JP2003228253A

JP2003228253A - 定着装置および画像形成装置

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Publication number: JP2003228253A
Application number: JP2002340444A
Authority: JP
Inventors: Jun Yura; 純由良; Takashi Fujita; 貴史藤田; Katsuhiro Echigo; 勝博越後; Shigeo Kurotaka; 重夫黒高; Satohiko Baba; 聡彦馬場; Hisashi Kikuchi; 尚志菊地; Atsushi Nakato; 淳中藤; Hirokazu Ikegami; 廣和池上
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2001-11-29
Filing date: 2002-11-25
Publication date: 2003-08-15
Anticipated expiration: 2022-11-25
Also published as: JP4298272B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ベルトやシートの波打ち現象や弛みがある場
合でもズレやベルトへの不用意なトナーの転移を防止で
きると共に、離型剤を用いない場合で分離特性を向上さ
せることができる構成を備えた定着装置を提供する。【解決手段】複数の部材に掛け回されて移動可能なベ
ルト１５を備え、該ベルト１５が掛け回された第１部材
１９が第２部材１８と共にベルト１５を加圧部材１７に
向けて圧接させてシートＳの挟持搬送する際に第１部材
１９と加圧部材１７及び第２部材１８と加圧部材１７と
でそれぞれ形成されるニップ部Ｌ１，Ｌ２を通過させな
がら定着を行うことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、定着装置および画
像形成装置に関し、さらに詳しくは、ベルトを用いて記
録体上の未定着画像を定着するための構成に関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機やファクシミリあるいはプリンタ
さらには印刷機などの画像形成装置においては、紙など
のシート状記録媒体（以下、シートと称する）上に転写
されて担持されている未定着画像を加熱定着することで
複写物や記録物を得ることができる。定着装置には、一
対のローラによりシートを挟持搬送しながら一方のロー
ラからシート上の未定着画像を加熱する構成がある。

【０００３】ローラ同士による定着を行う構成とは別
に、ローラとベルトとを組み合わせた構成がある（例え
ば、特許文献１）。この構成では、図８に示すように、
未定着画像に対面する側に位置するローラに代えて、一
対のローラＡ、Ｂに掛け回されたベルトＣを未定着画像
に対面させるように配置し、ローラの一つＡにはシート
を圧接する加圧ローラＤが対峙させてある。ベルトＣが
掛け回されているローラのうちで、加圧ローラＤと対峙
するローラＡは、シートＳのトナーＴを担持する面と対
向する定着ローラとされ、この定着ローラ以外のローラ
Ｂ、Ｄはベルトを加熱するための熱源Ｂ１，Ｄ１が内蔵
された加熱ローラとされている。

【０００４】ベルトは、ローラに比べて体積が小さくさ
れることで熱容量を小さくできるので、短時間での温度
上昇が可能であり、上述したローラ対のみを用いた場合
に比べて始動時での温度立ち上がりが早いという利点が
ある。

【０００５】一方、定着ベルトを用いた定着装置におい
ては、ベルトＣが加圧ローラＤの周面に沿って当接する
ことでシートＳを搬送挟持できる第１のニップ部がシー
トＳの移動方向（図８中、矢印で示す方向）上流側に構
成され、上記ニップ部に連続して加圧ローラＤに対峙す
る定着ローラＡとの間でシートＳを挟持搬送できる第２
のニップ部が構成されるようになっている。シートＳ
は、上流側に位置する第１のニップ部に向けて進入し、
ベルトＣと加圧ローラＤ周面との間を移動しながら第２
のニップ部に向かい、第２のニップ部を通過した後に定
着ローラＡの曲率を利用して分離される。このように定
着ベルトを用いた場合には、ローラ対を用いた構成に比
べてシートが受熱する範囲を長くすることができる利点
がある。

【０００６】ところで、図８に示した構成においては、
ベルトＣと加圧ローラＤとで構成される第２のニップ部
を確保するために、加熱ローラＢは第１のニップ部より
もシートＳの移動方向上流側に配置されている。このた
め、第１のニップ部に向けて指向されるシートＳはベル
トＣと加圧ローラＤとの間の極めて狭い角度θ内に進入
しなければならず、ベルトＳに接近した状態で移動す
る。従って、ベルトＣやシートＳの平面性が悪い場合、
つまり、ベルトＣやシートＳに波打ち現象や弛みがある
と、シートＳに担持されている未定着のトナーＴがベル
トＣに接触しやすくなり、画像ずれやベルトＣへの不用
意な転移が発生してしまう。従来、このような不具合の
発生を防ぐために、第１のニップ部に進入する側のベル
ト裏面に加圧ローラＤに向けてベルトＣを押し付けるた
めの弾性部材を配置した構成（例えば、特許文献２）
や、第２のニップ部を構成するベルト領域に対してこの
領域での加圧ローラＤに対してベルトＣを圧接させるた
めのパッド状部材を配置する構成（例えば、特許文献３
乃至５）が提案されている。

