JP2002207380A

JP2002207380A - 定着装置

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Publication number: JP2002207380A
Application number: JP2001000933A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Ono; 泰寛大野; Toshiya Natsuhara; 敏哉夏原; Oichi Sano; 央一佐野; Masaru Yano; 賢谷野; Yoshihiro Fukubatake; 好博福畑; Shozo Miyazaki; 正三宮崎
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 2001-01-09
Filing date: 2001-01-09
Publication date: 2002-07-26
Anticipated expiration: 2021-01-09
Also published as: JP4126875B2; US6476357B2; US20020125237A1

Abstract

(57)【要約】【課題】回転する一対の定着用ローラ間において記録
媒体にトナーを定着させるにあたり、定着装置が大型化
したり、ランニングコストが高く付くことがなく、トナ
ーが記録媒体に十分に定着されるようにする。【解決手段】トナーｔが供給された記録媒体１を回転
する一対の定着用ローラ11,12 間に導いて記録媒体にト
ナーを定着させる定着装置において、少なくともトナー
が供給された記録媒体の面と対向する一方の定着用ロー
ラ11に加熱装置14を設けると共に、この定着用ローラよ
りも周長が長くなった可撓性の定着用ベルト13をこの定
着用ローラの外周に設け、定着用ベルトを介して一対の
定着用ローラを圧接させたニップ部分よりも記録媒体の
送り方向下流側において定着用ベルトにたるみ部を形成
し、このたるみ部を他方の定着用ローラ12の外周面に接
触させた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、複写機やプリン
ター等の画像形成装置において、記録媒体に供給された
トナーを記録媒体に定着させるのに使用する定着装置に
係り、特に、トナーが供給された記録媒体を回転する一
対の定着用ローラ間に導いて、記録媒体にトナーを定着
させるようになった定着装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、複写機やプリンター等の画像
形成装置においては、記録媒体上にトナーを供給し、こ
のトナーを定着装置によって記録媒体に定着させること
が行われていた。

【０００３】ここで、このような定着装置として、従来
においては、一般に図１に示すように、トナーｔが供給
された記録媒体１を一対の定着用ローラ２，３間に導
き、この一対の定着用ローラ２，３間においてトナーｔ
を記録媒体１に定着させるようにしていた。

【０００４】また、このように一対の定着用ローラ２，
３間においてトナーｔを記録媒体１に定着させるにあた
り、トナーｔが記録媒体１に十分に定着されるように、
各定着用ローラ２，３内に加熱装置４，５を設けると共
に、各定着用ローラ２，３の外周部に弾性層２ａ，３ａ
を設け、上記の加熱装置４，５によって各定着用ローラ
２，３を加熱させると共に、定着用ローラ２，３を圧接
させて、各定着用ローラ２，３の外周部に設けられた弾
性層２ａ，３ａ間におけるニップ部分の長さを長くし、
トナーｔが十分に加熱，加圧されて記録媒体１に定着さ
れるようにしていた。

【０００５】一方、近年においては、上記のような画像
形成装置の高速化が図られ、トナーｔを速い速度で十分
に記録媒体１に定着させることが必要になり、またフル
カラー画像形成装置においては、記録媒体１上に複数色
のトナーｔが供給されてトナーｔの層が厚くなり、この
ように層が厚くなったトナーｔを記録媒体１に十分に定
着させることが必要になった。

【０００６】ここで、上記のような定着装置において、
トナーｔを速い速度で十分に記録媒体１に定着させた
り、層が厚くなったトナーｔを記録媒体１に十分に定着
させるためには、上記の定着用ローラ２，３間におい
て、トナーｔを加熱，加圧するニップ部分の長さをさら
に長くすることが必要になった。

【０００７】そして、このように定着用ローラ２，３間
におけるニップ部分の長さを長くするためには、上記の
各定着用ローラ２，３の径を大きくしたり、各定着用ロ
ーラ２，３の外周部に設ける弾性層２ａ，３ａを厚くす
る等の方法が考えられる。

【０００８】しかし、上記のように定着用ローラ２，３
の径を大きくした場合には、定着装置が大型化したり、
記録媒体１がトナーｔと接触する定着用ローラ２に巻き
付きやすくなるという問題があり、また定着用ローラ
２，３の外周部に設ける弾性層２ａ，３ａを厚くした場
合には、各定着用ローラ２，３の外周面まで熱が伝わり
にくくなり、トナーｔを十分に加熱することができなく
なって、記録媒体１にトナーｔが十分に定着されなくな
ったり、また各定着用ローラ２，３の外周面を十分に加
熱するために、大きな電力が必要になって、ランニング
コストが高く付く等の問題があった。

【０００９】また、近年においては、特開平９−１１４
２８３号公報に示されるように、加熱ローラと複数の支
持ローラに無端状の定着用ベルトを掛け渡し、この定着
用ベルトを介して加熱ローラを加圧ローラに押し付ける
と共に、さらに下流側において定着用ベルトを圧接部材
により加圧ローラに押し付け、定着用ベルトと加圧ロー
ラとのニップ領域を長くして、このニップ領域において
トナーを記録媒体に定着させるようにしたベルト定着装
置が提案されている。

