JP4055337B2 - 熱線定着用回転部材、および、定着装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ＦＡＸ等の画像形成装置に用いられる熱線定着用回転部材、および、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ゴムローラを定着用の熱ローラとして用いた熱ローラ定着方式が、低速機から高速機まで、モノクロ機からフルカラー機まで、と幅広く採用されている。
【０００３】
しかしながら、従来の熱ローラ定着方式の定着装置では、転写材やトナーを加熱する際に、熱容量の大きな定着用の熱ローラを加熱する必要があるため省エネルギー面で不利であり、また、プリント時に定着装置を暖めるのに時間がかかりプリント時間（ウォーミングアップ時間）が長くなってしまうという問題がある。
【０００４】
これを解決するためフィルム（熱定着フィルム）を用い、熱ローラを熱定着フィルムという究極の厚みまで持っていき低熱容量化し、温度制御された発熱体（セラミックヒータ）や誘導発熱体を熱定着フィルムに直接加圧接触させることで熱伝導効率を大幅に向上させ、省エネルギーとウォーミングアップ時間を殆ど必要としないクイックスタートとを図ったフィルム定着方式の定着装置が提案され、最近用いられてきている。
【０００５】
また、熱ローラの変形として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５７−１０２７４１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（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】
しかしながら、上記特開昭５２−１０６７４１号公報等の開示による定着装置では、ハロゲンランプ（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、ハロゲンランプ（熱線照射手段）を用い、透光性基体と光吸収層（熱線吸収層）との間にゴム材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（熱線定着用回転部材）を形成し、ハロゲンランプ（熱線照射手段）からの熱線により熱線吸収層を加熱し、クイックスタート（急速加熱）が可能で、且つトナー像の定着性を向上する定着装置を特開平１１−３２７３４１号公報等にて提案した。また特に、熱線定着用回転部材に用いられる透光性基体はガラス部材を用いるため、端部を切断する際に、端部に多数のクラックが存在し、端部に傷があると、熱線定着用回転部材を定着装置に装着し荷重をかけるとその点を起点として割れる可能性が非常に高くなり、熱線定着用回転部材の加圧時や回転時に透光性基体が端部から破損されるので、ガラス基体端部に焼き加工を行い、製造時、所定の長さに切断する際にできる傷を極力無くす方法を特願平１１−３１２２９１号公報にて提案した。さらに、透光性弾性層を型を用いて透光性基体と一体成型して前記熱線定着用回転部材を製作する方法を特願２０００−１４４９２５号にて提案している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記提案のガラス部材を用いる透光性基体からなる熱線定着用回転部材では、熱線定着用回転部材の運搬中や熱線定着用回転部材の定着装置への取り付けの際に、ガラス部材を用いる透光性基体の側端部が他の部材とぶつかり、ガラス基体（透光性基体）の側端部が欠けてしまったり、熱線定着用回転部材の定着装置内の回転時での寄り止め部材との当接により、ガラス基体（透光性基体）の側端部が欠けてしまったりす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運搬中や熱線定着用回転部材の定着装置への取り付けの際に、透光性基体の側端部を保護し、他の部材とぶつかりによる、透光性基体の側端部の欠けを防止すると共に、定着装置内の回転時での寄り止め部材との当接の際の、透光性基体の側端部の保護を行い、透光性基体の側端部の欠け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。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、熱線を発する熱線照射手段を内部に有する円筒状のガラス部材からなる透光性基体と、前記透光性基体の外側に前記熱線に対して透光性を有する透光性弾性層と、前記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であって、前記透光性弾性層は前記透光性基体の端部面から外側に延長されており、前記透光性弾性層の軸方向の端が、前記熱線定着用回転部材の軸方向の端と一致することを特徴とする熱線定着用回転部材、および、
上記記載の熱線定着用回転部材の両端部付近の外周面を少なくとも前記透光性弾性層を介して軸受け部材で保持し、かつ、前記熱線定着用回転部材と当該熱線定着用回転部材に圧着しながら回転するロール状の定着部材とにより転写材上のトナー像を当該転写材に固定する構成の定着装置、および、
