JP2002099166A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 より高画質（高光沢）のトナー画像を得るこ
とができる定着装置を提供する。 【解決手段】 第一定着ロールと、当該第一定着ロール
から所定間隔を保ち配設される回転ロールと、これら第
一定着ロールと回転ロールとに巻き掛けられて回転され
る無端状ベルトと、当該無端ベルトを挟み第一定着ロー
ルに対峙して圧接される第二定着ロールとを備える定着
装置において、当該第一定着ロールと第二定着ロールと
の圧接部分よりも回転方向下流側近傍に記録シートを無
端ベルトに密着させる補助手段を有することを特徴とす
る定着装置。

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、これらの複合機等の電子写真方式を
用いた画像形成装置の定着装置に関し、より詳しくは、
無端ベルト状の定着ベルトを備える定着装置に係る。

【０００２】

【従来の技術】従来から複写機やプリンタなどの電子写
真方式を用いた画像形成装置が広く知られており、白黒
のみならず、フルカラーの画像形成を行うものも多く商
品化されている。また電子写真方式の画像形成装置が様
々な分野で使用されるのに伴い、画質に対する要求も益
々高度なものとなっている。ここで、画質、特にフルカ
ラー画像の光沢度を決定付ける要因の一つとしては、出
力画像の平滑性を挙げることができる。そして、出力画
像の平滑性を向上させるための一つの方法として、特開
平４−２１６５８０号公報、特開平４−３６２６７９号
公報などには次のような定着装置が提案されている。

【０００３】図９（ａ）は、従来の平滑性向上のための
定着装置の一例を示す断面概略図である。この二次定着
装置は、加熱ロール７１と、剥離ロール７４と、テンシ
ョンロール７５と、これらのロール７１、７４、７５に
巻き掛けられて図中矢印の方向に回転する無端ベルト７
３と、当該無端ベルト７３を挟み加熱ロール７１と対峙
して圧接される加圧ロール７２とを備えている。そし
て、その表面にトナー像Ｔを保持する記録用紙Ｐは、画
像面側が無端ベルトに接触するようにして加熱ロール７
１（無端ベルト７３）と加圧ロール７２との圧接部分を
通過した後、無端ベルト７３に密着された状態で搬送さ
れ、剥離ロール７４のラップ領域において無端ベルト７
３から剥離するものである。

【０００４】このような定着装置と、表面に熱可塑性の
樹脂からなる受像層を設けた記録シートを用いて極めて
高光沢の画像を得ることができる。すなわち、記録シー
ト上にトナー像を形成し、その記録シートをこのような
ベルト式の定着装置を通して、トナー像と受像層を融解
させ、受像層にトナー画像を埋没させた後、その記録シ
ートをベルト表面に密着させたまま、記録シートが冷却
固化するまで保持した後剥離すると、その記録シート表
面はベルト表面に倣うので、ベルト式定着装置のベルト
として高光沢のベルトを用いると極めて光沢の高い画像
を得ることができる。ここで、表面に熱可塑性の樹脂か
らなる受像層を設けた記録シートをベルト式定着装置に
通過させる場合、融解した受像層の粘着力により、記録
シートは定着ベルトに吸着する傾向にある。

【０００５】しかし、このような定着装置であっても、
記録シートがそもそもカールしている場合や、特に前段
の定着装置で記録シートにカールが付けられたような場
合、図９（ｂ）に示すように、加熱ロール７１と加圧ロ
ール７２との圧接部分を通過した後に、被定着用紙Ｐが
無端ベルト７３表面に密着せず、剥離してしまう場合が
ある。記録シートが冷却されるまでに剥離、脱落する
と、所望の光沢が得られないばかりでなく、段差の違い
等極めて画像品質上問題の多い画像となってしまう。特
に、高光沢画像を得る場合には、記録シートのニップ部
直後から冷却部までの間の剥離、脱落は画質上致命的で
ある。

【０００６】そこで、加熱ロール７１から剥離ロール７
４に至るまでの無端ベルト７３に対峙する領域にベルト
やシュートなどを設け、被定着用紙Ｐが無端ベルト７３
から剥離しないように構成した定着装置が、特開平２−
７２３７６号公報、特開平５−７２９２６号公報、特開
平５−１６５３５０号公報、特開平７−２１９３６６号
公報などに提案されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これら無端ベ
ルト７３に対峙する領域に広くベルトやシュートなどを
設けると、定着時の熱により被定着用紙Ｐから発生する
水蒸気がベルトやシュートなどによりその行き場を失
い、画像面側にクレータ状の欠陥を生じさせてしまうほ
か、ベルトが当該部材による摺擦を受けて表面が傷つい
てしまう。

