JP2002278333A - 熱定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡易かつ低コストな構成により、クイックス
タートを実現することができるとともに、安定した定着
を達成することのできる、熱定着装置、および、その熱
定着装置を備える画像形成装置を提供すること。 【解決手段】 加熱ローラ４１を押圧する押圧部材４２
として、加熱ローラ４１に接触するエンドレスベルト５
２と、加熱ローラ４１にエンドレスベルト５２を介して
対向配置され、加熱ローラ４１からの熱を蓄熱するため
の蓄熱部材５３とを備える。これによって、加熱ローラ
４１が加熱されると、エンドレスベルト５２を介して蓄
熱部材５３が蓄熱されるので、用紙３には、加熱ローラ
４１からの熱が加わるとともに、蓄熱部材５３から放熱
される熱がエンドレスベルト５２を介して加わるので、
電源投入直後からでも、安定した定着を達成することが
でき、簡易かつ低コストな構成により、クイックスター
トを実現することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱定着装置、およ
び、その熱定着装置を備えるレーザプリンタなどの画像
形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、レーザプリンタなどの画像形
成装置には、トナーにより形成される可視像を担持する
感光ドラムと、感光ドラムに担持される可視像を用紙に
転写するための転写ローラと、転写ローラによって用紙
に転写された可視像を定着させるための定着装置が設け
られている。

【０００３】定着装置は、通常、互いに対向配置される
加熱ローラおよび押圧ローラを備えており、用紙が加熱
ローラおよび押圧ローラの間を通過する間に、用紙上に
可視像として形成されているトナーを加熱することによ
り熱定着するようにしている。

【０００４】このような定着装置は、電源を投入してか
ら、加熱ローラがトナーの溶融に必要な温度に到達する
までの時間がかかるため、特開平１１−１５３０６号公
報では、たとえば、用紙の片面を定着させる定着装置
を、ハロゲンランプを備える加熱ローラと、エンドレス
ベルトと、加熱ローラとエンドレスベルトとのニップ部
分が切り欠かれた略Ｃ字状をなしエンドレスベルトの内
側に設けられるガイド部材とによって構成し、加圧ロー
ラの回転により、エンドレスベルトをガイド部材に沿っ
て従動させるとともに、エンドレスベルトを熱容量が小
さくなるように形成して、加熱ローラの熱が取られない
ようにすることで、クイックスタートを可能とする定着
装置が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した定着
装置では、ガイド部材が、加熱ローラとエンドレスベル
トとのニップ部分が切り欠かれた略Ｃ字状をなしている
ので、ニップ部分にはガイド部材がなく、そのため、加
熱ローラ側からしか熱が加わらず、安定した定着が行な
えないという不具合がある。

【０００６】一方、ガイド部材の内側にも、ハロゲンラ
ンプを設ければ、良好な定着を達成することができる
が、ハロゲンランプがもう１つ必要となり、コストの大
幅な上昇が不回避となる。

【０００７】そこで、本発明は、このような不具合に鑑
みなされたもので、その目的とするところは、簡易かつ
低コストな構成により、クイックスタートを実現するこ
とができるとともに、安定した定着を達成することので
きる、熱定着装置、および、その熱定着装置を備える画
像形成装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明は、加熱手段と、前記加熱手
段に対向する押圧手段とを備える熱定着装置において、
前記押圧手段は、前記加熱手段に接触するエンドレスベ
ルトと、前記加熱手段に前記エンドレスベルトを介して
対向配置され、前記加熱手段からの熱を蓄熱するための
蓄熱部材とを備えていることを特徴としている。

【０００９】このような構成によると、加熱手段が加熱
されると、エンドレスベルトを介して蓄熱部材が蓄熱さ
れるので、加熱手段とエンドレスベルトとの間で定着さ
れる記録媒体には、加熱手段からの熱が加わるととも
に、蓄熱部材から放熱される熱がエンドレスベルトを介
して加わるので、電源投入直後からでも、安定した定着
を達成することができる。そのため、簡易かつ低コスト
な構成により、クイックスタートを実現することができ
るとともに、安定した定着を達成することができる。

【００１０】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の発明において、前記蓄熱部材は、前記エンドレ
スベルトと前記加熱手段との接触部分における前記エン
ドレスベルトの移動方向の上流側端部よりも、下流側に
おいて、前記エンドレスベルトと接触するように配置さ
れていることを特徴としている。

【００１１】このような構成によると、記録媒体は、定
着時において、エンドレスベルトと加熱手段との接触部
分に、まず、エンドレスベルトの移動方向の上流側端部
から進入し、次いで、その下流側においてエンドレスベ
ルトを介して蓄熱部材と接触する。つまり、記録媒体
は、まず、接触部分における上流側端部で加熱手段のみ
からの熱が加えられて予熱され、ある程度水分が低減さ
れた状態で、次いで、その下流側において、エンドレス
ベルトを介して蓄熱部材と接触して、加熱ローラと蓄熱
部材との両方からの熱が加えられることにより、良好に
定着される。そのため、たとえば、記録媒体が、エンド
レスベルトと加熱手段との接触部分に進入した後、いき
なり加熱ローラと蓄熱部材との両方からの熱が加えられ
ると、水分が急激に蒸発することによって、現像剤が飛
散することがあるが、このように、まず、おだやかに加
熱して水分を低減した後に、定着させるようにすれば、
そのような、急激な水分の蒸発による現像剤の飛散など
を有効に防止することができる。

【００１２】また、請求項３に記載の発明は、請求項１
または２に記載の発明において、前記押圧手段は、前記
エンドレスベルトの移動を案内するガイド部材を備え、
前記蓄熱部材は、前記エンドレスベルトおよび前記ガイ
ド部材よりも、熱容量が大きい材料によって形成されて
いることを特徴としている。