熱線を発する熱線照射手段を内部に有する円筒状のガラス部材からなる透光性基体と、前記透光性基体の外側に前記熱線に対して透光性を有する透光性弾性層と、前記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であって、前記透光性弾性層は前記透光性基体の外周面並びに端部側面に固着されており、前記透光性弾性層の軸方向の端が、前記熱線定着用回転部材の軸方向の端と一致することを特徴とする熱線定着用回転部材、および、
上記の熱線定着用回転部材の両端部付近の外周面を少なくとも前記透光性弾性層を介して軸受け部材で保持し、かつ、前記熱線定着用と当該熱線定着用回転部材に圧接しながら回転するロール状の定着部材とにより転写材上のトナー像を当該転写材に固定する構成の定着装置によって達成される。
【００２２】
【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。
【００２３】
本発明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、図３の定着装置の駆動を示す側断面図である。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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（ＩＴＯ）、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ＣＶＤ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。
【００２７】
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。
【００２８】
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１２、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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。露光光学系保持部材としての円柱状の保持体２０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。
【００３１】
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。
【００３２】
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６８０〜９００ｎｍ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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
図２に示すように、感光体ドラム１０と露光光学系保持部材としての保持体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感光体ドラム支持部材としてのドラムフランジ１０Ａ，１０Ｂと、保持体２０を支持する露光光学系支持部材としての光学系フランジ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、感光体ドラム支持部材としてのドラムフランジ１０Ａならびにドラムフランジ１０Ｂが、保持体２０の光学系フランジ１２０Ａの一体とするシャフト１２１ならびに光学系フランジ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。
【００３７】
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を備えるシャフト保持手段としての支軸１３０が設けられている。係合穴１３０Ａ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には保持体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。
【００３８】
保持体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１２１Ａに挿通した係合ピン１２１Ｐを支軸１３０の係合部１３０Ｂ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、端部の一体とする露光光学系支持部材としての光学系フランジ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。
【００３９】
感光体ドラム１０を支持する感光体ドラム支持部材としてのドラムフランジ１０Ａの側面に取付けられるカプリング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駆動ピン１３１Ａと、止めネジ５１とにより、ドラムフランジ１０Ａと歯車Ｇ２との結合部が構成され、保持体２０を一体とする感光体ドラム１０の装着状態においては、ドラムフランジ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とドラムフランジ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、ドラムフランジ１０Ａと歯車Ｇ２とが結合、固定される。
【００４０】
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（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。