【０００７】

【特許文献１】特開平１０−３０７４９６号公報（請求
項１，図１）

【特許文献２】特開平９−１６０４０５号公報（段落番
号「００１３」、「００２１」欄、図１，２）

【特許文献３】特開平１１−２９７９号公報（段落番号
「０００７」欄、図１）

【特許文献４】特開平１１−４５０２５号公報（段落番
号「００３６」欄、図１）

【特許文献５】特開平１０−３０７４９３号公報（段落
番号「００２８」欄、図１）

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ベルトの圧接用として
弾性部材を用いた場合には、弾性部材とベルトとの表面
間での摺動性や耐摩耗性に関して問題が生じやすく、ベ
ルトの移動性、つまりシートの搬送性や押圧用部材の耐
久性の信頼性が低い。このため、弾性部材を用いた場合
には、特開平９−１６０４０５号公報に開示されている
ように、あるいは図９に示すように、弾性部材をローラ
状としてベルトの移動性を損ねないようにする構成とな
り、この結果、ローラの軸支構造などが必要となるとい
う不具合が生じる。しかも、ローラとした場合には、加
圧ローラの周方向に沿った押圧領域、が押圧用ローラ周
面の一部のみとなり極めて狭い範囲に限られてしまい、
ニップ領域内でのベルトの弛みや浮き上がりを確実に防
止することができない結果を招く虞がある。

【０００９】ベルトを用いる場合、先に挙げた特許文献
３あるいは４さらには特許文献５に開示されているよう
に、ベルトとこれを加熱する加熱ローラとの圧接状態を
維持するためにベルトを加熱ローラに向けて加圧する部
材が設けられている。このような構成では、加圧部材と
ベルトとが対向する位置と加熱ローラとベルトとが対向
する位置とにそれぞれシートを挟持搬送可能なニップ部
が形成される。このように、複数箇所にニップ部を構成
する場合には、スリップやローラの歪みが原因する周速
差が発生しやすくなり、対向部材間での周速差による異
常画像が発生しやすいという不具合がある。異常画像
は、シートの移動方向上流側に位置するニップ部におい
て加熱されたトナーが中途半端に溶融した状態でベルト
にオフセットし、オフセットしたトナーがシートの移動
方向下流側に位置するニップ部においてシートにおける
画像転写位置と異なる位置に再転移することで発生す
る。特にこのような現象は、紛塊状のトナーを溶融させ
る初期段階に位置するニップ部の長さが短いほど顕著と
なる。特に、図９に示した構成では、第１のニップ部が
押圧用ローラ周面の一部で構成されることになり、ニッ
プ部の長さが極めて短く、異常画像が発生しやすくな
る。

【００１０】トナーの再転移による異常画像をなくすに
は、先の特許文献にも挙げられているように、加熱ロー
ラとベルトとの圧接により構成されるニップ部の長さを
確保することが必要となる。しかし、ニップ部の長さを
長くするには加熱ローラの周長を長くしなければなら
ず、結果として加熱ローラの曲率半径を小さくすること
ができない。このため、ベルトを加熱するローラでの温
度立ち上がりに時間がかかることになり、ベルトを用い
た場合に得られる作用である温度の立ち上がりを早くで
きるという現象を得ることが難しくなる。

【００１１】上記ニップ部でのシートと加熱ローラとの
接触状態を確保するには、加熱ローラに向けて上記シー
トを高荷重により押圧することが考えられるが、このよ
うな方法では、ニップの入り口においてベルトの回転に
対して負荷が大きくなり、ベルトの移動性、つまりシー
トの搬送性やベルトの耐久性を良好に維持することが難
しくなる。

【００１２】一方、ニップ部を長くする方法として加熱
ローラに対峙してベルトによるニップ部を構成するロー
ラにゴム層などを用いて弾性を持たせ、いわゆる、加熱
ローラへのベルトの密着性を改善する方法があるが、ゴ
ム層を介して加熱ローラにベルトを押し付ける側の部材
にはある程度の剛性が必要となり、結果として、押し付
ける部材がローラである場合には肉厚な構造となる。こ
のため、熱容量の増加を招いて温度の立ち上がりを悪化
させてしまうことになる。

【００１３】ニップ部を長くする他の方法として、加熱
ローラの周長を長くして、いわゆる、曲率半径を大きく
設定する方法がある。しかし、この方法においては、ニ
ップ部を通過したシートの曲率分離が不十分となりやす
い。特に、トナーのオフセットを防止するための離型剤
を用いないようにした場合に上述した分離不能が起こり
やすくなる。

【００１４】本発明の目的は、上記従来の定着装置にお
ける問題、特に、シートに対するニップ部を構成する部
材の一つにベルトを用いた定着構造における問題に鑑
み、ベルトの平面性つまりベルトの波打ち現象や弛みを
改善し、それに起因するズレやベルトへの不用意なトナ
ーの転移を防止できると共に、離型剤を用いない場合で
も分離特性を向上させることができる構成を備えた定着
装置および画像形成装置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
シートに担持された未定着画像中のトナーを定着する装
置であって、複数の部材に掛け回されて未定着トナー像
と接触する移動可能な無端ベルトと、該複数の部材の一
つが第３部材として当該無端ベルトを加熱する加熱部材
と、複数の部材の他の一つである、上記ベルトを挟んで
加圧部材に対峙させた第２部材と、該複数の部材のさら
に他の一つである、上記ベルトを挟んで加圧部材に対峙
させた第１部材とを備え、当該第１部材は金属若しくは
樹脂からなる固定部材で形成されており、第１ニップ部
が前記加圧部材と前記第１部材との押圧領域に形成さ
れ、第２ニップ部が前記第２部材と加圧部材との押圧領
域に形成され、未定着トナー像を担持したシートを前記
第１ニップ部に続いて第２ニップ部を通過させることに
より定着を行うことを特徴としている。