【００１０】しかし、このようなベルト定着装置の場
合、定着用ベルトを加熱ローラと複数の支持ローラに掛
け渡して移動させるため、定着装置が大きくなって、画
像形成装置が大型化するという問題があり、また上記の
ように定着用ベルトが加熱ローラと複数の支持ローラに
掛け渡して移動している間に、この定着用ベルトが冷却
されてしまい、トナーを十分に加熱させて記録媒体に定
着させることができなくなったり、またトナーを記録媒
体に十分に定着させるため、加熱ローラによって定着用
ベルトを加熱させる条件を強くすることが必要になっ
て、ランニングコストが高く付いたり、さらに定着用ベ
ルトを介して複数の支持ローラを加熱させるために、ウ
オーミングアップに時間を要する等の問題があった。

【００１１】また、従来のベルト定着装置の場合には、
ベルトとローラとのニップ部において、記録媒体がカー
ルしたり皺が発生したりし、さらに巻き付きやジャムを
発生する問題もあった。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、記録媒体
に供給されたトナーを記録媒体に定着させる定着装置に
おける上記のような問題を解決することを課題とするも
のであり、トナーが供給された記録媒体を回転する一対
の定着用ローラ間に導いて、記録媒体にトナーを定着さ
せるにあたり、定着装置が大型化したり、ランニングコ
ストが高く付いたりするということがなく、記録媒体に
供給されたトナーが記録媒体に十分に定着されるように
することを課題としている。

【００１３】さらに、従来のベルト定着装置の場合のよ
うに、記録媒体がカールしたり皺が発生したりするのを
抑制し、巻き付きやジャムが発生しにくい定着装置を提
供することを課題としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この発明における定着装
置においては、上記のような課題を解決するため、トナ
ーが供給された記録媒体を回転する一対の定着用ローラ
間に導いて、記録媒体にトナーを定着させる定着装置に
おいて、少なくともトナーが供給された記録媒体の面と
対向する一方の定着用ローラに加熱装置を設けると共
に、この一方の定着用ローラよりも周長が長くなった可
撓性の定着用ベルトをこの一方の定着用ローラの外周に
設け、この定着用ベルトを介して上記の一対の定着用ロ
ーラを圧接させると共に、この圧接されたニップ部分よ
りも記録媒体の送り方向下流側において上記の定着用ベ
ルトにたるみ部を形成し、この定着用ベルトのたるみ部
を他方の定着用ローラの外周面に接触させるようにした
のである。

【００１５】そして、この発明における定着装置におい
ては、トナーが供給された記録媒体の面と対向する一方
の定着用ローラに設けられた加熱装置により、この定着
用ローラを介して定着用ベルトを加熱すると共に、この
定着用ベルトを介して一対の定着用ローラが圧接された
ニップ部分において、加熱された定着用ベルトと他方の
定着用ローラとにより記録媒体を挟持し、記録媒体に供
給されたトナーを加熱，加圧して記録媒体に定着させ、
さらにこのニップ部分よりも記録媒体の送り方向下流側
において、上記の定着用ベルトのたるみ部と他方の定着
用ローラとの接触部分でトナーを記録媒体に定着させる
ようになっている。

【００１６】このため、この発明における定着装置にお
いては、記録媒体に供給されたトナーが記録媒体に十分
に定着されるようになる。

【００１７】また、この発明の定着装置においては、上
記のように定着用ベルトを一方の定着用ローラの外周に
設け、上記のニップ部分よりも記録媒体の送り方向下流
側においてたるみ部を形成しているだけであるため、定
着用ベルトを加熱ローラと複数の支持ローラに掛け渡し
て移動させるようにした従来のベルト定着装置のよう
に、定着装置が大きくなるということがなく、また定着
用ベルト全体を加熱するのに時間がかかったり、加熱ロ
ーラと複数の支持ローラとの間を移動している途中に定
着用ベルトが冷却されるということもなく、定着用ベル
トが速やかに十分に加熱され、ランニングコストが高く
付いたり、ウォーミングアップに時間を要するというこ
ともない。

【００１８】また、上記のようにしてトナーが記録媒体
に定着された後、上記の接触部分から記録媒体が離れる
段階では、定着用ベルトの曲率が小さくなると共に、記
録媒体に定着されたトナーがある程度冷却された状態に
なって、トナーが定着用ベルトに付着するのが抑制され
ると共に、記録媒体が定着用ベルトから分離されやすく
なり、記録媒体が定着用ベルトに巻き付くのも防止され
るようになる。

【００１９】また、この発明の定着装置において、上記
の一対の定着用ローラにおける少なくとも１つの定着用
ローラの外周部に弾性層を設けると、定着用ベルトを介
して一対の定着用ローラを圧接された場合におけるニッ
プ部分の長さが長くなり、記録媒体に供給されたトナー
がさらに記録媒体に十分に定着されるようになる。

【００２０】また、この発明の定着装置において、上記
のように定着用ベルトを介して一対の定着用ローラを圧
接させた場合における上記のニップ部分から定着用ベル
トのたるみ部が他方の定着用ローラの表面に接触された
接触部分までの間に変曲点を持つようにすると、この変
曲点を境にして記録媒体に逆の方向の曲げ力が加わるよ
うになり、記録媒体のカールや皺の原因となる記録媒体
の曲がりが抑制されて通紙性が向上するために、記録媒
体が定着用ベルトや定着ローラに巻き付くのが一層防止
され、ジャム等の通紙トラブルが発生するのが減少す
る。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態に係る
定着装置を、添付図面に基づいて具体的に説明する。

