JP2003330309A - 定着装置及び該定着装置を有する画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転駆動される無端状の定着ベルトと、該定
着ベルトが巻き掛けられた支持ローラに該定着ベルトを
介して対向配置された加圧ローラとを有し、加熱された
定着ベルトと、加圧ローラとのニップ部に、定着すべき
トナー像を担持した記録媒体を、該トナー像が前記定着
ベルトの表面に接触する向きにして通過させ、その通過
時にトナー像のトナーに熱と圧力を加えることにより、
該トナー像を記録媒体に定着する定着装置において、ニ
ップ部を出た記録媒体が定着ベルトの表面に巻き付くこ
とを阻止する。 【解決手段】 ニップ部Ｎを出た記録媒体Ｐが定着ベル
ト１２の表面に巻き付くことを防止するための分離手段
２６を、定着ベルト１２に対して非接触状態で配置し、
ニップ部Ｎの中心ＮＣと支持ローラ１４の中心とを結ぶ
第１の直線Ｌ１と、分離手段２６の先端と支持ローラ１
４の中心とを結ぶ第２の直線Ｌ２とのなす角度αを２０
度以下に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転駆動される無
端状の定着ベルトと、該定着ベルトが巻き掛けられた支
持ローラに該定着ベルトを介して対向配置された加圧部
材とを有し、加熱された定着ベルトと、前記加圧部材と
のニップ部に、定着すべきトナー像を担持した記録媒体
を、該トナー像が前記定着ベルトの表面に接触する向き
にして通過させ、その通過時に前記トナー像のトナーに
熱と圧力を加えることにより、該トナー像を記録媒体に
定着する定着装置、及び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上記形式の定着装置を
採用することは従来より公知である。この形式の定着装
置は、これに用いられる定着ベルトの熱容量を比較的小
さくできるので、画像形成装置の電源オン時から定着ベ
ルトがトナー像の定着に適した温度に上昇するまでの立
上げ時間を短縮できる利点を有している。

【０００３】ところで、この種の定着装置においては、
記録媒体が定着ベルトと加圧部材とのニップ部を通ると
き、その記録媒体に担持されたトナー像のトナーが加熱
されるので、当該トナーが粘着剤として作用してニップ
部を出た記録媒体が定着ベルトの表面に付着したまま巻
き付き、記録媒体の搬送トラブル、すなわちジャムを起
こすおそれがある。

【０００４】そこで、従来より、複数の分離爪又は分離
シートなどから成る分離手段の先端を定着ベルトの表面
に当接させ、その分離手段によってニップ部を出た記録
媒体を定着ベルト表面から分離し、記録媒体が定着ベル
トの表面に巻き付くことを防止している。ところが、か
かる分離手段を用いると、この分離手段の先端に、定着
ベルト表面にオフセットしたトナーが経時的に固着し、
その固着トナーによって分離手段の先端が定着ベルト表
面から大きく浮いてしまうことがある。このようになる
と、分離手段先端と定着ベルト表面との間に大きなギャ
ップができ、ここに記録媒体が潜り込んでしまい、記録
媒体がジャムを起こすおそれがある。また、定着ベルト
の表面に離型剤を塗布しないか、又はその塗布量を極く
少量にした定着装置の場合には、定着ベルト表面と、そ
の表面に当接した分離手段との間に大きな摩擦力が作用
し、これによって定着ベルト表面に傷が付けられたり、
該表面が早期に摩耗して定着ベルトの寿命が縮められる
欠点を免れない。

【０００５】そこで、分離手段を定着ベルト表面に対し
て非接触状態で配置し、ニップ部を出た記録媒体の先端
部を、その記録媒体の腰の強さによって記録媒体を定着
ベルト表面から分離すると共に、その記録媒体を、定着
ベルト表面に対して非接触状態で配置された分離手段に
よって案内しながら当該記録媒体を搬送することによっ
て、記録媒体が定着ベルトの表面に巻き付くことを防止
することが考えられる。かかる非接触型の分離手段を用
いれば、接触型の分離手段を用いた場合の上述の欠点を
除去することができる。

【０００６】ところが、定着部材として定着ベルトでは
なく定着ローラを用いた定着装置の場合には、非接触型
の分離手段を採用することにより、定着ローラへの記録
媒体の巻き付きを防止できるが、定着ベルトを用いた定
着装置の場合には、ニップ部を出た記録媒体の先端部を
定着ベルト表面から大きく分離させることができないた
め、記録媒体の先端が定着ベルトと分離手段との間のギ
ャップに入り込み、当該記録媒体が定着ベルトの表面に
巻き付くおそれを免れない。

