JP2000293058A - ロ−ル・ベルト式定着装置及びロ−ル・ベルト式定着装置用エンドレスベルト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ロ−ル・ベルト式定着装置において、離型剤の
エンドレスベルト裏面側への廻り込みを排除して低いグ
リップ力乃至は小型の装置のもとでも円滑なベルト走行
を保証する。 【解決手段】未定着トナーを担持させた記録シ−トをエ
ンドレスベルトと加圧ロ−ルとの間に通過させ、離型剤
の付着下、加圧加熱により前記未定着トナーを記録シ−
トに定着させる定着装置において、エンドレスベルト２
の巾両端部を前記離型剤に対し撥油処理２２した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリンタ
−、ファクシミリ等の電子写真画像形成に使用するロ−
ル・ベルト式定着装置及びその定着装置用に使用するエ
ンドレスベルトに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】複写機、プリンタ−、ファクシミリ等の
電子写真画像形成に使用する定着装置としてロ−ル・ベ
ルト式が知られている。このロ−ル・ベルト式定着装置
では、図４に示すように定着ロ−ル１’にエンドレスベ
ルト２’をニップ領域ｎ’において接触させ、未定着ト
ナー５１’を担持させた記録シ−ト５’を定着ロ−ル駆
動のもとで定着ロ−ル１’と圧力ロ−ル４’との間のグ
リップ力で牽引しつつ移動させ、未定着トナー５１’を
上記ニップ領域ｎ’において定着ロ−ル１’による加熱
で記録シ−ト５’に定着させている。このように定着ロ
−ル１’を駆動ロ−ルとしてエンドレスベルト２’がベ
ルト伝動により従動されていく。

【０００３】すなわち、エンドレスベルト２’の張り側
張力をｆ_０とすると、この張力ｆ_０が大きくなるに従い
有効巻き掛け角θが拡がっていき（有効巻き掛け角θ’
におけるベルト張力ｆは、定着ロ−ルとエンドレスベル
ト間の摩擦係数をμとすると、ベルト伝動理論からｆ＝
ｆ_０ｅ^−θ’μで与えられる）、この有効巻き掛け角θ
がエンドレスベルトの接触角θに達したときでも定着ロ
−ル１’の動力をエンドレスベルト２’にスリップなく
伝達させ得るように、定着ロ−ル１’と圧力ロ−ル４’
との間のグリップ力Ｔでベルトで牽引している。

【０００４】従って、定着ロ−ルの駆動力をエンドレス
ベルトを伝達させ得るための条件は、前記定着ロ−ルと
エンドレスベルトとの間の摩擦係数（記録シ−トを挾ん
だ状態での摩擦係数）をμとすると、

【数１】Ｔ＞ｆ_０ｅ^−θμ すなわち、

【数２】ｆ_０／Ｔ＜ｅ^θμ で与えられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のロ−ル・ベルト
式定着装置においては、ベルトとトナー像との間の円滑
な離型やオフセット防止のために、通常エンドレスベル
トにシリコン油等の離型剤を塗布している。従って、離
型剤がエンドレスベルトの裏面側に廻り込み上記ベルト
と定着ロ−ルとの間の摩擦係数μがその廻り込みのため
に減少することが往々にして観られる。そこで、摩擦係
数μの減少が生じても前記の式を満たし得るように運
転条件を設定する必要がある。例えば、グリップ力Ｔを
かなり高く設定する必要がある。しかしながら、グリッ
プ力Ｔを高くすると、装置の大型化が招来される。

【０００６】本発明の目的は、ロ−ル・ベルト式定着装
置において、離型剤のエンドレスベルト裏面側への廻り
込みを排除して低いグリップ力乃至は小型の装置のもと
でも円滑なベルト走行を保証することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係るロ−ル・ベ
ルト式定着装置は、未定着トナーを担持させた記録シ−
トをエンドレスベルトと加圧ロ−ルとの間に通過させ、
離型剤の付着下、加圧加熱により前記未定着トナーを記
録シ−トに定着させる定着装置において、エンドレスベ
ルトの巾両端部を前記離型剤に対し撥油処理したことを
特徴とする構成であり、好ましい撥油処理剤はフッ素系
コ−ティング剤である。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施の形態について説明する。図１は本発明に係るロ−
ル・ベルト式定着装置の一例を示す図面、図２は図１に
おけるエンドレスベルトを示す図面である。図１におい
て、１は定着ロ−ルであり、中空金属ロ−ル１１に弾性
体層１２を設け、その上に耐油・離型性層１３を設け、
中空金属ロ−ル１１内に加熱源１４を配設してある。１
６は離型剤例えばシリコン油の塗布器である。２は所定
のニップ巾で定着ロ−ル１に接触させたエンドレスベル
トであり、図２に示すようにエンドレスベルト本体２１
の表面の巾両端部を撥油処理２２してある。図１におい
て、４は加圧ロ−ル（フリ−ロ−ル）、４１，…はエン
ドレスベルトの支持ロ−ル（フリ−ロ−ル）である。５
は未定着トナー像５１を担持させた記録シ−トを示して
いる。