【００４１】
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（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。
【００４２】
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１２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。
【００４３】
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１０の外部から露光してもよい。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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としての熱線定着ローラ１７ａと、上側の熱線定着ローラ１７ａと対をなす下側のロール状の定着部材としての定着ローラ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。
【００４８】
熱線定着ローラ１７ａと定着ローラ４７ａとの間で形成されるニップ部Ｎで記録紙Ｐが挟持され、熱と圧力とを加えることにより記録紙Ｐ上のカラートナー像が定着され、記録紙Ｐが排紙ローラ１８により送られて、装置上部のトレイへ排出される。
【００４９】
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１９ａ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。
【００５０】
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としての熱線定着ローラ１７ａと、上側の熱線定着ローラ１７ａと対をなす下側のロール状の定着部材としての定着ローラ４７ａとにより構成され、弾性を有する熱線定着ローラ１７ａと定着ローラ４７ａとの間で形成される、幅５〜２０ｍｍ程度のニップ部Ｎで記録紙Ｐを挟持し、熱と圧力とを加えることにより記録紙Ｐ上のトナー像を定着する。上側に設けられる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には、ニップ部Ｎの位置より熱線定着ローラ１７ａ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ＴＲ１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。
【００５１】
上側に設けられ、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１７１ｂと離型層１７１ｃとをその順に設けた、或いは後段の図４において詳述するように、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、該透光性弾性層１７１ｄの外側（外周面）に、前述した熱線吸収層１７１ｂと離型層１７１ｃとを一体とする熱線吸収層１７１Ｂとをその順に設けた、外径２５〜５０ｍｍ程度のソフトローラとして構成される。透光性基体１７１ａ内部中心に、光源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としてのハロゲンランプ１７１ｇやキセノンランプ（不図示）が設けられる。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）より発された熱線が熱線吸収層１７１ｂ（或いは熱線吸収層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。
【００５２】
また、上側の熱線定着ローラ１７ａと対をなす下側のロール状の定着部材としての定着ローラ４７ａは、例えばアルミ材を用いた円筒状の金属製のパイプ４７１ａと、該金属製のパイプ４７１ａの外周面に例えばシリコン材を用い、ゴム硬度が１０Ｈｓ〜４０Ｈｓ（ＪＩＳ、Ａゴム硬度）で、厚さ（肉厚）２〜７ｍｍ厚の厚肉ゴム層よりなるゴムローラ４７１ｂを形成した、外径２５〜５０ｍｍ程度のソフトローラとして構成される。下側のロール状の定着部材を断熱性の高い弾性ゴムローラを用い、上側の熱線定着用回転部材から下側の定着部材への熱の拡散を防止すると共に、広いニップ幅も確保する。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により定着ローラ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、熱の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。さらに、金属製のパイプ４７１ａの内部中心に発熱源としてのハロゲンランプ４７１ｃを設けてもよい。むろん、本発明である上側の熱線定着ローラ１７ａと同じ構成を、下側の定着部材に用いてもよい。
【００５３】
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。
【００５４】