【０００７】定着ローラは、一般に芯金の外側に弾性層
が設けられ、この弾性層が加圧部材に圧接することによ
って圧縮変形し、その変形した部分が、ニップ部を通過
した直後、元の形態に弾性復帰するとき、その動きによ
って当該弾性層部分と記録媒体表面とに相対的なずれ動
きが発生し、これによって記録媒体が定着ローラの表面
から効率よく分離することができる。これに対し、定着
部材として定着ベルトを用いた場合には、ニップ部を出
た直後の定着ベルト部分が支持ローラの表面から極くわ
ずかに浮き上がったり、定着ベルトと支持ローラ間に滑
りが生じるため、その定着ベルト部分と記録媒体表面と
の相対的なずれ動きが確実に得られず、記録媒体が定着
ベルト表面から分離し難くなるものと考えられる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、定着
ベルトを用いると共に、定着ベルト表面に対して接触し
ていない分離手段を用いたときも、ニップ部を出た記録
媒体が、定着ベルトの表面に巻き付くことを阻止し、な
いしは効果的に抑制することのできる冒頭に記載した形
式の定着装置と、該定着装置を有する画像形成装置を提
供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、冒頭に記載した形式の定着装置において、
前記ニップ部を出た記録媒体が前記定着ベルトの表面に
巻き付くことを防止するための分離手段を、該定着ベル
トに対して非接触状態で配置し、記録媒体搬送方向にお
ける前記ニップ部の中心と前記支持ローラの中心とを結
ぶ第１の直線と、前記定着ベルトの表面を向いた側の前
記分離手段の先端と前記支持ローラの中心とを結ぶ第２
の直線とのなす角度が２０度以下となるように、該分離
手段を配置したことを特徴とする定着装置を提案する
（請求項１）。

【００１０】その際、前記支持ローラに巻き掛けられた
状態での定着ベルトの表面のアスカーＣ硬度をＨ_１、前
記加圧部材の表面のアスカーＣ硬度をＨ_２としたとき、
Ｈ_２−Ｈ_１≧−１２度となるように、各硬度Ｈ_１、Ｈ_２
を設定すると有利である（請求項２）。

【００１１】また、上記請求項１又は２に記載の定着装
置において、前記第１の直線に対して直交する第３の直
線と、前記分離手段の記録媒体搬送路を向いた側の面と
のなす角度が２０度以下となるように、該分離手段を配
置すると有利である（請求項３）。

【００１２】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、前記分離手段の定着ベルトの
表面を向いた側の先端が鋭角に尖ったエッジ状に形成さ
れていると有利である（請求項４）。

【００１３】また、上記請求項１乃至４のいずれかに記
載の定着装置において、前記分離手段は、基材と、該基
材に支持されたフッ素ゴムより成る先端部材とを有し、
該先端部材の先端が前記定着ベルトの表面側を向けて位
置していると有利である（請求項５）。

【００１４】さらに、上記請求項１乃至５のいずれかに
記載の定着装置において、前記分離手段は、分離手段ホ
ルダに取り付けられ、該分離手段ホルダから前記分離手
段が前記定着ベルトの表面側に向けて突出する突出量が
５ｍｍ以下に設定されていると有利である（請求項
６）。

【００１５】また、上記請求項６に記載の定着装置にお
いて、前記分離手段は、該分離手段が熱膨張したとき、
前記分離手段ホルダに対して相対的に移動し得るよう
に、分離手段ホルダに保持されていると有利である（請
求項７）。

【００１６】さらに、本発明は、上記目的を達成するた
め、請求項１乃至７のいずれかに記載の定着装置を有す
ることを特徴とする画像形成装置を提案する（請求項
８）。

【００１７】その際、前記定着装置により定着されるト
ナー像のトナーが、結着樹脂と着色剤のほかに、ワック
スとオイルのうちの少なくとも一方を含有していると有
利である（請求項９）。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態例を図面
に従って詳細に説明する。

【００１９】図１は画像形成装置の一部を示す部分断面
概略図である。ここに示した画像形成装置は、記録媒体
上にトナー像を形成する作像手段１と、そのトナー像を
記録媒体上に定着する定着装置２とを有し、記録媒体上
にカラー画像を形成できるように構成されている。かか
る画像形成装置は、電子複写機、プリンタ、ファクシミ
リ或いはその複合機などとして構成される。ここで、先
ず作像手段１の概略を明らかにする。

【００２０】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方向に回転駆動される。

【００２１】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によって像担持体が所定の極性に帯電され
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。

【００２２】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、或いは樹脂フィルムなどから成
る記録媒体Ｐが給送され、その記録媒体Ｐが、矢印Ｂで
示すように、第１の像担持体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
トナー像が記録媒体Ｐ上に転写される。記録媒体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１１によって除去される。

