JPH11219052A

JPH11219052A - 定着装置

Info

Publication number: JPH11219052A
Application number: JP2229098A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Kanazawa; 祥雄金澤
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1998-02-03
Filing date: 1998-02-03
Publication date: 1999-08-10

Abstract

(57)【要約】【課題】ベルトの駆動トルクが経時的に変化すること
なく、ベルトの安定した走行性能を確保でき、高品質の
画像が安定した得られる定着装置の提供。【解決手段】加熱源１４を有する定着ロール１０と、
エンドレスベルト２０と、エンドレスベルト２０の内側
に非回転状態で配置された加圧部材３０とを有し、エン
ドレスベルト２０を介して加圧部材３０を定着ロール１
０に押圧してニップ１６を形成する。また、エンドレス
ベルト２０の内周面に潤滑剤を保持するための潤滑剤供
給部材４０が設けられる。潤滑剤供給部材４０は、望ま
しくは、フェルト等からなる保持部材とフッ素樹脂を延
伸成形し多数の空孔を有する潤滑剤透過量規制膜とから
なる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は定着装置に係り、特
に電子写真複写機、プリンター、ファクシミリなどの電
子写真方式を利用した画像情報記録装置において、記録
体上の未定着トナー像を接触加熱定着するいわゆる加熱
定着装置に用いられる、定着用エンドレスベルトを備え
た定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば、図９に示す定着装置１の
ように、それぞれ軸受けにより回転自在に保持され、互
いに圧接された一対の加熱された加熱定着ロール１０お
よび圧力ロール４０間のニップ部１６に未定着トナー像
を担持した記録体を通過させることにより加熱定着を行
う加熱加圧定着ロール型のものが主流であった。

【０００３】加熱定着ロール１０は、中空アルミニウム
製のコア１１上の外周面にシリコーンゴム等の弾性体層
１２が形成され、この弾性体層１２の外表面には離型層
１３が形成されており、コア１１内には加熱源１４が設
けられ、加熱定着ロール１０の表面には感温素子１５が
当接されている。また、圧力ロール４０は、金属製のコ
ア４１の外表面にシリコーンゴム等の弾性体層４２が形
成されている。

【０００４】このような従来における加熱加圧ロール型
定着方式においては、加熱定着ロール１０または圧力ロ
ール４０の一方もしくは両方のロールの弾性体層１２，
４２を変形させてニップ域１６を形成しているので、以
下のような問題がある。即ち、ある所定幅以上のニップ
を形成するためには、加熱定着ロール１０または圧力ロ
ール４０の一方若しくは両方のロールの弾性体層１２，
４２を比較的厚くし、またこれらのロール間の押圧力を
大きくしなければならない。このことは、加熱定着ロー
ル１０の弾性体層１２及びコア１１の厚肉化、加熱定着
ロール１０の大熱容量化に繋がる。換言すれば、加熱定
着ロール１０を室温から定着可能な温度に上昇させるま
での時間(以下「ウオームアップタイム」と称する)が長
くなってしまうという問題がある。

【０００５】これに対して、上述の欠点を解決するため
に本発明者は、図７および図８に示すような固定の圧力
部材３０とエンドレスベルト２０を用いてニップを形成
する定着方式を提案している（特開平８−２６２９０３
号公報）。また、固定の加熱体とエンドレスベルトを用
いてニップを形成する定着方式もある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ようなエンドレス状のベルトを用いて、固定の圧力部材
もしくは加熱体と摺動させる定着方式においては以下の
ような問題が挙げられる。即ち、１. エンドレスベルトと固定部材間の摩擦係数が大きい
と、エンドレスベルト駆動のためのトルクが増大する。
したがって、エンドレスベルトを駆動させるための定着
ロールに働く応力つまり駆動トルクも大きくなる。その
結果、薄肉の定着ロールコアのギア受け部に働く応力が
大きくなり、ギアやコアの破損を引き起こす。また当然
のごとく駆動モーターの負荷も大きくなる。２. 定着ロールによるベルトの駆動力に比べて、エンド
レスベルトと固定部材間の摩擦力が無視できないほど大
きくなると、駆動定着ロールとエンドレスベルト間でス
リップが生ずる。スリップが生ずる条件下で未定着トナ
ー像を保持した記録体をニップ部に通すと、このスリッ
プが記録体上の未定着トナー像に画像のずれを引き起こ
す。３. エンドレスベルトと固定部材間にグリース等の潤滑
剤を介在させることにより、摩擦力を小さくすることが
できる。しかしながら、グリースが回り込んできて、定
着ロールに付着し、トナーの離型性を悪化させたる。４. 特開平（特開平８−２６２９０３号公報）に記載し
ているように、エンドレスベルトと固定部材間に潤滑剤
としてシリコーンオイルを介在させることにより、初期
的にはベルト駆動のためのトルクを低減させることがで
きる。しかし、長時間ベルトを駆動させた場合、潤滑剤
が枯渇したり、熱と圧力により経時的に劣化することに
より、摩擦力が時間とともに増大し、ベルトの駆動トル
クをさらに増大させる。

