JP3223754B2 - 定着装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真方式によって画
像を記録するプリンタやファクシミリ等の画像記録装置
の定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真法などにより記録媒体上にトナ
ー像を形成し、そのトナー像を熱及び圧力によって記録
媒体に定着する装置の代表的なものとして、熱ロール方
式が知られている。これは内部に加熱手段を有する一対
のロール間に一定の圧力を印加しつつ回転させ、未定着
トナー像が載った記録媒体を前記一対のロール間を通過
させることで定着を行う方式である。

【０００３】また、特開平2−39057号公報に記載の定着
方法および装置では、記録媒体上のトナー画像に耐熱フ
ィルムを押圧加熱し、密着させた状態で所定時間走行さ
せた後、剥離している。この場合、耐熱フィルム表面の
状態に従って表面が平滑で光沢度の高い画像が得られ
る。また、トナー温度が低下し、固化した状態で剥離す
るのでオフセット防止用のオイル等の離型剤を塗布する
必要がなくなる。

【０００４】特開平5−323808 号公報に記載の定着装置
では、トナーが載っている記録媒体をその背面から耐熱
フィルムを介してヒータで加熱し、加圧ロールで挟み定
着をする構成になっている。この場合、耐熱フィルムは
熱容量が小さいので熱ロール方式に比べウォームアップ
時間を短縮することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】定着装置は一般に電子
写真方式による複写機，プリンタ等の画像記録装置の中
で、最終プロセスに位置しており、画質に大きな影響を
与える。また、定着装置は上記装置の定格電力の５０％
以上を占めることもあり、定着装置の低電力化は画像記
録装置の省エネルギー化に果たす役割は大きい。

【０００６】熱ロール方式の場合、ロールをその内部に
設置したハロゲンランプ等の輻射熱で加熱するのだが、
ロール表面にはゴムや離型剤等の熱伝導の悪い材料が用
いられるため、ロール表面の温度を所定の温度まで上げ
るのに時間がかかる。そのため、待機時間が長くなり消
費電力が大きくなる。また、ＯＨＰシート等の透過画像
では十分な透過性を得るのに普通紙の場合よりも多くの
熱を必要とするため、プロセス速度（ロール回転速度）
を普通紙の場合の１／２程度に落すといった方法が従来
から行われている。

【０００７】また、特開平2−39057号公報に記載の定着
方法および装置では、定着後の画質がベルト表面の状態
に依存するため、表面が平滑なベルトを使用すると光沢
度の高い画像が得られる。写真等の画像の場合には光沢
度の高い画像が好まれることもあるが、文字では光沢が
ないことが強く要求される。従って、光沢度を低下させ
るためにベルト表面に微細な凹凸を設ける事が考えられ
るがその場合ＯＨＰシート等の透過画像の透過性が悪化
する。つまり、透過画像の透過性と、普通紙等の画像の
光沢度の低減を両立することができない。

【０００８】また、特開平5−323808 号公報に記載の定
着装置ではウォームアップ時間が短縮されるので定着装
置の消費電力を低減することができる。しかし、トナー
表面側に熱源がないためトナー表面層が十分に溶けず、
ＯＨＰシート等の透過画像の場合、十分な透過性が得ら
れない。さらに、連続通紙を行う場合や、記録材が厚紙
の場合には十分な熱をトナーに供給することができず、
定着不良や画質の劣化が起こる。

【０００９】そこで、本発明の目的は消費電力が小さ
く、離型剤の塗布を行わない、または微小な塗布量で高
画質な画像が得られ、さらに記録媒体の種類によらず一
定の速度で定着が行える定着装置を提供することにあ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の定着装置は、記録媒体上のトナー像に熱及
び圧力を加えることでトナー像を記録媒体に定着する定
着装置であって、第１の加熱手段と、第１の加熱手段の
熱を前記トナー像に接して直接与える熱伝導部材と、前
記熱伝導部材からトナーへ与えられる熱より多くの熱を
記録媒体背面から記録媒体を通じて、記録媒体上のトナ
ー像へ与えることができる第２の加熱手段とを有するこ
とを特徴とする。

【００１１】さらに、前記トナー像が前記熱伝導部材か
ら剥離する直前にトナー像に圧力を加える加圧手段を有
することを特徴とする。

【００１２】また、上記定着装置において、上記熱伝導
部材がベルトでありその内部に前記第１の加熱手段を配
置したこと、もしくは上記熱伝導部材がロールであり、
前記第１の加熱手段を前記ロールの外部に配置したこと
を特徴とする。

【００１３】さらに、上記熱伝導部材がベルトの場合、
前記ベルトがトナー像と最初に接した位置から、前記ト
ナー像が前記熱伝導部材から剥離する位置の間に前記ベ
ルトを冷却する熱伝導部材冷却手段を有することを特徴
とする。

【００１４】

【作用】上記手段によると、トナーに直接熱を与える熱
伝導部材が熱容量の低い耐熱ベルトで構成される、もし
くは、熱伝導部材の表面を外部から加熱する構成にする
ためウオームアップ時間を短縮できて定着装置の消費電
力を低減できる。