【００１６】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明に加えて、上記固定部材は、一部が上記加圧部材の形
状に倣う形状とされていることを特徴としている。

【００１７】請求項３記載の発明は、請求項１または２
記載の発明に加えて、上記固定部材における上記ベルト
との対向面には摩擦低減部が設けられていることを特徴
としている。

【００１８】請求項４記載の発明は、請求項１乃至３の
うちの一つに記載の発明に加えて、上記固定部材は、上
記ベルトが上記第１ニップ部に進入する際のガイド部を
構成していることを特徴としている。

【００１９】請求項５記載の発明は、請求項１乃至４の
うちの一つに記載の発明に加えて、上記固定部材は、上
記加圧部材に対峙する部材と対向する端部が該部材に近
接するように配置されていることを特徴としている。

【００２０】請求項６記載の発明は、請求項１乃至５の
うちの一つに記載の発明に加えて、上記第１部材として
用いられる固定部材と加圧部材との押圧領域に形成され
る第１ニップ部の長さが、上記第２部材と上記加圧部材
との押圧領域に形成される第２ニップ部の長さよりも長
く設定されていることを特徴としている。

【００２１】請求項７記載の発明は、請求項１乃至６の
うちの一つに記載の発明に加えて、上記第２部材と上記
加圧部材との押圧領域に形成される第２ニップ部での単
位面積当たりの圧力に対して上記固定部材と上記加圧部
材との多う圧領域に形成される第１ニップ部での単位面
積当たりでの圧力を小さくしたことを特徴としている。

【００２２】請求項８記載の発明は、請求項１乃至７の
うちの一つに記載の発明に加えて、上記固定部材には、
上記ベルトと対向する面に該ベルトの移動方向に平行す
る溝が複数設けられていることを特徴としている。

【００２３】請求項９記載の発明は、請求項１乃至８の
うちの一つに記載の定着装置を画像形成装置に用いるこ
とを特徴としている。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、図面により本発明の実施の
形態を説明する。図１は、本発明実施例による定着装置
を適用した画像形成装置の一つを示す図であり、同図に
示す画像形成装置は、フルカラー画像を形成可能な複写
機あるいはプリンタが用いられる。画像形成装置には、
この他に、受信した画像信号に基づき上述した複写機お
よびプリンタと同様な画像形成処理が可能なファクシミ
リ装置がある。なお、画像形成装置には、上述したカラ
ー画像を対象とするだけでなく、単一色の画像を対象と
する装置も勿論含まれる。

【００２５】図１に示す画像形成装置１は、色分解（イ
エロー、シアン、マゼンタ、ブラック）された色に対応
する画像を形成可能な複数の感光体ドラム１Ａ、２Ａ、
３Ａ、４Ａを備えており、各感光体ドラムに形成された
可視像が各感光体ドラムに対峙しながら移動可能な転写
ベルト５によって搬送される記録媒体である転写紙Ｓに
それぞれ重畳転写されるようになっている。

【００２６】いま、一つの感光体ドラム１Ａを代表して
画像形成処理に係る構成を説明すると次の通りである。
なお、他の感光体ドラム２Ａ〜４Ａに関しても同様な構
成であるので、便宜上、感光体ドラム１Ａに関して付し
た符号を各感光体ドラムの部品番号に付けて示す。感光
体ドラム１Ａの周囲には、矢印で示す回転方向に沿って
画像形成処理を実行するためにコロトロンあるいはスコ
トロトン等の構成を用いた帯電装置１Ｂ（図１では、ロ
ーラを用いた構成が示されている）、レーザ光を用いる
書き込み装置１Ｃ、現像装置１Ｄおよびクリーニング装
置１Ｅがそれぞれ配置されている。図１に示す画像形成
装置１では、これら画像形成処理を実行する装置が配置
されている画像形成部の上部に原稿読み取り部６が配置
されており、原稿載置台６Ａ上に載置された原稿を読み
取り装置７によって読みとった画像情報を図示しない画
像処理制御部に出力し、上述した書き込み装置１Ｃに対
する書き込み情報が得られるようになっている。帯電装
置１Ｂは、ローラを用いた接触式に限らず、放電ワイヤ
を用いたコロナ放電式を用いることも可能である。本実
施例では、現像装置の配列が、図１において転写ベルト
５の展張部における右側からイエロー、シアン、マゼン
タおよびブラックのトナーを供給できる順序で配列され
ている。