【００２２】この実施形態における定着装置において
は、図２に示すように、円筒状になった芯金１１ａ，１
２ａの外周面に弾性層１１ｂ，１２ｂが設けられた一対
の定着用ローラ１１，１２を対向するように設け、トナ
ーｔが供給された記録媒体１の面と対向する一方の定着
用ローラ１１の外周に、この定着用ローラ１１よりも周
長が長くなった可撓性の定着用ベルト１３を設けると共
に、各定着用ローラ１１，１２の内部にハロゲンヒータ
等の加熱装置１４，１５を設けている。

【００２３】そして、この定着用ベルト１３を介して上
記の一対の定着用ローラ１１，１２を圧接させてニップ
部分を形成する共に、円柱状になった押さえ部材１６に
より定着用ベルト１３を上記の一方の定着用ローラ１１
の軸方向に沿ってこの定着用ローラ１１の外周面に押し
付け、上記のニップ部分よりも記録媒体１の送り方向下
流側において、この定着用ベルト１３を定着用ローラ１
１の外周面から離してたるみ部を形成し、このたるみ部
を他方の定着用ローラ１２の外周面に接触させるように
している。

【００２４】ここで、上記のように一対の定着用ローラ
１１，１２を圧接させてニップ部分を形成するにあたっ
ては、定着用ベルト１３が設けられていない他方の定着
用ローラ１２の弾性層１２ｂが定着用ベルト１３が設け
られた一方の定着用ローラ１１の弾性層１１ｂより大き
く凹んで、上記のニップ部分から定着用ベルト１３のた
るみ部が他方の定着用ローラ１２の外周面と接触した接
触部分までの間に変曲点Ｐを持つようにしている。

【００２５】ここで、この実施形態の定着装置によって
記録媒体１に供給されたトナーｔを記録媒体１に定着さ
せるにあたっては、上記の各加熱装置１４，１５によっ
て各定着用ローラ１１，１２及び定着用ベルト１３を加
熱させると共に、各定着用ローラ１１，１２の回転にと
もなって、定着用ベルト１３を一方の定着用ローラ１１
の外周側で移動させるようにする。

【００２６】そして、トナーｔが供給された記録媒体１
の面が上記の定着用ベルト１３と接触するようにして、
記録媒体１を定着用ベルト１３と他方の定着用ローラ１
２との間に導き、上記のニップ部分において加熱された
定着用ベルト１３と他方の定着用ローラ１２との間でト
ナーｔが供給された記録媒体１をニップし、記録媒体１
に供給されたトナーｔを加熱，加圧して記録媒体１に定
着させ、さらにこのニップ部分よりも記録媒体１の送り
方向下流側において、定着用ベルト１３のたるみ部と他
方の定着用ローラ１２とが接触する接触部分においても
記録媒体１をニップして、トナーｔを記録媒体１に定着
させるようにする。

【００２７】このようにすると、トナーｔが供給された
記録媒体１が定着用ベルト１３と他方の定着用ローラ１
２とにより長くニップされて、記録媒体１に供給された
トナーｔが記録媒体１に十分に定着されるようになる。

【００２８】そして、このようにしてトナーｔが記録媒
体１に定着された後、この記録媒体１が上記の接触部分
から離れる段階では、定着用ベルト１３の曲率が小さく
なっていると共に、定着用ベルト１３の温度がある程度
低くなって、記録媒体１に定着されたトナーｔもある程
度冷却され、トナーｔが定着用ベルト１３に付着するの
が抑制されると共に、記録媒体１が定着用ベルト１３か
らうまく分離されるようになり、記録媒体１が定着用ベ
ルト１３に巻き付くのが防止される。

【００２９】また、この実施形態の定着装置において
は、上記のようにニップ部分から定着用ベルト１３のた
るみ部が他方の定着用ローラ１２の外周面と接触した接
触部分までの間に変曲点Ｐを持つようにしているため、
この変曲点Ｐを境にして記録媒体１に逆の方向の曲げ力
が加わるようになり、記録媒体１の曲がりが抑制される
と共に、記録媒体１が定着用ベルト１３に巻き付くのが
より一層防止される。

【００３０】ここで、この実施形態の定着装置におい
て、上記の各定着用ローラ１１，１２における芯金１１
ａ，１２ａとしては、機械的強度や熱伝導性に優れた材
料で構成されたものを用いることが好ましく、例えば、
アルミニウム、ＳＵＳ、鉄、銅、真鍮等の金属及びこれ
らの合金、セラミック、繊維強化金属等の材料で構成さ
れたものを用いることができる。

【００３１】また、芯金１１ａ，１２ａの外周面に設け
る弾性層１１ｂ，１２ｂの材料としては、公知の弾性材
料を使用することができ、例えば、シリコーンゴム、フ
ッ素ゴム等を用いることができるが、表面張力が小さ
く、弾性及び熱的安定性に優れているシリコーンゴムを
用いることが好ましい。そして、このようなシリコーン
ゴムとしては、ＲＴＶシリコーンゴム、ＨＴＶシリコー
ンゴム等を用いることができ、具体的には、ポリジメチ
ルシリコーンゴム（ＭＱ）、メチルフェニルシリコーン
ゴム（ＰＭＱ）、メチルビニルシリコーンゴム（ＶＭ
Ｑ）、フルオロシリコーンゴム（ＦＶＭＱ）等を用いる
ことができる。

