一化ローラと前記定着ローラ
との互いの軸がなす角度を、記録紙の幅に応じて制御で
きるように構成した請求項１に記載の画像定着装置。
【請求項３】前記温度均一化ローラと前記定着ローラ
との互いの軸がなす角度を、前記温度均一化ローラの温
度に応じて制御できるように構成した請求項１または２
に記載の画像定着装置。
【請求項４】前記定着ローラが透光性基体と透光性弾
性層とを有することを特徴とする請求項１〜３のいずれ
か１項に記載の画像定着装置。