JP2002268417A - 定着装置及びその定着装置を有する画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 定着ローラと分離ローラに定着ベルトを巻き
掛け、その定着ローラに加圧ローラを圧接させた定着装
置において、定着ベルトに離型剤を塗布することを不要
とする。 【解決手段】 定着ローラ１２と加圧ローラ１５との圧
接部を通過した記録材Ｐをそのまま定着ベルト１４に密
着させて搬送し、その記録材Ｐが定着ベルト１４と剥離
ローラ１８との間を通過した後に、当該記録材Ｐを定着
ベルト１４から剥離し、トナーとしてワックス入りのト
ナーを用いると共に、基材と弾性層と離型層より成る定
着ベルト１４を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、記録材に担持され
た未定着トナー像を定着する定着装置と、その定着装置
を有する画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子複写機、プリンタ、ファクシミリ或
いはこれらの少なくとも２つの機能を備えた複合機など
として構成される画像形成装置においては、記録材に担
持された未定着トナー像を熱と圧力の作用で定着する定
着装置が用いられている。かかる定着装置として、定着
ベルトに加圧ローラを圧接させ、未定着トナー像を担持
した記録材を、そのトナー像が、定着ベルトに接触する
向きにして定着ベルトと加圧ローラとの圧接部を通過さ
せる形式の装置が知られている。

【０００３】この定着装置の場合、記録材が定着ベルト
と加圧ローラの圧接部を通過するとき、高温となったト
ナーが定着ベルトの表面に移行する現象、すなわち高温
オフセットを防止する目的で、その定着ベルト表面に、
例えば低粘度のシリコーンオイルより成る離型剤を多量
に塗布している。カラー画像形成装置の場合には、画像
の色再現性や光沢性を高めるために、トナー像の定着時
にトナーを充分に溶融させる必要があるため、低融点の
トナーが使用されているが、かかる低融点トナーは高温
オフセットしやすいため、特に多量のシリコーンオイル
を定着ベルト表面に塗布する必要がある。ところが、こ
のように定着ベルト表面に多量のシリコーンオイルを塗
布すると、これが記録材に付着したり、多量のシリコー
ンオイルを使用することから、これがこぼれてしまうお
それもある。

【０００４】そこで、このような問題点を解決するため
に、シリコーンオイルを全く使用しないか、或いは定着
ベルトへのシリコーンオイルの塗布量を極くわずかにし
て、定着後の画像の優れた色再現性と光沢性を得ること
の可能な定着装置が提案されている。例えば、定着ベル
トから記録材を剥離する部分では、定着ベルトに対して
離接可能に設けた剥離ローラにエアーを送り、トナーを
急激に冷却すると共に、定着ベルトを挟んだ剥離ローラ
に対向する分離ローラに弾性体を設け、記録材を剥離方
向に湾曲させて記録材の離型作用を向上させる技術が提
案されている（特開平８−２９２６６９号公報参照）。
このような定着装置では分離部で記録材を冷却すると、
トナーも冷却されて粘度が高くなり、ガラス転移状態に
なり、トナーがガラス転移状態になった後に記録材を定
着ベルトから分離するので、定着ベルト上にシリコーン
オイルを塗布しなくとも、定着ベルトへのトナーのオフ
セットを防止しつつ、記録材を定着ベルトから分離する
ことが可能となる。かかる効果を確実なものにするに
は、記録材を定着ベルトから分離するまでにトナーを充
分に冷却し、その粘度を高め、トナーと定着ベルトとの
離型性を向上させなければならぬため、記録材を定着ベ
ルトから分離するまでに定着ベルトの温度も充分に下げ
る必要がある。