【００３２】また、これらの弾性層１１ｂ，１２ｂが変
形して適切なニップ部分が形成されるようにすると共
に、熱効率を高めるためには、これらの弾性層１１ｂ，
１２ｂのゴム硬度が、好ましくはＪＩＳＡ硬度で１〜
３０度、より好ましくは１〜１０度になるようにする。

【００３３】そして、このような弾性層１１ｂ，１２ｂ
を芯金１１ａ，１２ａの外周面に設けるにあたり、弾性
層１１ｂ，１２ｂの厚みが厚くなり過ぎると、加熱装置
１４，１５による熱が定着用ローラ１１，１２の外周面
に伝わりにくくなり、上記の定着用ベルト１３を所定の
温度に加熱するのに大きな電力や時間を要するようにな
るため、弾性層１１ｂ，１２ｂの厚みが好ましくは５ｍ
ｍ以下、より好ましくは３ｍｍ以下になるようにする。
一方、弾性層１１ｂ，１２ｂの厚みが薄くなりすぎる
と、上記のように定着用ローラ１１，１２を圧接させた
場合におけるニップ部分の長さが短くなって、記録媒体
１に対してトナーｔを十分に定着させることができなく
なるおそれがある。このため、弾性層１１ｂ，１２ｂの
厚みを、０．１〜２．０ｍｍの範囲にすることが好まし
いが、さらに熱効率を高めるために、必要に応じて、定
着用ベルト１３を掛け渡して定着用ローラ１１における
弾性層１１ｂをなくすことも可能である。

【００３４】また、上記のように一対の定着用ローラ１
１，１２を圧接させた場合に、定着用ベルト１３が設け
られていない他方の定着用ローラ１２の弾性層１２ｂが
定着用ベルト１３が設けられた一方の定着用ローラ１１
の弾性層１１ｂより大きく凹んで、変曲点Ｐが形成され
るようにするためには、例えば、他方の定着用ローラ１
２の弾性層１２ｂを、一方の定着用ローラ１１の弾性層
１１ｂよりも柔らかい弾性材料で構成したり、他方の定
着用ローラ１２の弾性層１２ｂの厚みが、一方の定着用
ローラ１１の弾性層１１ｂの厚みより大きくしたり、こ
れらを組み合わせて調整することができる。

【００３５】ここで、他方の定着用ローラ１２の弾性層
１２ｂを、一方の定着用ローラ１１の弾性層１１ｂより
も柔らかい弾性材料で構成するにあたり、両弾性層１１
ｂ，１２ｂにおけるゴム硬度の差が少ないと、うまく凹
形状になったニップ部分が形成されなくなる一方、ゴム
硬度の差が大きくなり過ぎると、他方の定着用ローラ１
２の弾性層１２ｂにおける凹みが大きくなり過ぎて、記
録媒体１にトナーｔを定着させる際に、記録媒体１にし
わが発生するため、両弾性層１１ｂ，１２ｂにおけるゴ
ム硬度の差が、ＪＩＳＡ硬度で１〜２０度、好ましく
は５〜１０度の範囲になるようにする。

【００３６】また、他方の定着用ローラ１２の弾性層１
２ｂの厚みが、一方の定着用ローラ１１の弾性層１１ｂ
の厚みより大きくなるようにするにあたっては、両弾性
層１１ｂ，１２ｂにおける厚みの差が少ないと、うまく
凹形状になったニップ部分が形成されなくなる一方、両
弾性層１１ｂ，１２ｂにおける厚みの差が大きくなり過
ぎると、他方の定着用ローラ１２の弾性層１２ｂにおけ
る凹みが大きくなり過ぎて、記録媒体１にトナーｔを定
着させる際に、記録媒体１にしわが発生するため、両弾
性層１１ｂ，１２ｂにおける厚みの差を０．２〜３ｍ
ｍ、好ましくは０．５〜２ｍｍの範囲になるようにす
る。

【００３７】また、定着用ローラ１１，１２における弾
性層１１ｂ，１２ｂのゴム硬度と厚みとをそれぞれ変更
させて調整することもできる。

【００３８】なお、上記の一方の定着用ローラ１１の外
周部に弾性層１１ｂを設けないようにすることも可能で
あるが、この場合には、一対の定着用ローラ１１，１２
間におけるニップ部分の長さを十分に確保することが困
難になるため、他方の定着用ローラ１２の弾性層１２ｂ
の厚みを０．５〜３ｍｍ、好ましくは１〜２ｍｍの範囲
になるようにする。

【００３９】また、上記のように弾性層１１ｂ，１２ｂ
を芯金１１ａ，１２ａの外周面を設けるにあたっては、
例えば、弾性層１１ｂ，１２ｂに用いるゴム等の材料を
用いた塗液を調製し、この塗液を公知のコーティング法
によって芯金１１ａ，１２ａの外周面に塗布し、これを
乾燥させて設けることができる。ここで、このようなコ
ーティング法としては、例えば、ニーダーコーティング
法、バーコーティング法、カーテンコーティング法、ス
ピンコーティング法、ディップコーティング法等が挙げ
られ、生産性等の点からは、ディップコーティング法を
用いることが好ましい。