【００１３】このような構成によると、エンドレスベル
トをガイド部材に沿って良好に案内させながら移動させ
ることができる。また、蓄熱部材が、エンドレスベルト
およびガイド部材よりも、熱容量が大きい材料によって
形成されているので、加熱手段からの熱を蓄熱部材に集
中して蓄熱させることができ、ウォーミングアップの時
間を、蓄熱部材を温めるのみの時間とすることができ
る。そのため、より一層速いクイックスタートを実現す
ることができるとともに、さらに安定した定着を達成す
ることができる。

【００１４】また、請求項４に記載の発明は、請求項１
ないし３のいずれかに記載の発明において、前記エンド
レスベルトの移動方向に直交する方向における前記蓄熱
部材の単位長さ（ｍ）あたりの熱容量が、１０〜３００
０Ｊ／Ｋであることを特徴としている。

【００１５】エンドレスベルトの移動方向に直交する方
向における蓄熱部材の単位長さ（ｍ）あたりの熱容量が
１０Ｊ／Ｋよりも小さいと、蓄熱部材から放熱される熱
が充分でなく、安定した定着が達成できない場合があ
り、また、３０００Ｊ／Ｋよりも大きいと、蓄熱に時間
がかかりクイックスタートを実現することができない場
合がある。しかるに、エンドレスベルトの移動方向に直
交する方向における蓄熱部材の単位長さ（ｍ）あたりの
熱容量が、１０〜３０００Ｊ／Ｋであると、定着に必要
な熱量を充分に蓄積して、かつ、良好なクイックスター
トを実現することができる。

【００１６】また、請求項５に記載の発明は、請求項１
ないし４のいずれかに記載の発明において、前記蓄熱部
材の熱伝導率が、０．１Ｗ／ｍＫ以上であることを特徴
としている。

【００１７】蓄熱部材の熱伝導率が０．１Ｗ／ｍＫ以上
であれば、記録媒体に、蓄熱部材からの熱をエンドレス
ベルトを介して良好に伝導することができるので、より
一層速いクイックスタートを実現することができる。

【００１８】また、請求項６に記載の発明は、請求項１
ないし５のいずれかに記載の発明において、前記エンド
レスベルトの移動方向における前記蓄熱部材の長さが１
〜３０ｍｍであることを特徴としている。

【００１９】エンドレスベルトの移動方向における前記
蓄熱部材の長さが、１ｍｍよりも短いと、加熱手段と記
録媒体の接する時間が十分に得られず、安定した定着を
達成できない場合がある。また、３０ｍｍよりも長い
と、加熱手段と記録媒体の接する距離および時間が長く
なり、加熱手段の熱によって加熱手段の形状が記録媒体
に定着させられ、記録媒体に反りなどのゆがみが生じる
場合がある。しかるに、エンドレスベルトの移動方向に
おける蓄熱部材の長さが１〜３０ｍｍであると、安定し
た定着を達成できながら、記録媒体の良好な搬送を実現
することができる。

【００２０】また、請求項７に記載の発明は、請求項１
ないし６のいずれかに記載の発明において、前記蓄熱部
材が、非発泡の弾性体から形成されていることを特徴と
している。

【００２１】蓄熱部材が発泡弾性体から形成されている
と、熱伝導が不良で、加熱手段からの熱を良好に蓄積す
ることができないが、このように、蓄熱部材を非発泡の
弾性体から形成すれば、良好な熱伝導を達成して、クイ
ックスタートを実現することができる。

【００２２】また、請求項８に記載の発明は、請求項１
ないし７のいずれかに記載の発明において、前記加熱手
段が加熱ローラであり、前記エンドレスベルトは、前記
加熱ローラの回転に従動するように構成されており、前
記蓄熱部材は、前記エンドレスベルトの移動方向におけ
る上流側から下流側に沿って、前記エンドレスベルトに
摺擦可能に面接触するように構成されていることを特徴
としている。

【００２３】このような構成によると、記録媒体は、加
熱ローラの回転およびそれに従動するエンドレスベルト
の移動によって、その上流側から下流側に沿って移動さ
れながら定着される。そして、この定着においては、蓄
熱部材がエンドレスベルトに摺擦しながら面接触される
ので、大きな加熱面積によって、より一層、効率的な定
着を達成することができる。

【００２４】また、請求項９に記載の発明は、請求項８
に記載の発明において、前記蓄熱部材におけるエンドレ
スベルトとの摺擦面が、ポリテトラフルオロエチレンで
形成されていることを特徴としている。

【００２５】摺擦面がポリテトラフルオロエチレンで形
成されていると、エンドレスベルトの摺動抵抗を低減す
ることができる。そのため、エンドレスベルトの円滑な
移動により、安定した定着を達成することができる。

【００２６】また、請求項１０に記載の発明は、請求項
１ないし９のいずれかに記載の発明において、前記加熱
手段が加熱ローラであり、前記蓄熱部材の表面が、前記
加熱ローラの表面に沿った湾曲形状で形成されているこ
とを特徴としている。

【００２７】このような構成によると、蓄熱部材の表面
が加熱ローラの表面に沿った湾曲形状で形成されている
ので、加熱ローラとエンドレスベルトとの間において、
記録媒体をそれらにより密着させることができ、良好な
定着を達成することができる。

【００２８】また、請求項１１に記載の発明は、請求項
１ないし１０のいずれかに記載の発明において、前記蓄
熱部材が、前記エンドレスベルトを前記押圧手段に向け
て押圧するように構成されていることを特徴としてい
る。

【００２９】このような構成によると、蓄熱部材によっ
て、エンドレスベルトが押圧されることにより、記録媒
体を加熱手段とエンドレスベルトとの間に、より密着さ
せることができ、良好な定着を達成することができる。

【００３０】また、請求項１２に記載の発明は、請求項
１ないし１１のいずれかに記載の発明において、前記蓄
熱部材における前記エンドレスベルトとの対向面と、前
記エンドレスベルトにおける前記蓄熱部材との対向面と
の少なくともいずれか一方が、弾性層によって構成され
ていることを特徴としている。