【００１５】また、加圧手段によって与えられる圧力が
トナーと記録媒体との付着力を強めるとともに、前記加
圧手段によって形成される圧着部の形状が剥離点におい
てトナーを前記熱伝導部材から引き離す形状にできるた
め、記録媒体の前記熱伝導部材からの剥離性が向上し、
オフセットが発生しにくくなる。

【００１６】さらに、トナー表面に直接熱を与える熱伝
導部材の温度が低い場合は、記録媒体背面に設置された
加熱手段（第２加熱手段）からの熱によって、記録媒体
と接しているトナー及びその近傍のトナーの温度を高く
し、トナーを溶融させて記録媒体との付着力を増大させ
ることで十分な定着強度を得ることができる。一方、前
記熱伝導部材の温度が高い場合は、トナーが前記熱伝導
部材から剥離する前に前記熱伝導部材の温度を熱伝導部
材冷却手段によって低下させ、熱伝導部材と接している
トナーの温度も低下させる。温度が低下したトナーは固
化しはじめて熱伝導部材との付着力が弱まるためオフセ
ットは発生しない。

【００１７】従って、離型剤の塗布を行わないか、また
は微小な塗布量であっても非常に広い温度範囲でオフセ
ットの無い定着が行えるので、離型剤塗布装置を取り去
るもしくは簡素化でき、定着装置を小型化できる。

【００１８】一方、定着後の画像の光沢を下げるために
トナー表面を直接加熱する熱伝導部材の温度を低くした
り、画像の光沢を上げるために前記熱伝導部材の温度を
高くしても良好な定着が行えるため、画像の光沢が容易
に制御できるようになり、高画質な画像を作ることが可
能と成る。

【００１９】さらに、従来普通紙よりもプロセス速度を
遅くすることで定着を行っていたＯＨＰシート等の透過
画像に対しては、記録媒体背面の加熱手段から与えられ
る熱によって、記録媒体上のトナーへ供給される熱量を
増加させることで、普通紙と同じプロセス速度での定着
が可能となる。つまり、記録媒体によらず一定のプロセ
ス速度で定着が可能と成るため、印刷速度の低下や、定
着プロセスの速度変化による他の電子写真プロセスへの
負担を無くすことができる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。

【００２１】本発明の定着装置はイエロー，マゼンタ，
シアン，ブラック等の各色のトナーによりフルカラー画
像を作成できるレーザプリンタや電子写真複写機等の画
像記録装置に装備され、フルカラー画像を定着するもの
である。

【００２２】図１３は本発明の定着装置が装備されるフ
ルカラーレーザプリンタの一例を示す要部断面の概略構
成図である。

【００２３】本発明の定着装置１３０８は例えば図示の
位置に装備され、コロナ帯電器1301によって一様に帯電
した感光ベルト１３０３を露光装置１３０２が一色分の
画像情報に基づき露光することで静電潜像を形成し、こ
の静電潜像を現像機１３０４の内の一台が画像情報に該
当する色で着色されたトナーで現像し、中間転写体１３
０５に転写するという工程を必要なトナーの色数だけ繰
り返すことで中間転写体１３０５上に多色トナー像を形
成し、これを一挙に記録媒体１３０９に転写して得られ
た未定着のトナー像を記録媒体に定着する装置である。

【００２４】次に具体的に本発明の定着装置の実施例を
図面を用いて説明する。図１は本発明による定着装置の
一実施例を示す要部断面の概略構成図である。

【００２５】図中１０１は定着ベルト、１０２は熱源、
１０３は加熱ロール、１０４は第１加圧ロール、１０５
は第２加圧ロール、１０６は定着ロール、１０９は定着
ベルト冷却部材、１１０は背面加熱源、１１１，１１２
は温度制御を行うための機外の温度を検出するためのサ
ーミスタである。

【００２６】定着ベルト１０１は図に示すように、回転
可能な加熱ロール１０２と定着ロール１０６によって掛
張られ、第１加圧ロール１０４がこの定着ベルト１０１
を挟んで加熱ロール１０３に圧着し、第２加圧ロール１
０５が同じく定着ベルト101を挟んで、定着ロール１０
６に圧着している。

【００２７】定着ロール１０６は図示されていないモー
タ等の駆動源によって回転駆動され、この定着ロール１
０６の回転によって定着ベルト１０１が図中の矢印で示
したように時計回りに回転する。さらに、回転する定着
ベルト１０１によって、加熱ロール１０３，第１加圧ロ
ール１０４，第２加圧ロール１０５が従動回転する。こ
れらの回転により、未定着のトナー像１０８が載った記
録媒体１０７は、矢印方向に移動させ、トナー像面が定
着ベルト１０１に接する向きで加熱ロール１０３と第１
加圧ロール１０４の間、及び定着ロール１０６と第２加
圧ロール１０５の間を定着ベルト１０１とともに通過す
る構成となっている。

【００２８】また、背面加熱源１１０は第１加圧ロール
１０４と第２加圧ロール１０５の間であって、定着ベル
ト１０１の外周面に沿う位置に配置され、定着ベルト冷
却部材１０９は加圧ロール１０４と剥離ロール１０５の
間であって、定着ベルト101の記録媒体搬送側の内周面
に配置される。