【００４０】一方、上記の定着用ベルト１３としては、
様々なベルトを用いることができ、例えば、図３に示す
ように、ベルト基材１３ａの表面に離型層１３ｂを設け
たものや、図４に示すように、ベルト基材１３ａと離型
層１３ｂとの間に弾性層１３ｃを設けたものを用いるこ
とができる。

【００４１】ここで、上記のベルト基材１３ａの材料と
しては、例えば、熱硬化性ポリイミド，熱可塑性ポリイ
ミド，ポリアミド，ポリアミドイミド等のポリマーや、
ステンレス，ニッケル，銅等の金属を用いることがで
き、定着用ベルト１３における耐熱性，耐摩耗性，耐薬
品性等を高める点からは、熱硬化性ポリイミドで構成さ
れたベルト基材１３ａを用いることが好ましい一方、定
着用ベルト１３が速やかに均一に加熱されるようにする
ためには、ステンレス，ニッケル，銅等の金属で構成さ
れたベルト基材１３ａを用いることが好ましい。

【００４２】また、上記の離型層１３ｂの材料として
は、トナーｔの付着性が低いものを用いることが好まし
く、例えば、フッ素ゴム、シリコーンゴム、フッ素樹脂
等を用いることができ、特に、フッ素樹脂を用いること
が好ましい。

【００４３】ここで、離型層１３ｂに使用するフッ素樹
脂としては、例えば、パーフルオロアルコキシフッ素樹
脂（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦ
Ｅ）、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピ
レン共重合体（ＦＥＰ）、ポリエチレン・テトラフルオ
ロエチレン（ＥＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶ
ＤＦ）、ポリクロロ三フッ化エチレン（ＰＣＴＦＥ）、
フッ化ビニル（ＰＶＦ）等を用いることができ、また離
型層１３ｂに使用するフッ素ゴムとしては、例えば、フ
ッ化ビニリデン系ゴム、フルオロシリコーン系ゴム、テ
トラフルオロエチレン・プロピレン系ゴム、フルオロフ
ォスファゼン系ゴム、テトラフルオロエチレン−パーフ
ルオロビニルエーテル系（パーフルオロ系）ゴム等を用
いることができる。

【００４４】また、定着用ベルト１３における弾性層１
３ｃの材料としては、上記の定着用ローラ１１，１２に
設ける弾性層１１ｂ，１２ｂの場合と同様の弾性材料を
用いることができる。

【００４５】ここで、上記のように定着用ベルト１３の
表面に離型層１３ｂや弾性層１３ｃを設けるにあたって
は、定着用ローラ１１，１２に弾性層１１ｂ，１２ｂを
設ける場合と同様に、離型層１３ｂや弾性層１３ｃの材
料を用いた塗液を調製し、この塗液を公知のコーティン
グ法によって塗布し、これを乾燥させて設けることがで
きる。

【００４６】そして、このような定着用ベルト１３にお
いて、その厚みが厚くなると、一般に定着用ベルト１３
の柔軟性が低下したり、定着用ベルト１３を加熱するの
に大きな電力や時間を要するようになる一方、その厚み
が薄くなりすぎると、上記のように定着用ローラ１１，
１２を圧接させた場合においてニップ部分における定着
用ベルト１３の変形が少なく、トナーｔが十分に押圧さ
れなくなるおそれがあるため、この定着用ベルト１３の
厚みを５０〜５００μｍ、望ましくは１００〜３００μ
ｍにし、またこの定着用ベルト１３が速やかに加熱され
るようにするためには、２００μｍ以下になるようにす
る。

【００４７】また、この定着用ベルト１３において、上
記のベルト基材１３ａの厚みが厚くなりすぎると、定着
用ベルト１３の柔軟性が低下するため、その厚みを１０
０μｍ以下、好ましくは１０〜７０μｍの範囲になるよ
うにする。

【００４８】また、上記のように離型層１３ｂを設ける
場合には、その厚みを、通常５〜１００μｍの範囲に
し、好ましくは１０〜３０μｍの範囲にする。

【００４９】さらに、図４に示すように、ベルト基材１
３ａと離型層１３ｂとの間に弾性層１３ｃを設ける場合
において、この弾性層１３ｃの厚みが厚くなると、定着
用ベルト１３を加熱するのに大きな電力や時間を要する
ようになるため、この弾性層１３ｃの厚みを、通常は５
００μｍ以下にするのが好ましく、より好ましくは３０
０μｍ以下にする。

【００５０】一方、この弾性層１３ｃの厚みを厚くした
場合、定着用ローラ１１，１２を圧接させたニップ部分
においてこの弾性層１３ｃが変形して、定着用ベルト１
３が記録媒体１上におけるトナーｔとうまく接触して、
トナーｔが記録媒体１１に十分に定着されるようにな
り、複数色のトナーｔが供給されてトナーｔの層が厚く
なった場合においても、トナーｔが記録媒体１に十分に
定着されて良好なフルカラー画像が得られるようになる
ため、フルカラー画像を得る場合には、弾性層１３ｃの
厚みを１００μｍ以上にすることが好ましい。

【００５１】また、この実施形態の定着装置において、
上記のように記録媒体１に供給されたトナーｔを記録媒
体１に定着させるにあたり、トナーｔが定着用ベルト１
３に付着してオフセットが生じるのを抑制すると共に、
記録媒体１が定着用ベルト１３から適切に分離されるよ
うにするため、トナーｔと接触する定着用ベルト１３の
表面にシリコーンオイルやフッ素オイル等の離型剤を供
給させるようにしてもよい。