【００２７】読み取り装置７は、原稿載置台６Ａ上に載
置されている原稿を走査するための光源７Ａおよび原稿
からの反射光を色分解毎の色に対応して設けられている
ＣＣＤ７Ｂに結像させるための複数の反射鏡７Ｃと結像
レンズ７Ｄとを備えており、色分解毎の光強度に応じた
画像情報が各ＣＣＤ７Ｂから画像処理制御部に出力され
る。

【００２８】転写ベルト５は、複数のローラに掛け回さ
れたポリエステルフィルムなどの誘電体で構成された部
材であり、展張部分の一つが各感光体ドラム１Ａ〜４Ａ
に対峙し、各感光体ドラムとの対峙位置内側には、転写
装置８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄが配置されている。転写ベ
ルト５に対しては、レジストローラ９を介して給紙装置
１０の給紙カセット９Ａ内から繰り出されたシートＳが
給送され、シートＳが転写ベルト５に対して転写装置８
Ａからのコロナ放電により静電吸着されて搬送される。

【００２９】各感光体ドラム１Ａ〜４Ａからの画像転写
が終了したシートＳが移動する位置にはシートＳの分離
装置１１が、また、展張部分における感光体ドラム１Ａ
〜４Ａと対向する部分と反対側の部分にはベルトを挟ん
で対向する除電装置１２が配置されている。なお、図１
中、符号１３は、転写ベルト５に残存しているトナーを
除去するクリーニング装置を示している。転写装置８Ａ
〜８Ｄは、正極のコロナ放電を用いて感光体ドラム１Ａ
〜４Ａに担持されている画像をシートＳに向けて静電吸
着させる特性とされている。

【００３０】分離装置１１は、シートＳの上面から負極
性のＡＣコロナ放電を行うことによりシートＳに蓄積し
ている電荷を中和して静電的な吸着状態を解除すること
により転写ベルト５の曲率を利用した分離を可能にする
と共に分離の際の剥離放電によるトナーチリの発生を防
止するようになっている。また、除電装置１２は、転写
ベルト５の表裏両面から転写装置８Ａ〜８Ｄによる帯電
特性と逆極性となる負極性のＡＣコロナ放電を行うこと
により転写ベルト５の蓄積電荷を中和して電気的初期化
を行うようになっている。

【００３１】各感光体ドラム１Ａ〜４Ａでは、帯電装置
１Ｂ〜４Ｂによって感光体ドラム１Ａ〜４Ａの表面が一
様帯電され、原稿読み取り部６における読み取り装置７
によって読み取られた色分解色毎の画像情報に基づき書
き込み装置１Ｃ〜４Ｃを用いて感光体ドラムに静電潜像
が形成され、該静電潜像が現像装置１Ｄ〜４Ｄから供給
される色分解色に対応する補色関係を有する色のトナー
により可視像処理されたうえで、転写ベルト５に担持さ
れて搬送されるシートＳに対して転写装置８Ａ〜８Ｄを
介して静電転写される。

【００３２】各感光体ドラム１Ａ〜４Ａに担持された色
分解毎の画像が転写されたシートＳは、除電装置１１に
より除電された上で転写ベルト５の曲率を利用して曲率
分離された後に定着装置１４に移動して未定着画像中の
トナーが定着されて排出される。

【００３３】定着装置１４は、その構成が図２に示され
ている。図２において定着装置１４は、複数の部材に掛
け回されてシートの搬送が可能な無端ベルトが用いられ
る定着ベルト１５を備えている。定着ベルト１５が掛け
回される複数の部材の一つが、第３部材として内部に熱
源であるハロゲンヒータ１６Ａを備えた加熱ローラ１６
であり、複数の部材の他の一つは、定着ベルト１５を挟
んで加圧ローラ１７に対峙する第２部材として用いられ
る定着ローラ１８であり、さらに、複数の部材のさらに
他の一つの部材は、加熱ローラ１６と定着ローラ１８と
の間に位置してこれら両ローラ間で定着ベルト１５を周
回させることができる第１部材として用いられる固定部
材１９である。固定部材１９の詳細に関して後で説明す
る。

【００３４】定着ベルト１５は、耐熱性樹脂が基体とし
て用いられ、樹脂としては、ポリイミド、ポリアミドイ
ミド、ポリエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等が用いられ
る。基体の厚さは、熱伝導と強度とのバランスを考慮し
て３０〜１００μｍ程度に設定され、表面にはシートＳ
およびトナーＴと加圧接触した際の離型性、耐熱性に優
れた材料、例えば、フッ素系樹脂などを用いた表面離型
層が被覆されて設けられている。さらに表面離型層の下
部には、画像に対する均一接触のために１００〜３００
μｍ程度の厚さを持つシリコーンゴムやフッ素ゴムなど
の耐熱ゴムからなる弾性層が設けられている。