【００２９】定着ベルト１０１は例えば厚さ３０〜５０
μｍの電鋳による無端状のニッケルベルトの外周面に厚
さ５０〜１５０μｍのシリコーンゴム層を設けるか、Ｐ
ＦＡやフッソ樹脂によって外周面を離型化処理したも
の、または厚さ６０〜１００μｍのポリイミド樹脂の無
端状ベルトの外周面に５０〜１５０μｍのシリコーンゴ
ム層を設けるか、ＰＦＡやフッソ樹脂によって外周面を
離型化処理したものが使用される。

【００３０】加熱ロール１０３は中空のアルミ管であ
り、定着ベルト１０１の寄り止め用に軸方向の両端部に
定着ベルト１０１の厚さより大きい段差部１１３を有し
ている（図２参照）。また、加熱ロール１０３と定着ロ
ール１０６とにより掛張している定着ベルト１０１に張
力を与えるため、加熱ロール１０３は図示されないバネ
によって図中右方向へ荷重が加えられている。

【００３１】加熱ロール１０３の内部にはヒータランプ
等の熱源１０２が備えられ、熱源１０２の熱は加熱ロー
ル１０３を通して定着ベルト１０１に伝えられる。サー
ミスタ１１１が加熱ロール１０３と接している定着ベル
ト１０１の外周面に設置され、熱源１０２への通電量を
調節することで定着ベルト１０１表面の温度が制御され
る。

【００３２】第１加圧ロール１０４はアルミニウム等の
芯金上にシリコーンゴム等の耐熱弾性層を設けて構成さ
れており、図示されないバネにより定着ベルト１０１を
挟んで加熱ロール１０３に加圧される。

【００３３】定着ロール１０６と、第２加圧ロール１０
５はともにアルミニウム等の芯金の上にシリコーンゴム
等の耐熱弾性層を設けて構成される。

【００３４】この定着ロール１０６及び第２加圧ロール
１０５の耐熱弾性層は、定着ロール１０６及び第２加圧
ロール１０５の圧着部に形成されるニップの形状が、図
５に示すように記録媒体１０７上のトナー像が付着して
いる面が凸状（図中では上に凸）となるため、定着ロー
ル１０６に比べて第２加圧ロール１０５の方が硬度の高
い弾性層が用いられる。

【００３５】即ち第２加圧ロール１０５の耐熱弾性層は
定着ロール１０６の耐熱弾性層に比べて硬度を高くする
ために、耐熱弾性層にそれ自身の硬度が高い材料を使用
するか、定着ロール１０６よりも耐熱弾性層の厚さを薄
くしている。

【００３６】従って、第２加圧ロール１０５には耐熱弾
性層を設けずに、表面にテフロン等で離型処理をしたア
ルミニウム等の金属ロールを用いてもよい。

【００３７】定着ベルト冷却手段としての定着ベルト冷
却部材１０９は定着ベルト１０１の幅以上の長さをもつ
アルミニウム等の金属板の上に放熱フィンが付いたもの
で、その底面が定着ベルト１０１と接触摺動するように
設置される。このとき定着ベルト冷却部材１０９の定着
ベルト１０１と接触摺動する部分には例えば硬質炭素膜
等の潤滑保護膜を形成したり、定着ベルト１０１の内周
面に潤滑剤を塗ることで対摩耗性を向上させても良い。
さらに、この定着ベルト冷却部材１０９を図示していな
いファン等により引き起こされる強制対流によって冷却
することで、冷却効果を高めても良い。

【００３８】また、定着ベルト冷却手段としては上記の
ように定着ベルトに直接接触する部材の他に図２１の１
２１に示すようなファン等の強制対流を発生する装置を
用いても良い。この場合、定着ベルト１０１は定着ベル
ト冷却手段１２１が発生した強制対流により非接触に冷
却されるため、定着ベルト冷却手段によるベルト内周面
の摩耗の心配はない。

【００３９】背面加熱源１１０は面状の発熱体であり、
例えば図３に示されるヒータが用いられる。これはＰＰ
Ｆ（ポニフェニレンサルファイト）等の耐熱樹脂や金属
などで形成された支持台３０１に記録媒体の幅以上の長
さがある板状のＰＴＣセラミックヒータ３０２を取り付
けて構成されている。図中３０３，３０４は電極であり
熱伝導性の良好な導電性材料で構成されている。また、
ＰＴＣセラミックヒータ３０２と電極３０３，３０４と
の接合は導電性接着剤３０５，３０６により行われる。

【００４０】この背面加熱源１１０にはサーミスタ１１
２が取り付けられ、サーミスタ112で検出された温度に
応じて、背面加熱源１１０への通電量を制御することで
温度制御が出来る構成になっている。

【００４１】背面加熱源としては上記ヒータの他に図４
に示すように、発熱抵抗体４０３を絶縁層４０２を挟ん
でアルミニウムや鉄やニッケル等の金属板に取り付けた
ものを用いていてもよい。この場合は金属板４０１に取
り付けられたサーミスタ112を用い発熱抵抗体４０３へ
の通電量を制御することで温度制御を行う。また、この
場合、熱損失を低減するために、発熱抵抗体４０３の背
面を熱伝導率の低い絶縁性の物質で覆ってもよい。