【０００８】本発明は、このような技術的課題に鑑みて
なされたものであり、その目的は、被定着用紙Ｐから発
生する水蒸気による欠陥やベルトダメージを防止するこ
とと、被定着用紙Ｐが無端ベルトから剥離するのを防止
することとを両立し、高画質（高光沢）のトナー画像を
得ることができる定着装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、第一
定着ロールと、当該第一定着ロールから所定間隔を保ち
配設される回転ロールと、これら第一定着ロールと回転
ロールとに巻き掛けられて回転される無端状ベルトと、
当該無端ベルトを挟み第一定着ロールに対峙して圧接さ
れる第二定着ロールとを備える定着装置において、当該
第一定着ロールと第二定着ロールとの圧接部分よりも回
転方向下流側近傍に記録シートを無端ベルトに密着させ
る補助手段を有するものである。

【００１０】定着装置をこのように構成すれば、一方に
おいて、記録シートの剥離が生じやすい当該第一定着ロ
ールと第二定着ロールとの圧接部分よりも回転方向下流
側近傍において補助手段が記録シートを密着させるた
め、記録シートの剥離を効果的に防止することができ
る。他方において、第一定着ロールから回転方向下流側
には無端ベルトと全面において対峙するシュートやベル
トは必要ないため、定着時の熱により被定着用紙Ｐから
発生する水蒸気による欠陥やベルトダメージなどの問題
も生じない。

【００１１】ここで、この補助手段は、第一定着ロール
と第二定着ロールとの圧接部分よりも回転方向下流側近
傍に設けられるものであるが、記録シートの剥離が最も
生じやすいのは当該圧接部分を通過した直後であるとこ
ろ、補助手段もできるだけ当該圧接部分に近い部分に設
けられることが好ましい。

【００１２】すなわち、上記補助手段は、少なくともそ
の一部が第二定着ロール表面と、無端ベルト表面と、上
記圧接部分の下流側における第一定着ロールと第二定着
ロールとの共通接面とに囲まれる領域に存在することが
好ましい。さらに、上記補助手段は、その全部が第二定
着ロール表面と、無端ベルト表面と、上記圧接部分の下
流側における第一定着ロールと第二定着ロールとの共通
接面とに囲まれる領域に存在することがより好ましい。

【００１３】また、この補助手段の具体的な構成として
は、上記補助手段は、当該第一定着ロールと第二定着ロ
ールとの圧接部分を通過後の記録シートを無端ベルト側
に付勢する回転体とすることができる。さらに具体的に
は、上記補助手段は、回転自在な補助ロールであるもの
や、上記補助手段は、回転自在な補助ロールと、当該補
助ロールと第二定着ロールとに張架されて回転する無端
状の補助ベルトと有するものを挙げることができる。

【００１４】さらに、記録シートの剥離を防止するため
には、定着される記録シートは、当該第一定着ロールと
第二定着ロールとの圧接部分から無端ベルト側に向かっ
て排出されるよう構成することもできる。

【００１５】定着装置をこのように構成すれば、一方に
おいて、記録シートの剥離が生じやすい当該第一定着ロ
ールと第二定着ロールとの圧接部分よりも回転方向下流
側近傍において記録シートが無端ベルトに向かって排出
されるため、記録シートの剥離を効果的に防止すること
ができる。他方において、第一定着ロールから回転方向
下流側には無端ベルトと全面において対峙するシュート
やベルトは必要ないため、定着時の熱により被定着用紙
Ｐから発生する水蒸気による欠陥やベルトダメージなど
の問題も生じない。

【００１６】ここで、当該第一定着ロールと第二定着ロ
ールとの圧接部分から無端ベルト側に向かって排出され
るように構成する一の具体的手段としては、上記第一定
着ロールと第二定着ロールとの圧接部分において、第二
定着ロールの弾性変形量は第一定着ロールの弾性変形量
よりも大きくすることが挙げられる。さらに、第二定着
ロールの弾性変形量は第一定着ロールの弾性変形量より
も大きくする具体的な手段としては、上記第一定着ロー
ルと第二定着ロールとはいずれも同心円状に弾性層を有
し、第二定着ロールの弾性層は第一定着ロールの弾性層
よりも厚く構成することや、上記第一定着ロールと第二
定着ロールとはいずれも同心円状に弾性層を有し、第一
定着ロールの弾性層は第二定着ロールの弾性層よりも硬
く構成することが挙げられる。

【００１７】また、当該第一定着ロールと第二定着ロー
ルとの圧接部分から無端ベルト側に向かって排出される
ように構成する他の具体的手段としては、上記第一定着
ロールと第二定着ロールとの中心軸間を結ぶ直線と第一
定着ロールからの無端ベルトの排出方向とがなす角度が
９０度よりも小さくなるように構成することが挙げられ
る。

【００１８】ところで、このような定着装置では、記録
シートを無端ベルト表面に密着させ、無端ベルト上
で冷却し、無端ベルト表面から剥離するという、それ
ぞれの工程を経て、平滑性の高い画像を得るものであ
る。