【０００５】一方、上記形式の定着装置において、記録
材上のトナー像を均一に定着し、定着後のトナー像の品
質を高めるには、定着ベルトの基材上に弾性層を設け、
その弾性層に記録材を接触させてトナー像を定着するこ
とが好ましい。ところが、このような弾性層を有する定
着ベルトは、その熱容量が大きいため、定着ベルトから
記録材を分離するまでに定着ベルトの温度を大きく下げ
ることが難しく、このためトナーの温度も充分に下がら
ず、そのトナーが定着ベルト表面にオフセットしやすく
なる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
欠点を除去し、定着ベルトに離型剤を塗布しないか、又
はその塗布量を少なくでき、しかも定着後のトナー像の
品質を高めることのできる定着装置を提供することをそ
の第１の目的とし、かかる定着装置を有する画像形成装
置を提供することを第２の目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記第１の目
的を達成するため、定着ローラと分離ローラの少なくと
も２つのローラに無端状の定着ベルトを掛け渡し、該定
着ベルトを介して、前記定着ローラに加圧ローラを圧接
し、かつ該定着ベルトを介して、前記分離ローラに加圧
手段を圧接させ、未定着トナー像を担持した記録材を、
そのトナー像が、加熱された前記定着ベルトに接する向
きにして、前記定着ローラと加圧ローラとの圧接部に送
り込み、該圧接部を通過した記録材を定着ベルトに密着
させたまま搬送して前記加圧手段と分離ローラとの圧接
部に送り込み、該加圧手段と分離ローラとの圧接部を通
過した記録材を定着ベルトから分離する定着装置におい
て、前記定着ベルトは、基材と最外層の離型層を有して
いると共に、該基材と離型層との間に配置された少なく
とも一層の弾性層を有し、前記トナーとして、少なくと
も結着樹脂と着色剤とワックスとを含有するトナーを用
いたことを特徴とする定着装置を提案する（請求項
１）。

【０００８】その際、分離ローラに対する前記加圧手段
の総荷重が１０kgｆ以上であると有利である（請求項
２）。

【０００９】また、上記請求項１又は２に記載の定着装
置において、前記加圧手段が剥離ローラより成り、該剥
離ローラが設けられていないときに、前記定着ベルトが
分離ローラに巻き付いて接触する接触範囲の定着ベルト
移動方向最上流側の位置と前記分離ローラの中心とを結
ぶ線と、前記剥離ローラの中心と分離ローラの中心とを
結ぶ線のなす角度をθとしたとき、０°≦θ≦３０°を
満たすように、前記剥離ローラを配置すると有利である
（請求項３）。

【００１０】さらに、上記請求項１乃至３のいずれかに
記載の定着装置において、前記加圧手段を回転駆動する
駆動手段を有すると有利である（請求項４）。

【００１１】また、本発明は、上記第１の目的を達成す
るため、定着ローラと分離ローラの少なくとも２つのロ
ーラに無端状の定着ベルトを掛け渡し、該定着ベルトを
介して、前記定着ローラに加圧ローラを圧接し、未定着
トナー像を担持した記録材を、そのトナー像が、加熱さ
れた前記定着ベルトに接する向きにして、前記定着ロー
ラと加圧ローラとの圧接部に送り込み、該圧接部を通過
した記録材を定着ベルトに密着させたまま搬送し、前記
分離ローラに接触する定着ベルト部分において該記録材
を定着ベルトから分離する定着装置において、前記定着
ベルトは、基材と最外層の離型層を有していると共に、
該基材と離型層との間に配置された少なくとも一層の弾
性層を有し、前記トナーとして、少なくとも結着樹脂と
着色剤とワックスとを含有するトナーを用い、かつ前記
分離ローラの直径を１５mm以下に設定したことを特徴と
する定着装置を提案する（請求項５）。

【００１２】さらに、本発明は、上記第２の目的を達成
するため、請求項１乃至５のいずれかに記載の定着装置
を具備することを特徴とする画像形成装置を提案する
（請求項６）。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態例を図面
に従って説明し、併せて前述の従来の欠点を図面に即し
てより具体的に明らかにする。

【００１４】図１は画像形成装置の一例であるカラープ
リンタの一部を示す概略図である。ここに示した画像形
成装置は、記録材上にトナー像を形成する作像手段１
と、そのトナー像を記録材上に定着する定着装置２とを
有している。先ず作像手段１の概略を明らかにする。

【００１５】図１に示した作像手段１は、ドラム状の感
光体として構成された第１乃至第４の像担持体３Ｙ，３
Ｍ，３Ｃ，３ＢＫを有し、その各像担持体上にイエロー
トナー像、マゼンタトナー像、シアントナー像及びブラ
ックトナー像がそれぞれ形成される。第１乃至第４の像
担持体３Ｙ乃至３ＢＫに対向して転写ベルト４が配置さ
れ、この転写ベルト４は、駆動ローラ５と従動ローラ６
に巻き掛けられて矢印Ａ方向に走行駆動される。

【００１６】第１乃至第４の各像担持体３Ｙ，３Ｍ，３
Ｃ，３ＢＫ上にトナー像を形成する構成と、その作用は
実質的に全て同一であるため、第１の像担持体３Ｙにト
ナー像を形成する構成だけを説明する。この像担持体３
Ｙは図１における時計方向に回転駆動され、このとき帯
電ローラ７によって像担持体表面が所定の極性に均一に
帯電される。次いでその帯電面に、レーザ書き込みユニ
ット８から出射する光変調されたレーザビームＬが照射
される。これによって像担持体３Ｙ上に静電潜像が形成
され、その静電潜像が現像装置９によってイエロートナ
ー像として可視像化される。