【００２３】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媒体
Ｐ上に順次重ねて転写される。

【００２４】上述のようにして４色の未定着トナー像を
担持した記録媒体Ｐは、矢印Ｃで示すように定着装置２
を通過し、このときそのトナー像が記録媒体Ｐ上に定着
される。定着装置２を通過した記録媒体は、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。

【００２５】図２は図１に示した定着装置２の拡大断面
図である。ここに示した定着装置２は、無端状の定着ベ
ルト１２と、加圧部材の一例である加圧ローラ１３とを
有している。定着ベルト１２は支持ローラ１４と加熱ロ
ーラ１５とに巻き掛けられ、加圧ローラ１３は定着ベル
ト１２を介して支持ローラ１４に対向配置され、該支持
ローラ１４に圧接している。加熱ローラ１５は、定着ベ
ルト１２に張力を付与するテンションローラを兼ね、こ
れによって定着ベルト１２のテンションが適正な大きさ
となるように調整されている。各ローラ１３，１４，１
５はそれぞれ矢印方向に回転し、これにより支持ローラ
１４と加熱ローラ１５に張架された定着ベルト１２が矢
印Ｅ方向に回転駆動される。

【００２６】加熱ローラ１５と加圧ローラ１３の内部に
は、それぞれ加熱手段の一例であるヒータ１６，１７が
内設され、これによって加熱ローラ１５、定着ベルト１
２及び加圧ローラ１３が加熱される。定着ベルト１２と
加圧ローラ１３の表面にはそれぞれサーミスタ１９，１
９Ａが当接しており、各サーミスタ１９，１９Ａによっ
て定着ベルト１２の表面と加圧ローラ１３の表面の温度
がそれぞれ検知される。その検知結果に基づいて各ヒー
タ１６，１７がオン，オフ制御され、定着ベルト１２と
加圧ローラ１３の表面温度がトナー像の定着に適した温
度範囲に維持される。

【００２７】図２に示したように、未定着トナー像Ｔを
担持した記録媒体Ｐは、図１を参照して先に説明したよ
うに、矢印Ｃで示す如く定着装置２に送り込まれ、その
トナー像Ｔが定着ベルト１２に接触しながら該定着ベル
ト１２と加圧ローラ１３とのニップ部Ｎを通過し、この
ときトナー像のトナーに熱と圧力が加えられてトナーが
溶融することにより、トナー像が記録媒体Ｐ上に定着さ
れる。ニップ部Ｎを通過した記録媒体Ｐは、さらに搬送
されて定着装置外へ排出される。

【００２８】記録媒体Ｐが定着ベルト１２と加圧ローラ
１３のニップ部Ｎを通過するとき、高温となったトナー
が定着ベルト１２の表面に移行する現象、すなわち高温
オフセットが発生するおそれがある。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。そこで、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
成る離型剤を塗布して高温オフセットを防止するように
構成することもできるが、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、これが記録媒体に付着した
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。そこで、本例の画像形
成装置においては、定着装置２により定着されるトナー
像のトナーとして、結着樹脂と着色剤のほかに、ワック
スとオイルのうちの少なくとも一方を含有したトナーを
用いることにより、定着ベルト１２の表面への離型剤の
塗布を不要なものとしている。ここで、上記ワックスと
しては、例えばカルナウバを用い、オイルとしてはジメ
チルシロキサンを用いることができる。

【００２９】上述のように、定着装置は、回転駆動され
る無端状の定着ベルトと、この定着ベルトが巻き掛けら
れた支持ローラに定着ベルトを介して対向配置された加
圧部材（図２の例では加圧ローラ１３）とを有し、加熱
された定着ベルトと、加圧部材とのニップ部に定着すべ
きトナー像を担持した記録媒体を、そのトナー像が定着
ベルトの表面に接触する向きにして通過させ、その通過
時に、トナー像のトナーに熱と圧力を加えることによ
り、該トナー像を記録媒体に定着するように構成されて
いる。

【００３０】上述した定着装置の各構成要素は適宜な材
料で構成でき、また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。

【００３１】支持ローラ１４は、例えばアルミニウムな
どの金属より成る芯金２０を有し、その表面に厚さが例
えば５ｍｍの弾性層２１が設けられ、その上に厚さが例
えば２０μｍの表面層２２が被覆されている。弾性層２
１としては、例えばシリコーンゴムを用い、また表面層
２２としては、例えばフッ素コート層などを用いること
ができる。