【００３１】このような構成によると、弾性層によっ
て、蓄熱部材とエンドレスベルトとが弾性的に接触され
るので、両者の損傷が有効に防止される。そのため、耐
久性の向上を図ることができる。

【００３２】また、請求項１３に記載の発明は、画像形
成装置であって、請求項１ないし１２のいずれかに記載
の熱定着装置を備えていることを特徴としている。

【００３３】この画像形成装置では、簡易かつ低コスト
な構成によりクイックスタートを実現できる定着装置を
備えているので、電源投入時から直ちに良好な画像を安
定して形成することができる。

【００３４】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の画像形成装置と
してのレーザプリンタの一実施形態を示す要部側断面図
である。図１において、レーザプリンタ１は、モノクロ
レーザプリンタであって、本体ケーシング２内に、用紙
３を給紙するためのフィーダ部４や、給紙された用紙３
に所定の画像を形成するための画像形成部５などを備え
ている。

【００３５】フィーダ部４は、本体ケーシング２内の底
部に、着脱可能に装着される給紙トレイ６と、給紙トレ
イ６内に設けられた用紙押圧板７と、給紙トレイ６の一
端側端部の上方に設けられる給紙ローラ８および給紙パ
ット９と、給紙ローラ８に対し用紙３の搬送方向の下流
側に設けられる紙粉取りローラ１０および１１と、紙粉
取りローラ１０および１１に対し用紙３の搬送方向の下
流側に設けられるレジストローラ１２とを備えている。

【００３６】用紙押圧板７は、用紙３を積層状にスタッ
ク可能とされ、給紙ローラ８に対して遠い方の端部にお
いて揺動可能に支持されることによって、近い方の端部
が上下方向に移動可能とされており、また、その裏側か
ら図示しないばねによって上方向に付勢されている。そ
のため、用紙押圧板７は、用紙３の積層量が増えるに従
って、給紙ローラ８に対して遠い方の端部を支点とし
て、ばねの付勢力に抗して下向きに揺動される。給紙ロ
ーラ８および給紙パット９は、互いに対向状に配設さ
れ、給紙パット９の裏側に配設されるばね１３によっ
て、給紙パット９が給紙ローラ８に向かって押圧されて
いる。用紙押圧板７上の最上位にある用紙３は、用紙押
圧板７の裏側から図示しないばねによって給紙ローラ８
に向かって押圧され、その給紙ローラ８の回転によって
給紙ローラ８と給紙パット９とで挟まれた後、１枚毎に
給紙される。給紙された用紙３は、紙粉取りローラ１０
および１１によって、紙粉が取り除かれた後、レジスト
ローラ１２に送られる。レジストローラ１２は、１対の
ローラから構成されており、用紙３を所定のレジスト後
に、画像形成部５に送るようにしている。

【００３７】なお、このフィーダ部４は、さらに、マル
チパーパストレイ１４と、マルチパーパストレイ１４上
に積層される用紙３を給紙するためのマルチパーパス側
給紙ローラ１５およびマルチパーパス側給紙パット２５
とを備えており、マルチパーパス側給紙ローラ１５およ
びマルチパーパス側給紙パット２５は、互いに対向状に
配設され、マルチパーパス側給紙パット２５の裏側に配
設されるばね２５ａによって、マルチパーパス側給紙パ
ット２５がマルチパーパス側給紙ローラ１５に向かって
押圧されている。マルチパーパストレイ１４上に積層さ
れる用紙３は、マルチパーパス側給紙ローラ１５の回転
によってマルチパーパス側給紙ローラ１５とマルチパー
パス側給紙パット２５とで挟まれた後、１枚毎に給紙さ
れる。

【００３８】画像形成部５は、スキャナユニット１６、
プロセス部１７、後述する熱定着装置としての定着部１
８などを備えている。

【００３９】スキャナユニット１６は、本体ケーシング
２内の上部に設けられ、レーザ発光部（図示せず。）、
回転駆動されるポリゴンミラー１９、レンズ２０および
２１、反射鏡２２、２３および２４などを備えており、
レーザ発光部から発光される所定の画像データに基づく
レーザビームを、鎖線で示すように、ポリゴンミラー１
９、レンズ２０、反射鏡２２および２３、レンズ２１、
反射鏡２４の順に通過あるいは反射させて、プロセス部
１７の感光ドラム２７の表面上に高速走査にて照射させ
ている。

【００４０】プロセス部１７は、スキャナユニット１６
の下方に配設され、本体ケーシング２に対して着脱自在
に装着されるドラムカートリッジ２６内に、感光ドラム
２７、現像カートリッジ２８、スコロトロン型帯電器２
９、転写ローラ３０を備えている。

【００４１】現像カートリッジ２８は、ドラムカートリ
ッジ２６に対して着脱自在に装着されており、現像ロー
ラ３１、層厚規制ブレード３２、供給ローラ３３および
トナー収容部３４を備えている。

【００４２】トナー収容部３４内には、現像剤として、
正帯電性の非磁性１成分のトナーが充填されている。こ
のトナーとしては、重合性単量体、たとえば、スチレン
などのスチレン系単量体や、アクリル酸、アルキル（Ｃ
１〜Ｃ４）アクリレート、アルキル（Ｃ１〜Ｃ４）メタ
アクリレートなどのアクリル系単量体を、懸濁重合など
の公知の重合方法によって共重合させることにより得ら
れる重合トナーが使用されている。このような重合トナ
ーは、球状をなし、流動性が極めて良好であり、高画質
の画像を形成することができる。また、このトナーに
は、カーボンブラックなどの着色剤やワックスなどが配
合されるとともに、流動性を向上させるために、シリカ
などの外添剤が添加されており、その粒子径は、約６〜
１０μｍ程度である。