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は下側の定着ローラ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。
【００５５】
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（肉厚）１〜５ｍｍ、好ましくは１〜３ｍｍ厚で、ハロゲンランプ１７１ｇやキセノンランプ（不図示）よりの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る。ポリイミド、ポリアミド等を使用した透光性樹脂（熱伝導率が（２〜４）×１０^-3Ｊ／ｃｍ・ｓ・Ｋ、比熱が（１〜２）×Ｊ／ｇ・Ｋ、比重が０．８〜１．２）等を用いることも可能である。上記の如く、透光性基体１７１ａはあまり熱伝導性が良くない。
【００５６】
透光性弾性層１７１ｄは、厚さ（肉厚）０．５〜５ｍｍ、好ましくは１〜３ｍｍ厚の例えばシリコンゴムやフッ素ゴムを用い、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１７１ｄとしては高速化対応のために、ベース層にフィラーとしてシリカ、アルミナ、酸化マグネシウム等の金属酸化物の粉末を配合させて熱伝導率を向上させる方法がとられ、熱伝導率が（１〜３）×１０^-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。シリコンゴム層やフッ素ゴム層は熱伝導率がガラス部材を用いた透光性基体１７１ａ（熱伝導率が（５〜２０）×１０^-3Ｊ／ｃｍ・ｓ・Ｋ）より低いので、断熱性層の役割をする。熱伝導率を高めると一般的にゴム硬度が高くなる傾向があり、例えば通常４０Ｈｓのものが６０Ｈｓ（ＪＩＳ、Ａゴム硬度）近くまで高くなってしまう。好ましいゴム硬度は１０〜５０Ｈｓである。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、好ましくは２０〜３００μｍの厚さで塗られている。また、透光性弾性層１７１ｄを通過させる熱線の波長は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１７１ｄを形成してもよい。層中で１次、２次粒子を含めて平均粒径が１μｍ以下、好ましくは０．１μｍ以下であることが光散乱を防ぎ、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１７ａが弾性の高いソフトローラとして構成される。
【００５７】
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、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（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１７１ｂの熱伝導率は、カーボンブラック等の吸収剤の添加により、前記透光性弾性層１７１ｄのベース層（熱伝導率が（１〜１０）×１０^-3Ｊ／ｃｍ・ｓ・Ｋ）と比べて高めの（３〜１００）×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）より発され、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質量％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。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。
【００５８】
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２０〜１００μｍのＰＦＡ（フッ素樹脂）チューブを被覆したものや、フッ素樹脂（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（３〜１００）×１０^-3Ｊ／ｃｍ・ｓ・Ｋの離型層１７１ｃを設ける（分離型）。
【００５９】
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ＰＴＦＥ）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１７１ｂと離型層１７１ｃとを兼用し、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熱線吸収層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することが好ましく、後段において詳述する各実施形態においては、熱線吸収層として上述した熱線吸収層１７１ｂと離型層１７１ｃとを一体とする熱線吸収層１７１Ｂにて説明する。また後段において詳述するように、熱線吸収層１７１ｂと離型層１７１ｃとを一体とする熱線吸収層１７１Ｂとしては、厚さ２０〜１００μｍ程度のカーボン入りのＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ）チューブを被覆したものが好ましく用いられる。上述した熱線吸収層１７１ｂと離型層１７１ｃとを一体とする熱線吸収層１７１Ｂの熱伝導率は熱線吸収層１７１ｂの熱伝導率と略同様で、（３〜１０）×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）より発され、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）より発され、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。また、熱線吸収層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、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分散させたもので熱線吸収層１７１Ｂを形成してもよい。