【００１９】ここで、無端ベルト表面に密着させる工
程として、一般に、そのトナー像面を当該無端ベルト側
に向けて定着される記録シートは、当該第一定着ロール
と第二定着ロールとの圧接部分において無端ベルト表面
に密着されるように構成することができる。また特定の
構造の記録シートを採用し、密着と同時にある作用を奏
させるものでもよい。すなわち、上記記録シートの表面
には熱可塑性の受像層を設け、当該受像層は、第一定着
ロールと第二定着ロールとの圧接部分においてトナー像
がその受像層中に埋没される温度に加熱されるよう構成
してもよい。

【００２０】また無端ベルト上で冷却する工程におい
て、また特定の構造の記録シートを採用し、冷却と同時
にある作用を奏させるものでもよい。すなわち、少なく
とも記録シートが無端ベルト表面から剥離される際に
は、上記受像層は、埋没されたトナー像が隆起しない温
度に冷却されるように構成してもよい。ところで、この
冷却の工程においては、周辺環境により自然に冷却され
るものでもよいが、生産性や装置の小型化を鑑みて、無
端ベルト表面に密着される記録シートを強制的に冷却す
る冷却手段を備えるように構成してもよい。この冷却手
段の具体的に構成としては、記録シートが密着する領域
の無端ベルト裏面に当接するヒートシンクでもよいし、
さらにそのヒートシンクに加え、ヒートシンクを囲むエ
アダクトと、当該エアダクトに気流を発生させるファン
とを備えるものでもよい。

【００２１】また、無端ベルト表面から剥離する工程
において、上記回転ロールとして、当該第一定着ロール
から無端ベルトの回転方向下流側に隣り合う第一回転ロ
ールを備え、上記記録シートは、少なくとも当該第一回
転ロールのラップ領域下流端に至るまでには無端ベルト
表面から剥離されるように構成することができる。さら
に、上記記録シートは、当該第一回転ロールのラップ領
域内で無端ベルト表面から剥離されるように構成するこ
とができる。このように剥離する位置を規定するための
手段としては、上記第一回転ロールのロール径は、無端
ベルトに対してその表面から記録シートが剥離するよう
な曲率変化を与えることにより実現することができる。

【００２２】なお、回転ロールは単一又は複数でもよい
が、複数の場合には、上記回転ロールとして、第一回転
ロールから無端ベルトの回転方向下流側において隣り合
う第二回転ロールを設け、当該第二回転ロールにより無
端ベルトに対して張力が与えられるように構成すること
もできる。

【００２３】

【発明の実施による態様】実施例 図１は、本発明に係る定着装置が適用される画像形成シ
ステムの断面概略図である。同図に示すように、この画
像形成システムは、大きく分けて画像形成装置１と二次
定着ユニット２とで構成される。

【００２４】以下、これらの画像形成装置１と二次定着
ユニット２との構成及び動作を詳細に説明する。

【００２５】この画像形成装置１は、大きく分けて画像
形成部、二次転写部、用紙搬送部、一次定着部により構
成されている。画像形成部としては、感光体ドラム１
０、帯電装置１１、露光ユニット１２、ロータリー現像
ユニット１３、一次転写ロール、感光体クリーニングユ
ニット１６の他、ロータリー現像ユニット１３の各色ご
との現像ユニットにトナーを供給するためのトナー収容
部１４、感光体クリーニングユニット１６により回収さ
れる廃トナーを貯めるトナー回収ボックス１７などを備
えている。

【００２６】二次転写部としては、中間転写ベルト２
０、ドライブステアリングロール２１、アイドルロール
２２、バックアップロール２３、二次転写ロール２４、
ベルトクリーニングユニット２５などを備えている。用
紙搬送部としては、用紙トレイ３０、ピックアップロー
ル３１、フィードロール対３２、搬送ロール対３３、レ
ジストレーションロール対３４、搬送ベルト３５、用紙
シュート３６、排出ロール対３７を備えている。なお、
図中点線は用紙Ｐの搬送経路を示している。一次定着部
としては、加熱ロール４１、加圧ロール４２を備えてい
る。

【００２７】ここで、トナー収容部１４やロータリー現
像ユニット１３に収容されるトナーとしては、結着樹
脂、着色剤、離型剤を液中に分散・混合させ、凝集剤を
添加して凝集体を形成した後、前記樹脂のガラス転移点
以上の温度に加熱し、前記凝集体を融合して得られたト
ナーであり、そのトナー内部に無機微粒子を含むもので
ある。より具体的には、結着樹脂としては平均粒径が５
μｍ程度のスチレンアクリルを使用し、離型剤としては
５重量％程度のカルナバワックスを使用し、無機微粒子
としては平均粒径が４０ｎｍ、３重量％程度の酸化ケイ
素粒子を使用しているが、これらの限定されるものでは
ない。また、用紙トレイ３０に収容される用紙（記録シ
ート）Ｐは、図４に示すように、１８０ｇｓｍのコート
紙（基材）Ｐ１の片面にポリエステル（熱可塑性樹脂）
を主成分とした透明樹脂層（受像層）Ｐ２が設けられて
いる。