【０００７】本発明は上記課題を解決するためになされ
たものであり、エンドレスベルトの駆動トルクが経時的
に変化することなく、エンドレスベルトの安定した走行
性能を確保することができ、高品質の画像を安定して得
られる定着装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記目的
を達成するために定着装置について鋭意研究を重ねた結
果、本発明を完成するに至った。すなわち、＜１＞熱源を有する回転可能な定着部材と、エンド
レスベルトと、前記エンドレスベルトの内側に非回転状
態で配置された加圧部材とを有し、前記エンドレスベル
トを介して前記加圧部材を前記定着部材に押圧すること
によりニップを形成し、記録シートを前記ニップの定着
部材と前記エンドレスベルトと間を通過させることで未
定着トナー像を記録シート上に定着させる定着装置にお
いて、前記エンドレスベルトの内周面に潤滑剤を保持さ
せるための潤滑剤供給手段を有することを特徴とする定
着装置である。＜２＞潤滑剤供給機構が、前記エンドレスベルトの内
周面に当接可能に配置された潤滑剤供給部材からなるこ
とを特徴とする前記＜１＞Ｕ記載の定着装置であ
る。＜３＞潤滑剤供給部材が、前記エンドレスベルト内周
面との当接面側に多孔質の潤滑剤透過量規制膜を有する
ことを特徴とする前記＜２＞に記載の定着装置である。＜４＞潤滑剤供給部材は、前記エンドレスベルト内周
面の前記ニップ部近傍位置で接触するように配置されて
いることを特徴とする前記＜１＞乃至前記＜３＞のいず
れかに記載の定着装置である。＜５＞潤滑剤供給部材は、前記エンドレスベルト内周
面の鉛直方向下方近傍位置で接触するように配置されて
いることを特徴とする前記＜１＞乃至前記＜３＞のいず
れかに記載の定着装置である。＜６＞潤滑剤供給部材は、前記エンドレスベルトの軸
方向中心部付近の潤滑剤供給量が、前記エンドレスベル
トの端部付近の潤滑剤供給量よりも多くなっていること
を特徴とする前記＜１＞乃至前記＜５＞のいずれかに記
載の定着装置である。＜７＞潤滑剤供給手段が、前記加圧部材内に設けられ
ていることを特徴とする前記＜１＞に記載の定着装置で
ある。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の定着装置は、定着ロール
と、加圧部材( 押圧パッドともいう）と、前記加圧部材
と接触摺動する面に潤滑離型層を設けたエンドレスベル
トとエンドレスベルトの内周面に潤滑剤を保持させるた
めの潤滑剤供給手段を少なくとも備えてなり、必要に応
じて適宜選択したその他の手段、例えば加熱定着ロール
への離型剤( オイル等) 供給手段を備えていても良い。

【００１０】図１は本発明の定着装置の好ましい一実施
の形態を示す概略的断面構成図であり、図２は、図１の
概略的斜視構成図である。この定着装置は、加熱定着ロ
ール１０と、薄膜状のエンドレスベルト２０と、加圧部
材（押圧パッド）３０とを備えている。エンドレスベル
ト２０は、その内側に配置された押圧パッド３０により
定着ロール１０に押圧されており、定着ロール１０とエ
ンドレスベルト２０との間に記録シートが通過可能なニ
ップ部１６が形成されている。

【００１１】押圧パッド３０は、支持体３１と、支持体
３１の上に配置された弾性体３２と、弾性体３２のエン
ドレスベルト２０との接触面に張られた低摩擦フィルム
２２と、エンドレスベルト２０がスムーズに回転するよ
うに設けられたベルト走行ガイド３４とから構成されて
いる。

【００１２】弾性体３２の表面には低摩擦フィルム３３
が配置されており、ベルト走行ガイド３４の表面には、
ベルト回転方向のリブが設けられており、エンドレスベ
ルト２０の内周面との接触面積を少なくしている。ベル
ト走行ガイド３４の両端には、エンドレスベルト２０の
寄りを規制する鍔（つば）状の部材（図示せず）が設け
られている。支持体３１は、弾性体３２を固定する機能
を有し、該支持体３１は、薄膜状のエンドレスベルト２
０を介して圧縮コイルスプリング（図示しない）により
定着ロール１０を押圧するようになっている。