【００４３】そして、トナー収容部３４内のトナーは、
トナー収容部３４の中心に設けられる回転軸３５に支持
されるアジテータ３６の矢印方向（時計方向）への回転
により、攪拌されて、トナー収容部３４の側部に開口さ
れたトナー供給口３７から放出される。なお、トナー収
容部３４の側壁には、トナーの残量検知用の窓３８が設
けられており、回転軸３５に支持されたクリーナ３９に
よって清掃される。

【００４４】トナー供給口３７の側方位置には、供給ロ
ーラ３３が矢印方向（反時計方向）に回転可能に配設さ
れており、また、この供給ローラ３３に対向して、現像
ローラ３１が矢印方向（反時計方向）に回転可能に配設
されている。そして、これら供給ローラ３３と現像ロー
ラ３１とは、そのそれぞれがある程度圧縮するような状
態で互いに当接されている。

【００４５】供給ローラ３３は、金属製のローラ軸に、
導電性のスポンジ部材からなるローラが被覆されてい
る。

【００４６】現像ローラ３１は、金属製のローラ軸に、
導電性のゴム材料である弾性部材からなるローラが被覆
されている。より具体的には、現像ローラ３１のローラ
は、カーボン微粒子などを含む導電性のウレタンゴム、
シリコーンゴムまたはＥＰＤＭゴムなどからなる弾性体
のローラ部分と、そのローラ部分の表面に被覆される、
ウレタンゴム、ウレタン樹脂、ポリイミド樹脂などが主
成分とされる、ローラ部分よりも硬度の高い表面コート
層との２層構造によって形成されている。

【００４７】また、現像ローラ３１の近傍には、層厚規
制ブレード３２が配設されている。この層厚規制ブレー
ド３２は、金属の板ばね材からなるブレード本体の先端
部に、絶縁性のシリコーンゴムからなる断面半円形状の
押圧部４０を備えており、現像ローラ３１の近くにおい
て現像カートリッジ２８に支持されて、押圧部４０がブ
レード本体の弾性力によって現像ローラ３１上に圧接さ
れるように構成されている。

【００４８】そして、トナー供給口３７から放出される
トナーは、供給ローラ３３の回転により、現像ローラ３
１に供給され、この時、供給ローラ３３と現像ローラ３
１との間で正に摩擦帯電され、さらに、現像ローラ３１
上に供給されたトナーは、現像ローラ３１の回転に伴っ
て、層厚規制ブレード３２の押圧部４０と現像ローラ３
１との間に進入し、ここでさらに十分に摩擦帯電され
て、一定厚さの薄層として現像ローラ３１上に担持され
る。

【００４９】感光ドラム２７は、現像ローラ３１の側方
位置において、その現像ローラ３１と接触するような状
態で矢印方向（時計方向）に回転可能に配設されてい
る。この感光ドラム２７は、ドラム本体が接地されると
ともに、その表面が、ポリカーボネートを主成分とする
有機感光体の感光層によって形成されている。

【００５０】スコロトロン型帯電器２９は、感光ドラム
２７の上方に、感光ドラム２７に接触しないように、所
定の間隔を隔てて配設されている。このスコロトロン型
帯電器２９は、タングステンなどの帯電用ワイヤからコ
ロナ放電を発生させる正帯電用のスコロトロン型の帯電
器であり、感光ドラム２７の表面を一様に正極性に帯電
させるように構成されている。

【００５１】そして、感光ドラム２７の表面は、その感
光ドラム２７の回転に伴なって、まず、スコロトロン型
帯電器２９により一様に正帯電された後、スキャナユニ
ット１６からのレーザービームの高速走査により露光さ
れ、所定の画像データに基づく静電潜像が形成される。

【００５２】次いで、現像ローラ３１の回転により、現
像ローラ３１上に担持されかつ正帯電されているトナー
が、感光ドラム２７に対向して接触する時に、感光ドラ
ム２７の表面上に形成される静電潜像、すなわち、一様
に正帯電されている感光ドラム２７の表面のうち、レー
ザービームによって露光され電位が下がっている露光部
分に供給され、選択的に担持されることによって可視像
化され、これによって反転現像が達成される。

【００５３】転写ローラ３０は、感光ドラム２７の下方
において、この感光ドラム２７に対向するように配置さ
れ、ドラムカートリッジ２６に矢印方向（反時計方向）
に回転可能に支持されている。この転写ローラ３０は、
金属製のローラ軸に、導電性のゴム材料からなるローラ
が被覆されており、感光ドラム２７の駆動に従動して回
転し、転写時には、感光ドラム２７に対して所定の転写
バイアスが印加されるように構成されている。そのた
め、感光ドラム２７の表面上に担持された可視像は、用
紙３が感光ドラム２７と転写ローラ３０との間を通る間
に用紙３に転写される。

【００５４】定着部１８は、プロセス部１７の側方下流
側に配設され、加熱手段としての加熱ローラ４１、加熱
ローラ４１を押圧する押圧手段としての押圧部材４２、
および、これら加熱ローラ４１および押圧部材４２の下
流側に設けられる１対の搬送ローラ４３を備えている。

【００５５】そして、定着部１８によって、プロセス部
１７において用紙３上に転写されたトナーを、用紙３が
加熱ローラ４１と押圧部材４２との間を通過する間に熱
定着させ、その後、その用紙３を搬送ローラ４３によっ
て、排紙パス４４に搬送するようにしている。排紙パス
４４に送られた用紙３は、排紙ローラ４５に送られて、
その排紙ローラ４５によって排紙トレイ４６上に排紙さ
れる。

【００５６】また、このレーザプリンタ１には、用紙３
の両面に画像を形成するために、反転搬送部４７が設け
られている。この反転搬送部４７は、排紙ローラ４５
と、反転搬送パス４８と、フラッパ４９と、複数の反転
搬送ローラ５０とを備えている。

【００５７】排紙ローラ４５は、１対のローラからな
り、正回転および逆回転の切り換えができるように構成
されている。この排紙ローラ４５は、上記したように、
排紙トレイ４６上に用紙３を排紙する場合には、正方向
に回転するが、用紙３を反転させる場合には、逆方向に
回転する。