【００２８】二次定着ユニット２は、用紙搬送部と二次
定着装置７により構成される。用紙搬送部としては、可
動シュート５０、第一排出ロール対５１、第一排出トレ
イ６１、搬送ロール対５２、５５、第二排出ロール対５
６、第二排出トレイ６２を備えている。二次定着装置７
の構成については、後述する。

【００２９】次に、この図１に示す画像形成システムの
動作を説明する。ここで、この画像形成システムにおい
ては、光沢度の高い画像が要求される場合には二次定着
装置７による二次定着処理を施し、光沢度がそれ程要求
されない場合には二次定着装置７による二次定着処理を
行わないものである。以下、光沢度がそれほど要求され
ない画像の一例として白黒文字画像を、光沢度の高い画
像が望まれる一例としてフルカラー写真画像をそれぞれ
用紙Ｐ上に形成する際の動作をそれぞれ説明する。

【００３０】○白黒文字画像形成 まず白黒画像形成動作について説明する。

【００３１】図中矢印の方向に回転駆動される感光体ド
ラム１０は、帯電装置１１によりその表面が一様に帯電
される。そして、図示しないコンピュータなどから文字
としてのの画像信号に基づき（必要に応じて画像処理を
施して）、露光ユニット１２からレーザー光が感光体ド
ラム１０表面へと照射される。すると、感光体ドラム１
０の表面には、露光部分と非露光部分において電位差が
生じ、その電位差により静電潜像が形成される。そし
て、その感光体ドラム１０表面の静電潜像がロータリー
現像ユニット１３に対峙すると、ブラックに対応する現
像装置の現像ロールに保持される磁気ブラシがその静電
潜像を摺擦して、静電潜像部分にトナーを選択的に付着
させる。

【００３２】このようにして感光体ドラム１０表面に
は、ブラックトナーによる顕像、すなわちトナー像Ｔ
（Ｂｋ）が形成される。このトナー像Ｔ（Ｂｋ）が感光
体ドラム１０の回転と共に、一次転写ロール１５に対峙
する位置に達すると、一次転写ロール１５が形成する一
次転写電界により、中間転写ベルト２０上に静電的に転
写される。なお、一次転写されずに感光体ドラム１０表
面に残留した僅かなトナーは、感光体クリーニングユニ
ット１６により感光体ドラム１０表面から除去され、最
終的にはトナー回収ボックス１７内に回収される。

【００３３】中間転写ベルト２０上に一次転写されたト
ナー像Ｔ（Ｂｋ）は、図中矢印の方向に回転駆動される
中間転写ベルト２０の回転とともに移動し、二次転写ロ
ール２４と対峙する。この際、二次転写ロール２４は中
間転写ベルト２０に圧接している。

【００３４】一方、用紙トレイ３０に収容されていた用
紙Ｐは、ピックアップロール３１、フィードロール対３
２、搬送ロール３３を介して一枚ずつ搬送され、レジス
トレーションロール対３４により一旦保持（停止）され
る。そして、中間転写ベルト２０上のトナー像Ｔ（Ｂ
ｋ）が二次転写ロール２４と対峙するタイミングに同期
させて、レジストレーションロール対３４が回転し、そ
れまで保持していた用紙Ｐを二次転写ロール２４と中間
転写ベルト２０との圧接部分に送り込む。

【００３５】すると、中間転写ベルト２０上のトナー像
Ｔ（Ｂｋ）は、二次転写ロール２４が形成する二次転写
電界により、用紙Ｐ上に二次転写される。この際、トナ
ー像Ｔ（Ｂｋ）は、用紙Ｐの透明樹脂層Ｐ２上に転写さ
れる。なお、二次転写されずに中間転写ベルト２０表面
に残留した僅かなトナーは、ベルトクリーニングユニッ
ト２５により除去される。

【００３６】トナー像Ｔ（Ｂｋ）をその表面に保持する
用紙Ｐは、搬送ベルト３５、用紙シュート３６を介し
て、一次定着部に達する。そして、互いに圧接して回転
する加熱ロール４１と加圧ロール４２と圧接部分を通過
する際に、その熱と圧力との作用により、トナー像Ｔ
（Ｂｋ）は用紙Ｐ上に永久像として定着される。一次定
着後の用紙Ｐは、排出ロール対３７により画像形成装置
１外へと搬送され、二次定着ユニット２内に搬送され
る。

【００３７】二次定着ユニット２内に搬送された用紙Ｐ
は、可動シュート５０により図中点線で示す一方の搬送
経路が選択され、第一排出ロール５１により第一排出ト
レイ６１へと排出され、一の白黒画像の画像形成動作が
終了する。