【００１３】ベルト走行ガイド３４には、潤滑剤供給部
材４０の表面がエンドレスベルト２０の内周面に当接可
能に配置されている。この潤滑剤供給部材４０は、潤滑
剤保持部材４１と潤滑剤透過量規制膜４１とからなり、
ニップ部１６の入口近傍に設けられている。

【００１４】定着ロール１０としては、その形状、構
造、大きさ等について特に制限はなく、目的に応じてそ
れ自体公知のものの中から適宜選択して使用することが
できる。定着ロール１０は、一般には、円筒状のコア１
１と、その表面に形成された弾性層１２、離型層１３と
を有し、コアの内部に加熱源１４を備えている。

【００１５】前記コア１１の材質としては機械的強度に
優れ、伝熱性が良好である材質であるならば特に制限は
ないが、例えば、アルミニウム、ＳＵＳ、鉄、銅、真鍮
等の金属や合金、セラミックス、ＦＲＭ等が挙げられ
る。

【００１６】前記弾性層１２の材質としては、該弾性層
として公知の材質のものの中から適宜選択できるが、例
えば、シリコーンゴム、フッ素ゴム等が挙げられる。本
発明においては、これらの材質の中でも、表面張力が小
さく、弾性と熱的安定性に優れる点でシリコーンゴムが
好ましい。該シリコーンゴムとしては、例えば、ＲＴＶ
シリコーンゴム、ＨＴＶシリコーンゴム等が挙げられ、
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（ＶＭＱ）、フルオロシリコーンゴム
（ＦＶＭＱ）などが挙げられる。前記弾性層１２の厚み
としては、通常、３ｍｍ以下であり、好ましくは０．５
〜１．５ｍｍである。

【００１７】前記弾性層１２を前記コア１１の表面に形
成する方法としては、特に制限はなく、例えば、それ自
体公知のコーティング法等が採用できる。前記コーティ
ング法としては、例えば、ニーダーコーティング、バー
コーティング、カーテンコーティング、スピンコーティ
ング、ディップコーティング等が挙げられる。本発明に
おいては、これらの中でもディップコーティングが好適
に採用できる。

【００１８】本発明においては、前記弾性層１２の表面
に離型層１３が形成されていてもよい。前記離型層１３
が形成されていると、トナー像のオフセットを好適に防
止でき、安定した状態で画像定着装置を稼動させること
ができる点で有利である。前記離型層１３の材質として
は、トナー像に対し適度な離型性を示すものであれば特
に制限はなく、例えば、フッ素ゴム、シリコーンゴム、
フッ素樹脂等が挙げられる。これらの中でもフッ素ゴム
が好適に挙げられる。

【００１９】前記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）ゴム等が挙げら
れる。前記離型層１３の厚みとしては、通常、５〜１０
０μmであり、好ましくは１０〜３０μmである。前記離
型層１３を前記コア１１の表面に形成する方法として
は、特に制限はなく、例えば、上述したコーティング法
等が挙げられる。本発明においては、これらの中でもデ
ィップコーティングが好適に採用できる。

【００２０】前記離型層１３には、シリコーンオイルや
フッ素オイルなどの離型剤を供給してもよい。離型剤供
給手段としては、定着ロール１０の表面に離型剤を供給
する機能を有する限り特に制限はなく、目的に応じて適
宜公知のものの中から選択することができる。

【００２１】前記加熱源１４としては、前記コア１１の
内部に収容することができる形状、構造のものであれば
特に制限はなく、目的に応じて適宜選択できるが、例え
ば、ハロゲンヒーター等が挙げられる。前記加熱源１４
により加熱された加熱定着ロール１０の表面温度は、例
えば、該加熱定着ロールに設けた感温素子１５により計
測し、制御手段によりその温度を一定に制御することが
できる。

【００２２】前記感温素子１５としては、特に制限はな
く、例えば、サーミスター、温度センサー等が挙げられ
る。前記制御手段としては、特に制限はなく、たとえ
ば、温度コントローラー、コンピューターなどが挙げら
れる。

【００２３】前記エンドレスベルト２０としては、その
形状、大きさ等については特に制限はなく、目的に応じ
てそれ自体公知のものの中から適宜選択して使用するこ
とができる。前記エンドレスベルト２０としては、帯
状、かつ無端に形成されたベルトが一般的である。前記
エンドレスベルト２０の構造としては、単層構造であっ
ても良いが、図では、多層構造を示している。前記多層
構造のエンドレスベルト２０の場合、その基材層２１の
押圧パッド３０と接触する面に潤滑離型層２２を有する
ものが好ましい。前記エンドレスベルト２０の基材層２
１の材質としては、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、銅等の金属ベルトが挙
げられる。これらの中でも、耐熱性、耐摩耗性、耐薬品
性等に優れる点で熱硬化性ポリイミドが好ましい。