【００１７】一方、図示していない給紙部から、例えば
転写紙又は樹脂シートや樹脂フィルムなどから成る記録
材Ｐが給送され、その記録材Ｐが、矢印Ｂで示すよう
に、像担持体３Ｙと転写ベルト４の間に送り込まれ、転
写ベルト４に担持されて搬送される。転写ベルト４を挟
んで、像担持体３Ｙにほぼ対向する位置には転写ローラ
１０が配置され、その転写ローラ１０に対し、像担持体
３Ｙ上のトナーの帯電極性と逆極性の電圧が印加され、
これによって像担持体３Ｙ上のイエロートナー像が記録
材Ｐ上に転写される。記録材Ｐに転写されず、像担持体
３Ｙ上に残された転写残トナーは、クリーニング装置１
１によって除去される。

【００１８】全く同様にして、第２乃至第４の像担持体
３Ｍ，３Ｃ，３ＢＫ上にマゼンタトナー像、シアントナ
ー像及びブラックトナー像がそれぞれ形成され、これら
のトナー像が、イエロートナー像の転写された記録材Ｐ
上に順次重ね合されて転写される。

【００１９】上述のようにして４色の未定着トナー像を
担持した記録材Ｐは、矢印Ｃで示すように定着装置２に
送り込まれ、このときそのトナー像が記録材Ｐ上に定着
される。定着装置２を通過した記録材は、矢印Ｄ方向に
搬送されて図示していない排紙トレイ上に排出される。

【００２０】図２は定着装置２の拡大断面図であり、こ
こに示した定着装置２は、定着ローラ１２と分離ローラ
１３とに巻き掛けられた無端状の定着ベルト１４を有
し、その定着ベルト１４を介して加圧ローラ１５が所定
の圧力で定着ローラ１２に圧接している。また、定着ベ
ルト１４を介して、加圧手段の一例である剥離ローラ１
８が分離ローラ１３に圧接している。定着ローラ１２の
内部には、定着ベルト１４を加熱する加熱源としてのヒ
ータ１６が配置され、定着ベルト１４の表面には、その
定着ベルトの温度を検知するセンサの一例であるサーミ
スタ１７が配置されていて、このサーミスタ１７により
定着ベルト表面の温度を検知し、図示していない温度制
御回路がサーミスタ１７による検知温度に基づいてヒー
タ１６をオン，オフ制御し、定着ベルト１４の表面温度
を所定の範囲に維持する。図示した例では、サーミスタ
１７は、定着ベルト１４の幅方向中央部に設置され、し
かも定着ベルト１４と加圧ローラ１５との圧接領域の中
央部から定着ベルト表面の移動方向上流側に約９０°の
位置に取り付けられている。本例ではヒータ１６として
ハロゲンヒータが用いられている。また図示した例で
は、定着ベルト１４が定着ローラ１２と分離ローラ１３
の２つのローラに巻き掛けられているが、この定着ベル
ト１４を３以上のローラに掛け渡すように構成すること
もできる。

【００２１】画像形成動作時に、各ローラ１２，１３，
１５，１８はそれぞれ矢印方向に回転し、これに伴って
定着ベルト１４も図１に矢印で示す方向に駆動される。
このとき、ヒータ１６からの熱によって、定着ベルト１
４の表面温度がトナー像の定着に適した温度に保たれ
る。

【００２２】未定着トナー像Ｔを担持した記録材Ｐは、
矢印Ｃで示す如く定着装置２に搬送され、そのトナー像
Ｔが定着ベルト１４に接する向きにして、定着ローラ１
２と加圧ローラ１５との圧接部に入り込まれ、ここを通
過する。このときトナー像Ｔに圧力が加えられると共
に、定着ベルト１４から熱を与えられて加熱され、その
トナーが溶融する。圧接部を通過した記録材Ｐは、引き
続き溶融状態にあるので、定着ベルト１４の表面に密着
したままその定着ベルト１４によって搬送される。引き
続き、この記録材は、剥離ローラ１８と分離ローラ１３
との圧接部に送り込まれ、この圧接部を通過したところ
で、当該記録材Ｐが定着ベルト１４から分離される。こ
の分離に関するメカニズムは後述する。