【００３２】定着ベルト１２の基材には、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
を用いることができる。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（ＰＥ
ＥＫ）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。定着ベ
ルト１２の表面は、記録媒体Ｐとトナーとに加圧接触す
るので、離型性を有していることが好ましく、しかも耐
熱性、耐久性に優れていることが好ましい。このため、
定着ベルト１２の表層は、例えばフッ素系樹脂、高離型
シリコーンゴム等の耐熱性離型層であることが望まし
い。フッ素樹脂は、吹きつけ等により基材の表面に塗装
し、加熱融着させることにより表面離型層を形成する。
定着ベルト１２の全厚さは１００〜５００μｍ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。
また定着ベルト１２の別の構成として、ポリイミド等の
耐熱性樹脂の基材にシリコーンゴム等の弾性体層を設
け、その上にフッ素系樹脂、ＰＦＡチューブなどの離型
層を設けたものを用いると、定着後の画像の透明性と均
一定着性を高めることができる。定着ベルト１２のより
具体的な例を示すと、その基材として厚さ９０μｍのポ
リイミドを用い、その上に弾性層としてシリコーンゴム
を２００μｍ成形し、表面に厚さ５０μｍのＰＦＡチュ
ーブを被覆したベルトを挙げることができる。

【００３３】加圧ローラ１３としては、例えば、アルミ
ニウム、ステンレス鋼、又は炭素鋼などの金属から成る
中空な芯金２３と、その表面に設けられた弾性層２４
と、その上に被覆された離型性の表面層２５を有するロ
ーラを用いることができる。より具体的に示すと、弾性
層２４としてシリコーンゴムを用い、表面層として厚さ
５０μｍのＰＦＡチューブを用いることができる。

【００３４】加熱ローラ１５としては、例えば、アルミ
ニウム製の中空円筒薄肉ローラを用いることができ、そ
の直径は例えば３０ｍｍである。またヒータ１６，１７
としては、例えばハロゲンヒータを用いることができ
る。

【００３５】ところで、先にも説明したように、記録媒
体Ｐに担持されたトナー像Ｔがニップ部Ｎを通るとき、
そのトナー像のトナーが加熱されて溶融するので、その
トナーが粘着剤として作用し、記録媒体Ｐが定着ベルト
１２の表面から分離せずに巻き付いてしまうおそれがあ
る。上に例示したように、定着ベルト１２の表面を離型
層により構成しても、これだけでニップ部通過後の記録
媒体が定着ベルト１２の表面に巻き付くことを防止する
ことは困難である。また、定着ベルトの表面にシリコー
ンオイルを塗布しないように構成した場合には、定着ベ
ルト表面への記録媒体の巻き付きが発生しやすくなる。

【００３６】そこで、本例の定着装置２においては、ニ
ップ部Ｎを出た記録媒体Ｐが定着ベルト１２の表面に巻
き付くことを防止するための分離手段２６が設けられて
いる。この分離手段２６は、定着ベルト１２に対して非
接触状態で配置され、定着ベルト１２の表面に対してギ
ャップＧをあけて位置している。

【００３７】ニップ部Ｎを出た記録媒体Ｐは、その先端
部が記録媒体Ｐの腰の強さによって定着ベルト表面から
分離され、引き続き分離手段２６によって案内されなが
ら搬送され、定着ベルト１２の表面から剥離される。こ
のようにして記録媒体Ｐが定着ベルト１２の表面に巻き
付くことが阻止される。

【００３８】分離手段２６は、適宜な形態に構成できる
が、図２に示した分離手段２６は、ＳＵＳ板より成る基
材と、その基材の表面に被覆された厚さ２０μｍのフッ
素系樹脂層より成る板状ないしはシート状に形成され、
その厚さｔは０．２ｍｍに設定されている。また、図３
に示すように、分離手段２６は、記録媒体Ｐの幅Ｗに等
しいか、又はこれよりも大なる長さＬを有している。分
離手段２６の厚さを０．２ｍｍより薄くすると、分離手
段２６に波打ちができ、分離手段２６と定着ベルト１２
の表面との間のギャップＧを分離手段２６の長手方向に
亘って均一に保つことが困難となる。このため分離手段
２６の板厚ｔを０．２ｍｍ以上に設定することが好まし
い。また、上記ギャップＧを小さく設定しすぎると、部
品精度やその組み付け精度の点から、分離手段が定着ベ
ルト１２の表面に接触してしまうおそれがあるので、当
該ギャップＧを０．２ｍｍ以上に設定することが好まし
く、図示した例では、定着ベルト１２が定着に適した温
度に加熱された状態で、ギャップＧの大きさが０．３ｍ
ｍに設定されている。

【００３９】上述のように、分離手段２６が定着ベルト
１２の表面から離間しているので、その分離手段２６に
よって定着ベルト表面に傷が付けられたり、当該表面が
早期に摩耗する不具合を阻止することができる。ところ
が、先にも説明したように、分離手段と定着ベルト表面
との間に、０．２ｍｍ以上という大きなギャップがあけ
られていると、ニップ部を出た記録媒体の先端がそのギ
ャップに入り込み、当該記録媒体が定着ベルト表面に巻
き付きやすくなる。