【００２４】前記潤滑離型層２２の材質としてはフッ素
系樹脂やゴム、珪素化合物などがあり、例えば、フッ素
樹脂として、パーフルオロアルコキシフッ素樹脂( ＰＦ
Ａ)、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、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（ＰＶＤＦ）、ポ
リクロロ三フッ化エチレン（ＰＣＴＦＥ）、フッ化ビニ
ル（ＰＶＦ）などが例示できる。フッ素ゴムとしては、
フッ化ビニリデン系ゴム、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ゴ
ム等が例示できる。珪素化合物としては、ポリジメチル
シリコーンゴム、メチルビニルシリコーンゴム、メチル
フェニルシリコーンゴム、フルオロシリコーンゴム等の
シリコーンゴムが例示できるが、特に好ましいのはシラ
ン化合物、シリコーン樹脂及び分子中に反応基を有する
変性シリコーンオイルからなる群から選ばれた少なくと
も２種以上含まれる組成物を用いて形成した潤滑離型層
が好ましい。

【００２５】前記押圧パッド３０の形状、構造、大きさ
等については特に制限はなく、目的に応じて適宜選択す
ることができる。例えは前記押圧パッドは、単一の部材
からなる構造であってもよいし、異なる機能を有する複
数の部材からなる構造であってもよい。本発明において
は、前記押圧パッドの表面が、繊維を編んだシートにフ
ッ素樹脂を含浸させたもので被覆されている態様が好ま
しい。この場合、該押圧パッドは離型性、耐久性に優
れ、オフセットを防止しつつ、長期間安定に画像の加熱
定着を行うことができる点で有利である。なお、前記繊
維としては、例えば、ガラス繊維、炭素繊維などが挙げ
られ、中でも耐摩耗性の点でガラス繊維が好ましい。

【００２６】弾性体３２の材質としては、例えば、シリ
コーンゴム、フッ素ゴムなどが挙げられる。低摩擦フィ
ルム３３としては、例えば、テフロン樹脂等のフッ素樹
脂シートや、フッ素樹脂を含浸させたガラス繊維シート
が挙げられる。

【００２７】押圧パッド３０は、エンドレスベルト２０
を介して、例えば圧縮コイルスプリング等の付勢部材
（図示せず）により加熱定着ロール１０を一定の荷重で
押圧している。換言すれば、押圧パッド３０は、エンド
レスベルト２０を介して、例えば圧縮コイルスプリング
等の付勢部材により加熱定着ロール１０に一定の荷重で
押圧されている。定着ロール１０の駆動源であるモータ
ーを駆動すると、定着ロール１０が回転駆動する。この
定着ロール１０の回転駆動に従って薄膜状のエンドレス
ベルト２０が一定の速度で回転する。

【００２８】本発明では、押圧パッド３０の表面とエン
ドレスベルト２０の内面との間には、潤滑剤が付与する
ようにしてもよい。例えば、シリコーンオイル、フッ素
オイル、グリースなどが用いられる。この潤滑剤はベル
ト内面に塗布するものであるが、エンドレスベルト２０
を回り込んで定着ロールへ付着する可能性もあるため、
離型性を有するものが望ましい。さらに、安全上の問題
も考慮に入れると、フッ素オイルよりもシリコーンオイ
ルが好ましい。

【００２９】前記シリコーンオイルとしては、例えば、
ジメチルシリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイ
ル、カルボキシ変性シリコーンオイル、シラノール変性
シリコーンオイル、スルホン酸変性シリコーンオイルな
どが挙げられる。これらの中でも、画像定着装置の起動
トルク及び駆動トルクを効果的に所望の低い範囲に維持
でき、取扱性に優れる等の点でアミノ変性シリコーンオ
イルが好ましい。前記潤滑剤は消費されることはない
が、長期的に使用していると前述のように回り込むこと
があるため、徐々に減少し最終的には枯渇することがあ
る。このときトルクは増大する。よって、本発明におい
ては、潤滑剤が枯渇することがないように、定着装置の
ライフ相当分の潤滑剤を保持し供給する潤滑剤供給部材
４０を有している。

【００３０】前記潤滑剤供給部材４０の潤滑剤保持部材
４１は、多数の連続気孔を有し、定着温度における耐熱
性を有すると共に適度の弾性率を有するものが好まし
く、例えば、フェルト、スポンジ等が挙げられる。ま
た、前記潤滑剤供給部材４０の潤滑剤透過量規制膜４２
は、多数の連続気孔を有し、定着温度における耐熱性を
有すると共に摩擦係数が小さいもの、例えば、耐熱性を
有すると共に摩擦係数が小さい樹脂等を延伸成形したも
のが好ましく、好適にはフッ素樹脂を延伸成形したフイ
ルムが挙げられる。