【００２３】また、記録材Ｐを定着ベルト１４から分離
させやすくするため、定着ローラ１２と加圧ローラ１５
との圧接部を通過した定着ベルト１４、又は記録材Ｐ、
或いはその両者を冷却する冷却手段を設けることもでき
る。例えば、特開平８−２９２６６９号公報に記載され
ているように、剥離ローラ１８を中空状に形成し、その
内部にエアを供給して剥離ローラ１８の表面部分を低温
に保ち、その表面によって記録材Ｐの裏面を冷却した
り、図１に示すように分離ローラ１３と定着ローラ１２
との間の定着ベルト部分の裏面にヒートパイプ１９を当
接させ、そのヒートパイプ１９を冷却して、定着ベルト
１４の温度を下げたり、或いは分離ローラ１３と定着ロ
ーラ１２の間の定着ベルト部分の裏面に、図示していな
い冷却スプレーから流出する冷気を吹き当てて当該定着
ベルトを冷却するなどの冷却手段を採用することができ
る。

【００２４】定着装置２の各構成要素は適宜な材料によ
って構成でき、しかもその形態も各種採用できるがその
一例を示すと次のとおりである。

【００２５】定着ローラ１２は、例えば、アルミニウ
ム、炭素鋼、ステンレス鋼等の中空金属円筒体状の薄肉
ローラとて構成できる。加圧ローラ１５は、例えば、芯
金２０と、そのまわりに設けられた弾性を有する断熱性
の発泡体層２１と、その発泡体層２１のまわりに設けら
れた離型層２２とから構成することができ、その発泡体
層２１としては、耐熱性の発泡シリコーンゴムを用い、
離型層２２としてはＰＦＡチューブを用いることができ
る。さらに、分離ローラ１３としては、例えば、芯金の
まわりに弾性を有する断熱性の発泡体層を設けたローラ
を用いることができる。その外径は例えば２０mmであ
る。剥離ローラ１８は、例えばアルミニウム、ステンレ
ス鋼、もしくは炭素鋼等から成る芯金と、そのまわりに
設けられた離型層とから構成でき、その離型層として
は、シリコーンゴム又はフッ素樹脂などを用いることが
できる。定着ベルト１４の具体的構成例は後述する。

【００２６】以上のように、本例の定着装置は、定着ロ
ーラ１２と分離ローラ１３の少なくとも２つのローラに
無端状の定着ベルト１４を掛け渡し、その定着ベルト１
４を介して、定着ローラ１２に加圧ローラ１５を圧接
し、かつ定着ベルト１４を介して、分離ローラ１３に加
圧手段を圧接させ、未定着トナー像を担持した記録材Ｐ
を、そのトナー像が、加熱された定着ベルト１４に接す
る向きにして、定着ローラ１２と加圧ローラ１５との圧
接部に送り込み、その圧接部を通過した記録材Ｐを定着
ベルト１４に密着させたまま搬送して加圧手段と分離ロ
ーラ１３との圧接部に送り込み、該加圧手段と分離ロー
ラ１３との圧接部を通過した記録材Ｐを定着ベルト１４
から分離するように構成されている。そして、必要に応
じて、前述の冷却手段が設けられる。

【００２７】ここで、従来提案されているこの種の定着
装置においては、分離ローラと剥離ローラとの間に至っ
た記録材を前述の如き冷却手段によって冷却し、その記
録材上のトナーを急速に冷却してトナーと定着ベルトと
の剥離性、すなわち離型性を高め、定着ベルト上にトナ
ーが移行するオフセット現象を阻止しつつ、記録材を定
着ベルトから分離できるように構成されている。このよ
うな作用が確実に得られるようにするには、記録材を定
着ベルトから分離するまでに、その定着ベルトの温度も
下げ、トナーの温度を確実に低下させる必要がある。

【００２８】一方、トナー像を均一に定着して定着後の
トナー像の画質を高めるには、先にも説明したように、
定着ベルトの基材に弾性層を設け、その弾性層側を記録
材に接触させることが好ましい。例えば、５０μｍの厚
さのポリイミド製の基材上に２００μｍの厚さのシリコ
ーンゴムより成り弾性層を積層した定着ベルトを用いる
と、同じ基材上に例えば１８μｍの厚さのフッ素系樹脂
より成り離型層を積層した定着ベルトを用いた場合より
も、トナー像を均一に定着でき、その画質を高め得るこ
とが実験により確認されている。

