JP2000137397A - ベルト定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

ベルト定着装置及び画像形成装置

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JP2000137397A
JP2000137397A JP11360850A JP36085099A JP2000137397A JP 2000137397 A JP2000137397 A JP 2000137397A JP 11360850 A JP11360850 A JP 11360850A JP 36085099 A JP36085099 A JP 36085099A JP 2000137397 A JP2000137397 A JP 2000137397A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】良好な転写画像を得ることができるベルト転写
装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 表面に弾性体層を有する高熱伝導率の無
端ベルト1の内側に配置され、表面に弾性層を有する第
1の回転体6と、表面に弾性体層を有し無端ベルトを介
して第1の回転体に対して圧接可能に配置され、無端ベ
ルトとの圧接時に加圧部分を形成する加圧回転体5と、
無端ベルト1の内側に配置されて発熱源4を有する第2
の回転体2とを備え、無端ベルトと第2の回転体の圧接
時に形成される加圧部分よりも記録材の搬送方向の上流
に第2の回転体を配置して無端ベルトを加熱可能とし、
加圧回転体が第1の回転体を加圧する際に無端ベルトを
巻き付けるように加圧することにより加圧回転体と無端
ベルトで第1接触領域を形成し、無端ベルトと第1の回
転体と加圧回転体で第2接触領域を形成する。

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に
軟らかく、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、対向ロー
ラが弾性体よりなり、加圧ローラ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】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200μm
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4
5HS'のものが用いられている。
【0012】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
300μm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】本実施例では、ベルト1にゴム硬度45H
S'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】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、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
てつぶすために、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】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】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】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 (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】表面に弾性体層を有する高熱伝導率の無端
    ベルトの内側に配置された複数本の回転体のうちの1つ
    であり、その表面に弾性層を有する第1の回転体と、表
    面に弾性体層を有し上記無端ベルトを介して第1の回転
    体に対して圧接可能に配置され、上記無端ベルトとの圧
    接時に加圧部分を形成する加圧回転体とを備え、未定着
    トナー像を担持する記録材の未定着トナー面が上記無端
    ベルトと接触する向きで上記加圧部分を通過することで
    上記未定着トナーが記録材に定着されるベルト定着装置
    であって、 第1の回転体を除く上記複数の回転体の1つであって発
    熱源を有し、上記加圧部分よりも記録材の搬送方向の上
    流に配置されて上記無端ベルトを加熱可能な第2の回転
    体を有し、 上記加圧部分は、上記加圧回転体が第1の回転体を加圧
    する際に上記無端ベルトを巻き付けるように加圧するこ
    とにより上記加圧回転体と無端ベルトで構成される第1
    接触領域と、上記無端ベルトと第1の回転体及び加圧回
    転体で構成される第2接触領域とを有するベルト定着装
    置。
  2. 【請求項2】表面に弾性体層を有する高熱伝導率の無端
    ベルトの内側に配置された複数本の回転体のうちの1つ
    であり、その表面に弾性層を有する第1の回転体と、表
    面に弾性体層を有し上記無端ベルトを介して第1の回転
    体に対して圧接可能に配置され、上記無端ベルトとの圧
    接時に加圧部分を形成する加圧回転体とを備え、未定着
    トナー像を担持する記録材の未定着トナー面が上記無端
    ベルトと接触する向きで上記加圧部分を通過することで
    上記未定着トナーが記録材に定着されるものであって、
    第1の回転体を除く上記複数の回転体の1つであって発
    熱源を有し、上記加圧部分よりも記録材の搬送方向の上
    流に配置されて上記無端ベルトを加熱可能な第2の回転
    体を有し、上記加圧部分は、上記加圧回転体が第1の回
    転体を加圧している際には上記無端ベルトを巻き付ける
    ようにして加圧状態が形成されることにより上記加圧回
    転体と無端ベルトで構成される第1接触領域と、上記無
    端ベルトと第1の回転体及び加圧回転体で構成される第
    2接触領域とを有するベルト定着装置を備えた画像形成
    装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6958645B2 (en) * 2002-03-28 2005-10-25 Minolta Co., Ltd. Belt type fixing device

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US6958645B2 (en) * 2002-03-28 2005-10-25 Minolta Co., Ltd. Belt type fixing device

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