【００４２】次に本定着装置の動作を説明する。

【００４３】電子写真の各プロセスにより形成された未
定着のトナー像１０８が載った記録媒体１０７は、トナ
ー像面が定着ベルト１０１に接する向きで図中右側から
侵入し、まず加熱ロール１０３と第１加圧ロール１０４
との圧着部において加熱された定着ベルト１０１に密着
させられる。

【００４４】その後、記録媒体１０７は定着ベルト１０
１に密着したまま定着ベルト１０１の回転とともに定着
ベルト１０１と等速度で移動し、背面加熱源１１０によ
って、記録媒体背面側、つまりトナー像面とは逆側から
加熱された後、定着ロール１０６と第２加圧ロール１０
５により、再び加圧され定着工程が終了する。

【００４５】記録媒体１０７が背面加熱源１１０によっ
て背面から加熱された際、記録媒体１０７とトナーとの
界面及びその付近のトナーの温度は上昇し、記録媒体１
０７と接するトナー及びその付近のトナーは溶融軟化す
る。そのため、記録媒体107が定着ベルト１０１と定着
ロール１０６の間を通過する際、加圧されることでトナ
ーが記録媒体１０７に浸透し、トナーと記録媒体１０７
の付着力は増大する。一方、定着ベルト１０１は定着ベ
ルト冷却部材１０９や、記録媒体１０７及びトナーによ
って熱が奪われるため、定着ロール１０６と第２加圧ロ
ール１０５の間を通過するときには既に温度が低下して
いる。従って、記録媒体１０７上のトナーの定着ベルト
１０１と接する部分の温度は低下し、トナーは固化しは
じめるため、トナーと定着ベルト１０１との付着力は弱
まる。

【００４６】従って、記録媒体１０７が定着ベルト１０
１から剥離する際、記録媒体１０７上のトナーは記録媒
体１０７に強い力で付着し、それとは逆にトナーと定着
ベルト１０１との付着力は非常に弱まる。そのため、シ
リコーンオイル等の離型剤を塗布しなくてもオフセット
の発生なく定着を行うことが可能となる。

【００４７】さらに、定着ロール１０６と第２加圧ロー
ル１０５の圧着部は図５に示すように記録媒体１０７が
定着ロール側へ食い込むような形状になっているため、
記録媒体１０７は定着ベルト１０１から引き離されるよ
うに定着ベルト１０１から剥離する。これにより記録媒
体１０７及びトナーの定着ベルト１０１との剥離性は向
上するため、さらにオフセットが発生しにくくなると共
に、分離爪等の用紙剥離手段を削除することが出来る。

【００４８】図６に実際に図１に示す本発明の定着装置
を用い、記録媒体として普通紙を用いた場合にオフセッ
ト及び定着不良が起こらない定着ベルトの温度領域（以
下、非オフセットバンドと呼ぶ）を測定した結果を示
す。

【００４９】この測定は、定着装置の各ロールの直径を
２０mm、定着ベルト１０１の内径を５０mmとし、プロセ
ス速度は７０mm／ｓとして行った。

【００５０】図中、Ａが図１の定着装置において第２加
圧ロール１０５及び背面加熱源110及び定着ベルト冷却
部材１０９がない状態（図７参照）で定着を行った結
果、Ｂが第２加圧ロール１０５及び定着ベルト冷却部材
１０９がない状態（図８参照）で定着を行った結果、Ｃ
が定着ベルト冷却部材１０９がない状態（図９参照）で
定着を行った結果、Ｄが本発明の定着装置である図１の
装置で定着を行った結果である。

【００５１】図中Ａ、つまり、第２加圧ロール１０５及
び背面加熱源１１０及び定着ベルト冷却部材１０９がな
い状態（図７参照）では非オフセットバンドはほとんど
存在しない。この構成では、定着ベルト１０１の温度が
低いと、定着ベルト１０１の熱が用紙に接している部分
及びその近傍のトナーに十分へ到達する前に加圧部を通
過する。そのため、用紙と接している部分及びその近傍
のトナーは十分に軟化しないので、用紙とトナーの間に
は十分な付着力が得られず定着不良となる。

【００５２】一方、用紙と接する部分及びその近傍のト
ナーを溶融軟化して用紙とトナーとの付着力を得るため
に定着ベルト１０１の温度を高くすると、定着ベルト１
０１近傍のトナーは高温になるため過度に溶融しトナー
内部の凝集力が低下する。そのためトナーの一部は定着
ベルト１０１に付着して、いわゆるオフセットが発生す
る。

【００５３】上記理由から図７に示した定着装置は非オ
フセットバンドが狭いと考えられる。

【００５４】これに対し、背面加熱源１１０を取り付け
た場合（図８参照）は、定着ベルト１０１の温度がある
程度低くても、背面加熱源１１０から用紙を通じて供給
された熱によって用紙近傍のトナーは温度が上昇し溶融
するため、用紙とトナー間の付着力は多少増大する。そ
のため、非オフセットバンドはＡ（図７の定着装置）に
比べて低温側に若干増えている。