【０００９】上記未定着トナー５１を記録シ−ト５に定
着するには、定着ロ−ル１の駆動でエンドレスベルトを
矢印方向に走行させて記録シ−ト５をニップ領域ｎに通
し、表面に離型剤が塗布された定着ロ−ル１で未定着像
５１をニップ領域ｎにおいて加熱加圧することにより記
録シ−ト５に焼付けていく。

【００１０】この場合、圧力ロ−ル４の押付けによる定
着ロ−ル１との間のグリップ力をＴ、定着ロ−ル１とエ
ンドレスベルト２との間の摩擦係数をμ、ニップ巾の接
触角をθ、エンドレスベルト２の張り側張力をｆ_０とす
ると、エンドレスベルトを安定に走行させるには、既述
した通り、

【数３】ｆ_０／Ｔ＜ｅ^θμ の条件を充足させる必要がある。

【００１１】而るに、本発明においては、エンドレスベ
ルト２の巾両端部を撥油処理してあり、エンドレスベル
ト裏面への離型剤の廻り込みを確実に排除でき、上記摩
擦係数μを初期値のままに維持することができるから、
摩擦係数μの経時的減少を見込んで例えばグリップ力Ｔ
を高く設定する等の対策が不要であり、グリップ力Ｔを
充分に低く設定できる。従って、加圧ロ−ルの小型化を
図ることができる。

【００１２】図３は本発明に係るロ−ル・ベルト式定着
装置の別実施例を示し、巾両端部を撥油処理したエンド
レスベルト２を加熱ロ−ル１（フリ−ロ−ル）と駆動定
着ロ−ル１０との間に掛架し、離型剤塗布器１６でエン
ドレスベルト２に離型剤を塗布しつつエンドレスベルト
２を矢印方向に走行させ、駆動定着ロ−ル１０に接する
エンドレスベルト部位と加圧ロ−ル４とで記録シ−ト
（図示せず）をグリップしてトナーを定着していく構成
であり、エンドレスベルト２への離型剤の直接塗布にも
かかわらず、図１に示す実施例と同様、エンドレスベル
ト裏面側への離型剤の廻り込みを確実に排除してエンド
レスベルトを円滑に走行させ得る。図３において、１６
０は剥離剤受けパンである。

【００１３】本発明に係るロ−ル・ベルト式定着装置
は、複写機、プリンタ−、ファクシミリ等の電子写真画
像形成に有用であるが、特に離型剤への依存度が高いシ
ャ−プメルトナー使用のカラ−画像形成に有利である。

【００１４】本発明において使用するエンドレスベルト
の巾両端部の撥油処理は、離型剤に対する表面張力が相
対的に低い材料のコ−ティングや接着によって行われ
る。例えば、シリコン油離型剤に対しては、含フッ素ポ
リマ−やフッ素系またはシリコ−ン系コ−ティング剤を
スプレ−法やディッピング法により塗布したうえで焼付
けたり、含フッ素ポリマ−テ−プ、例えばポリチトラフ
ルオロエチレンテ−プを接着剤で貼着することができ
る。上記フッ素系またはシリコ−ン系コ−ティング剤と
しては、パ−フルオロアルキルを含有しているものが好
適である。上記エンドレスベルトの巾両端の撥油処理巾
は、エンドレスベルト表面全体の物性、例えば硬度に実
質的な影響を及ぼすことのないように片端当たり５〜２
０ｍｍとすることが好ましい。上記エンドレスベルト表
面の巾両端での撥油処理に代え、裏面の巾両端での撥油
処理または両面の巾両端での撥油処理とすることも可能
である。

【００１５】上記エンドレスベルト本体には、通常耐熱
性樹脂、例えば、ポリイミド、ポリイミドアミド、ポリ
ベンズイミダゾ−ル、ポリアミド、ポリフェニレンサル
ファイド、ポリエ−テルケトン、ポリエ−テルスルホ
ン、ポリエ−テルイミド、結晶ポリマ−等を使用でき、
弾丸走行塗布法、遠心成形法、シンキング法（金型コア
の外側にディツピングにより形成した樹脂層を外金型ま
たはダイスで引き延ばす方法）により製作できる。特に
好ましい耐熱性樹脂はポリイミドである。上記耐熱性樹
脂以外に金属製のエンドレスベルト本体の使用も可能で
ある。また、この耐熱性樹脂体上に高弾性、離型性、耐
油性、耐摩耗性を高めるために適宜の材料を積層するこ
ともできる。例えば、シリコ−ンゴム、フッ素ゴム、ま
たはフッ素樹脂層を積層することができる。更に、必要
に応じ前記の耐熱性樹脂や積層材料に熱伝導性、導電性
または電気絶縁性の無機粒子、金属粉、金属酸化物、有
機金属酸化物等を添加することもできる。