【００６０】
図５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１７１ｂ（或いは熱線吸収層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（或いは熱線吸収層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（或いは熱線吸収層１７１Ｂ）で発熱が集中することになり、透光性弾性層１７１ｄ（或いは熱線吸収層１７１Ｂ）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（或いは熱線吸収層１７１Ｂ）の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（或いは熱線吸収層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（或いは熱線吸収層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１７１ｂ（或いは熱線吸収層１７１Ｂ）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（或いは熱線吸収層１７１Ｂ）の最大値が、界面から熱線吸収層１７１ｂ（或いは熱線吸収層１７１Ｂ）の厚さｔ１に対し、透光性弾性層１７１ｄ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、熱線吸収層１７１Ｂ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１７１ｂ（或いは熱線吸収層１７１Ｂ）の発熱分布は熱線吸収層１７１ｂ（或いは熱線吸収層１７１Ｂ）の中央部近傍に最大値を有し、熱線吸収層１７１ｂ（或いは熱線吸収層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。
【００６１】
また図６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、１５〜４５ｍｍ程度のものが用いられ、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（肉厚）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≦８ｍｍ、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。
【００６２】
また図７によれば、定着装置１７の熱線定着用回転部材である熱線定着ローラ１７ａは、透光性基体１７１ａと、その外側（外周面）に透光性弾性層１７１ｄと熱線吸収層１７１ｂと離型層１７１ｃとをその順に設けて、或いは透光性基体１７１ａと、その外側（外周面）に透光性弾性層１７１ｄと、その外側（外周面）に前述した熱線吸収層１７１ｂと離型層１７１ｃとを一体とする熱線吸収層１７１Ｂとをその順に設けて構成されるが、主としてガラス部材を用いる円筒状の透光性基体１７１ａの中心軸と平行して、透光性基体１７１ａの外周面の両端部に、透光性基体の保持部材としての、例えば耐熱性のポリイミド樹脂やポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ樹脂）等の樹脂部材を用いる樹脂フランジＪＦ１を設ける。透光性基体１７１ａの外側（外周面）端部に設けられる熱膨張率の大きな樹脂フランジＪＦ１により、主としてガラス部材を用いる透光性基体１７１ａの加熱時の熱膨張による透光性基体１７１ａの破損が防止される。ベアリングホルダＢＨ１に圧入される熱線定着用回転部材の軸受部材である熱線定着ローラベアリングＢ５が、透光性基体の保持部材としての樹脂フランジＪＦ１に嵌込まれ、熱線定着ローラ１７ａが回転可能に保持される。この際、透光性基体の保持部材としての樹脂フランジＪＦ１を設けずに、熱線定着用回転部材の軸受部材としての熱線定着ローラベアリングＢ５を、直接、透光性基体１７１ａの端部に嵌込んで、熱線定着ローラ１７ａの透光性基体１７１ａを保持するような構成としてもよい。また熱線定着ローラ１７ａの両端部に、例えばフッ素樹脂等を用いた滑り性の良い樹脂部材よりなる受け板ＰＬａを設け、熱線定着ローラ１７ａを両端より位置決めする。熱線定着ローラ１７ａの内部に熱線照射手段としてのハロゲンランプ１７１ｇやキセノンランプ（不図示）が設けられる。
【００６３】