【００５５】また、これに第２加圧ロールを設置すると
（図９参照）、溶融した用紙と接する部分及びその近傍
のトナーが、定着ロール１０６と第２加圧ロール１０５
との間で圧着されるため、トナー同士の隙間が狭まりト
ナー同士の凝集力が高まり、さらに、用紙と接するトナ
ーは用紙繊維中に浸透して付着力が増大することと、定
着ロール１０６と第２加圧ロール１０５との圧着部が図
５に示すように、用紙が定着ロール側へ食い込む形状、
つまり用紙が定着ベルト１０１から引き離されるような
形状になっているためトナーの定着ベルト１０１との剥
離性が向上するため、非オフセットバンドは大きく広が
っている。

【００５６】さらに、これに定着ベルト冷却部材１０９
を設置すると、加熱ロール１０３で加熱された定着ベル
ト１０１が定着ロール１０６に達し用紙と剥離する位置
では温度が低下する。そのため、定着ベルト１０１に接
しているトナーも温度が下がり固化し始めるので定着ベ
ルト１０１との付着力が弱まる。従って、定着ベルト１
０１の温度がある程度高くてもオフセットは起こらない
ので、非オフセットバンドは高温側に広がっている。

【００５７】つまり、本発明の定着装置は、用紙背面か
ら積極的に加熱する手段と、定着ベルトを冷却する手段
と、用紙が定着ベルトから剥離する位置に図５に示す様
な圧着部の形状を有する加圧部を設けることで、シリコ
ーンオイル等の離型剤を塗布すること無しに非常に広い
温度範囲で、オフセットの無い定着を行うことができ
る。

【００５８】次に、本定着装置での定着した画像の画質
について説明する。

【００５９】図１０及び図１１は普通紙上に未定着画像
を形成し、本定着装置で定着を行った画像の光沢度を測
定した結果である。

【００６０】図１０は特に用紙背面からの加熱の有無に
よる比較、図１１は定着ベルトの冷却の有無による比較
である。

【００６１】図１０によると、背面加熱源１１０からの
熱供給の有無にかかわらず、定着ベルト１０１の温度を
低くすると、画像の光沢度が低くなることがわかる。

【００６２】背面加熱が無い場合は、定着ベルトの温度
が１３０度より低くなると定着不良となるため、光沢度
が１５以下の画像を作ることができない。一方、背面加
熱を行うと、定着ベルトの温度が１００度であっても十
分に定着可能なので光沢度が３といった低光沢な画像を
作ることができる。

【００６３】つまり、定着ベルト１０１の温度を下げて
いけば画像の光沢度を下げることができるのだが、定着
ベルトの温度を下げすぎると定着不良となる。しかし、
用紙背面からの加熱を行えば定着可能領域が低温側に拡
がり、光沢の低い画像を作ることが出来るようになる。

【００６４】換言すれば、従来トレードオフの関係にあ
った定着強度の確保と光沢の低減が両立できるようにな
る。

【００６５】一方、図１１によれば、定着ベルトの温度
が高くなると光沢度も高く成っていくが定着ベルト冷却
手段が無い場合は、途中で光沢度が上がらなくなる。こ
れは定着ベルトの温度が上がるとトナーの温度も上が
り、トナー同士の凝集力が低下するためトナーの一部が
定着ベルトにもっていかれる、つまり、オフセットが発
生することで画像表面の平滑性が失われる為と考えられ
る。

【００６６】しかしながら、定着ベルト冷却手段が有る
場合は、定着ベルト温度が２００℃くらいまでは光沢度
が高くなりつづける。

【００６７】これは定着ベルト冷却手段が有る場合は定
着ベルトの温度が高くなっても、トナーが定着ベルトか
ら剥離する際には定着ベルト冷却手段によって、定着ベ
ルト及び定着ベルトに接しているトナー及びその付近の
トナーの温度は低下し固化しはじめるので、トナーは定
着ベルトにオフセットすることなく、定着ベルト表面の
平滑度と同等の平滑度をもつ画像表面が得られるからで
ある。

【００６８】従って、本定着装置を用いれば、カラー写
真のように光沢のある画像が望まれても、文字のように
光沢のない画像が望まれても、定着ベルトの温度を制御
するだけで対応できる。つまり、定着後の画像の光沢度
を容易に制御することが可能となる。またこのとき、定
着ベルトの温度制御は定着ベルトの熱容量が小さく容易
に行えるため、画像光沢度の制御は１枚毎に行うことが
可能となる。

【００６９】次にＯＨＰ等の透過画像の画質について説
明する。図１２は記録媒体をＯＨＰシートとし、マゼン
タ色のトナーによる未定着画像を本定着装置で定着した
場合の透過率（波長７００ｎｍ）を示した図である。

【００７０】一般に、熱ロール方式の定着装置ではＯＨ
Ｐ等の透過画像の場合には、トナーを良く溶かして十分
な透過性を得るために普通紙よりも遅い速度で定着を行
っている。