【００４０】そこで、本発明者は、定着ベルト１２を用
い、かつ非接触型の分離手段２６を用いると共に、ギャ
ップＧが０．２ｍｍ以上という大きな値であっても、記
録媒体が定着ベルト１２の表面に巻き付くことを防止で
きる条件を見出すべく、各種実験を繰り返した。その結
果、次の事実を明らかにすることができた。

【００４１】先ず、ニップ部Ｎから出てきた記録媒体Ｐ
の先端が、分離手段２６と定着ベルト１２との間のギャ
ップＧに入り込まないようにするには、ニップ部Ｎを出
た記録媒体Ｐの先端が定着ベルト１２の表面から大きく
離れている必要がある。図４は図２に示した定着装置２
の部分拡大説明図であり、図５は記録媒体の先端がギャ
ップＧに入り込んでしまうことを説明する図である。こ
れらの図に示すように、ニップ部Ｎを出た記録媒体Ｐの
先端と定着ベルト１２の表面との間の距離をδとし、こ
れを分離量と称することにすると、図４に示すように、
記録媒体Ｐの先端が分離手段２６に最も近づいたときの
分離量δが大きければ、その記録媒体の先端はギャップ
Ｇに入り込むことなく、当該記録媒体Ｐは分離手段２６
によって案内されながら、定着ベルト表面から剥離し、
正しく搬送される。これに対し、図５に示すように、記
録媒体Ｐの先端が分離手段２６に最も近づいたときの分
離量δが小さいと、その先端はギャップＧに入りこみ、
これによって記録媒体が定着ベルト１２の表面に巻き付
いてしまう。

【００４２】一方、上述の分離量δは、ニップ部Ｎを出
た記録媒体Ｐの先端の位置によって異なり、図４に示し
たように、記録媒体Ｐの先端領域ＰＡがニップ部Ｎを出
たときの分離量δが最も大きくなる。記録媒体Ｐが図４
の状態からさらに進むと、図５に示したように記録媒体
Ｐは定着ベルト１２の表面に密着し、分離量δが小さく
なる。これは、記録媒体Ｐの先端領域ＰＡは余白となっ
ていて、この部分にはトナー像が存在しないため、図４
に示したように、記録媒体Ｐの先端領域ＰＡだけがニッ
プ部Ｎを出た時点では、その先端領域ＰＡが、溶融した
トナーの粘着力によって定着ベルト１２の表面に付着す
ることがないためである。記録媒体Ｐが図５に示したよ
うに、さらに進むと、先端領域ＰＡよりも後方側の領域
ＰＢ上に存在するトナーによって、記録媒体Ｐが定着ベ
ルト１２の表面に付着し、その先端領域ＰＡも、定着ベ
ルト１２に巻き上げられ、定着ベルト１２の表面に沿う
ようになるため、分離量δが小さくなってしまうのであ
る。

【００４３】図４及び図５を比較すれば判るように、分
離手段２６の先端をニップ部Ｎに近づければ、ニップ部
Ｎを出た記録媒体Ｐの先端が分離手段２６に最も近づい
たときの分離量δを大きくすることができ、これによっ
て記録媒体の先端がギャップＧに入り込むことを阻止で
き、当該記録媒体が定着ベルト１２の表面に巻き付くこ
とを防止できる。

【００４４】上述した知見に基づき、さらに検討を進め
たところ、図２及び図４に示したように、記録媒体搬送
方向におけるニップ部Ｎの中心ＮＣと支持ローラ１４の
中心とを結ぶ第１の直線Ｌ１と、定着ベルト１２の表面
を向いた側の分離手段２６の先端と支持ローラ１４の中
心とを結ぶ第２の直線Ｌ２のなす角度αが、２０度以下
となるように分離手段２６を配置することにより、記録
媒体の定着ベルト１２への巻き付きを阻止し、ないしは
これを効果的に抑制できることが明らかとなった。定着
ベルト１２の加圧部材として、図示した例のように加圧
ローラ１３を用いた場合には、上述の第１の直線Ｌ１
は、支持ローラ１４の中心と加圧ローラ１３の中心とを
結ぶ線でもある。また、図２及び図４においては、図を
判りやすくするため、角度αを２０度よりも大きな角度
で示してある。また、これらの図においては、ギャップ
Gの大きさや分離手段２６の厚さｔなども図を判りやす
く示してあり、必ずしも実際の状態と一致するものでは
ない。これは他の図においても同様である。

【００４５】上述した構成により、ギャップＧを小さく
し、しかも定着ベルト１２に離型剤を塗布しなくとも、
定着ベルト１２の表面への記録媒体Ｐの巻き付きを防止
できることは、後に説明する実験例からも明らかであ
る。