【００５８】反転搬送パス４８は、排紙ローラ４５から
画像形成部５の下方に配設される複数の反転搬送ローラ
５０まで用紙３を搬送することができるように、上下方
向に沿って設けられており、その上流側端部が、排紙ロ
ーラ４５の近くに配置されるとともに、その下流側端部
が、反転搬送ローラ５０の近くに配置されている。

【００５９】フラッパ４９は、排紙パス４４と反転搬送
パス４８との分岐部分に臨むように、揺動可能に設けら
れており、図示しない切替用ソレノイドの励磁または非
励磁により、排紙ローラ４５によって反転された用紙３
の搬送方向を、排紙パス４４に向かう方向から、反転搬
送パス４８に向かう方向に切り換えることができるよう
に構成されている。

【００６０】反転搬送ローラ５０は、給紙トレイ６の上
方において、略水平方向に複数設けられており、最も上
流側の反転搬送ローラ５０が、反転搬送パス４８の後端
部の近くに配置されるとともに、最も下流側の反転搬送
ローラ５０が、レジストローラ１２の下方に配置される
ように設けられている。

【００６１】そして、用紙３の両面に画像を形成する場
合には、この反転搬送部４７が、次のように動作され
る。すなわち、一方の面に画像が形成された用紙３が搬
送ローラ４３によって排紙パス４４から排紙ローラ４５
に送られてくると、排紙ローラ４５は、用紙３を挟んだ
状態で正回転して、この用紙３を一旦外側（排紙トレイ
４６側）に向けて搬送し、用紙３の大部分が外側に送ら
れ、用紙３の後端が排紙ローラ４５に挟まれた時に、正
回転を停止する。次いで、排紙ローラ４５は、逆回転す
るとともに、フラッパ４９が、用紙３が反転搬送パス４
８に搬送されるように、搬送方向を切り換えて、用紙３
を前後逆向きの状態で反転搬送パス４８に搬送するよう
にする。なお、フラッパ４９は、用紙３の搬送が終了す
ると、元の状態、すなわち、搬送ローラ４３から送られ
る用紙３を排紙ローラ４５に送る状態に切り換えられ
る。次いで、反転搬送パス４８に逆向きに搬送された用
紙３は、反転搬送ローラ５０に搬送され、この反転搬送
ローラ５０から、上方向に反転されて、レジストローラ
１２に送られる。レジストローラ１２に搬送された用紙
３は、裏返しの状態で、再び、所定のレジスト後に、画
像形成部５に向けて送られ、これによって、用紙３の両
面に所定の画像が形成される。

【００６２】また、このレーザプリンタ１では、転写ロ
ーラ３０によって用紙３に転写された後に感光ドラム２
７の表面上に残存する残存トナーを、現像ローラ３１に
よって回収する、いわゆるクリーナレス方式によって残
存トナーを回収するようにしている。このようなクリー
ナレス方式によって感光ドラム２７の表面上の残存トナ
ーを回収すれば、ブレードなどのクリーナ装置や廃トナ
ーの貯留手段を設ける必要がないため、装置構成の簡略
化、小型化およびコストの低減化を図ることができる。

【００６３】次に、このレーザプリンタ１の定着部１８
について、図２を参照して詳述する。図２において、加
熱ローラ４１は、アルミニウムなどの金属からなる中空
円筒形状のローラであって、その内部に、軸方向に沿っ
て加熱のためのハロゲンランプ５１を備えている。ま
た、この加熱ローラ４１は、図示しない駆動源によっ
て、矢印方向（時計方向）に所定の周速で回転駆動され
る。

【００６４】押圧部材４２は、加熱ローラ４１の下方に
おいて対向配置されており、加熱ローラ４１に接触する
エンドレスベルト５２と、エンドレスベルト５２を介し
て加熱ローラ４１に対向配置され、かつ、加熱ローラ４
１からの熱を蓄熱するための蓄熱部材５３と、エンドレ
スベルト５２の移動を案内するガイド部材５４とを備え
ている。

【００６５】エンドレスベルト５２は、加熱ローラ４１
の回転に従動する無端状ベルトであって、たとえば、ニ
ッケルまたはポリイミドなどから形成されている。また
このエンドレスベルト５２は、その熱容量が、次に述べ
る蓄熱部材５３よりも小さく、より具体的には、厚さ５
０μｍのものを使用した時の１平方メートルあたりの熱
容量が、２．０×１０^２ Ｊ／Ｋ以下の材料から形成さ
れている。

【００６６】蓄熱部材５３は、エンドレスベルト５２の
下方において、加熱ローラ４１の軸方向に沿って、その
エンドレスベルト５２を加熱ローラ４１に向けて押圧す
るように配置されている。

【００６７】この蓄熱部材５３は、エンドレスベルト５
２および後述するガイド部材５４よりも熱容量が大きい
非発泡の弾性体から形成されている。より具体的には、
この蓄熱部材５３は、加熱ローラ４１の軸方向（エンド
レスベルト５２の移動方向に直交する方向）における単
位長さ（ｍ）あたりの熱容量が１０〜３０００Ｊ／Ｋで
あって、熱伝導率が０．１Ｗ／ｍＫ以上である、たとえ
ば、アルミニウムやシリコーンゴムなどから形成されて
いる。

【００６８】また、この蓄熱部材５３は、そのエンドレ
スベルト５２と対向摺擦される摺擦面５５で、加熱ロー
ラ４１の表面に沿った中央部がくぼむ湾曲円弧形状で形
成されており、エンドレスベルト５２の移動方向におけ
る上流側から下流側に沿ってエンドレスベルト５２と摺
擦可能に面接触するように形成されている。