【００７１】図１２によると、背面加熱をしない場合は
プロセス速度を７０mm／ｓから３５mm／ｓ、つまり普通
紙の１／２の速度にしなければ実用的な温度範囲で十分
な透過性を得ることができない。しかしながら、背面加
熱を行えば、普通紙と同じ速度であっても、十分な透過
性を得ることができる。

【００７２】これは、速度を１／２に落とすことでトナ
ーに余分に与えられた熱量と同じ熱量をＯＨＰシート背
面からの加熱によって、トナーへ供給できるからと考え
られる。

【００７３】従って、本定着装置では従来ＯＨＰシート
等の透過画像に対してプロセス速度を普通紙より遅くす
ることで対応していたところを、普通紙と同じ単一の速
度で定着を行うことが出来るようになった。つまり、透
過画像を定着する場合であっても印刷速度の低下と、定
着のプロセス速度の変化による他の電子写真プロセスへ
の負担をなくすことができる。

【００７４】ところで、背面加熱源１１０は記録媒体を
通じてトナーへ熱を供給している。熱を記録媒体上のト
ナーへ十分に到達させるためには、背面加熱源の温度を
高く設定するか、比較的低い温度で時間をかけて熱を与
えるかの２つの方法が有る。背面加熱源をあまり高い温
度に設定すると紙が燃えたり、温度追従性が悪くなる等
の問題が生じるので、７０℃〜２００℃程度の温度にす
ることが望ましい。この場合、熱を記録媒体上のトナー
に十分に伝えるには１００〜８００ｍｓの加熱時間があ
ることが望ましい。従って、例えばプロセス速度を７０
mm／ｓとすると背面加熱源の記録媒体搬送方向への幅は
７〜５６mmであることが必要となる。なお、上記実験結
果は背面加熱温度１４０℃、背面加熱源の幅は３５mmで
行ったものである。また、背面加熱源は記録媒体背面に
直接触れることがもっとも望ましいが非接触であっても
加熱時間を適切に（長く）設定すれば効果は十分に得ら
れる。

【００７５】以上のように、本発明による定着装置で
は、シリコーンオイル等の離型剤を塗布しなくても非常
に広い温度範囲でオフセットの無い定着を行うことがで
きるので、離型剤塗布装置を取り去るもしくは簡素化で
き、定着装置全体が小型化できる。

【００７６】また、本定着装置では、定着ベルトの温度
を制御するだけで光沢度を容易に制御できるので、定着
後の画像の高画質化が可能となる。

【００７７】さらに、本定着装置では従来ＯＨＰシート
等の透過画像に対しプロセス速度を変えることで対応し
ていたところを、普通紙と同じ単一の速度で定着を行う
ことができるため、印刷速度の低下や、定着のプロセス
速度の変化による他の電子写真プロセスへの負担をなく
すことができる。

【００７８】また、本定着装置は立ち上げの際、トナー
に直接熱を伝える定着ベルト１０１の熱容量が小さいた
め、加熱ロール１０３により、定着ベルト１０１を容易
に定着に必要な所定温度に加熱できる。また、必要に応
じて背面加熱源１１０を同時に加熱することで定着ベル
ト１０１を外部からも加熱し、定着ベルト１０１の昇温
速度を早めることができるため、ウオーミングアップ時
間を短縮することが出来る。そのため、定着装置の消費
電力を低減することができる。

【００７９】次に背面加熱源の熱を記録媒体に直接接す
ることで確実に安定に供給することが出来る本発明の他
の実施例を説明する。

【００８０】図１４は本発明の定着装置の他の実施例の
要部断面の概略構成図である。

【００８１】第１加圧ロール１０４及び第２加圧ロール
１０５に耐熱ベルト１４０１を掛けた事以外は前記実施
例の定着装置（図１参照）とほぼ同じ構成である。

【００８２】耐熱ベルト１４０１には、定着ベルト１０
１と同じものを用いることができるが、しかし、特に弾
性層が必要ということはないため、例えば電鋳ニッケル
ベルトや、ポリイミド樹脂による無端状ベルトを表面処
理することなくそのまま使用しよもよい。

【００８３】第２加圧ロール１０５には、加熱ロール１
０３と同様に耐熱ベルト１４０１の寄りを防止するため
に耐熱ベルト１４０１の厚さより高い段差部を設けられ
る。また、耐熱ベルト１４０１は定着ベルト１０１との
摩擦力によって、定着ベルト１０１と等速度で移動する
ため、定着ベルト１０１との間に安定した摩擦力を得る
ために、摩擦係数の高い耐熱ゴムの層をベルト表面（外
周面）に設けてもよい。

【００８４】背面加熱源１１０はその上面が耐熱ベルト
１４０１の内周面に接触摺動するように配置される。こ
のとき背面加熱源１１０の耐熱ベルト１４０１と接触摺
動する部分には例えば硬質炭素膜等の潤滑保護膜を形成
したり、耐熱ベルト１４０１の内周面に潤滑剤を塗るこ
とで対摩耗性を向上させることが出来る。