【００４６】次に、上述した構成を採用した際、支持ロ
ーラ１４に巻き掛けられた状態での定着ベルト１２の表
面硬度、すなわち支持ローラ１４に巻き掛けられた定着
ベルト部分の表面で測定した硬度と、加圧ローラ１３の
表面硬度とによって、記録媒体Ｐの先端が分離手段２６
に最も近づいたときの分離量δがいかに変化するかを明
らかにするため、次の実験を行った。

【００４７】先ず、図２に示した定着装置２の支持ロー
ラ１４に巻き掛けられた状態での定着ベルト１２の表面
のアスカーＣ硬度をＨ_１、加圧部材の一例である加圧ロ
ーラ１３の表面のアスカーＣ硬度をＨ_２とする。支持ロ
ーラ１４と加圧ローラ１３としては、共に５０ｍｍの直
径のローラを用いた。この実験では、定着ベルト表面の
硬度Ｈ_１を７２度に固定し、加圧ローラ１３の表面硬度
Ｈ_２を５段階に変えて前述の定着動作を行い、ニップ部
Ｎを出た記録媒体Ｐの先端が分離手段２６に最も近づい
たときの分離量δを測定すると共に、硬度の差Ｈ_２−Ｈ
_１と記録媒体の分離状況との関連を調べた。その結果を
表１に示す。このとき第１の直線Ｌ１と第２の直線Ｌ２
のなす角度αは２０度に設定し、定着ベルト１２の温度
は１６５℃、その線速は２８０ｍｍ／ｓｅｃとし、記録
媒体の先端領域ＰＡ、すなわちトナー像の形成されない
先端余白の幅を３ｍｍとした。また、前述のとおり、分
離手段２６の厚さｔを０．２ｍｍとし、定着ベルト１２
の温度が１６５℃の時のギャップＧを０．３ｍｍに設定
した。記録媒体Ｐとしては、定着ベルト表面に巻き付き
やすい薄紙５５Ｋ紙を用いた。また、アスカーC硬度の
測定は、高分子計器製のゴム硬度計、ＡＳＫＥＲ Ｔｙ
ｐｅ「Ｃ」を使用した。アスカーC硬度測定時の荷重は
１ｋｇｆで行った。

【００４８】

【表１】

【００４９】表１の分離結果の欄の〇印は、記録媒体が
定着ベルト１２の表面に巻き付くことなく分離できたこ
とを示し、×印は記録媒体が定着ベルト表面に巻き付い
てしまったことを示す。

【００５０】表１から判るように、Ｈ_２−Ｈ_１≧−１２
度となるように、各硬度Ｈ_１、Ｈ_２を設定すると、分離
量が０．５５ｍｍ以上となり、定着ベルト表面への記録
媒体の巻き付きを防止することができた。これは、図４
からも判るように、板状の分離手段２６の厚さｔが０．
２ｍｍであり、ギャップＧが０．３ｍｍであるため、記
録媒体Ｐが定着ベルト表面に巻き付くことを阻止するに
は、記録媒体の先端が分離手段２６に最も近づいたとき
の分離量δが少なくとも０．５ｍｍは必要であるためで
あると考えられる。

【００５１】上述のように、Ｈ_２−Ｈ_１≧−１２度とな
るように、各硬度Ｈ_１、Ｈ_２を設定して加圧ローラ１３
の表面硬度を比較的高くすると、Ｈ_２−Ｈ_１＜−１２度
とした場合よりも、ニップ部Ｎを出た記録媒体の先端領
域ＰＡを加圧ローラ１３の側に向けることができるた
め、その分離量δを大きくすることができる。これによ
り、定着ベルト表面に離型剤を塗布せず、しかもギャッ
プＧを０．３ｍｍという大きな値に設定しても、記録媒
体が定着ベルト表面に巻き付くことをより確実に防止す
ることができる。

【００５２】次に、加圧ローラ１３の表面のアスカーＣ
硬度Ｈ_２を６０度とし、角度αを変えたとき、記録媒体
Ｐの先端が分離手段２６に最も近づいた時の分離量δが
いかに変化するかを調べた。他の条件は上述した実験と
同じである。その結果を表２に示す。

【００５３】

【表２】

【００５４】表２から判るように、角度αが２０度より
大きいと、分離量δは０．５ｍｍより小さくなり、記録
媒体が定着ベルト表面に巻き付いた。αが２０度以下で
あると、分離量δが０．５ｍｍよりも大きくなり、記録
媒体を定着ベルト表面から分離することができる。