【００３１】潤滑剤保持部材４１には潤滑剤が含浸され
ており、潤滑剤供給部材４０の潤滑剤透過量規制膜４２
はエンドレスベルトの軸方向のほぼ全域に当接してい
る。そして、エンドレスベルト２０が回転することによ
り、エンドレスベルト２０の内周面全面に潤滑剤を供給
する。潤滑剤の供給量は多い必要はなく、したがって、
潤滑剤供給部材４０のエンドレスベルト２０に対する当
接圧力は小さく、微妙に接触する程度でよい。

【００３２】潤滑剤は長期にわたって微少量をエンドレ
スベルト２０の内周面に供給しつづけることが重要であ
る。潤滑剤をエンドレスベルト２０の内周面に供給する
量は、多孔質の潤滑剤透過量規制膜４２の空孔率を変え
ることにより、潤滑剤透過量規制膜４２における潤滑剤
の透過量を規制することにより行う。

【００３３】潤滑剤供給部材４０の配置位置としては、
エンドレスベルト２０の内周面のニップ部１６近傍が好
ましい。この理由は、エンドレスベルト２０は張力の働
かない状態であるため、ニップ部１６以外でエンドレス
ベルト２０に潤滑剤供給部材４０を押圧するとエンドレ
スベルト２０が変形を受けてやすい。これに対して、ニ
ップ部１６の回転方向前後ではニップ荷重とベルト剛性
によりベルトに張力が働いている。したがって、この部
分のエンドレスベルト２０に潤滑剤供給部材４０を当接
させることにより上述の変形は解消できる。

【００３４】前記潤滑剤供給部材４０においては、エン
ドレスベルト２０の軸方向中央部付近の潤滑剤供給量
が、エンドレスベルト２０の軸方向端部付近の潤滑剤供
給量よりも多くするのが望ましい。これは、エンドレス
ベルト２０の中央部付近での潤滑剤供給部材４０の当接
幅を端部よりも広くする、または中央部付近での潤滑剤
供給部材４０の当接圧を端部よりも強くするなどによっ
て可能である。潤滑剤供給部材４０の中央部の当接幅を
端部よりも広くすることにより、供給量を多くしてい
る。これはエンドレスベルト２０の回転時のシワに影響
を与えている。中央部のベルト速度が端部速度よりも速
ければベルトのシワは発生しないが、中央部のベルト速
度が端部速度よりも遅いとベルトにシワが生じ易い。そ
のため、潤滑剤の供給量を端部よりも中央部が多いよう
にすることにより、ベルト中央部が走行しやすいように
し、シワの発生を防止している。

【００３５】潤滑剤供給部材４０は、ベルト走行ガイド
３４の外面に取り付けられており、エンドレスベルト２
０の内周面と弱く接触している。潤滑剤供給部材４０
は、ニップ入り口近傍に配置されている。ニップ部入り
口側では、エンドレスベルト２０の回転によりベルトを
走行ガイドに押し付ける力が働くため、ここに潤滑剤供
給部材４０を、設けることによりベルトが逃げることな
く押圧させることができる。さらに、潤滑剤供給部材４
０はベルト走行ガイド３４の鉛直下方近傍に取り付ける
ことが好ましい。この場合には長期放置時にベルト内に
オイル溜りができるのを解消できる。この両方の条件を
満足するには、ニップ入り口側が鉛直下方になる定着装
置の配置が望ましい。

【００３６】本発明の定着装置においては、前記定着ロ
ール１０が回転可能に配置される。前記エンドレスベル
ト２０が、前記定着ロールにその外周面の一部が接触し
たまま走行可能に配置される。前記押圧パッド３０が、
前記エンドレスベルト２０の内側に配置され、かつ前記
エンドレスベルト２０と前記定着ロール１０との間に、
未定着トナー像を保持する記録シートが通過可能なニッ
プ部１６が形成されるように、前記エンドレスベルト２
０を介して前記定着ロール１０を押圧する。そして、前
記押圧パッド３０と前記エンドレスベルト２０との間に
は、潤滑剤、例えば、シリコーンオィルが介在されてい
る。

【００３７】したがって、前記定着ロール１０が回転駆
動すると、定着ロール１０の回転駆動に従動してエンド
レスベルト２０も回転する。このとき、定着ロール１０
とエンドレスベルト２０との間に形成されたニップ部１
６の入口に、未定着トナー像を保持する記録シートが存
在すると、該記録シートが前記ニップ部１６に取り込ま
れ、ニップ部１６を通過する。ニップ部１６において
は、定着ロール１０と、押圧パッド３０により定着ロー
ル１０側に押圧されたエンドレスベルト２０とにより、
前記記録シートがプレスされ、加熱される。その結果、
該記録シート上のトナー像が記録シート上に加熱定着さ
れる。