【００２９】ところが、上述の如き弾性層を有する定着
ベルトは、その熱容量が大きいため、従来の定着装置に
かかる定着ベルトを用いると、当該定着ベルトが定着ロ
ーラと加圧ローラの圧接部を通過してから、分離ローラ
と剥離ローラの部位に至り、記録材が定着ベルトから分
離する時点までに、定着ベルトが充分に冷却されない。
これによってトナーの温度低下も不充分となり、トナー
が定着ベルトにオフセットすることを完全に阻止しつ
つ、記録材を定着ベルトから分離することが困難とな
る。これは、前述の冷却手段を用いたときも同様であ
り、定着ベルトの線速が速くなると、かかる不具合が発
生しやすくなる。

【００３０】表１は、ヒートパイプを定着ベルトの裏面
（内側面）に当ててその定着ベルトを冷却したときと、
冷却スプレーから噴射する冷気を定着ベルトの裏面に吹
き付けたときの定着ベルトの冷却度合いを示している。
ヒートパイプは外径２０mmで、端部に放熱用フィンを設
け、そのフィンに送風して放熱を促進し、定着ベルトを
冷却した。冷却スプレーは約−５０℃の冷気を噴射す
る。定着ベルトは、５０μｍの厚さのポリイミド製の基
材上に弾性層してのシリコーンゴム層を設けないもの
と、同じ基材上に５０μｍの厚さのシリコーンゴム層を
積層したものと、同じ基材上に２００μｍの厚さのシリ
コーンゴム層を積層したものとを使用し、その定着ベル
ト線速を２００mm/sとした。表１中の温度は、定着ベル
トを自然冷却したときの温度低下に対して、上述の各冷
却手段によって定着ベルトを冷却したときに促進された
温度、すなわち冷却度合いを示している。

【００３１】

【表１】

【００３２】表１に示すようにシリコーンゴム層が５０
μｍ以下であると、ヒートパイプで１０℃以上定着ベル
トの冷却を促進できるが、均一定着性を得るためにシリ
コーンゴム層を２００μｍとすると、ヒートパイプでも
ほとんど冷却を促進できない。本実験で用いたヒートパ
イプ以上に強力な冷却手段を実機に用いることはほぼ不
可能であり、特に中高速機において弾性層を２００μｍ
程度設けると、定着ベルト冷却によるオフセット向上は
実用上望めない。そこで、本例の定着装置２は、定着ベ
ルト１４が、基材と最外層の離型層を有していると共
に、基材と離型層との間に配置された少なくとも一層の
弾性層を有していることを第１の特徴とし、トナーとし
て、少なくとも結着樹脂と着色剤とワックスとを含有す
るトナーを用いたことを第２の特徴としている。離型層
は、弾性層よりもトナーに対する離型性、すなわちトナ
ーに対する剥離性に優れた材料から構成される。図３
は、定着ベルト１４の拡大断面図であり、その裏面側に
位置する基材２３上に弾性層２４が一体に積層され、そ
の表面に離型層２５が一体に積層されており、ここに示
した例では弾性層は一層だけ設けられている。離型層２
５の表面に記録材Ｐが接触する。

【００３３】定着ベルト１４の基材２３には、例えば耐
熱性樹脂や、金属から形成されたエンドレスのベルト状
基材を用いる。耐熱性樹脂の材質としては、ポリイミ
ド、ポリアミドイド、ポリエーテルケトン（ＰＥＥＫ）
等を使用し、金属ベルトの材質としては、ニッケル、ア
ルミニウム、鉄等を使用することができる。その厚さは
１００μｍ以下の薄肉のものが望ましい。離型層２５と
しては、耐熱性、耐久性に優れたものが好ましく、例え
ばフッ素系樹脂、高離型シリコーンゴム等が用いられ
る。フッ素樹脂は、吹きつけ等により弾性層２４の表面
に塗装し、加熱融着させることにより表面離型層を形成
する。高離型シリコーンゴム層は、ゴム硬度２５〜６５
度（ＪＩＳ Ａ硬度計）である。定着ベルト１４の全厚
さは１００〜３００μｍの範囲が良好な定着性及び熱応
答性を得る条件として望ましい。より具体的には、基材
２３に厚さ５０μｍのポリイミドを用い、弾性層２４と
して厚さ２００μｍのシリコーンゴム層を設け、その上
に離型層２５としてテフロン（登録商標）を１８μｍコ
ーティングした定着ベルト１４を用いることができる。