【００５２】また、この実施形態の定着装置において、
定着用ベルト１３の温度を適切に制御するため、サーミ
スタや温度センサ等によって定着用ベルト１３の温度を
測定し、これに基づいて、各種の制御装置（図示せず）
により上記の加熱装置１４，１５を制御させるようにし
てもよい。

【００５３】また、この実施形態における定着装置にお
いては、定着用ベルト１３を介して一対の定着用ローラ
１１，１２を圧接させたニップ部分よりも記録媒体１の
送り方向下流側において、この定着用ベルト１３にたる
み部を形成し、このたるみ部を他方の定着用ローラ１２
の外周面に接触させるにあたり、円柱状になった押さえ
部材１６により定着用ベルト１３を定着用ローラ１１の
軸方向に沿ってこの定着用ローラ１１の外周面に押し付
けるようにしたため、定着用ベルト１３に加わるストレ
スが少なくてすみ、長期の使用に耐えることができると
共に、この押さえ部材１６に定着用ベルト１３の熱が奪
われることも少なくなる。また、定着用ベルト１３を速
やかに加熱させるため、この押さえ部材１６の内部にハ
ロゲンランプ等の加熱装置（図示せず）を設けるように
したり、この押さえ部材１６の表面に複数の溝（図示せ
ず）を設けて定着用ベルト１３に対する摩擦力を調整す
るようにしたり、この押さえ部材１６にクリーニング機
能やオイル塗布機能等を設け、この押さえ部材１６によ
って定着用ベルト１３の汚れを除去したり、定着用ベル
ト１３に離型性のオイルを塗布して、トナーｔが定着用
ベルト１３に付着するのを防止するようにしてもよい。

【００５４】なお、定着用ベルト１３にたるみ部を形成
し、このたるみ部を他方の定着用ローラ１２の外周面に
接触させる方法は、特に上記のような方法に限定され
ず、例えば、図５に示すように、円弧状になった押さえ
部材１６ａにより、たるみ部を形成しない部分において
定着用ベルト１３を上記の定着用ローラ１１の外周面に
押し付けるようにし、定着用ベルト１３が定着用ローラ
１１の外周面に押し付けられていないニップ部分よりも
記録媒体１の送り方向下流側にたるみ部を形成し、この
たるみ部を他方の定着用ローラ１２の外周面に接触させ
るようにすることも可能である。このようにすると、ニ
ップ部分よりも記録媒体１の送り方向下流側に定着用ベ
ルト１３のたるみ部が安定して形成されるようになる。

【００５５】また、上記の実施形態における定着装置に
おいて、図６に示すように、定着用ローラ１１の外周に
設けた上記の定着用ベルト１３を、上記のニップ部分よ
りも記録媒体１の送り方向下流側に設けた１つの案内ロ
ーラ１７に掛け渡して、ニップ部分よりも記録媒体１の
送り方向下流側において、定着用ベルト１３を他方の定
着用ローラ１２の外周面に接触させるようにしたり、図
７に示すように、定着用ローラ１１の外周に設けた上記
の定着用ベルト１３を、上記のニップ部分よりも記録媒
体１の送り方向下流側に設けた２つの案内ローラ１７
ａ，１７ｂに掛け渡して、ニップ部分よりも記録媒体１
の送り方向下流側において、定着用ベルト１３を他方の
定着用ローラ１２の外周面に接触させるようにすること
も可能である。

【００５６】次に、上記の図２に示す定着装置におい
て、各定着用ローラ１１，１２の外周部に設ける弾性層
１１ｂ，１２ｂの種類を変更させて、記録媒体１上にト
ナーｔを定着させる実験を行い、各定着用ローラ１１，
１２の外周部に設ける好ましい弾性層１１ｂ，１２ｂの
組み合わせについて検討を行った。

【００５７】（実験例１）この実験例においては、定着
用ベルト１３として、内径が６５ｍｍで、厚みが５０μ
ｍになったベルト基材１３ａの表面側に、厚みが２００
μｍになったゴム製の弾性層１３ｃと厚みが３０μｍに
なったパーフルオロアルコキシフッ素樹脂製の離型層１
３ｂが設けられたものを用いるようにした。

【００５８】また、この定着用ベルト１３を外周に設け
る一方の定着用ローラ１１及び他方の定着用ローラ１２
としては、それぞれ外径が６０ｍｍになったものを用い
るようにした。

【００５９】そして、一方の定着用ローラ１１の外周部
と他方の定着用ローラ１２の外周部とにそれぞれゴム硬
度が１０度の弾性層１１ｂ，１２ｂを設けるようにし、
下記の表１に示すように、一方の定着用ローラ１１の外
周部に設ける弾性層１１ｂの厚みＤ１を０ｍｍ，０．１
ｍｍ，２．０ｍｍにする一方、他方の定着用ローラ１２
の外周部に設ける弾性層１２ｂの厚みＤ２を変更させ
て、他方の定着用ローラ１２における弾性層１２ｂの厚
みＤ２と一方の定着用ローラ１１における弾性層１１ｂ
の厚みＤ１との差（Ｄ２−Ｄ１）を変更させた。