【００５５】また、図４に示すように、前述の第１の直
線Ｌ１に対して直交する第３の直線Ｌ３と、板状の分離
手段２６の記録媒体搬送路を向いた側の面２６Ａとのな
す角度をβとしたとき、この角度が２０度よりも大きい
と、定着ベルト１２を離れた記録媒体Ｐが分離手段２６
に強く突き当たって分離手段２６の先端エッジ部を擦
り、そのエッジ部のコーティング層が剥がれ落ち、ここ
にトナーが固着するおそれがある。角度βが２０度以下
となるように、板状の分離手段２６を配置することによ
り、記録媒体が分離手段２６の面２６Ａに沿って滑らか
に搬送されるようになり、上記不具合の発生を防止する
ことができる。

【００５６】また、分離手段２６の先端が図６に示すよ
うに形成されていると、定着ベルト１２の表面を離れた
記録媒体の先端が矢印Ｑ１で示すように、その分離手段
２６の先端に突き当たることにより、当該先端がギャッ
プＧに入り込むおそれがある。

【００５７】これに対し、図７に示すように、板状の分
離手段２６の加圧ローラ１３を向いた側の先端部領域を
カットした状態に形成すると、定着ベルト表面を離れた
記録媒体の先端が、図７に矢印Ｑ２で示すように分離手
段２６に滑らかに当接することができ、ギャップＧへの
入り込みを防止できる。

【００５８】また、図８に示すように、加圧ローラ１３
を向いた側と反対側の分離手段２６の面をカットした状
態に形成すると、図６の場合よりもギャップＧを小さく
しても、分離手段２６の先端が定着ベルト表面に当接す
る不具合を阻止でき、記録媒体が定着ベルト１２の表面
に巻き付くことをより一層確実に防止することができ
る。

【００５９】上述のように、分離手段２６の定着ベルト
１２の表面を向いた側の先端を鋭角に尖ったエッジ状に
形成することが有利である。

【００６０】図９は、板状に形成された分離手段２６の
他の形態例を示す断面図である。ここに示した分離手段
２６は、金属、耐熱性プラスチックなどの剛体より成る
基材３０と、その基材３０に固定支持されたフッ素ゴム
より成る先端部材３１とを有し、その先端部材３１の先
端が定着ベルトの表面側を向けて位置している。基材３
０としては、例えば０．２ｍｍの厚さのＳＵＳ板などを
用いることができる。かかる分離手段２６を用いると、
万が一、その先端が定着ベルト１２の表面に接触したと
きも、その先端部材３１が弾性を有しているので、定着
ベルト表面に傷が付けられることを防止でき、しかも先
端部材３１の離型性によって、その先端にトナーが付着
することを防止できる。

【００６１】また、分離手段２６は適宜な支持部材によ
って支持することができ、例えば図１０及び図１１に示
した分離手段ホルダ３２に分離手段２６を取り付けるこ
とができる。その際、分離手段ホルダ３２から薄い板状
ないしはシート状の分離手段２６が定着ベルトの表面側
に向けて突出する突出量L４が大きいと、その分離手段
２６に波打ちができ、分離手段２６と定着ベルト表面と
の間のギャップが不均一となるおそれがある。そこで、
この突出量Ｌ４を５mm以下に設定して分離手段２６の波
打ちを防止し、ギャップGを一定に保つように構成する
ことが望ましい。

【００６２】また、分離手段２６を分離手段ホルダ３２
に強固に固定してもよいが、図１１に示すように、分離
手段ホルダ３２と分離手段２６とを、その適所、例えば
その長手方向中央部において、ねじ３３などの固定手段
によって固定し、分離手段ホルダ３２と分離手段２６の
他の部分、例えばその長手方向各端部側に形成した長孔
３４に、図１２に示す如くピン３５を挿入し、分離手段
２６を分離手段ホルダ３２に対して移動可能に連結する
こともできる。各長孔３４は、分離手段２６の長手方向
に長く形成されている。このように構成すると、分離手
段２６が熱膨張しても、その分離手段２６が分離手段ホ
ルダ３２に対して移動できるので、熱膨張によって分離
手段２６に波打ちができる不具合を阻止できる。このよ
うに分離手段は、該分離手段が熱膨張したとき、分離手
段ホルダに対して相対的に移動し得るように、分離手段
ホルダに保持されていることが望ましい。

【００６３】図１には、カラー画像を形成する画像形成
装置に定着装置２を設けた例を示したが、本発明は、単
色画像を形成する画像形成装置及びその定着装置にも適
用できる。単色のトナー像を定着する定着装置の場合に
は、加圧ローラを加熱するヒータ１７を省略することも
できる。このように、定着装置には、少なくとも、定着
ベルトを加熱する加熱手段が設けられる。また、加圧ロ
ーラ以外の加圧部材を用いることもできる。