【００３４】一方、トナーの具体例としては、ワックス
分散剤中にワックスを取り込ませた擬似カプセルをトナ
ー粒子の結着樹脂中に分散してトナー粒子を構成する。
その擬似カプセルをトナー粒子の表面近傍に多数存在さ
せ、ワックスが直接トナー粒子表面に出現しないように
する。像担持体に形成された静電潜像を現像するとき、
及びそのトナー像を記録材Ｐに転写するときは、ワック
スは擬似カプセルに内包され直接トナー表面に出現しな
いので、ワックスによる現像、転写の不具合を抑制する
ことができる。未定着トナー像Ｔを担持した記録材Ｐ
は、定着ベルト１４を介して定着ローラ１２と加圧ロー
ラ１５の圧接部（ニップ）で加熱・加圧されるが、この
とき定着ローラ１２と加圧ローラ１５間の圧力で擬似カ
プセルが押しつぶされ、ワックスが初めてトナー表面に
現われる。トナー表面に現われたワックスは、離型剤と
してトナー像Ｔを担持した記録材と定着ベルト１４の間
に広がる。このようにして、トナーと定着ベルト１４と
の離型性、すなわち剥離性が高められる。擬似カプセル
を全て押しつぶすには大きな圧力が必要であり、定着ロ
ーラ１２と加圧ローラ１５との間の圧接部では良い状態
で加圧を受けられず、つぶれずに残ってしまう擬似カプ
セルが存在する。

【００３５】トナー像Ｔを担持した記録材Ｐが定着ロー
ラ１２と加圧ローラ１５との間のニップを通過した後、
記録材Ｐは定着ベルト１４に密着したまま分離ローラ１
３と剥離ローラ１８との圧接部まで搬送される。定着ベ
ルト１４は弾性層２４を備え熱容量が大きいため、この
搬送過程での温度低下は小さい。そのため、記録材Ｐ上
のトナーはまだガラス転移状態に達せず、溶融軟化状態
にある。記録材Ｐは、定着ベルト１４を介して分離ロー
ラ１３と剥離ローラ１８が圧接した圧接部、すなわちそ
のニップで再度加圧される。この再加圧で、定着ローラ
１２と加圧ローラ１５との圧接部でつぶれずに残ってい
た擬似カプセルがつぶされ、トナーに含有されていたワ
ックスが充分にトナー表面に出現し、記録材Ｐと定着ベ
ルト１４の間に広がる。記録材Ｐを定着ベルト１４から
分離する直前に擬似カプセルを再度加圧してつぶし、多
量のワックスを出現させ、トナーと定着ベルト１４の離
型性、すなわちその両者の剥離性を高めるのである。

【００３６】また、定着ベルト１４は弾性層２４を有し
ているので、トナー像を均一に定着することができる
が、そのほかこの弾性層２４により次の作用も得られ
る。

【００３７】記録材Ｐと重なり合った定着ベルト部分が
分離ローラ１３と剥離ローラ１８との間に至ると、その
弾性層２４は剥離ローラ１８による加圧作用により大き
く圧縮変形し、このとき離型層２５も共に撓む。次い
で、この定着ベルト部分が分離ローラ１３と剥離ローラ
１８の間の圧接部から出たとき、その弾性層２４は剥離
ローラ１８による加圧力を急激に解除され、元の形態に
弾性復帰する。このとき離型層２５も一緒に動くが、こ
のときの動きは瞬時に行われる。このため、定着ベルト
１４と記録材上のトナーを互いにずらす力が働き、トナ
ーと定着ベルト１４の剥離が促進される。

【００３８】上述のように、定着ベルト１４から記録材
を剥離するとき、トナーと定着ベルト１４との間に多量
のワックスが存在し、しかもトナーと定着ベルト１４と
が互いにずれ、さらにその記録材Ｐの分離は、分離ロー
ラ１３の曲面上において行われ、記録材自体の腰の作用
が働くので、定着ベルト上にトナーを移行させることな
く、効率よく記録材を定着ベルト２４から分離すること
ができる。分離ローラ１３と剥離ローラ１８は、このよ
うに記録材Ｐを定着ベルト１４から分離し、ないしは剥
離する用をなす。

【００３９】図１に示した画像形成装置は、記録材Ｐ上
にカラートナー像を形成するように構成され、定着後の
トナー像の色再現性と光沢性を高めるために、低融点ト
ナーが用いられている。このようなトナーは、定着ベル
ト１４へのオフセットが発生しやすいのであるが、本例
の定着装置２では、上述の作用により記録材Ｐを定着ベ
ルト１４から分離するので、定着ベルト１４上にシリコ
ーンオイルを塗布しないか、或いは塗布したとしても極
く少量のオイルを塗布するだけで、トナーが定着ベルト
１４に移行する現象、すなわち高温オフセットの発生を
阻止できる。しかも、定着ベルト１４の弾性層２４の働
きにより、トナー像を均一に定着でき、定着後のトナー
像の画質を高めることができる。