【００８５】図中右側から侵入した未定着画像を乗せた
記録媒体１０７は、加熱ロール103と第１加圧ロール１
０４との圧着部で定着ベルト１０１と耐熱ベルト１４０
１の間に挟まれ、搬送される間に熱及び圧力が加えられ
定着が行われる。

【００８６】このとき、定着後の画像の画質及び非オフ
セットバンドは上記実施例の定着装置（図１）と同様の
効果が得られるが、本実施例では背面加熱源１１０から
の熱が記録媒体１０７と密着し等速度で移動する耐熱ベ
ルト１４０１を通じて安定に供給される。そのため、特
に記録媒体背面からの加熱効果がより安定して得られ
て、低温側の非オフセットバンドがより拡大するという
効果が得られる。

【００８７】これと同じことが、図１５に示した本発明
の他の実施例でもいえる。

【００８８】図１５は本発明の定着装置の要部断面の概
略図である。本実施例は、図１４の定着装置において、
背面加熱源１１０を取り除き、第１加圧ロール１０４を
内部にヒータランプ等の熱源１４０２を有する加熱ロー
ル１４０３に置き変え、サーミスタ１１２を耐熱ベルト
１４０１の表面に取り付けた構成となっている。

【００８９】このとき、加熱ロール１４０３及び熱源１
４０２は、加熱ロール１０３及び熱源１０２と同じもの
が使用される。

【００９０】本実施例では、耐熱ベルト１４０１に熱を
与える手段を加熱ロール１４０３に変えただけなので、
未定着画像の定着において図１４の実施例と同じ効果が
得られる。特に、本実施例では、背面加熱源を固定ヒー
タとせず、加熱ロールとしたため熱源と耐熱ベルト１４
０１との摩擦による摩耗の心配がなく、対摩耗処理をす
る必要がないという効果がある。

【００９１】次に本発明の定着装置の他の実施例を図面
を用いて説明する。

【００９２】図１６は本発明による定着装置の他の実施
例を示した要部断面の概略構成図である。

【００９３】図１５に示した定着装置において、定着ベ
ルト１０１，加熱ロール１０３，定着ロール１０６，定
着ベルト冷却手段１０９の代りに、表面が離型性を有す
る弾性ロールからなる定着ロール１６０５と、定着ロー
ル１６０５を外部から加熱する外部加熱手段としての外
部加熱ロール１６０７を配置した構成と成っている。ま
た、耐熱ベルト１６０１，加熱ロール１６０２，熱源１
６０３はそれぞれ図１５に示した定着装置の耐熱ベルト
１４０１，加熱ロール１４０３，熱源1402と同じものが
使用される。

【００９４】この構成では、耐熱ベルト１６０１は定着
ロール１６０５に巻き付くように配置されるため、耐熱
ベルト１６０１と定着ロール１６０５との圧着部が広く
できる。

【００９５】一例を挙げると、定着ロール１６０５の直
径を４０mm、加熱ロール１６０２及び加圧ロール１６０
４の直径を２０mmとし、定着ロール１６０５の中心点と
加熱ロール１６０２及び加圧ロール１６０４の中心点と
を結ぶ線分が成す角度を90°とすれば、圧着部の記録媒
体の進行方向への幅は約３１mmとなる。

【００９６】この場合、定着のプロセス速度を例えば７
０mm／ｓとすれば、圧着時間は約４５０ｍｓとなる。

【００９７】定着ロール１６０５は例えばアルミニウ
ム，鉄，ステンレス等の芯金の上にシリコーンゴムやス
ポンジ等の耐熱弾性層を設けた構成になっている。ま
た、必要に応じてロール表面にＰＦＡチューブを被覆す
るなどして表面に離型性をもたせても良い。尚、定着ロ
ール１６０５は加熱ロール１６０３及び、加圧ロール16
04より直径が大きなものが用いられる。

【００９８】定着ロール１６０５の表面を外部から加熱
する外部加熱ロール１６０７は例えばアルミニウムなど
の金属性の中空ロールの内部にヒータランプ等の熱源16
07を備えたものを用い、それを直接定着ロール６０５に
押しつけ、熱伝導によって加熱する。また、これとは別
に、赤外線ランプ等の輻射熱発生源を外部加熱手段とし
て用い、輻射によって非接触で定着ロールを加熱しても
良い。

【００９９】サーミスタ１６０８，１６０９はそれぞれ
定着ロール１６０５表面と、耐熱ベルト１６０９表面と
に設置され、外部加熱手段１６０７及び加熱ロール１６
０２内部に備えられたヒータランプ等の熱源への通電量
をそれぞれ制御することで定着ロール１６０５及び耐熱
ベルト１６０９の温度制御を行う。

【０１００】加圧ロール１６０４はアルミニウム，鉄，
ステンレス等の芯金上にシリコーンゴム等の耐熱弾性層
を設けて構成されており、図示されないバネにより断熱
ベルト１６０１を挟んで定着ロール１６０５に圧着され
る。

【０１０１】定着ロール１６０５と加圧ロール１６０４
とで形成される圧着部の形状は、図１７に示す様に加圧
ロール１６０４が定着ロールへ食い込む形となる。その
ため、定着ロール１６０５に比べ加圧ロール１６０４の
方が硬度の高いロールが用いられる。