【００３５】加熱ローラ１６は、肉厚が０．３〜１ｍｍ
程度で２０〜３０φのアルミニュウム（Ａｌ）あるいは
鉄（Ｆｅ）製の薄肉ローラで構成され、内部には熱源と
なるハロゲンヒータ１６Ａが配置されている。ハロゲン
ヒータ１６Ａの点灯制御は加熱ローラ１６に接触する温
度制御部材２０による温度検知により表面温度を一定に
維持されるようになっている。加熱ローラ１６は、定着
ベルト１５のテンションローラとしての機能も備えてお
り、このため、図２中、太矢印で示すように、図示しな
い引張りスプリング等の付勢手段により定着ベルト１５
に張力を生じさせている。

【００３６】加圧ローラ１７は、前述したアルミニュウ
ム（Ａｌ）あるいは鉄（Ｆｅ）製芯金の外周にフッ素ゴ
ム、シリコーンゴムなどの弾性体層とフッ素系樹脂から
なる表面離型層を備えている。本実施形態では、弾性体
層の厚さとして、０．５〜５ｍｍ程度に設定され、表面
硬度がＡｓｋｅｒＣ７０〜９０Ｈｃに設定されている。
また、内部にローラの表面温度上昇を加速させるための
熱源としてハロゲンヒータ１７Ａを配置することもあ
る。

【００３７】定着ローラ１８は、２０〜３０φの鉄（Ｆ
ｅ）製芯金外周にニップ幅を得るために、例えば、発泡
シリコーンゴムや液状シリコーンゴムで構成された耐熱
弾性体層を備えており、耐熱弾性体層は、厚さ３〜６ｍ
ｍ前後に設定され、表面硬度がＡｓｋｅｒＣ３０〜５０
Ｈｓ程度に設定されている。

【００３８】定着ベルト１５が掛け回されている複数部
材のうちで、加熱ローラ１６および定着ローラ１８に加
えて第１部材としての固定部材１９は、定着ローラ１８
と共に定着ベルト１５を加圧ローラ１７の周面に圧接さ
せてシートの挟持搬送が可能な位置に配置された金属若
しくは樹脂で構成されており、本実施形態では、加圧ロ
ーラ１７の周面に定着ベルト１５が圧接を開始する位置
に配置されて定着ベルト１５の掛け回し部と加圧ローラ
１７に対する押圧部とを兼ねている。

【００３９】固定部材１９に用いられる材料としては、
鉄、ステンレスあるいはアルミニュウムなどの金属さら
には、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等の耐熱
性をもつ樹脂が用いられ、加圧ローラ１７と対向する面
が加圧ローラの表面、つまり周面形状に倣う形状となる
ようにその周面の曲率に合わせて平面形状あるいは下向
き円弧状などの凹状に形成されて加圧ローラ１７に対す
る定着ベルト１５の当接性を良好にしている。

【００４０】固定部材１９における定着ベルト１５との
対向面には、シートＳの移動方向に平行する溝（図示さ
れず）がシートの移動方向と直角な方向に沿って複数形
成されており、本実施形態では、幅０．２〜０．５ｍ
ｍ、深さ０．２〜０．５ｍｍに設定された溝がシートの
移動方向に沿って複数形成されている。また、固定部材
１９における定着ベルト１５との対向面には、摩擦低減
部が設けられており、本実施形態では、テフロン（登録
商標）等のフッ素系樹脂あるいはガラス繊維のシートが
積層されて構成されている。この場合の積層は、シート
状のものを捲装することによりあるいは塗装などにより
構成される。

【００４１】固定部材１９は、定着ローラ１８と共に定
着ベルト１５を加圧ローラ１６の周面に沿わせて展張す
る位置に配置され、定着ベルト１５を加圧ローラ１６に
圧接させてシートの移動方向上流側において加圧ローラ
１６との押圧領域に形成される第１のニップ部（図２
中、符号Ｌ１で示す部分）の入り口部を備えて構成され
ている。このため、固定部材１９は、定着ベルト１５が
固定部材１９の表面を周回する際に、定着ベルト１５が
進入するガイド部として機能する。第１のニップ部Ｌ１
に対して第２のニップ部（図２中、符号Ｌ２で示す部
分）は、加圧ローラ１７とこれに対峙する定着ローラ１
８とでシートＳが挟持搬送される部分に相当している。

【００４２】一方、固定部材１９における加圧ローラ１
７の周面に沿って設けられている端部、つまり、定着ロ
ーラ１８と対向する端部は、定着ローラ１８との間の隙
間（図２中、第１のニップ部Ｌ１と第２のニップ部Ｌ２
との端部同士が対向する間隔）を極小にできる位置まで
近接させてある。これにより、定着ベルト１５が加圧ロ
ーラ１７の周面に沿って移動する際にニップ部を外れる
距離を極小にしてシートの浮き上がりを抑制している。

【００４３】図２において、第１のニップ部Ｌ１と第２
のニップ部Ｌ２との長さは、Ｌ１＞Ｌ２の関係が設定さ
れている。つまり、固定部材１９と加圧ローラ１７とで
構成される第１のニップ部Ｌ１の長さが、定着ローラ１
８と加圧ローラ１７とで構成される第２のニップ部より
も長くされている。これにより、第１ニップ部Ｌ１に進
入したシートＳに対する受熱時間を長くして未定着状態
にあるトナーＴを溶融軟化させてゴム状とすることによ
り、ゴム状でない場合に発生する現象である、ベルトへ
のトナーの逆転移を防止して逆転移したトナーがシート
の他の部分に付着することによる異常画像の発生を防止
する。