【００６０】そして、定着温度を１８０℃、定着速度を
２００ｍｍ／ｓｅｃにして、それぞれ１０００枚のＡ４
サイズの記録媒体１に対してトナーｔを定着させて、定
着性能の評価を行い、その結果を表１に示した。

【００６１】ここで、定着性能の評価については、１０
００枚の定着中において記録媒体に全く皺やカールが発
生しなかった場合を◎、１，２枚の記録媒体に皺やカー
ルが発生した場合を○、２〜１０枚の記録媒体に皺やカ
ールが発生するか１，２回のジャムが生じた場合を△、
１０枚以上の記録媒体に皺やカールが発生するか３回以
上のジャムが生じた場合を×で示した。

【００６２】

【表１】

【００６３】この結果、一方の定着用ローラ１１の外周
部と他方の定着用ローラ１２の外周部とにそれぞれゴム
硬度が１０度の弾性層１１ｂ，１２ｂを設けた場合にお
いて、両弾性層１１ｂ，１２ｂにおける厚みの差（Ｄ２
−Ｄ１）を０．２〜３ｍｍの範囲にすると、記録媒体１
に皺やカールが発生するのが抑制された。

【００６４】また、一方の定着用ローラ１１の外周部に
弾性層１１ｂを設けないようにした場合には、他方の定
着用ローラ１２の弾性層１２ｂの厚みを０．５〜３ｍｍ
の範囲にすると、記録媒体１に皺やカールが発生するの
が抑制された。

【００６５】（実験例２）この実験例においても、定着
用ベルト１３として、上記の実験例１と同じものを用い
ると共に、一方の定着用ローラ１１及び他方の定着用ロ
ーラ１２としては、それぞれ外径が６０ｍｍになったも
のを用いるようにした。

【００６６】そして、一方の定着用ローラ１１の外周部
と他方の定着用ローラ１２の外周部とにそれぞれ１ｍｍ
になった弾性層１１ｂ，１２ｂを設けるようにし、下記
の表２に示すように、一方の定着用ローラ１１の外周部
に設ける弾性層１１ｂのゴム硬度Ｓ１を１度，１０度，
３０度にする一方、他方の定着用ローラ１２の外周部に
設ける弾性層１２ｂのゴム硬度Ｓ２を変更させて、一方
の定着用ローラ１１における弾性層１１のゴム硬度Ｓ１
と他方の定着用ローラ１２における弾性層１２ｂのゴム
硬度Ｓ２との差（Ｓ１−Ｓ２）を変更させた。

【００６７】そして、上記の実験例１の場合と同様に、
定着温度を１８０℃、定着速度を２００ｍｍ／ｓｅｃに
して、それぞれ１０００枚のＡ４サイズの記録媒体１に
対してトナーｔを定着させて、定着性能の評価を行い、
その結果を表２に示した。

【００６８】

【表２】

【００６９】この結果、一方の定着用ローラ１１の外周
部と他方の定着用ローラ１２の外周部とにそれぞれ厚み
が１ｍｍの弾性層１１ｂ，１２ｂを設けた場合におい
て、両弾性層１１ｂ，１２ｂにおけるゴム硬度の差（Ｓ
１−Ｓ２）を１〜２０度の範囲にすると、記録媒体１に
皺やカールが発生するのが抑制された。

【００７０】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明における
定着装置においては、トナーが供給された記録媒体の面
と対向する一方の定着用ローラに設けられた加熱装置に
より、この定着用ローラを介して定着用ベルトを加熱す
ると共に、この定着用ベルトを介して一対の定着用ロー
ラが圧接されたニップ部分において、加熱された定着用
ベルトと他方の定着用ローラとにより記録媒体をニップ
し、記録媒体に供給されたトナーを加熱，加圧して記録
媒体に定着させ、さらにこのニップ部分よりも記録媒体
の送り方向下流側において、上記の定着用ベルトのたる
み部と他方の定着用ローラとの接触部分でトナーを記録
媒体に定着させるようにしたため、記録媒体に供給され
たトナーが速やかに記録媒体に十分に定着されるように
なった。

【００７１】また、この発明の定着装置においては、上
記のように定着用ベルトを一方の定着用ローラの外周に
設け、上記のニップ部分よりも記録媒体の送り方向下流
側においてたるみ部を形成しているだけであるため、定
着用ベルトを加熱ローラと複数の支持ローラに掛け渡し
て移動させるようにした従来のベルト定着装置のよう
に、定着装置が大きくなるということがなく、また定着
用ベルト全体を加熱するのに時間がかかったり、加熱ロ
ーラと複数の支持ローラとの間を移動している途中に定
着用ベルトが冷却されるということもなく、定着用ベル
トが速やかに十分に加熱されるようになり、ランニング
コストが安くなると共に、ウォーミングアップに要する
時間も短くなった。

【００７２】さらに、この発明の定着装置においては、
上記のようにしてトナーが記録媒体に定着された後、上
記の接触部分から記録媒体が離れる段階では、定着用ベ
ルトの曲率が小さくなると共に、記録媒体に定着された
トナーがある程度冷却された状態になっているため、記
録媒体が定着用ベルトから分離されやすくなり、トナー
が定着用ベルトに付着したり、記録媒体が定着用ベルト
に巻き付くのが防止されるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】トナーが供給された記録媒体を一対の定着用ロ
ーラ間に導いて、トナーを記録媒体に定着させるように
した従来の定着装置の概略説明図である。