【００３８】○フルカラー写真画像形成 次に、フルカラー画像形成の動作について説明する。

【００３９】図中矢印の方向に回転駆動される感光体ド
ラム１０は、帯電装置１１によりその表面が一様に帯電
される。そして、図示しないコンピュータなどから写真
としての画像信号に基づき（必要に応じて画像処理を施
して）、露光ユニット１２からまずイエローに対応する
レーザー光が感光体ドラム１０表面へと照射される。す
ると、感光体ドラム１０の表面には、露光部分と非露光
部分において電位差が生じ、その電位差により静電潜像
が形成される。そして、その感光体ドラム１０表面の静
電潜像がロータリー現像ユニット１３に対峙すると、イ
エローに対応する現像装置の現像ロールに保持される磁
気ブラシがその静電潜像を摺擦して、静電潜像部分にト
ナーを選択的に付着させる。

【００４０】このようにして感光体ドラム１０表面に
は、イエロートナーによる顕像、すなわちトナー像Ｔ
（Ｙ）が形成される。このトナー像Ｔ（Ｙ）が感光体ド
ラム１０の回転と共に、一次転写ロール１５に対峙する
位置に達すると、一次転写ロール１５が形成する一次転
写電界により、中間転写ベルト２０上に静電的に転写さ
れる。中間転写ベルト２０上に一次転写されたトナー像
Ｔ（Ｙ）は、図中矢印の方向に回転駆動される中間転写
ベルト２０の回転とともに移動し、再び一次転写ロール
１５に対峙する位置に達する。なお、この際、二次転写
ロール２４とベルトクリーニングユニット２５は中間転
写ベルト２０に対して離間されている。

【００４１】一方、同様の動作により感光体ドラム１０
表面には、マゼンタトナーによる顕像、すなわちトナー
像Ｔ（Ｍ）が形成される。そして、中間転写ベルト２０
上に既に一次転写されたトナー像Ｔ（Ｙ）が再び一次転
写ロール１５に対峙する位置に達するタイミングで、感
光体ドラム１０上のトナー像Ｔ（Ｍ）も一次転写ロール
１５に対峙する位置に達し、一次転写ロール１５が形成
する一次転写電界により、中間転写ベルト２０上のトナ
ー像Ｔ（Ｙ）にトナー像Ｔ（Ｍ）が重ね合わされる。同
様に、シアントナーによるトナー像Ｔ（Ｃ）、ブラック
トナーによるトナー像Ｔ（Ｂｋ）が次々に重ね合わさ
れ、最終的にフルカラーのトナー像Ｔ（Ｆ）が中間転写
ベルト２０表面に形成される。なお、この際、二次転写
ロール２４とベルトクリーニングユニット２５は中間転
写ベルト２０に対して当接されている。

【００４２】そして、用紙トレイ３０に収容されていた
用紙Ｐは、ピックアップロール３１、フィードロール対
３２、搬送ロール３３を介して一枚ずつ搬送され、レジ
ストレーションロール対３４により一旦保持（停止）さ
れる。そして、中間転写ベルト２０上のトナー像Ｔ
（Ｆ）が二次転写ロール２４と対峙するタイミングに同
期させて、レジストレーションロール対３４が回転し、
それまで保持していた用紙Ｐを二次転写ロール２４と中
間転写ベルト２０との圧接部分に送り込む。

【００４３】すると、中間転写ベルト２０上のトナー像
Ｔ（Ｆ）は、二次転写ロール２４が形成する二次転写電
界により、用紙Ｐ上に二次転写される。この際、トナー
像Ｔ（Ｂｋ）は、用紙Ｐの透明樹脂層Ｐ２上に転写され
る。なお、二次転写されずに中間転写ベルト２０表面に
残留した僅かなトナーは、ベルトクリーニングユニット
２５により除去される。

【００４４】トナー像Ｔ（Ｆ）をその表面に保持する用
紙Ｐは、搬送ベルト３５、用紙シュート３６を介して、
一次定着部に達する。そして、互いに圧接して回転する
加熱ロール４１と加圧ロール４２と圧接部分を通過する
際に、その熱と圧力との作用により、トナー像Ｔ（Ｆ）
は用紙Ｐ上に永久像として定着される。一次定着後の用
紙Ｐは、排出ロール対３７により画像形成装置１外へと
搬送され、二次定着ユニット２内に搬送される。

【００４５】二次定着ユニット２内に搬送された用紙Ｐ
は、可動シュート５０により図中点線で示す他方の搬送
経路が選択され、搬送ロール対５２、５５により二次定
着装置７に搬送される。そして用紙Ｐは、二次定着装置
７での定着処理（後述する）を施され、その表面に保持
される画像は一層高い光沢を得る。そして、二次定着装
置７から排出された用紙Ｐは、第二排出ロール５６によ
り第二排出トレイ６２へと排出され、一のフルカラー画
像の画像形成動作が終了する。

【００４６】なお、この実施例は、所望の画像の光沢度
により用紙Ｐの搬送経路を変更し、二次定着処理の有無
を変更するものであるが、二次定着処理の有無により一
次定着処理の定着条件を変更することもできる。すなわ
ち、後に二次定着が行われる場合には、前段の一次定着
において定着温度、定着速度、加熱ロール４１と加圧ロ
ール４２のニップ圧などを変更（後に二次定着が行われ
ない場合よりもより小さく）することもできる。また、
一次定着後に二次定着する態様を示したが、常に高い光
沢度が求められる場合には、ベルト式の定着装置（本実
施例の二次定着装置に相当）のみを用いるものでもよい
のは勿論である。