【００４４】本実施形態においては、第１のニップ部Ｌ
１と第２のニップ部Ｌ２との間での面積当たりの圧力関
係が、Ｐ１（第１のニップ部での圧力）＜Ｐ２（第２の
ニップ部での圧力）となる関係とされている。これによ
り、第１のニップ部Ｌ１において定着ベルト１５に作用
する負荷を第２のニップ部Ｌ２よりも小さくして定着ベ
ルト１５の移動性を阻害しないようにすることにより加
圧ローラ１７との間で周速差が生じるのを防止してい
る。

【００４５】本実施形態は以上のような構成であるか
ら、転写後のシートＳは、第１のニップ部Ｌ１に続いて
第２のニップ部Ｌ２を通過する。つまり、シートＳは、
定着装置１４に達すると、固定部材１９にガイドされて
即座に第１のニップ部Ｌ１、つまり、固定部材１９によ
り加圧ローラ１７に向けて押圧される定着ベルト１５に
おける加圧ローラ１７との対向面内に入り込み、第１の
ニップ部Ｌ１を移動する。

【００４６】第１のニップ部Ｌ１の手前、つまり、第１
のニップ部Ｌ１にシートが入り込む直前の位置にはシー
トＳをガイドするガイド部Ｌ１０が設けられており、定
着ベルト１５は、そのガイド部Ｌ１０に沿って掛け回さ
れているのでシートＳの第１のニップ部Ｌ１に進入する
空間を広く確保することができる。従って、従来の構成
と違って、ニップ部に至る途中で定着ベルト１５やシー
トＳに波打や皺が発生していても即座に第１のニップ部
Ｌ１に入り込めることにより定着ベルト１５により未定
着トナーＴを擦るような事態がなくなり、しかも、トナ
ーＴの転移が生じない。

【００４７】以上のような実施形態によれば、定着ベル
ト１５の捲回部をなす固定部材１９をシートＳのガイド
部として用い、シートが指向される第１のニップ部Ｌ１
の始発位置にそのガイド部が位置していることにより、
シートＳを近隣部材に接触させることなく加圧ローラ１
７に押圧して定着作業を開始させることが可能となり、
捲回部としての部材以外にニップ部を構成する部材を設
ける場合と違ってニップ部を構成する部材を簡略化する
ことができる。

【００４８】次に、上記実施形態に関する変形例につい
て説明する。なお、以下の図面において、図２に示した
構成と同じ部材は同符号により示し、その詳細な説明は
省く。図３は、固定部材１９に弾性を持たせたことを特
徴とする構成を示しており、同図において、固定部材１
９における定着ベルト１５に対向する面には、厚さ１〜
５ｍｍ程度の発泡シリコーンゴムあるいは液状シリコー
ンゴムを用いた弾性体層２１が一体化されており、さら
に弾性体層２１における定着ベルト１５と対向する面に
はフッ素系材料やガラス繊維のシートを用いた摩擦低減
層（便宜上、図３において符号２２で示す）が設けられ
ている。なお、弾性体層２２に用いる材料としては、上
述した材料の他に、ガラスやセラミックからなるフェル
トを用いることも可能である。

【００４９】上記構成においては、固定部材１９に弾性
体層２２を設けることにより、第１のニップ部Ｌ１での
均一な押圧状態を得ることができるとともに、定着ベル
ト１５への過剰な負荷増加を弾性体層２２の弾性変形に
より吸収することができる。これにより、定着ベルト１
５の搬送抵抗増加を抑制してシートＳと定着ベルト１５
との間で周速差が発生するのをなくして異常画像の発生
を防止することができる。

【００５０】次に、図２に示した構成の一部変形例につ
いて説明する。図４は、図２において示した加熱ローラ
に代えて、加熱面積を増大できる構成を備えたことを特
徴としている。図４において、加熱ローラ１６が位置し
ていた箇所には、半円弧状の形状をなす面状ヒータ２３
が設けられている。面状ヒータ２３は、鉄（Ｆｅ）ある
いはアルミニュウム（Ａｌ）などからなる基体の表面に
セラミックやポリイミド等の薄い絶縁層を介して銀（Ａ
ｇ）等による抵抗発熱層を備えている。このような面状
ヒータ２３は、ローラを用いる場合に比べて小さなスペ
ースで定着ベルト１５を加熱できると共に、熱容量も小
さいので、温度の立ち上がり時間を短くすることができ
る。面状ヒータ２３は、半円弧状の両端が図示しない部
材により支持されており、図示しない付勢手段により太
矢印で示すように、定着ベルト１５に張力を負荷させる
方向に付勢されている。

【００５１】図４に示した面状ヒータ２３を用いる構成
は、図３に示した構成にも適用することができ、図５
は、図３に示した構成を対象として面状ヒータ２３を設
けた場合が示されている。

