JPH0580666A

JPH0580666A - ベルト定着装置

Info

Publication number: JPH0580666A
Application number: JP3243617A
Authority: JP
Inventors: Yasuhisa Kato; 泰久加藤
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1991-09-24
Filing date: 1991-09-24
Publication date: 1993-04-02
Anticipated expiration: 2015-08-07
Also published as: JP3073805B2

Abstract

(57)【要約】〔目的〕複写機等に用いられる転写紙上の未定着画像を
定着させるベルト定着装置をコストを抑えて耐久性の向
上を図る。〔構成〕複数本のベルトローラ２，３に巻き掛けられた
表面に弾性体層を有する高熱伝導率の無端ベルト１と、
該ベルト１の内側面に位置する対向ローラ６と、この対
向ローラ６にベルト１を介して対向する加圧ローラ５に
より挾圧され、上記対向ローラ６と加圧ローラ５で形成
されるニップ部に搬送される転写紙に形成されたトナー
像を加熱溶解定着させるベルト定着装置において、上記
対向ローラの表面硬度をＡ、弾性体層の硬度をＢ、加圧
ローラの表面硬度をＣとすとすき、Ａ≧ＢかつＣ≧Ｂで
上記弾性体層の厚みが１００μｍ以上とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真複写機、ファ
クシミリあるいはプリンター等の画像形成装置におい
て、トナー像をベルトを用いて定着するベルト定着装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】画像形成装置に用いられるベルト定着装
置においては、定着ベルト内面に発熱部材を配置し、こ
の発熱部材を介してローラを押し当てニップ部を形成
し、そのニップ部でトナー像などの未定着画像が転写さ
れた転写紙を挾持搬送し定着を行なっている。

【０００３】とろこで、上記定着ベルトは耐久性等を考
慮して、ポリアミド等の耐熱フィルム表層に四弗化エチ
レン樹脂（テフロン「商品名」）がコーティングされて
いる。そのため、上記ベルト定着装置を用いて転写紙上
のトナー像を定着すると、従来から知られているテフロ
ン加工がなされた押圧ローラを用いて画像定着するとき
に現れる梨地画像と同様の梨地画像が発生してしまう。
この梨地画像は、未定着画像(トナー像）側を剛体でつ
ぶしてもトナー層の表面の凹凸を慣らすことができず、
部分部分に凹部が残りその凹部で光が乱反射することで
発生するものである。そこで、上記ベルトにテフロンに
変わってシリコーンゴム等の弾性材をコーティングする
ことで、上記梨地画像の発生を防止することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した定着ベルトに
コーティングするシリコーンゴムは、肉厚（１ｍｍ程
度）にコーティングすることで、上記梨地画像の発生防
止に効果があるが、シリコーンゴムはコストが高い上や
わらかく、ベルト定着装置のコスト上昇を招くと共に耐
久性に問題が発生してしまう。本発明の目的は、低コス
トで耐久性に富むベルト定着装置を提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そこで、請求項１に記載
した発明では、表面に弾性体層を有する高熱伝導率の無
端ベルトを複数本のベルトローラに巻き掛け、上記ベル
トをその内側面に位置する対向ローラと、その外側面に
位置する加圧ローラとにより挾圧し、該ベルトと上記加
圧ローラにより形成されるニップ部によってトナー像を
加熱溶解定着するベルト定着装置において、上記対向ロ
ーラの表面硬度をＡ、上記弾性体層の硬度をＢ、上記加
圧ローラの表面硬度をＣとしたとき、Ａ≧Ｂ，Ｃ≧Ｂを
満たし、かつ上記弾性体層の厚みが１００μｍ以上であ
ることを特徴としている。

【０００６】また、請求項２記載の発明では、上記対向
ローラが剛体よりなり、加圧ローラＣが円筒形であるこ
とを特徴としており、請求項３記載の発明では、上記対
向ローラが弾性体よりなり、加圧ローラＣが円筒形もし
くは鼓形状であることを特徴としている。

【０００７】

【作用】ベルトの弾性体層の厚みを１００μｍ以上と
し、対向ローラの表面硬度Ａと加圧ローラの表面硬度Ｃ
を該弾性体層の硬度Ｂと同一もしくは硬く形成するの
で、転写紙の未定着画像側のトナー層の表面に直接当た
る該弾性体層がつぶれ、該トナー層の凹凸が慣らされ、
梨地画像の発生が抑えられる。

【０００８】

【実施例】以下、図を用いて本発明の第１の実施例を詳
細に説明する。符号１０１は複写機の定着装置を示す。
この定着装置１０１は、内部に発熱体４を有する正逆回
転可能なベルト加熱ロ−ラ２と従動ローラー３に巻き掛
けられた無端ベルト１と、このベルト１の内側で上記ロ
ーラー２，３の間に位置する対向ローラー６と、ベルト
１を挾んで対向ローラー６に圧接する正逆回転可能で発
熱体７を内蔵した加圧ロ−ラ５とで、主要部が構成され
ている。