【００３８】このとき、トナー像と定着ロール１０の間
に離型剤が付与されている場合には、トナー像と定着ロ
ール１０とが付着することによるオフセット等の欠陥が
生ずることがない。一方、エンドレスベルト２０と加圧
部材３０との間には潤滑剤としてのシリコーンオイルが
介在しているため、定着ロール１０の回転とエンドレス
ベルト２０の回転とにスリップ等の不具合が生じること
なく、円滑な回転駆動が担保され、円滑な画像の加熱定
着を繰り返し行うことができる。

【００３９】なお、図１及び図２に示す定着装置におい
ては、エンドレスベルト２０の上方に定着ロール１０が
配置され、記録シートは、ほぼ水平に移動する実施の形
態を示しているが、図３に示すような、エンドレスベル
ト２０と定着ロール１０が略水平方向に配置され、記録
シートがほぼ垂直に移動するタイプの定着装置の場合、
潤滑剤供給部材４０は、ニップ部１６の近傍、あるいは
図に示すようなエンドレスベルト２０の内周面の鉛直方
向下方近傍に配置することができる。

【００４０】また、上記した実施の形態においては、押
圧パッド３０と潤滑剤供給部材４０は別個に設けられて
いるが、押圧パッド３０自体が潤滑剤供給手段をも有す
るようにしてもよい。この場合、例えば、押圧パッド３
０の弾性体３２を所定の硬度を有するフッ素ゴム等の耐
熱性の多孔体で形成し、この多孔体の表面にフッ素樹脂
フイルムを延伸成形した潤滑剤透過量規制膜とし、支持
体３１に所定の弾性率を有する材質で形成し、弾性体３
２に潤滑剤を保持させてもよい。この定着装置の場合に
は、装置の簡略化を図れる利点がある。

【００４１】また、本発明の定着装置は、エンドレス状
のベルトに接触摺動する部材を有する定着装置に対して
有効であり、エンドレスベルトを介して固定の加熱体を
加圧ロールに押圧してニップを形成する定着方式おいて
も、加熱体とエンドレスベルトが接触摺動する定着方式
において有効である。

【００４２】

【実施例】以下に本発明の実施例を説明するが、本発明
はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。実施例１図１及び図２に示す定着装置において、定着ロール１０
は外径３０ｍｍ、肉厚０．３５ｍｍ、長さ３６０ｍｍの
円筒状で鉄製のコア１１の外表面に弾性体層１２として
シリコーンＨＴＶゴム（ゴム硬度４５度：ＪＩＳ−Ａ）
を５００μｍの厚みに被覆し、弾性体層１２の表面に離
型層１３としてフッ素ゴムが３０μｍの厚みにディップ
コーとし、鏡面状態の近い状態に仕上げた。コア１１の
内部には、加熱源として６００ｗのハロゲンランプ１４
を配設し、定着ロール１０の表面温度は、定着ロール１
０の表面に当接した状態で配置された感温素子１５の温
度センサーと、図示しない温度コントローラーとにより
１５０℃に制御された。また、離型剤として粘度３００
ＣＳのアミノ変性シリコーンオイルがオイル供給システ
ム（図示しない）により均一に定着ロール１０の離型層
１３の表面に供給された。

【００４３】エンドレスベルト２０は、周長９４ｍｍ、
肉厚７５μｍ、長さ３２０ｍｍの熱硬化性ポリイミドを
基材２１とし、該基材２１の外周面にパーフルオロアル
コキシフッ素樹脂（ＰＦＡ）を３０μｍの厚みにコーテ
ィングして離型層２２を形成した。弾性体３２は、幅１
０ｍｍ、肉厚５ｍｍ、長さ３２０ｍｍのシリコーンゴム
であり、その表面に配置された低摩擦フィルム３３は、
テフロン樹脂を含浸させたガラス繊維シートである。ま
た、薄膜状のエンドレスベルト２０を介して圧縮コイル
スプリング（図示せず）により加熱定着ロール１０を３
０ｋｇの荷重で押圧している。

【００４４】定着ロール１０へのエンドレスベルト２０
の巻き付け角度は、約４０°であり、この時ニップ部１
６の幅は、約１０ｍｍであった。モーターからの駆動力
が定着ロール１０に伝達され、定着ロール１０及びエン
ドレスベルト２０は、１６０ｍｍ／ｓｅｃの速度で回転
させた。押圧パッド３０表面には、低摩擦シート３３と
して中興化成工業（株）社製のテフロンを含浸させたガ
ラス繊維シート（ＦＧＦ−４００−４）が被覆されてい
る。