【００５２】次に、図２に示した加圧ローラ１７が用い
られる加圧部材に関する変形例について説明する。な
お、以下の図において図２に示すものと同じ構成部材に
関しては同符号とし、その詳細な説明は省く。図６は、
図４に示した構成を対象として、加圧ローラ１７に代え
て加圧固定部材２４を用いた構成を示す模式図である。
図６において、加圧固定部材２４は、耐熱性樹脂や金属
で構成され、第１のニップ部Ｌ１および第２のニップ部
Ｌ２の両方に亘って定着ベルト１５と対峙することによ
りシートＳの挟持搬送路を構成する加圧ベルト２５が外
表面に捲装されている。加圧固定部材２４は、加圧ベル
ト２５における定着ベルト１５と対峙する面の裏側に配
置されており、加圧ベルト１５と接触する側に摩擦低減
層２６が、そして摩擦低減層２６と加圧固定部材２４と
の間には弾性体層２７がそれぞれ積層されて設けられて
いる。

【００５３】加圧ベルト２５は、第１，第２の各ニップ
部Ｌ１，Ｌ２を定着ベルト１５と共に移動するように平
面形状とされており、第２ニップ部Ｌ２において当接し
ている定着ベルト１６によって駆動されて図示矢印方向
に移動するようになっている。

【００５４】上記構成においては、加圧ベルト２５が加
圧ローラ１７の場合と違って平面形状であるので、ニッ
プ部の長さを長くすることができ、これにより、トナー
の溶融軟化および浸透性を向上させることができ、定着
性を向上させることができる。しかも、定着ベルト１５
に接触して温度上昇する部分がローラと違って薄肉であ
ることから、低い熱容量とすることができ、これによ
り、温度の立ち上がりに要する時間を短縮することがで
きる。

【００５５】なお、上記構成において加圧固定部材２４
は、シートＳの裏側、つまり、トナーＴの担持面の裏側
に位置しているので、定着ベルト１５と違って、第１の
ニップ部Ｌ１の始発位置からさらにシートの移動方向上
流側に向けて延長することができる。このため、延長さ
れた部分から固定部材に対向する位置までの間に構成で
きる定着ベルト１５からの伝熱領域を定着ベルト１５よ
りも長くしてシートＳの予熱区間とすることでトナーＴ
の溶融軟化を促進してシートＳへのトナーＴの浸透を速
めるようにすることができる。

【００５６】図６に示した加圧固定部材の構成は図５に
示した構成に対しても適用することができ、図７は、図
５に示した構成を対象として加圧固定部材２４を設けた
場合が示されている。

【００５７】

【発明の効果】請求項１、２および６記載の発明によれ
ば、ベルトの周回部の一つに相当して加圧部材に対峙す
る部材と共にベルトを加圧部材に圧接させるためにベル
ト掛け回し部材として機能すると共にニップ部の入り口
部をなす第１部材である固定部材が用いられているの
で、ベルトの掛け回し部をそのままニップ部の入り口部
材として兼用できる。特に、請求項２記載の発明では、
固定部材の一部が加圧部材の表面に倣う形状とされるこ
とにより小さな荷重によっても長くて均一圧力で密着す
るニップ部を構成することができ、ベルトの搬送性の悪
化や圧力分布の違いによる定着効率の違いをなくせるよ
うになり、さらに請求項６記載の発明では、固定部材と
加圧部材とで構成される第１のニップ部の長さを加圧部
材とこれに対峙する部材とで構成される第２のニップ部
の長さよりも長くしているので、複数のニップ部を構成
した場合でも、最初のニップ部の構成により予めトナー
の溶融状態が得られ、この状態でトナーをゴム状態、つ
まりベルトへの逆転移が起こらない状態にすることがで
きる。この結果、複数のニップ部を構成した場合にその
ニップを構成する部材簡での周速差が発生した場合で
も、トナーの一部がベルトに逆転移して異常画像が発生
するのを確実に防止することが可能となる。

【００５８】請求項３記載の発明によれば、固定部材に
おけるベルトとの対向面に摩擦低減部が設けられている
ので、ベルトの摺動性を悪化させることがない。これに
より、周速差の発生を抑えて異常画像の発生を防止する
ことが可能となる。

【００５９】請求項４記載の発明によれば、固定部材が
ニップ部にベルトが進入する空間を広く確保できる進入
ガイド部を構成しているので、従来の構成と違ってニッ
プ部に至る途中でベルトとシートとが接触しないように
できる。この結果、ベルトやシートに波打ちや皺が発生
していても即座にニップ部に入り込めることができるこ
とによりベルトにより未定着トナーを擦るような事態を
なくせるばかりでなく、トナーの転移も防止して異常画
像が発生するのを防止することが可能となる。

【００６０】請求項５記載の発明によれば、固定部材の
端部が加圧部材に対峙する部材と近接するように配置さ
れているので、加圧部材に対峙する部材との間の間隔を
小さくすることができる。これにより、間隔が大きくな
った場合に発生するシートの浮き上がりや弛みの発生を
防止して異常画像の発生を防止することが可能となる。