【００４７】図２は、二次定着装置７の断面概略図であ
る。この二次定着装置７は、加熱ロール（第一定着ロー
ル）７１と、剥離ロール（第一回転ロール）７４と、テ
ンションロール（第二回転ロール）７５と、これらのロ
ール７１、７４、７５に巻き掛けられて図中矢印の方向
に回転する無端ベルト７３と、当該無端ベルト７３を挟
み加熱ロール７１と対峙して圧接される加圧ロール（第
二定着ロール）７２とを備えている。

【００４８】ここで、加熱ロール７１は同心円状に３層
構造を採用しており、コア部分、弾性層、離型層を有し
ている。このコア部分は直径４４ｍｍ、厚さ７ｍｍのア
ルミニウム製中空パイプにより構成され、弾性層はＪＩ
Ｓ−Ａ硬度４０度、厚さ３ｍｍのシリコンゴムにより構
成され、離型層は厚さ３０μｍのＰＦＡにより構成され
る。なお、コア部分の中空パイプ内部には、熱源として
のハロゲンランプが配設されている。加圧ロール７２も
同様の構成を採用している。また、無端ベルト７３は、
表面（用紙Ｐや加圧ロール７２に当接する面）に鏡面状
の離型層、裏面（加熱ロール７１に当接する面）に基材
を備える二層構造を採用している。この離型層は厚さ３
０μｍのＰＦＡにより構成され、基材は厚さ８０μｍの
ポリイミドフィルムにより構成される。

【００４９】また、加熱ロール７１、剥離ロール７４、
テンションロール７５のうち、最もその径が大きいのは
加熱ロール７１である。また、無端ベルト７３の加熱ロ
ール７１に対するラップ角度は、剥離ロール７４に対す
るラップ角度よりも大きくなるように加熱ロール７１、
剥離ロール７４、テンションロール７５の位置が設計さ
れている。

【００５０】また、加熱ロール７１から無端ベルト７３
の回転方向下流側の剥離ロール７４に至るまでの領域
は、加熱ロール７１と加圧ロール７２との圧接部分Ｎ
と、それ以外の冷却領域Ｌとに分けられる。この圧接部
分Nよりも無端ベルト７３の回転方向下流側近傍に、補
助ロール８１が設けられている（後述する）。さらに、
冷却領域Ｌ内の一部（強制冷却領域Ｃ）には、無端ベル
ト７３の裏側に当接するようにヒートシンク７７が設け
られている。そのヒートシンク７７を囲むようにエアダ
クト７６が設けられており、そのエアダクト７６の両端
には図示しないファンが設けられ、そのファンによりエ
アダクト７６内には図中の紙面に直交するエアフローが
生じている。

【００５１】そして、無端ベルト７３にはテンションロ
ール７５により所定の張力が与えられ、加熱ロール７１
が図中矢印の方向に回転駆動することにより、無端ベル
ト７３が回転される。また、加熱ロール７１と加圧ロー
ル７のそれぞれ内部に配設されるハロゲンランプに電力
が供給され、加熱ロール７１と加圧ロール７２の表面温
度が上昇する。

【００５２】図３は、この二次定着装置７による定着動
作を経時的に説明するものである。また図４は、二次定
着における用紙とその表面に保持されるトナー像の様子
を説明するものである。以下、これらの図面に基づい
て、二次定着装置７の動作を詳細に説明する。

【００５３】搬送ロール対５５（図１参照）から搬送さ
れる用紙Ｐは、図４（ａ）に示すように、（その透明樹
脂層Ｐ２上に）一次定着により融解したトナーＴを保持
している。その用紙Ｐが、図３（ａ）に示すように、加
熱ロール７１（無端ベルト７３）と加圧ロール７２との
圧接部分Ｎ（図２参照）を通過する。この際、加熱ロー
ル７１と加圧ロール７２とからの熱により、透明樹脂層
Ｐ２の温度が上昇して軟らかくなり、さらに加熱ロール
７１と加圧ロール７２との圧力が加わることによりトナ
ーＴがその高温の透明樹脂層Ｐ２（Ｈ）中に埋没され
る。同時に、用紙Ｐは無端ベルト７３表面に密着される
（図４（ｂ）参照）。

【００５４】その後、用紙Ｐは無端ベルト７３に密着し
た状態で無端ベルト７３の回転と共に、冷却領域Ｌ（図
２参照）を搬送される。ここで、この冷却領域Ｌ中の一
部領域Ｌ１、Ｌ２において、用紙Ｐは周辺雰囲気などに
より自然冷却される。一方、これら一部領域Ｌ１、Ｌ２
に囲まれる強制冷却領域Ｃにおいて、用紙Ｐはヒートシ
ンク７７及びそれを囲むエアダクト７６内を流れるエア
フローの作用により強制的に効率よく冷却される。