【００６９】また、この摺擦面５５は、その表面がポリ
テトラフルオロエチレンによりコーティングされる、シ
リコーンゴムからなる弾性層５６によって形成されてい
る。そして、この蓄熱部材５３は、より具体的には、エ
ンドレスベルト５２の移動方向における長さが、1〜３
０ｍｍとして形成されている。

【００７０】また、ガイド部材５４は、蓄熱部材５３を
挟んで対向配置される２つの支持部材５７ａおよび５７
ｂから構成されており、各支持部材５７ａおよび５７ｂ
は、略断面三日月状をなし加熱ローラ４１の軸方向に沿
って配置されている。

【００７１】各支持部材５７ａおよび５７ｂは、その外
周面でエンドレスベルト５２を摺動可能に受けることに
よって、エンドレスベルト５２が、これら支持部材５７
ａおよび５７ｂの間で巻回されるように構成されてい
る。

【００７２】なお、これら支持部材５７ａおよび５７ｂ
は、エンドレスベルト５２が緊張される所定の間隔を隔
てて配置されており、一方の支持部材５７ａが蓄熱部材
５３と所定の間隔を隔てたエンドレスベルト５２の移動
方向の上流側に、他方の支持部材５７ｂが蓄熱部材５３
と所定の間隔を隔てたエンドレスベルト５２の移動方向
の下流側に配置されている。

【００７３】このように２つの支持部材５７ａおよび５
７ｂが、蓄熱部材５３と所定の間隔を隔てて接触しない
ように配置されることで、蓄熱部材５３の効率的な蓄熱
性を確保している。

【００７４】また、各支持部材５７ａおよび５７ｂの上
側先端部５８ａおよび５８ｂは、蓄熱部材５３よりも上
方において加熱ローラ４１と対向するように配置されて
おり、これによって、エンドレスベルト５２は、各支持
部材５７ａおよび５７ｂに巻回される上側部分におい
て、加熱ローラ４１の外周面に沿う湾曲状態で、加熱ロ
ーラ４１と接触するようにガイド部材５４に巻回され
る。そのため、エンドレスベルト５２は、加熱ローラ４
１の回転駆動に従動して、ガイド部材５４、すなわち、
２つの支持部材５７ａおよび５７ｂの外周面に沿って案
内されながら移動される。したがって、この押圧部材４
２では、エンドレスベルト５２をガイド部材５４に沿っ
て良好に案内させながら移動させることができ、安定し
た定着を達成することができる。

【００７５】より具体的には、エンドレスベルト５２
は、一方の支持部材５７ａの上側先端部５８ａと他方の
支持部材５７ｂの上側先端部５８ｂとの間で加熱ローラ
４１と常時接触し、この部分が、加熱ローラ４１とエン
ドレスベルト５２とのニップ部分とされている。そし
て、蓄熱部材５３は一方の支持部材５７ａと所定の間隔
を隔てた下流側に配置されているため、このニップ部分
におけるエンドレスベルト５２の移動方向上流側端部、
つまり、一方の支持部材５７ａの上側先端部５８ａと加
熱ローラ４１とが対向する部分よりも、下流側におい
て、エンドレスベルト５２と接触し、かつ、その接触部
分を加熱ローラ４１に向けて押圧するように配置されて
いる。

【００７６】また、蓄熱部材５３は、他方の支持部材５
７ｂと所定の間隔を隔てた上流側に配置されているた
め、このニップ部分におけるエンドレスベルト５２の移
動方向下流側端部、つまり、他方の支持部材５７ｂの上
側先端部５８ｂと加熱ローラ４１とが対向する部分より
も上流側において、エンドレスベルト５２と接触するよ
うに配置されている。

【００７７】そのため、この定着部１８では、可視像が
転写された用紙３が搬送されてくると、まず、加熱ロー
ラ４１と一方の支持部材５７ａの上側先端部５８ａとの
対向部分において、加熱ローラ４１とエンドレスベルト
５２の間に挟まれる。その後、加熱ローラ４１と蓄熱部
材５３との対向部分に搬送され、その対向部分におい
て、加熱ローラ４１からの熱が加わるとともに、蓄熱部
材５３から放熱される熱がエンドレスベルト５２を介し
て加えられることにより熱定着され、次いで、加熱ロー
ラ４１と他方の支持部材５７ｂの上側先端部５８ｂとの
対向部分から送り出される。

【００７８】そして、このような定着部１８において
は、蓄熱部材５３が、エンドレスベルト５２およびガイ
ド部材５４よりも熱容量が大きな非発泡の弾性体材料に
より形成されているので、加熱ローラ４１からの熱を蓄
熱部材５３に集中して効率よく蓄熱させることができ、
ウォーミングアップ時間を蓄熱部材５３を温めるのみの
時間とすることができるとともに、良好な熱伝導を達成
できるため、クイックスタートを実現することができ
る。

【００７９】より具体的には、この蓄熱部材５３は、加
熱ローラ４１の軸方向における単位長さ（ｍ）あたりの
熱容量が１０〜３０００Ｊ／Ｋであり、熱伝導率が０．
１Ｗ／ｍＫ以上の材料から形成されているので、定着に
必要な熱量を充分に蓄積できるとともに、用紙３に、蓄
熱部材５３からの熱をエンドレスベルト５２を介して良
好に伝導することができるので、より一層速いクイック
スタートを実現することができる。

【００８０】なお、加熱ローラ４１の軸方向における蓄
熱部材５３の単位長さ（ｍ）あたりの熱容量が１０Ｊ／
Ｋよりも小さいと、蓄熱部材５３から放熱される熱が充
分でなく、安定した定着が達成できない場合があり、ま
た、３０００Ｊ／Ｋよりも大きいと、蓄熱に時間がかか
りクイックスタートを実現することができない場合があ
る。

【００８１】また、この定着部１８においては、蓄熱部
材５３の摺擦面５５が、加熱ローラ４１の表面に沿った
湾曲円弧形状に形成されるとともに、その摺擦面５５に
摺擦するエンドレスベルト５２を加熱ローラ４１に向け
て押圧してしているので、加熱ローラ４１とエンドレス
ベルト５２との間において、用紙３を、それらにより密
着させることができ、良好な定着を達成することができ
る。