【００４０】上述の作用は、前述の冷却手段を設ければ
特に高められるが、かかる冷却手段を設けない場合にも
奏することができる。

【００４１】図４に分離ローラ１３に対する剥離ローラ
１８の総荷重と、定着ベルト１４のオフセット上限温度
を示す。このオフセット上限温度とは、定着ベルト１４
がこの温度以下であれば、トナーが定着ベルト１４に移
行する現象、すなわちトナーのオフセットを防止できる
ことを意味する。図４から判るように、剥離ローラ１８
の総荷重を１０kgｆ以上にすると、定着ローラ１２と加
圧ローラ１５のニップでつぶれずに残っていた擬似カプ
セルが、分離ローラ１３と剥離ローラ１８間の再加圧で
つぶされ、トナーに含有されていたワックスが完全にト
ナー表面に出現する。その結果、離型性が向上し、定着
ベルト１４にシリコーンオイルを塗布しないオイルレス
定着において、オフセット上限温度が１４５℃から１６
５℃に上昇した。この実験では、定着ベルト１４の線速
は２００mm/sで、サーミスタ１７で定着ベルト１４の温
度を測定した。このように、分離ローラに対する加圧手
段の総荷重が１０kgｆ以上であると、前述の効果をより
確実なものにすることができる。

【００４２】図５の符号Ｓは、剥離ローラ１８が設けら
れていないときに、定着ベルト１４が分離ローラ１３に
巻き付いて接触する接触範囲を示し、符号Ｑは、その接
触範囲の定着ベルト移動方向最上流側の位置を示してい
る。ここで、この位置Ｑと分離ローラ１３の中心を結ぶ
線をＬ１とし、図５に鎖線で示した剥離ローラ１８の中
心と分離ローラ１３の中心を結ぶ線をＬ２とし、さらに
これらの線Ｌ１，Ｌ２のなす角度をθとしたとき、０°
≦θ≦３０°を満たすように、剥離ローラ１８を配置す
ることが好ましい。剥離ローラ１８をθ＝０°より定着
ベルト移動方向下流側に配置すると、記録材の先端が定
着ベルト１４から分離しやすくなり、分離ローラ１３と
剥離ローラ１８の間に記録材が搬送されなくなるおそれ
がある。逆に剥離ローラ１８をθ＝３０°より定着ベル
ト移動方向上流側に配置すると、分離ローラ１３と剥離
ローラ１８のニップへの突入時の記録材Ｐの湾曲が大き
くなり、記録材の搬送性が安定しない。

【００４３】分離ローラ１３と剥離ローラ１８間の加圧
で、ワックスがトナー表面に出現するが、記録材の存在
しない定着ベルト部分が剥離ローラ１８に接触したと
き、そのワックスが剥離ローラ１８に付着し、剥離ロー
ラ１８の表面が滑りやすくなってしまう。そのため、剥
離ローラ１８を定着ベルト１４に連れまわりさせると、
剥離ローラ１８はスリップを起こしてしまう。そこで剥
離ローラ１８のスリップを防止するために、剥離ローラ
１８を回転駆動する駆動手段（図示せず）を設け、剥離
ローラ１８を積極性に駆動することが好ましい。

【００４４】図６に示す定着装置２は、剥離ローラを有
していないが、分離ローラ１３の直径が１５mm以下に設
定されている。定着ローラ１２と加圧ローラ１５との圧
接部を通過した記録材Ｐは、定着ベルト１４に密着した
まま搬送され、分離ローラ１３に接触する定着ベルト部
分において、記録材Ｐが定着ベルト１４から分離される
が、その際、前述のワックストナー入りトナーを用い、
さらに分離ローラ１３の直径を小さくして、記録材を定
着ベルト１４から剥離するときの剥離部の曲率を大きく
すると、オフセット上限温度を上昇させることができ
る。図７は分離ローラ１３の直径とオフセット上限温度
の関係を示しており、分離ローラ１３の直径は、これに
巻き付いた定着ベルト部分の直径とほぼ同じである。図
７から判るように、分離ローラ１３の直径を１５mm以下
に設定することにより、オフセット上限温度を１５５℃
に上昇させることができる。これにより、定着ベルト１
４にトナーをオフセットさせることなく、記録材を、分
離ローラ１３の部位で確実に分離することが可能とな
る。図６における他の構成は、前述の定着装置の構成と
変りはない。

【００４５】本発明は、単色の画像を形成する画像形成
装置や、記録材の片面にのみ画像を形成する画像形成装
置、及びこれらに用いられる定着装置にも広く適用でき
るものである。