【００５５】このように無端ベルト７３の表面に密着さ
れた用紙Ｐは、冷却領域Ｌにより十分に冷却され、図３
（ｃ）に示すように、剥離ロール７４により無端ベルト
７３の曲率が変化する領域、すなわち剥離ロール７４の
ラップ領域内で無端ベルト７３表面から自らの剛性（こ
し）により剥離される。

【００５６】無端ベルト７３表面から剥離される際の用
紙Ｐ（より正確には透明樹脂層Ｐ２）は、図４（ｃ−
２）に示すように、埋没されたトナーＴが隆起しない程
度の温度に冷却されている。このように、用紙Ｐを鏡面
状の無端ベルト７３表面に密着させた状態で冷却するた
め、定着後の用紙Ｐ上のフルカラートナー像Ｔ（Ｆ）は
極めて平滑性が高く、高い光沢度を得ることができる。
ここで、加熱ロール７１と加圧ロール７２の圧接部分Ｎ
を通過した直後の透明樹脂層Ｐ２（Ｈ）と、無端ベルト
７３表面から剥離された直後の透明樹脂層Ｐ２（Ｃ）と
の温度差は、約８０度程度である。

【００５７】一方、用紙Ｐ（より正確には透明樹脂層Ｐ
２）が無端ベルト７３の冷却領域Ｌにおいて十分冷却さ
れない場合や、用紙Ｐが冷却領域Ｌの途中で剥離してし
まった場合などでは、図４（ｃ−１）に示すように、一
旦埋没されたトナーＴが再び透明樹脂層Ｐ２（Ｈ）内か
ら隆起したり、剥離する際温度が高いため樹脂層表面が
荒れて、用紙Ｐ上のフルカラートナー像Ｔ（Ｆ）の平滑
度が損なわれ、画像の光沢が失われてしまう。

【００５８】このように、高い光沢度を備える画像を得
るためには、用紙Ｐが無端ベルト７３に適切に密着し、
冷却領域Lの途中で無端ベルト７３から剥離しないこと
が重要であるが、本実施例では補助ロール８１により圧
接部分Ｎを通過後の用紙Ｐを無端ベルト７３に密着させ
るように構成している。

【００５９】図５は、補助ロール８１周辺の構成及びそ
の動作を説明するものである。同図に示すように、加熱
ロール７１と加圧ロール７２との圧接部分Ｎの下流側近
傍に直径８ｍｍの回転自在な補助ロール（補助手段、回
転体）８１が設けられている。また、この補助ロール８
１の無端ベルト７３を挟んだ対向位置には、そのロール
８１によって無端ベルト７３が用紙を剥離させる側に撓
むのを防ぐバックアップ部材８３がある。そして、補助
ロール８１は３００〜７００ｇの力で無端ベルト７３に
押し付けられている。この補助ロール８１は、その全部
が加圧ロール７２表面と、無端ベルト７３表面と、圧接
部分Ｎの下流側における加熱ロール７１と加圧ロール７
２との共通接面（図２中一点鎖線）とに囲まれる領域に
存在している。その補助ロール８１は、無端ベルト７３
の表面を傷つけない程度に無端ベルト７３表面側に付勢
されている。

【００６０】そして図５（ａ）に示すように、圧接部分
Ｎを通過した用紙Ｐの先端がなんらかの事情により無端
ベルト７３表面から僅かに離れることがあっても、図５
（ｂ）に示すように補助ロール８１により付勢され無端
ベルト７３表面に密着される。

【００６１】○変形例１図６は、圧接部分Ｎを通過後の
用紙Ｐを無端ベルト７３に密着させる補助手段を設ける
実施例の変形例を説明する図である。この二次定着装置
７は、実施例に係る二次定着装置７に加えて、補助ロー
ル８１と加圧ロール７２とに張架されて回転する無端状
の補助ベルト８２を備えるものである。

【００６２】二次定着装置７をこのように構成すること
により、圧接部分Ｎを通過した用紙Ｐの先端は補助ベル
ト８２及び補助ロール８１に付勢され無端ベルト７３表
面から離れることがなく、常に無端ベルト７３表面に密
着される。さらに、補助ベルト８２は、その全部が加圧
ロール７２表面と、無端ベルト７３表面と、圧接部分Ｎ
の下流側における加熱ロール７１と加圧ロール７２との
共通接面（図６中一点鎖線）とに囲まれる領域に存在し
ているため、用紙Ｐのコート紙Ｐ１部分からの水蒸気の
発散を過度に抑制することがない。