【００８２】より具体的には、この蓄熱部材５３は、エ
ンドレスベルト５２の移動方向における長さが１〜３０
ｍｍにおいて、その移動方向における上流側から下流側
に沿って、摺擦面５５がエンドレスベルト５２に面接触
するように構成されているので、定着時においては、用
紙３の良好な搬送を実現しながら、大きな加熱面積によ
って、より一層、効率的な定着を達成することができ
る。

【００８３】なお、エンドレスベルト５２の移動方向に
おける蓄熱部材５３の長さが、１ｍｍよりも短いと、加
熱ローラ４１と用紙３の接する時間が十分に得られず、
安定した定着を達成できない場合がある。また、３０ｍ
ｍよりも長いと、加熱ローラ４１と用紙３の接する距離
および時間が長くなり、加熱ローラ４１の熱によって加
熱ローラ４１の形状が用紙３に定着させられ、用紙３に
反りなどのゆがみが生じる場合がある。

【００８４】また、この定着部１８においては、蓄熱部
材５３におけるエンドレスベルト５２との摺擦面５５
が、ポリテトラフルオロエチレンによりコーティングさ
れているため、エンドレスベルト５２の摺動抵抗を低減
することができる。そのため、エンドレスベルト５２の
円滑な移動により、安定した定着を達成することができ
る。

【００８５】しかも、蓄熱部材５３におけるエンドレス
ベルト５２との対向面である摺動面５５が、弾性層５６
によって構成されているので、その弾性層５６によっ
て、蓄熱部材５３とエンドレスベルト５２とが弾性的に
接触されるので、両者の損傷を有効に防止することがで
き、耐久性の向上を図ることができる。

【００８６】したがって、このレーザプリンタ１の定着
部１８においては、加熱ローラ４１とエンドレスベルト
５２との間で定着される用紙３には、加熱ローラ４１か
らの熱が加わるとともに、蓄熱部材５３から放熱される
熱がエンドレスベルト５２を介して効率良く加わるの
で、電源投入直後からでも、安定した定着を達成するこ
とができる。そのため、簡易かつ低コストな構成によ
り、クイックスタートを実現することができるととも
に、安定した定着を達成することができる。

【００８７】そして、このレーザプリンタ１では、簡易
かつ低コストな構成によりクイックスタートを実現でき
る定着部１８を備えているので、電源投入時から直ちに
良好な画像を安定して形成することができる。

【００８８】また、このレーザプリンタ１においては、
蓄熱部材５３が、エンドレスベルト５２と加熱ローラ４
１とのニップ部分における、エンドレスベルト５２の移
動方向の上流側端部（すなわち、エンドレスベルト５２
の移動方向における上流側に位置する支持部材５７ａの
上側先端部５８ａと加熱ローラ４１とが対向する部分）
よりも、下流側においてエンドレスベルトと接触するよ
うに配置されている。そのため、定着時において、用紙
３は、まず、ニップ部分における上流側端部で加熱ロー
ラ４１のみからの熱が加えられて予熱され、ある程度水
分が低減された状態で、次いで、その下流側において、
エンドレスベルト５２を介して蓄熱部材５３と接触し
て、加熱ローラ４１と蓄熱部材５３との両方からの熱が
加えられる。しかるに、用紙３が、エンドレスベルト５
２と加熱ローラ４１とのニップ部分に進入した後、いき
なり加熱ローラ４１と蓄熱部材５３との両方からの熱が
加えられると、水分が急激に蒸発することによって、ト
ナーが飛散することがあるが、このように、まず、おだ
やかに加熱して水分を低減した後に、定着させるように
すれば、そのような、急激な水分の蒸発によるトナーの
飛散などを有効に防止することができ、一層良好な定着
を達成することができる。

【００８９】なお、以上の説明では、蓄熱部材５３のエ
ンドレスベルト５２と対向摺擦される摺擦面５５を、シ
リコーンゴムからなる弾性層５６によって形成している
が、たとえば、エンドレスベルト５２における蓄熱部材
５３との摺動面５９をそのような弾性層によって形成し
てもよく、また、これら摺擦面５５および摺動面５９の
両方を弾性層によって形成してもよい。

【００９０】また、以上の説明では、押圧部材４２のガ
イド部材５４を、２つの固定状に配置される支持部材５
７ａおよび５７ｂによって構成したが、たとえば、図３
に示すように、ガイド部材５４を、３つのローラ６１
ａ、６１ｂおよび６１ｃを略三角形状に配置することに
よって構成してもよい。すなわち、このガイド部材５４
では、加熱ローラ４１を挟んで２つのローラ６１ａおよ
び６１ｂが配置されるとともに、その２つのローラ６１
ａおよび６１ｂの間における下方にもう１つのローラ６
１ｃが配置され、これら３つのローラ６１ａ、６１ｂお
よび６１ｃにエンドレスベルト５２が巻回されている。
このようなローラ６１ａ、６１ｂおよび６１ｃによって
ガイド部材５４を構成すると、それらのローラ６１ａ、
６１ｂおよび６１ｃの回転により、エンドレスベルト５
２の安定した移動を確保することができる。

【００９１】

【発明の効果】以上述べたように、請求項１に記載の発
明によれば、簡易かつ低コストな構成により、クイック
スタートを実現することができるとともに、安定した定
着を達成することができる。

【００９２】請求項２に記載の発明によれば、まず、加
熱ローラのみからの熱によりおだやかに加熱して水分を
低減した後に、加熱ローラと蓄熱部材との両方からの熱
により定着させることができ、急激な水分の蒸発による
現像剤の飛散などを有効に防止することができる。

【００９３】請求項３に記載の発明によれば、ウォーミ
ングアップの時間を、蓄熱部材を温めるのみの時間とす
ることができ、より一層速いクイックスタートを実現す
ることができるとともに、さらに安定した定着を達成す
ることができる。