【図２】この発明の一実施形態に係る定着装置の概略説
明図である。

【図３】同実施形態の定着装置に用いる定着用ベルトを
示した断面説明図である。

【図４】同実施形態の定着装置に用いる定着用ベルトの
変更例を示した断面説明図である。

【図５】この発明の実施形態に係る定着装置において、
一方の定着用ローラの外周に設けられた定着用ベルトに
たるみ部を形成する場合の変更例を示した概略説明図で
ある。

【図６】この発明の実施形態に係る定着装置において、
一方の定着用ローラの外周に設けた定着用ベルトをニッ
プ部分よりも記録媒体の送り方向下流側に設けた１つの
案内ローラに掛け渡し、ニップ部分よりも記録媒体の送
り方向下流側において定着用ベルトを他方の定着用ロー
ラの外周面に接触させるようにした変更例の概略説明図
である。

【図７】この発明の実施形態に係る定着装置において、
一方の定着用ローラの外周に設けた定着用ベルトをニッ
プ部分よりも記録媒体の送り方向下流側に設けた２つの
案内ローラに掛け渡し、ニップ部分よりも記録媒体の送
り方向下流側において定着用ベルトを他方の定着用ロー
ラの外周面に接触させるようにした変更例の概略説明図
である。

【符号の説明】

１記録媒体１１，１２定着用ローラ１１ｂ，１２ｂ弾性層１３定着用ベルト１４，１５加熱装置１６，１６ａ押さえ部材１７，１７ａ，１７ｂ案内ローラＰ変曲点

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐野央一大阪市中央区安土町二丁目３番13号大阪国際ビルミノルタ株式会社内 (72)発明者谷野賢大阪市中央区安土町二丁目３番13号大阪国際ビルミノルタ株式会社内 (72)発明者福畑好博大阪市中央区安土町二丁目３番13号大阪国際ビルミノルタ株式会社内 (72)発明者宮崎正三大阪市中央区安土町二丁目３番13号大阪国際ビルミノルタ株式会社内Ｆターム(参考） 2H033 AA02 AA20 AA21 BA10 BA11 BA27 BB06 BB29 BB30 BB33 BB38 BB39 3J103 AA02 BA41 BA43 FA18 FA30 GA02 GA57 GA58 HA03 HA12

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トナーが供給された記録媒体を回転する
一対の定着用ローラ間に導いて、記録媒体にトナーを定
着させる定着装置において、少なくともトナーが供給さ
れた記録媒体の面と対向する一方の定着用ローラに加熱
装置を設けると共に、この一方の定着用ローラよりも周
長が長くなった可撓性の定着用ベルトをこの一方の定着
用ローラの外周に設け、この定着用ベルトを介して上記
の一対の定着用ローラを圧接させると共に、この圧接さ
れたニップ部分よりも記録媒体の送り方向下流側におい
て上記の定着用ベルトにたるみ部を形成し、この定着用
ベルトのたるみ部を他方の定着用ローラの外周面に接触
させたことを特徴とする定着装置。
【請求項２】請求項１に記載した定着装置において、
上記の一対の定着用ローラにおける少なくとも１つの定
着用ローラの外周部に弾性層を設けたことを特徴とする
定着装置。
【請求項３】請求項１又は２に記載した定着装置にお
いて、上記の定着用ベルトを介して一対の定着用ローラ
を圧接させた場合における上記のニップ部分から定着用
ベルトのたるみ部が他方の定着用ローラの表面に接触さ
れた接触部分までの間に変曲点を有することを特徴とす
る定着装置。
【請求項４】トナーが供給された記録媒体を回転する
一対の定着用ローラ間に導いて、記録媒体にトナーを定
着させる定着装置において、少なくともトナーが供給さ
れた記録媒体の面と対向する一方の定着用ローラに加熱
装置を設けると共に、この一方の定着用ローラよりも周
長が長くなった可撓性の定着用ベルトをこの一方の定着
用ローラの外周に設け、この定着用ベルトを介して上記
の一対の定着用ローラを圧接させた場合に、この圧接さ
れたニップ部分において他方の定着ローラの外周部が凹
んだ状態になると共に、この凹んだニップ部分から変曲
点を経て、記録媒体の送り方向下流側において上記の定
着用ベルトがこの他方の定着ローラの外周面に沿うよう
に接触していることを特徴とする定着装置。
【請求項５】請求項４に記載した定着装置において、
上記の一対の定着用ローラは外周部にそれぞれ弾性層が
設けられ、定着用ベルトが外周に設けられた一方の定着
用ローラにおける弾性層の硬度が他方の定着用ローラに
おける弾性層の硬度よりも高くなっていることを特徴と
する定着装置。
【請求項６】請求項４又は５に記載した定着装置にお
いて、上記の一対の定着用ローラは外周部にそれぞれ弾
性層が設けられ、定着用ベルトが外周に設けられた一方
の定着用ローラにおける弾性層の厚みが他方の定着用ロ
ーラにおける弾性層の厚みよりも薄くなっていることを
特徴とする定着装置。
【請求項７】請求項４に記載した定着装置において、
定着用ベルトが外周に設けられた一方の定着用ローラの
外周部に弾性層を設けない一方、他方の定着用ローラの
外周部に弾性層を設けたことを特徴とする定着装置。