【００６３】○変形例２ 図７は、圧接部分Ｎを通過した用紙Ｐが無端ベルト７３
に密着するように、用紙Ｐが無端ベルト側に向かって排
出されるよう構成する変形例を説明する図である。この
二次定着装置７は、図７（ａ）に示すように、加熱ロー
ル７１と加圧ロール７２との圧接部分Ｎにおいて、加圧
ロール７２の弾性変形量が加熱ロール７１の弾性変形量
よりも大きくなるように構成されている。このような弾
性変形量の関係を達成するためには、加圧ロール７２の
弾性層を加熱ロール７１の弾性層よりも厚く構成した
り、加圧ロール７２の弾性層を加熱ロール７１の弾性層
よりも軟らかい材質で構成したり、これらを組み合わせ
て構成することができる。

【００６４】二次定着装置７をこのように構成すること
により、図７（ａ）に示すように、用紙Ｐが圧接部分Ｎ
の弾性変形に沿って図中点線矢印で示す方向、すなわち
無端ベルト７３側に向かってに排出されるため、図７
（ｂ）に示すように、圧接部分Ｎを通過後の用紙Ｐが無
端ベルト７３の表面に密着しやすくなる。

【００６５】○変形例３ 図８は、圧接部分Ｎから用紙Ｐが無端ベルト側に向かっ
て排出されるよう構成する変形例の他の一態様を説明す
る図である。この二次定着装置７は、図８（ａ）に示す
ように、加熱ロール７１と加圧ロール７２との中心軸
（図中+印で示す）間を結ぶ直線（図中点線で示す）と
加熱ロール７１からの無端ベルト７３の排出方向とのな
す角度が９０度よりも小さく構成されている。すなわ
ち、加圧ロール７２が無端ベルト７３の回転方向側にオ
フセットして設けられている。

【００６６】二次定着装置７をこのように構成すること
により、図８（ａ）に示すように、用紙Ｐが加熱ロール
７１と加圧ロール７２との中心軸（図中+印で示す）間
を結ぶ直線（図中点線で示す）に直交する方向、すなわ
ち無端ベルト７３側に向かって排出されるため、図８
（ｂ）に示すように、圧接部分Ｎを通過後の用紙Ｐが無
端ベルト７３の表面に密着しやすくなる。

【００６７】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、被定着用紙Ｐから発生する水蒸気がトナー像Ｔ
を乱し、その平滑性を損なってしまうことを防止するこ
とと、被定着用紙Ｐが無端ベルトから剥離するのを防
止することとを両立し、高画質（高光沢）のトナー画像
を得ることができる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】図１は、実施例に係る定着装置が適用される画
像形成システムの断面概略図である。

【図２】図２は、実施例に係る二次定着装置の断面概略
図である。

【図３】図３は、実施例に係る二次定着装置の定着動作
を説明するものである。

【図４】図４は、二次定着における、用紙とその表面に
保持されるトナー像の様子を説明するものである。

【図５】図５は、補助ロールの作用を説明するものであ
る。

【図６】図６は、変形例１に係る二次定着装置の断面概
略図である。

【図７】図７は、変形例２に係る二次定着装置の一部拡
大図である。

【図８】図８は、変形例３に係る二次定着装置の一部拡
大図である。

【図９】図９は、従来の定着装置を説明するものであ
る。

【符号の説明】

１…画像形成装置、２…二次定着ユニット、７…二次定
着装置（定着装置）、７１…加熱ロール、７２…加圧ロ
ール、７３…無端ベルト、７４…剥離ロール、７５…テ
ンションロール、７６…通気ダクト、７７…ヒートシン
ク、８１…補助ロール、８２…補助ベルト、

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第一定着ロールと、当該第一定着ロール
   から所定間隔を保ち配設される回転ロールと、これら第
   一定着ロールと回転ロールとに巻き掛けられて回転され
   る無端状ベルトと、当該無端ベルトを挟み第一定着ロー
   ルに対峙して圧接される第二定着ロールとを備える定着
   装置において、 当該第一定着ロールと第二定着ロールとの圧接部分より
   も回転方向下流側近傍に記録シートを無端ベルトに密着
   させる補助手段を有することを特徴とする定着装置。
2. 【請求項２】 上記補助手段は、少なくともその一部が
   第二定着ロール表面と、無端ベルト表面と、上記圧接部
   分の下流側における第一定着ロールと第二定着ロールと
   の共通接面とに囲まれる領域に存在する請求項１に記載
   の定着装置。
3. 【請求項３】 上記補助手段は、その全部が第二定着ロ
   ール表面と、無端ベルト表面と、上記圧接部分の下流側
   における第一定着ロールと第二定着ロールとの共通接面
   とに囲まれる領域に存在する請求項２に記載の定着装
   置。
4. 【請求項４】 上記補助手段は、当該第一定着ロールと
   第二定着ロールとの圧接部分を通過後の記録シートを無
   端ベルト側に付勢する回転体である請求項１〜３のいず
   れかに記載の定着装置。
5. 【請求項５】 上記補助手段は、回転自在な補助ロール
   である請求項４に記載の定着装置。
6. 【請求項６】 上記補助手段は、回転自在な補助ロール
   と、当該補助ロールと第二定着ロールとに張架されて回
   転する無端状の補助ベルトと有する請求項４に記載の定
   着装置。