【００９４】請求項４に記載の発明によれば、定着に必
要な熱量を充分に蓄積して、かつ、良好なクイックスタ
ートを実現することができる。

【００９５】請求項５に記載の発明によれば、記録媒体
に、蓄熱部材からの熱をエンドレスベルトを介して良好
に伝導することができるので、より一層速いクイックス
タートを実現することができる。

【００９６】請求項６に記載の発明によれば、安定した
定着を達成できながら、記録媒体の良好な搬送を実現す
ることができる。

【００９７】請求項７に記載の発明によれば、良好な熱
伝導を達成して、クイックスタートを実現することがで
きる。

【００９８】請求項８に記載の発明によれば、蓄熱部材
がエンドレスベルトに摺擦しながら面接触されるので、
大きな加熱面積によって、より一層、効率的な定着を達
成することができる。

【００９９】請求項９に記載の発明によれば、エンドレ
スベルトの円滑な移動により、安定した定着を達成する
ことができる。

【０１００】請求項１０に記載の発明によれば、加熱ロ
ーラのエンドレスベルトとの間において、記録媒体をそ
れらにより密着させることができ、良好な定着を達成す
ることができる。

【０１０１】請求項１１に記載の発明によれば、記録媒
体を加熱手段とエンドレスベルトとの間に、より密着さ
せることができ、良好な定着を達成することができる。

【０１０２】請求項１２に記載の発明によれば、蓄熱部
材とエンドレスベルトとの損傷を有効に防止して、耐久
性の向上を図ることができる。

【０１０３】請求項１３に記載の発明によれば、電源投
入時から直ちに良好な画像を安定して形成することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置としての、レーザプリン
タの一実施形態を示す要部側断面図である。

【図２】図１に示すレーザプリンタの定着部（ガイド部
材が２つの支持部材によって構成されている態様）を示
す要部側断面図である。

【図３】図１に示すレーザプリンタの定着部の他の実施
形態（ガイド部材が３つのローラによって構成されてい
る態様）を示す要部側断面図である。

【符号の説明】

１ レーザプリンタ １８ 定着部 ４１ 加熱ローラ ４２ 押圧部材 ５２ エンドレスベルト ５３ 蓄熱部材 ５４ ガイド部材 ５５ 摺擦面

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加熱手段と、前記加熱手段に対向する押
   圧手段とを備える熱定着装置において、 前記押圧手段は、前記加熱手段に接触するエンドレスベ
   ルトと、前記加熱手段に前記エンドレスベルトを介して
   対向配置され、前記加熱手段からの熱を蓄熱するための
   蓄熱部材とを備えていることを特徴とする、熱定着装
   置。
2. 【請求項２】 前記蓄熱部材は、前記エンドレスベルト
   と前記加熱手段との接触部分における前記エンドレスベ
   ルトの移動方向の上流側端部よりも、下流側において、
   前記エンドレスベルトと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１に記載の熱定着装置。
3. 【請求項３】 前記押圧手段は、前記エンドレスベルト
   の移動を案内するガイド部材を備え、前記蓄熱部材は、
   前記エンドレスベルトおよび前記ガイド部材よりも、熱
   容量が大きい材料によって形成されていることを特徴と
   する、請求項１または２に記載の熱定着装置。
4. 【請求項４】 前記エンドレスベルトの移動方向に直交
   する方向における前記蓄熱部材の単位長さ（ｍ）あたり
   の熱容量が１０〜３０００Ｊ／Ｋであることを特徴とす
   る、請求項１ないし３のいずれかに記載の熱定着装置。
5. 【請求項５】 前記蓄熱部材の熱伝導率が、０．１Ｗ／
   ｍＫ以上であることを特徴とする、請求項１ないし４の
   いずれかに記載の熱定着装置。
6. 【請求項６】 前記エンドレスベルトの移動方向におけ
   る前記蓄熱部材の長さが、１〜３０ｍｍであることを特
   徴とする、請求項１ないし５のいずれかに記載の熱定着
   装置。
7. 【請求項７】 前記蓄熱部材が、非発泡の弾性体から形
   成されていることを特徴とする、請求項１ないし６のい
   ずれかに記載の熱定着装置。
8. 【請求項８】 前記加熱手段が加熱ローラであり、前記
   エンドレスベルトは、前記加熱ローラの回転に従動する
   ように構成されており、 前記蓄熱部材は、前記エンドレスベルトの移動方向にお
   ける上流側から下流側に沿って、前記エンドレスベルト
   に摺擦可能に面接触するように構成されていることを特
   徴とする、請求項１ないし７のいずれかに記載の熱定着
   装置。
9. 【請求項９】 前記蓄熱部材におけるエンドレスベルト
   との摺擦面が、ポリテトラフルオロエチレンで形成され
   ていることを特徴とする、請求項８に記載の熱定着装
   置。
10. 【請求項１０】 前記加熱手段が加熱ローラであり、前
    記蓄熱部材の表面が、前記加熱ローラの表面に沿った湾
    曲形状で形成されていることを特徴とする、請求項１な
    いし９のいずれかに記載の熱定着装置。
11. 【請求項１１】 前記蓄熱部材が、前記エンドレスベル
    トを前記加熱手段に向けて押圧するように構成されてい
    ることを特徴とする、請求項１ないし１０のいずれかに
    記載の熱定着装置。
12. 【請求項１２】 前記蓄熱部材における前記エンドレス
    ベルトとの対向面と、前記エンドレスベルトにおける前
    記蓄熱部材との対向面との少なくともいずれか一方が、
    弾性層によって構成されていることを特徴とする、請求
    項１ないし１１のいずれかに記載の熱定着装置。
13. 【請求項１３】 請求項１ないし１２のいずれかに記載
    の熱定着装置を備えていることを特徴とする、画像形成
    装置。