【００４５】押圧パッド３０の表面とエンドレスベルト
２０の内面との間には、潤滑剤としてアミノ変性シリコ
ーンオイル（常温における粘度３００ＣＳ）が介在され
ている。実施例１においては、用いる潤滑剤が加熱定着
ロール１０に供給する離型剤と同じオイルであるので、
離型剤と潤滑剤とが混ざっても離型不良の問題は生じな
い。

【００４６】ここで、潤滑剤供給部材４０は、潤滑剤保
持部材４１と透過量規制膜４２からなり、潤滑剤保持部
材４１は幅が中央部１０ｍｍ/端部７ｍｍで、厚さ５ｍ
ｍ、長さ３００ｍｍのフェルトに潤滑剤としてアミノ変
性シリコーンオイルを５ｃｍ ³含浸させている。透過量
規制膜４２は、フッ素樹脂フィルムを延伸成形したもの
(ゴアテックス社製ＧＴシート) で、フィルムの厚さは
３０μｍ、空孔率は４０〜５０％である。

【００４７】エンドレスベルト２０の内面（圧力パッド
との摺動面）に潤滑剤供給部材を当接せずに、定着ロー
ル１０およびエンドレスベルト２０を連続的に駆動し、
その駆動トルクを測定した。その結果を図４に示す。図
４において、実線は定着ロールを150℃に加熱した場
合、破線は室温25℃の場合である。なお、これらの図に
おいて、前記駆動トルクは、動摩擦係数と一定の相関関
係があり、即ち、駆動トルク１kg・cm＝動摩擦力（係
数）0.022、という相関関係があるので、前記駆動トル
クは、エンドレスベルト２０内面と押圧パッド３０にお
ける低摩擦シート３３表面との間の摺動抵抗を意味して
いると考えることができる。初期的（時間０Hour）にお
いては、150℃/25℃のトルクがそれぞれ3.1kg ・cm/4.6
kg・cmであったものが、約８０時間動作させることによ
り4.2kg ・cm/7.8kg・cmまで増大する。動作後の確認で
は、エンドレスベルト２０と押圧パッド３０の界面にほ
とんどアミノ変性オイルがない状態であった。潤滑剤の
枯渇によるトルク増大と言える。これに対して、潤滑剤
供給部材４０を取り付け、ベルト内周面に潤滑剤を供給
した場合には、図５に示すように８０時間動作させた後
でも3.6 kg・cm /5.2 kg・cmと改善されている。

【００４８】実施例１においては、定着ロール１０の表
面にもトナー離型性を向上させるために、離型剤として
のアミノ変性シリコーンオイルを供給しているが、この
離型剤としてのアミノ変性シリコーンオイル量が多くな
ると、定着ロール１０とエンドレスベルト２０の外周面
との摩擦力が小さくなり、スリップが起こり易くなる。
ここで、定着ロール１０の表面に付与された離型剤とし
てのアミノ変性シリコーンオイル量と、トルクを変えた
場合のエンドレスベルトの速度との関係を調べたこと
ろ、図６に示すような結果が得られた。加熱定着ロール
１０は、１６０ｍｍ／ｓの速度で回転させた。定着ロー
ル１０とエンドレスベルト２０との間でスリップが生じ
始める領域を太線で示した。

【００４９】実施例１においては、定着ロールの温度が
150℃の時の駆動トルクは経時的にも3.1 〜3.6 ｋｇ・
ｃｍ程度であり、離型剤としてのアミノ変性シリコーン
オイルの量は１〜５μ１／Ａ４であるから、150 ℃にお
いてはエンドレスベルト２０のスリップは生じない。よ
って、定着動作時に画像のずれは発生しない。

【００５０】実施例２実施例１において、以下の点を変更した外は実施例１と
同様にして行った。すなわち、実施例１における、エン
ドレスベルト２０の内面（圧力パッドとの摺動面）に、
珪素化合物からなる潤滑離型層が形成した。シラン化合
物としては、テトライソシアネートシラン２０部、シリ
コーンレジン（YSR3022 ：東芝シリコーン社製）２部、
変性シリコーンオイルとして、アミノ変性シリコーンオ
イル(TSF4702：東芝シリコーン社製) １８部を酢酸エチ
ル３００部に攪拌混合し、塗布液を得た。これを予めエ
ンドレスベルトの内側にプライマー処理を施したエンド
レスベルトにディップコートして、風乾後、１２０度で
３分間オーブンで加熱処理して、潤滑離型層を付与し
た。潤滑離型層を形成することにより、潤滑剤供給部剤
がない場合でも、駆動トルクは図７に示すように、図４
と比較して大幅に低減されている。しかし、経時的には
増加傾向にある。これに潤滑剤供給部材を設けることに
より図８に示す通り経時的な増大はほとんどなくなって
いる。