【０００９】加圧ローラ５の周面の前後には、現像剤の
溶剤が浸透しやすい普通紙からなる転写紙Ｐが搬送され
る搬送路を構成するガイド１１，１２が配設されるとと
もに、転写紙Ｐの搬送方向下流側（図において左側）に
は加圧ローラ５に接した分離爪８と一対の排紙ローラ
９，１０が配置されている。

【００１０】ベルト加熱ローラ２により加熱されるベル
ト１と発熱体７により加熱する加圧ローラ５との接触部
位は、図示しない転写部で転写紙Ｐに転写されたトナー
像を加熱溶解定着する定着部（ニップ部）を形成してお
り、定着温度を所定値に保つためローラ２，５には温度
センサ２０，２１がそれぞれ設置されている。

【００１１】一方、上述したベルト１の表面には、弾性
体層であるゴム硬度４５ＨＳ’のシリコ−ンゴムが２０
０μｍの層厚でコーティングされている。また、対向ロ
ーラ６にはゴム材が用いられ、加圧ローラ５にもゴム材
が巻装されており、両者に用いられているゴム材は、ベ
ルト１にコーティングしたシリコーンゴムの硬度と同じ
硬度４５ＨＳ'のものが用いられている。

【００１２】ここで、本発明者は、弾性体層の表面硬度
（Ｂ）と加圧ローラ５及び対向ロ−ラ６の表面硬度
（Ａ）,（Ｃ）との関係における梨地画像の発生の有無
について、実験を行なった。以下、その実験について図
２を用いて説明する。

【００１３】図２(ａ）は、ベルト１にコーティングす
るシリコーンゴムに（ＪＩＳ−Ａ）の規格でゴム硬度４
５ＨＳ'のものを層厚１００μｍにして使用し、図２
(ｂ)は、同シリコーンゴムの層厚を３００μｍとし、さ
らに、対向ローラ６と加圧ローラ５に用いるゴム材の硬
度をそれぞれ３０，４５，６０ＨＳ'に設定し、各組合
せによる梨地の発生状態について５段階の評価をしたも
のである。

【００１４】梨地の状態はランク１が梨地の発生が多
く、ランク５が梨地の発生がない状態、すなわち転写紙
上に定着された画像状態が極めて良い状態を示し、ラン
ク４以上を合格（採用ライン）と定めた。また、固定条
件として、画像はフルカラー３色重ねで、トナー付着量
は１ｍｇ／ｃｍ²のべた画像、ニップ部の面圧は１ｋｇ
ｆ／ｃｍ²とした。

【００１５】図２(ａ)，(ｂ）によると、シリコーンゴ
ムの層厚が１００μｍｍの場合、加圧ローラ５，対向ロ
ーラ６の硬度(Ｃ),(Ａ)が共に４５ＨＳ'以上の時は、ラ
ンク４から５を示し、シリコーンゴムの層厚が３００μ
ｍの場合、加圧ローラ５，対向ローラ６の硬度(Ｃ),
(Ａ)が共に４５ＨＳ'の時で、最高のランクである５を
示している。また、図示はしていないが、シリコーンゴ
ムの層厚が５０μｍの場合には、加圧ローラ５，対向ロ
ーラ６の硬度(Ｃ),(Ａ)が共に６０ＨＳ'の場合のみ、ラ
ンク４であり、その他の組合せではランク３以下であっ
た。

【００１６】従って梨地が発生しない条件としては、ベルト１のシリコーンゴム層厚１００μｍｍ以上対向ローラ６のゴム硬度(Ａ)≧ベルト１のシリコーンゴ
ム硬度(Ｂ) 加圧ローラ５のゴム硬度(Ｃ)≧ベルト１のシリコーンゴ
ム硬度(Ｂ) という条件を満たせば良いことになる。

【００１７】換言すると、上記条件は、トナー像に直接
当たるシリコーンゴム層をつぶすことができれば、梨地
は形成されることはなくなる。但し、上記シリコーンゴ
ム層が５０μｍではつぶれる量が少なく、ベルト１が剛
体のときと同様の作用が働いてしまうので、梨地画像が
発生してしまうことになる。