【００６４】

【発明の効果】本発明によれば、定着ベルトを用い、か
つその定着ベルトの表面に対して非接触状態で配置され
た分離手段を用いても、記録媒体が定着ベルト表面に巻
き付く不具合を阻止し、ないしは効果的に抑制すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】画像形成装置の一例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】支持ローラ及び加圧ローラと、分離手段との相
対位置関係を説明する平面図である。

【図４】記録媒体の先端領域がニップ部を出たときの様
子を示す説明図である。

【図５】分離量が小さいため、記録媒体先端が定着ベル
トと分離手段との間のギャップに入り込んでしまうこと
を示す説明図である。

【図６】分離手段の先端に記録媒体先端が突き当たるこ
とを説明する図である。

【図７】分離手段の先端部を先細状に形成した例を示す
図である。

【図８】分離手段の先端部を先細状に形成した例を示す
図である。

【図９】分離手段の他の例を示す断面図である。

【図１０】分離手段が分離手段ホルダに保持されている
例を示す図である。

【図１１】図１０の平面図である。

【図１２】図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ線拡大断面図であ
る。

【符号の説明】

２ 定着装置 １２ 定着ベルト １４ 支持ローラ ２６ 分離手段 ３０ 基材 ３１ 先端部材 ３２ 分離手段ホルダ Ｌ１ 第１の直線 Ｌ２ 第２の直線 Ｌ３ 第３の直線 Ｌ４ 突出量 Ｎ ニップ部 ＮＣ 中心 Ｔ トナー像 α 角度 β 角度

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 由良 純 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 藤田 貴史 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 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 BA11 BA12 BA16 BA19 BA20 BA21 BA58

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転駆動される無端状の定着ベルトと、
   該定着ベルトが巻き掛けられた支持ローラに該定着ベル
   トを介して対向配置された加圧部材とを有し、加熱され
   た定着ベルトと、前記加圧部材とのニップ部に、定着す
   べきトナー像を担持した記録媒体を、該トナー像が前記
   定着ベルトの表面に接触する向きにして通過させ、その
   通過時に前記トナー像のトナーに熱と圧力を加えること
   により、該トナー像を記録媒体に定着する定着装置にお
   いて、 前記ニップ部を出た記録媒体が前記定着ベルトの表面に
   巻き付くことを防止するための分離手段を、該定着ベル
   トに対して非接触状態で配置し、記録媒体搬送方向にお
   ける前記ニップ部の中心と前記支持ローラの中心とを結
   ぶ第１の直線と、前記定着ベルトの表面を向いた側の前
   記分離手段の先端と前記支持ローラの中心とを結ぶ第２
   の直線とのなす角度が２０度以下となるように、該分離
   手段を配置したことを特徴とする定着装置。
2. 【請求項２】 前記支持ローラに巻き掛けられた状態で
   の定着ベルトの表面のアスカーＣ硬度をＨ_１、前記加圧
   部材の表面のアスカーＣ硬度をＨ_２としたとき、Ｈ_２−
   Ｈ_１≧−１２度となるように、各硬度Ｈ_１、Ｈ_２を設定
   した請求項１に記載の定着装置。
3. 【請求項３】 前記第１の直線に対して直交する第３の
   直線と、前記分離手段の記録媒体搬送路を向いた側の面
   とのなす角度が２０度以下となるように、該分離手段を
   配置した請求項１又は２に記載の定着装置。
4. 【請求項４】 前記分離手段の定着ベルトの表面を向い
   た側の先端が鋭角に尖ったエッジ状に形成されている請
   求項１乃至３のいずれかに記載の定着装置。
5. 【請求項５】 前記分離手段は、基材と、該基材に支持
   されたフッ素ゴムより成る先端部材とを有し、該先端部
   材の先端が前記定着ベルトの表面側を向けて位置してい
   る請求項１乃至４のいずれかに記載の定着装置。
6. 【請求項６】 前記分離手段は、分離手段ホルダに取り
   付けられ、該分離手段ホルダから前記分離手段が前記定
   着ベルトの表面側に向けて突出する突出量が５ｍｍ以下
   に設定されている請求項１乃至５のいずれかに記載の定
   着装置。
7. 【請求項７】 前記分離手段は、該分離手段が熱膨張し
   たとき、前記分離手段ホルダに対して相対的に移動し得
   るように、分離手段ホルダに保持されている請求項６に
   記載の定着装置。
8. 【請求項８】 請求項１乃至７のいずれかに記載の定着
   装置を有することを特徴とする画像形成装置。
9. 【請求項９】 前記定着装置により定着されるトナー像
   のトナーが、結着樹脂と着色剤のほかに、ワックスとオ
   イルのうちの少なくとも一方を含有している請求項８に
   記載の画像形成装置。