また上側の熱線定着ローラ１７ａと対をなして設けられ、円筒状の金属製のパイプ４７１ａと、該金属製のパイプ４７１ａの外周面に例えばシリコン材を用いたゴムローラ４７１ｂとにより形成される、下側のロール状の定着部材としての定着ローラ４７ａは、上側の熱線定着ローラ１７ａに圧着された状態で、ベアリングホルダＢＨ２に圧入されるベアリングＢ６に金属製のパイプ４７１ａが嵌込まれて、回転可能に保持される。定着ローラ４７ａの金属製のパイプ４７１ａの一方の端部に設けられる歯車Ｇａの駆動により定着ローラ４７ａが駆動回転され、熱線定着ローラ１７ａが従動回転される。定着ローラ４７ａの内部に熱線照射手段としてのハロゲンランプ４７１ｃやキセノンランプ（不図示）が設けられる。
【００６４】
弾性を有する熱線定着ローラ１７ａと定着ローラ４７ａとの間で形成される、幅５〜２０ｍｍ程度のニップ部Ｎで記録紙Ｐを挟持し、熱と圧力とを加えることにより転写材上のトナー像が定着される。
【００６５】
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。
【００６６】
実施形態１
しかしながら、上記の定着装置の熱線定着用回転部材において、冒頭にて前述した如く、ガラス部材を用いる透光性基体からなる熱線定着用回転部材では、熱線定着用回転部材の運搬中や熱線定着用回転部材の定着装置への取り付けの際に、ガラス部材を用いる透光性基体の側端部が他の部材とぶつかり、ガラス基体（透光性基体）の側端部が欠けてしまったり、熱線定着用回転部材の定着装置内の回転時での寄り止め部材との当接により、ガラス基体（透光性基体）の側端部が欠けてしまったりする。この欠けた箇所を起点としてガラス基体に割れが発生し、致命的な破壊につながる。
【００６７】
これを防止するための、透光性基体の側端部の保護について、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成型方法と透光性基体の側端部の保護の方法の説明図であり、図９は、透光性基体の側端部の保護の他の例を示す図である。
【００６８】
図８によれば、ガラス部材を用いる透光性基体１７１ａの両端の内壁面に、円筒状の塗布用フランジＴＲａの一側端の、スリ割りＳＬが設けられる円筒状の保持部ＨＧを挿入（チャック）した後、塗布用フランジＴＲａの他端部に塗布用フランジＴＲｂを嵌込み、外周面にＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ）チューブを用いた熱線吸収層１７１Ｂが取付けられる円筒状の金型ＫＧにセットする。塗布用フランジＴＲｂの一方は、塗布用フランジＴＲａに取付けられた透光性基体１７１ａを金型ＫＧに挿入した後、塗布用フランジＴＲａに嵌め込まれる。
【００６９】
加熱される金型ＫＧに嵌入される塗布用フランジＴＲａの、一方の側に設けられる注入口ＣＨから、透光性弾性層１７１ｄを形成するためのゴム液が充填された後、加熱及び冷却が行われる。冷却後で、両端部の塗布用フランジＴＲｂが外された後、成型された熱線定着用回転部材としての熱線定着ローラ１７ａを金型ＫＧから抜き出し、透光性弾性層１７１ｄの両端部をカット面にてカットし、両端の塗布用フランジＴＲａを外して、ガラス部材を用いる透光性基体１７１ａ、ゴム部材を用いる透光性弾性層１７１ｄ及びＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ）を用いる熱線吸収層１７１Ｂからなる熱線定着ローラ１７ａが形成される。
【００７０】
この際、図８に示すように、透光性弾性層１７１ｄの両端部を、透光性基体１７１ａの端部面から外側に延長されて形成されるようにカットする。また、ガラス部材を用いる透光性基体１７１ａの肉厚をｔｘ（ｍｍ）、透光性基体１７１ａの端部よりも外側に延長されている部分の透光性弾性層１７１ｄの長さをｘ（ｍｍ）とするとき、
５≧ｘ／ｔｘ≧１
として透光性弾性層１７１ｄをカットすることが好ましい。ｘ／ｔｘ≧１として、透光性弾性層１７１ｄの端部長さをガラス部材を用いる透光性基体１７１ａの肉厚以上に形成することにより、熱線定着ローラ１７ａが他の部材にぶつかった際の、透光性基体１７１ａのガラス部材の端部側面Ｓａの全域を保護することが可能となる。また、ガラス部材を用いる透光性基体１７１ａの端部側面Ｓａの全域を確実に保護するために、ｘ／ｔｘ≦５とするが、ｘ／ｔｘが５を越えると（ｘ／ｔｘ＞５）、内部に挿入する熱線照射手段としてのハロゲンランプ１７１ｇやキセノンランプ（不図示）の出し入れがしにくくなり、出し入れの際に、透光性基体１７１ａのガラス部材の端部側面Ｓａに当たってしまうことが起こる。
【００７１】
上記により、熱線定着用回転部材の運搬中や熱線定着用回転部材の定着装置への取り付けの際に、透光性基体の側端部が保護され、他の部材とのぶつかりによる熱線定着用回転部材の透光性基体の側端部の欠けが防止される定着装置が可能となる。
【００７２】
また、透光性基体１７１ａの両側の端部側面Ｓａと接触する部分の塗布用フランジＴＲａの外径を、図８に点線にて示すように小径として、透光性弾性層１７１ｄのゴム液を充填し、透光性基体１７１ａの両側の外周面並びに端部側面Ｓａに、透光性弾性層１７１ｄが固着されるようにして、熱線定着ローラ１７ａを成型することが好ましく、端部側面Ｓａに固着される透光性弾性層１７１ｄにより、透光性基体１７１ａの端部側面Ｓａの保護がなされる。
【００７３】
上記により、熱線定着用回転部材の運搬中や熱線定着用回転部材の定着装置への取り付けの際に、透光性基体の側端部が保護され、他の部材とのぶつかりによる熱線定着用回転部材の透光性基体側端部の欠けが防止されると共に、定着装置内の回転時での寄り止め部材との当接の際での、側端部に設けられる透光性弾性層により透光性基体の側端部の保護がなされ、熱線定着用回転部材の透光性基体の側端部の欠けが防止される定着装置が可能となる。