【００６１】請求項７記載の発明によれば、加圧部材と
これに対峙する部材とで構成されるニップ部での単位面
積当たりの圧力を固定部材と加圧部材とで構成されるニ
ップ部での単位面積当たりの圧力よりも大きくしている
ので、ベルトと固定部材との摺動抵抗を軽減し、かつ、
ベルトの移動負荷を最小限に抑えることができる。これ
により、ベルトと加圧部材との間での周速差を最小限に
抑えて周速差によって発生する異常画像を防止すること
が可能となる。

【００６２】請求項８記載の発明によれば、固定部材に
おけるベルトとの対向面にベルトの移動方向に平行する
溝が複数設けられているので、ベルトと固定部材との間
の摩擦を低減することができる。これにより、ベルトの
移動負荷を抑えて周速差が発生する条件をなくすことが
可能となる。しかも、ベルトが移動方向と直角な方向に
ずれるのを防止して移動性の悪化を防ぐことが可能とな
る。

【００６３】請求項９記載の発明によれば、定着装置に
おけるベルトの周速差を防止することにより異常画像の
発生を防止することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る定着装置が用いられる
画像形成装置の一例を示す模式図である。

【図２】本発明の実施形態に係る定着装置の構成を説明
するための模式図である。

【図３】図２に示した定着装置の要部変形例の一つを示
す模式図である。

【図４】図２に示した定着装置に用いられる部材の変形
例を説明するための模式図である。

【図５】図３に示した定着装置に用いられる部材の変形
例を説明するための模式図である。

【図６】図４に示した定着装置に用いられる部材の変形
例を説明するための模式図である。

【図７】図５に示した定着装置に用いられる部材の変形
例を説明するための模式図である。

【図８】定着装置の従来例の一つを説明するための模式
図である。

【図９】図８に示した定着装置における不具合を解消す
るための構成の従来例の一つを説明するための模式図で
ある。

【符号の説明】

１画像形成装置の一つであるフルカラー複写機１４定着装置１５定着ベルト１６第３部材である加熱ローラ１７加圧部材である加圧ローラ１８第２部材である定着ローラ１９第１部材である固定部材ＳシートＴトナー

フロントページの続き (72)発明者越後勝博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 (72)発明者馬場聡彦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)発明者中藤淳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)発明者池上廣和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） 2H033 AA03 AA09 AA14 BA11 BA12 BA17 BB04 BB06 BB29 BB30 BB33 BB34

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シートに担持された未定着画像中のトナー
を定着する装置であって、複数の部材に掛け回されて未定着トナー像と接触する移
動可能な無端ベルトと、該複数の部材の一つが第３部材
として当該無端ベルトを加熱する加熱部材と、複数の部
材の他の一つである、上記ベルトを挟んで加圧部材に対
峙させた第２部材と、該複数の部材のさらに他の一つで
ある、上記ベルトを挟んで加圧部材に対峙させた第１部
材とを備え、当該第１部材は金属若しくは樹脂からなる固定部材で形
成されており、第１ニップ部が前記加圧部材と前記第１
部材との押圧領域に形成され、第２ニップ部が前記第２
部材と加圧部材との押圧領域に形成され、未定着トナー
像を担持したシートを前記第１ニップ部に続いて第２ニ
ップ部を通過させることにより定着を行うことを特徴と
する定着装置。
【請求項２】請求項１記載の定着装置において、上記固定部材は、一部が上記加圧部材の形状に倣う形状
とされていることを特徴とする定着装置。
【請求項３】請求項１または２記載の定着装置におい
て、上記固定部材における上記ベルトとの対向面には摩擦低
減部が設けられていることを特徴とする定着装置。
【請求項４】請求項１乃至３のうちの一つに記載の定着
装置において、上記固定部材は、上記ベルトが上記第１ニップ部に進入
する際のガイド部を構成していることを特徴とする定着
装置。
【請求項５】請求項１乃至４のうちの一つに記載の定着
装置において、上記固定部材は、上記加圧部材に対峙する部材と対向す
る端部が該部材に近接するように配置されていることを
特徴とする定着装置。
【請求項６】請求項１乃至５のうちの一つに記載の定着
装置において、上記第１部材として用いられる固定部材と加圧部材との
押圧領域に形成される第１ニップ部の長さが、上記第２
部材と上記加圧部材との押圧領域に形成される第２ニッ
プ部の長さよりも長く設定されていることを特徴とする
定着装置。
【請求項７】請求項１乃至６のうちの一つに記載の定着
装置において、上記第２部材と上記加圧部材との押圧領域に形成される
第２ニップ部での単位面積当たりの圧力に対して上記固
定部材と上記加圧部材との多う圧領域に形成される第１
ニップ部での単位面積当たりでの圧力を小さくしたこと
を特徴とする定着装置。
【請求項８】請求項１乃至７のうちの一つに記載の定着
装置において、上記固定部材には、上記ベルトと対向する面に該ベルト
の移動方向に平行する溝が複数設けられていることを特
徴とする定着装置。
【請求項９】請求項１乃至８のうちの一つに記載の定着
装置を用いることを特徴とする画像形成装置。