【００５１】

【発明の効果】本発明によると、前記従来における諸問
題を解決することができ、定着ロールの離型性低下を引
き起こすことなく、ベルトの安定的な走行性能を確保す
ることができ、高品質の画像を安定して得られる画像定
着装置を提供することができる。すなわち、、エンドレ
スベルトの内周面と加圧部材との摩擦力に起因する定着
ロールの起動トルク・駆動トルクを効果的に低減するこ
とができ、定着ロールのコア、特にギア部分に負荷され
る応力を効果的に小さくすることができ、コアの破損等
を防止することができる。また、モーター自身のトルク
も小さくできるので運転コストの削減を図ることもでき
る。更に、エンドレスベルトの内周面と加圧部材との摩
擦力を小さくすることにより、エンドレスベルトのスリ
ップが発生しなくなり、未定着トナー画像を保持する記
録シートをニップ部に通した場合でも、画像のずれや乱
れを招くことなく、画像定着を円滑に行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の定着装置の好ましい一実施の形態を示
す概略的断面構成図である。

【図２】図１の概略的斜視構成図である。

【図３】本発明の定着装置の好ましい他の実施の形態を
示す概略的断面構成図である。

【図４】潤滑剤供給部材をエンドレスベルトに当接しな
いときの所定の温度における定着ロールのトルクと回転
時間との関係を示すグラフである。

【図５】潤滑剤供給部材をエンドレスベルトに当接した
ときの所定の温度における定着ロールのトルクと回転時
間との関係を示すグラフである。

【図６】定着ロールを一定の速度で回転させた場合にお
けるエンドレスベルトのスリップについてみた、定着ロ
ールのトルクとアミノ変性シリコーンオイルの量との関
係を示すグラフである。

【図７】エンドレスベルトの内周面に潤滑剤離型層を形
成し、潤滑剤供給部材をエンドレスベルトに当接しない
ときの所定の温度における定着ロールのトルクと回転時
間との関係を示すグラフである。

【図８】エンドレスベルトの内周面に潤滑剤離型層を形
成し、潤滑剤供給部材をエンドレスベルトに当接したと
きの所定の温度における定着ロールのトルクと回転時間
との関係を示すグラフである。

【図９】従来の定着装置の例を示す概略的断面構成図で
ある。

【符号の説明】

１０定着ロール１１コア１２弾性体層１３離型層１４加熱源１６ニップ部２０エンドレスベルト２１基材層２２潤滑剤離型層３０加圧部材（押圧パッド）３１支持体３２弾性体３３低摩擦フイルム４０潤滑剤供給部材４１潤滑剤保持部材４２潤滑剤透過量規制膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱源を有する回転可能な定着部材と、エ
ンドレスベルトと、前記エンドレスベルトの内側に非回
転状態で配置された加圧部材とを有し、前記エンドレス
ベルトを介して前記加圧部材を前記定着部材に押圧する
ことによりニップを形成し、記録シートを前記ニップの
定着部材と前記エンドレスベルトと間を通過させること
で未定着トナー像を記録シート上に定着させる定着装置
において、前記エンドレスベルトの内周面に潤滑剤を保持させるた
めの潤滑剤供給手段を有することを特徴とする定着装
置。
【請求項２】前記潤滑剤供給手段が、前記エンドレス
ベルトの内周面に当接可能に配置された潤滑剤供給部材
からなることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】前記潤滑剤供給部材が、前記エンドレス
ベルト内周面との当接面側に多孔質の潤滑剤透過量規制
膜を有することを特徴とする請求項２に記載の定着装
置。
【請求項４】前記潤滑剤供給部材は、前記エンドレス
ベルト内周面の前記ニップ部近傍位置で接触するように
配置されていることを特徴とする請求項２又は請求項３
に記載の定着装置。
【請求項５】前記潤滑剤供給部材は、前記エンドレス
ベルト内周面の鉛直方向下方近傍位置で接触するように
配置されていることを特徴とする請求項２又は請求項３
に記載の定着装置。
【請求項６】前記潤滑剤供給部材は、前記エンドレス
ベルトの軸方向中心部付近の潤滑剤供給量が、前記エン
ドレスベルトの軸方向端部付近の潤滑剤供給量よりも多
くなっていることを特徴とする請求項２乃至請求項５の
いずれか１項に記載の定着装置。
【請求項７】前記潤滑剤供給手段が、前記加圧部材内
に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の定
着装置。