【００７４】
また図９に示すように、熱線定着ローラ１７ａの両側の端部に、透光性弾性層１７１ｄ及び透光性基体１７１ａの端部を充分覆うような、例えば耐熱温度が２００℃以上のＰＡＩ（ポリアミドイミド）樹脂やＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の樹脂部材を用いる保護部材としての円筒状の樹脂キャップＪＣａを取り付け、透光性基体１７１ａの端部の保護を行うことも可能である。保護部材としてはシリコンゴム等の耐熱性のゴム部材を用いることも可能である。
【００７５】
透光性基体１７１ａの両側の外側（外周面）端部に設けられる熱膨張率の大きな樹脂キャップＪＣａにより、ガラス部材を用いる透光性基体１７１ａの加熱時の熱膨張による透光性基体１７１ａの破損が防止される。また、ベアリングホルダＢＨ１に圧入される熱線定着用回転部材の軸受部材である熱線定着ローラベアリングＢ５が、透光性基体１７１ａの両側に設けられる透光性基体の保持部材としての樹脂キャップＪＣａに嵌込まれ、熱線定着ローラ１７ａが回転可能に保持される。
【００７６】
上記により、熱線定着用回転部材の運搬中や熱線定着用回転部材の定着装置への取り付けの際に、透光性基体の側端部が保護され、他の部材とのぶつかりによる熱線定着用回転部材の透光性基体の側端部の欠けが防止される定着装置が可能となる。
【０１１８】
【発明の効果】
請求項１ないし４によれば、熱線定着用回転部材の運搬中や熱線定着用回転部材の定着装置への取り付けの際に、透光性基体の側端部が保護され、他の部材とのぶつかりによる熱線定着用回転部材の透光性基体の側端部の欠けが防止される定着装置が可能となる。
【０１１９】
請求項５または７によれば、熱線定着用回転部材の運搬中や熱線定着用回転部材の定着装置への取り付けの際に、透光性基体の側端部が保護され、他の部材とのぶつかりによる熱線定着用回転部材の透光性基体側端部の欠けが防止されると共に、定着装置内の回転時での寄り止め部材との当接の際での、側端部に設けられる透光性弾性層により透光性基体の側端部の保護がなされ、熱線定着用回転部材の透光性基体の側端部の欠けが防止される定着装置が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明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】 図３の定着装置の駆動を示す側断面図である。
【図８】 熱線定着用回転部材の成型方法と透光性基体の側端部の保護の方法の説明図である。
【図９】 透光性基体の側端部の保護の他の例を示す図である。
【符号の説明】
１０ 感光体ドラム
１１ スコロトロン帯電器
１２ 露光光学系
１３ 現像器
１７，１７Ａ 定着装置
１７ａ 熱線定着ローラ
４７ａ 定着ローラ
１７１ａ 透光性基体
１７１ｂ，１７１Ｂ 熱線吸収層
１７１ｃ 離型層
１７１ｄ 透光性弾性層

Claims (7)

1. 熱線を発する熱線照射手段を内部に有する円筒状のガラス部材からなる透光性基体と、前記透光性基体の外側に前記熱線に対して透光性を有する透光性弾性層と、前記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であって、
   前記透光性弾性層は前記透光性基体の端部面から外側に延長されており、前記透光性弾性層の軸方向の端が、前記熱線定着用回転部材の軸方向の端と一致することを特徴とする熱線定着用回転部材。
2. 前記透光性基体の肉厚をｔｘ（ｍｍ）、前記透光性基体の端部より外側に延長されている前記透光性弾性層の部分の長さをｘ（ｍｍ）とするとき、
   ５≧ｘ／ｔｘ≧１
   とすることを特徴とする請求項１に記載の熱線定着用回転部材。
3. 前記透光性弾性層は型で前記透光性基体と一体成型されることを特徴とする請求項１または２に記載の熱線定着用回転部材。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の熱線定着用回転部材の両端部付近の外周面を少なくとも前記透光性弾性層を介して軸受け部材で保持し、かつ、前記熱線定着用回転部材と当該熱線定着用回転部材に圧着しながら回転するロール状の定着部材とにより転写材上のトナー像を当該転写材に固定する構成の定着装置。
5. 熱線を発する熱線照射手段を内部に有する円筒状のガラス部材からなる透光性基体と、前記透光性基体の外側に前記熱線に対して透光性を有する透光性弾性層と、前記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であって、
   前記透光性弾性層は前記透光性基体の外周面並びに端部側面に固着されており、前記透光性弾性層の軸方向の端が、前記熱線定着用回転部材の軸方向の端と一致することを特徴とする熱線定着用回転部材。
6. 前記透光性弾性層は型で前記透光性基体と一体成型されることを特徴とする請求項５に記載の熱線定着用回転部材。
7. 請求項５または６に記載の熱線定着用回転部材の両端部付近の外周面を少なくとも前記透光性弾性層を介して軸受け部材で保持し、かつ、前記熱線定着用と当該熱線定着用回転部材に圧接しながら回転するロール状の定着部材とにより転写材上のトナー像を当該転写材に固定する構成の定着装置。

Images