【００１６】上記接着剤には両面粘着テ−プ、耐熱性エ
ラストマ−、ホットメルト接着剤、加熱硬化型接着剤、
粘着剤等を使用できる。

【００１７】

【実施例】〔実施例１〕ステンレス製シリンダ状金型の
内面にポリアミド酸ペ−ストを供給し、この金型を垂直
に保持してその内部に弾丸状コアを自重で落下走行させ
ることにより、金型内周面にポリアミド酸ペ−ストを均
一に塗布し、更に徐々に４００℃まで加温しイミド転化
を行ったうえで剥離して厚み７５μｍのポリイミド樹脂
フィルム製のエンドレスベルト本体を得、次いでパ−フ
ルオロアルキル含有のフッ素コ−ティング液（住友スリ
−エム社製フロラ−ドＦＣ−７２２希釈液）にエンドレ
スベルト本体の巾両端部をそれぞれ巾約１０ｍｍにてデ
ィッピングし、而るのち、１３０℃×１０分で乾燥して
撥油処理を行った。図１において、このエンドレスベル
トを温度１５０℃の定着ロ−ルに接触角θ＝４５°で張
掛し、加圧ロ−ルを１０ｋｇｆで押付け、定着ロ−ルを
表面にシリコン油を塗布しつつ回転速度１８０ｍｍ／ｓ
ｅｃで駆動して、１万枚の複写を行ったところ、エンド
レスベルト裏面へのシリコン油の廻り込みは全く観られ
ず、円滑に複写できた。

【００１８】〔実施例２〕エンドレスベルト本体とし
て、実施例１と同様にして得たポリイミド樹脂フィルム
製エンドレスベルト本体の表面に７０μｍのプライマ−
層を形成したうえで厚み２００μｍのシリコンゴムをデ
ィプコ−トした積層品を使用した以外、実施例１と同じ
とした。実施例１と同様にして１万枚の複写を行ったと
ころ、エンドレスベルト裏面へのシリコン油の廻り込み
は全く観られず、円滑に複写できた。

【００１９】〔実施例３〕実施例１と同様にして得たポ
リイミド樹脂フィルム製エンドレスベルト本体の巾両端
のそれぞれに巾１０ｍｍのポリテトロフルオロエチレン
基材の粘着テ−プを貼着したものをエンドレスベルトと
して使用し、実施例１と同様にして複写を行ったとこ
ろ、８０００枚までは何らの異常も観られなかった。そ
れ以後は撥油テ−プが粘着剤の膨潤により剥離したので
複写を中止したが、接着剤に耐熱性エラストマ−、ホッ
トメルト接着剤等を使用すれば、実施例１や２と同等な
複写性能が期待できる。

【００２０】〔比較例〕実施例１のポリイミド樹脂フィ
ルム製エンドレスベルト本体を撥油処理せずエンドレス
ベルトとして使用し、実施例１と同様にして複写を行っ
たところ、早期（１０００枚以下）にエンドレスベルト
裏面へのシリコン油の廻り込みが生じ複写が不可となっ
た。

【００２１】

【発明の効果】本発明に係るロ−ル・ベルト式定着装置
においては、エンドレスベルトの巾両端に撥油処理を施
しているから、エンドレスベルト裏面への離型剤の廻り
込みを排除でき、エンドレスベルトと駆動ロ−ルとの摩
擦係数を初期値のままに安定に保持でき、装置全体を大
型化することなく（例えば、グリップ力を高く設定する
ことなく）エンドレスベルトの円滑走行条件を満たさせ
得、装置の小型化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るロ−ル・ベルト式定着装置の一例
を示す図面である。

【図２】本発明において使用するエンドレスベルトの一
例を示す図面である。

【図３】本発明に係るロ−ル・ベルト式定着装置用エン
ドレスベルトの上記と別の例を示す図面である。

【図４】通常のロ−ル・ベルト式定着装置を示す図面で
ある。

【符号の説明】

１ 加熱ロ−ル １０ 駆動ロ−ル ２ エンドレスベルト ２１ ベルト本体 ２２ 撥油処理 ４ 加圧ロ−ル ｎ ニップ領域

フロントページの続き (72)発明者 藤田 時男 大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号 日東 電工株式会社内 (72)発明者 松下 喜一郎 大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号 日東 電工株式会社内 Ｆターム(参考） 2H033 AA39 AA42 BA11 BB01

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】未定着トナーを担持させた記録シ−トをエ
   ンドレスベルトと加圧ロ−ルとの間に通過させ、離型剤
   の付着下、加圧加熱により前記未定着トナーを記録シ−
   トに定着させる定着装置において、エンドレスベルトの
   巾両端部を前記離型剤に対し撥油処理したことを特徴と
   するロ−ル・ベルト式定着装置。
2. 【請求項２】請求項１の定着装置におけるエンドレスベ
   ルトであり、エンドレスベルトの巾両端部を離型剤に対
   し撥油処理したことを特徴とするロ−ル・ベルト式定着
   装置用エンドレスベルト。
3. 【請求項３】撥油処理剤がフッ素系コ−ティング剤であ
   る請求項２記載のロ−ル・ベルト式定着装置用エンドレ
   スベルト。