【００１８】従って、本実施例では、ベルト１にゴム硬
度４５ＨＳ'のシリコ−ンゴムがコーティングされ、対
向ローラ６と加圧ローラ５には硬度４５ＨＳ'のゴム材
が用いられているので、転写紙Ｐが定着部に搬送される
と、発熱体４によって加熱されたローラ２を介して蓄熱
されるベルト１に、自身の内部より加熱される加圧ロ−
ラ５が押圧すると、対向ローラ６と加圧ローラ５に挾ま
れるベルト１は十分に弾性変形して転写紙上の未定着画
像（トナー像）を挾圧し加熱溶解定着する。そして、定
着がなされた転写紙Ｐは、ガイド１２に案内されて排紙
ローラー９，１０により図示しない排紙トレー上に排出
される。

【００１９】次に、本発明の第２の実施例について説明
する。第２の実施例は、上記第１の実施例におけるベル
ト１にコーティングしたシリコーンゴム層だけをより弾
性変形させる（つぶす）ために、対向ローラ６と加圧ロ
ーラ５の材質を第１の実施例よりも硬質としたものであ
る。

【００２０】具体的には、対向ローラー６をステンレス
（ＳＵＳ）製にし、加圧ローラ５にテフロンローラを使
用して、更に、このテフロンローラの外周面を内側に
０．０８ｍｍ窪ませた鼓形状とし、ベルト１にコーティ
ングするシリコーンゴムの層厚が１００μｍと３００μ
ｍにおける梨地画像の発生状態の実験を行なところ、シ
リコーンゴムの層厚１００μｍ，３００μｍ共にランク
５を示す結果が得られた。しかし、ここで新たな問題が
発生した。

【００２１】つまり、対向ローラ６と加圧ローラ５をあ
る程度硬質にしてもベルト１の弾性体層を厚くすれば梨
地の発生を防ぐことはできたが、加圧ローラ５を鼓形状
にしたために転写部の中央部に定着不足が発生した。

【００２２】そこで、加圧ローラ５の鼓量を変化させる
と共に、対向ローラ６の材質にゴム材とステンレス（Ｓ
ＵＳ）材とを用いて、定着性の実験を行なった。その時
の実験結果を示すものが図３である。図に示す○×印は
定着度の良不を示したもので、○印が定着状態良好で×
印が良くない状態を示す。

【００２３】この図によると、対向ローラ６が（ＳＵ
Ｓ）の場合、加圧ローラ５に鼓量がないとき定着状態が
よく、対向ローラ６がゴム製であるときは、加圧ローラ
５に鼓量があっても満足のいく定着状態を示している。
つまり、対向ローラ６が剛体である時、加圧ローラ５は
円筒形がよく、対向ローラ６が弾性材であれば加圧ロー
ラ５は円筒形でも鼓形状でもどちらでも良いということ
である。

【００２４】すなわち、対向ローラ６が剛体で加圧ロー
ラ５が円筒形であると、ニップ幅が均一に得られ、良好
な定着性を得ることができ、対向ローラ６が弾性体であ
ると、それが加圧ローラ５の表面形状にそって弾性変形
するので、加圧ローラ５が円筒形でなく鼓形状であって
も所定のニップ幅を得られ、シワのない良好な画像が形
成されるということである。

【００２５】

【発明の効果】以上、本発明によれば、定着ベルトの弾
性体層の厚みや表面硬度、対向、加圧の各ローラの表面
硬度を調整することにより、上記定着ベルトにコーティ
ングする弾性体層の肉厚が薄くとも良好な転写画像を得
ることができ、コストが低く耐久性に富むベルト定着装
置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施したベルト定着装置の構成を示す
構成図である。

【図２】（ａ),(ｂ）は定着ベルト、対向ローラ、加圧
ローラの硬度と厚みの関係を示す実験データである。

【図３】対向ローラと加圧ローラの材質と形状の関係を
示す実験データである。

【符号の説明】

１無端ベルト５加圧ローラ６対向ローラＡ対向ローラの表面硬度Ｂ弾性体層の硬度Ｃ加圧ローラの表面硬度Ｐ転写紙

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面に弾性体層を有する高熱伝導率の無端
ベルトを複数本のベルトローラに巻き掛け、上記ベルト
をその内側面に位置する対向ローラと、その外側面に位
置する加圧ローラとにより挾圧し、該ベルトと上記加圧
ローラにより形成されるニップ部によってトナー像を加
熱溶解定着するベルト定着装置において、上記対向ローラの表面硬度をＡ、上記弾性体層の硬度を
Ｂ、上記加圧ローラの表面硬度をＣとしたとき、Ａ≧Ｂ，Ｃ≧Ｂを満たし、かつ上記弾性体層の厚みが１
００μｍ以上であることを特徴とするベルト定着装置。
【請求項２】上記対向ローラが剛体よりなり、加圧ロー
ラＣが円筒形であることを特徴とする請求項１記載のベ
ルト定着装置。
【請求項３】上記対向ローラが弾性体よりなり、加圧ロ
ーラＣが円筒形もしくは鼓形状であることを特徴とする
請求項１記載のベルト定着装置。