【００４６】

【発明の効果】請求項１乃至５に係る各発明によれば、
定着ベルトに離型剤を塗布せず、或いはその塗布量を極
く少なくすることができ、しかも均一に定着された高品
質な画像を得ることができる。

【００４７】特に、請求項３に係る発明によれば、記録
材の搬送安定性を高めることができる。

【００４８】また、請求項４に係る発明によれば、加圧
手段の回転の安定性を高めることができる。

【００４９】さらに、請求項６に係る発明によれば、上
記各効果を奏する画像形成装置を供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】画像形成装置の一部を示す概略図である。

【図２】図１に示した定着装置の拡大断面図である。

【図３】定着ベルトの拡大断面図である。

【図４】剥離ローラの総荷重とオフセット上限温度の関
係を示す図である。

【図５】剥離ローラの配置位置を説明する図である。

【図６】定着装置の他の例を示す断面図である。

【図７】分離ローラの直径とオフセット上限温度との関
係を示す図である。

【符号の説明】

２ 定着装置 １２ 定着ローラ １３ 分離ローラ １４ 定着ベルト １５ 加圧ローラ １８ 剥離ローラ ２３ 基材 ２４ 弾性層 ２５ 離型層 Ｌ１ 線 Ｌ２ 線 Ｔ トナー像

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菊地 尚志 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 大嶋 清 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 黒高 重夫 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 Ｆターム(参考） 2H005 AA06 CA14 2H033 AA32 BA11 BA12 BA19 BA20 BA21 BA22 BA58 BB02 BB29 BB30 BB34

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 定着ローラと分離ローラの少なくとも２
   つのローラに無端状の定着ベルトを掛け渡し、該定着ベ
   ルトを介して、前記定着ローラに加圧ローラを圧接し、
   かつ該定着ベルトを介して、前記分離ローラに加圧手段
   を圧接させ、未定着トナー像を担持した記録材を、その
   トナー像が、加熱された前記定着ベルトに接する向きに
   して、前記定着ローラと加圧ローラとの圧接部に送り込
   み、該圧接部を通過した記録材を定着ベルトに密着させ
   たまま搬送して前記加圧手段と分離ローラとの圧接部に
   送り込み、該加圧手段と分離ローラとの圧接部を通過し
   た記録材を定着ベルトから分離する定着装置において、
   前記定着ベルトは、基材と最外層の離型層を有している
   と共に、該基材と離型層との間に配置された少なくとも
   一層の弾性層を有し、前記トナーとして、少なくとも結
   着樹脂と着色剤とワックスとを含有するトナーを用いた
   ことを特徴とする定着装置。
2. 【請求項２】 分離ローラに対する前記加圧手段の総荷
   重が１０kgｆ以上である請求項１に記載の定着装置。
3. 【請求項３】 前記加圧手段が剥離ローラより成り、該
   剥離ローラが設けられていないときに、前記定着ベルト
   が分離ローラに巻き付いて接触する接触範囲の定着ベル
   ト移動方向最上流側の位置と前記分離ローラの中心とを
   結ぶ線と、前記剥離ローラの中心と分離ローラの中心と
   を結ぶ線のなす角度をθとしたとき、０°≦θ≦３０°
   を満たすように、前記剥離ローラを配置した請求項１又
   は２に記載の定着装置。
4. 【請求項４】 前記加圧手段を回転駆動する駆動手段を
   有する請求項１乃至３のいずれかに記載の定着装置。
5. 【請求項５】 定着ローラと分離ローラの少なくとも２
   つのローラに無端状の定着ベルトを掛け渡し、該定着ベ
   ルトを介して、前記定着ローラに加圧ローラを圧接し、
   未定着トナー像を担持した記録材を、そのトナー像が、
   加熱された前記定着ベルトに接する向きにして、前記定
   着ローラと加圧ローラとの圧接部に送り込み、該圧接部
   を通過した記録材を定着ベルトに密着させたまま搬送
   し、前記分離ローラに接触する定着ベルト部分において
   該記録材を定着ベルトから分離する定着装置において、
   前記定着ベルトは、基材と最外層の離型層を有している
   と共に、該基材と離型層との間に配置された少なくとも
   一層の弾性層を有し、前記トナーとして、少なくとも結
   着樹脂と着色剤とワックスとを含有するトナーを用い、
   かつ前記分離ローラの直径を１５mm以下に設定したこと
   を特徴とする定着装置。
6. 【請求項６】 請求項１乃至５のいずれかに記載の定着
   装置を具備することを特徴とする画像形成装置。