【０１０２】即ち、加圧ロール１６０４は、定着ロール
１６０５よりも硬度を高くするために、耐熱弾性層にそ
れ自体の硬度が高い材料を使用するか、耐熱弾性層の厚
さを薄くすることが考えられる。

【０１０３】従って、加圧ロール１６０４には耐熱弾性
層を設けずにアルミニウム，鉄，ステンレス等の金属性
のロールをそのまま用いても良い。

【０１０４】次に本定着装置の動作を説明する。

【０１０５】本定着装置は、立ち上げの際、耐熱ベルト
１６０４はその熱容量が小さいため加熱ロール１６０２
によって短時間で所定温度まで昇温することができる。
また、定着ロール１６０５は外部加熱ロール１６０７に
よってその表面を直接加熱されると同時に、加熱ロール
１６０２によって加熱された耐熱ベルト１６０１の熱が
広い接触部分を通じて定着ロール１６０５表面に与えら
れるので容易に定着に必要な所定温度まで昇温すること
ができる。

【０１０６】また、定着ロール１６０５は図示されない
モータ等の駆動源によって回転し、回転する定着ロール
１６０５との摩擦で耐熱ベルト１６０１，加熱ロール16
02，加圧ロール１６０４，外部加熱ロール１６０７が従
動回転する。

【０１０７】電子写真の各プロセスを経て形成された未
定着トナー像１０８が載った記録媒体１０７は、トナー
像面が定着ロール１６０５に接する向きで図中右下から
侵入し、加熱ロール１６０２の加熱によって昇温した耐
熱ベルト１６０１と定着ロール１６０５とに挟まれて、
熱及び圧力が加えられながら定着ロール１６０３の外周
面に沿って搬送される。つまり、トナー像を載せた記録
媒体１０７は定着ロール１６０５に密着したまま定着ロ
ール１６０５の回転とともに移動する。その後、トナー
像を載せた記録媒体１０７は定着ロール１６０５と加圧
ロール１６０４の間を通過する際、強く加圧された後、
定着ロール１６０５から剥離し定着工程が終了する。

【０１０８】この時記録媒体１０７は、昇温した耐熱ベ
ルト１６０１によってトナー像面とは逆の背面側から比
較的長い時間加熱されるため記録媒体１０７とトナーと
の界面温度は上昇し、記録媒体１０７と接するトナー及
びその付近のトナーは溶融軟化する。そのためトナー
は、記録媒体１０７が定着ロール１６０５と加圧ロール
１６０４の間を通過する際、加圧されることで記録媒体
１０７に浸透し、トナーと記録媒体１０７の付着力は増
大する。

【０１０９】一方、トナー像を載せた記録媒体１０７が
定着ロール１６０５に密着しながら移動する際、定着ロ
ール１６０５の熱が記録媒体１０７及びトナーに奪われ
るため、記録媒体１０７が定着ロール１６０５と加圧ロ
ール１６０４との間の圧着部を通過するときには定着ロ
ール１６０５の表面温度は低下している。従って、定着
ロール１６０５と接しているトナーの温度も低下し、固
化しはじめるためトナーと定着ベルト１６０５との付着
力は弱まる。

【０１１０】従って、記録媒体１０７が定着ロール１６
０５から剥離する際、記録媒体107上のトナーは記録媒
体１０７に強い力で付着し、逆に定着ロール１６０５と
の付着力は非常に弱まる。そのため、シリコーンオイル
等の離型剤を塗布しなくてもオフセットの発生なく定着
を行うことが可能となる。

【０１１１】さらに、定着ロール１６０５と加圧ロール
１６０４との圧着部は図１７に示すように記録媒体１０
７が定着ロール１６０５側へ食い込むよな形状になって
いるため、記録媒体１０７は定着ロール１６０５から引
き離されるように定着ベルト１０１から剥離する。これ
により記録媒体１０７及びトナーの定着ロール1605との
剥離性は向上し、オフセット防止用の離型剤の塗布や、
分離爪等の用紙剥離手段を削除することが出来る。

【０１１２】上記説明から明らかな様に、本定着装置で
は記録媒体１０７上のトナー像に与えられる熱は主に、
トナー像表面側からよりも、記録媒体背面側から記録媒
体を通じて与えられる。

【０１１３】つまり、定着ロール１６０５から与えられ
る熱は少なくても構わないため、その温度をあまり高く
する必要はない。

【０１１４】従って、定着ロール１６０５の昇温は加熱
ロール１６０２により昇温した耐熱ベルト１６０１によ
る加熱のみでも十分に所定の温度まで昇温することがで
きる。

【０１１５】つまり、外部加熱ロール１６０７の様な外
部加熱手段を省くことができる。

【０１１６】ただし、記録媒体が厚紙であったり、記録
媒体が連続的に送られてくる場合には定着ロール１６０
５の温度が低下し、記録媒体背面からの加熱だけでは熱
量が足らなくなることが有る。このような場合に対応す
るため、補助加熱源として外部加熱手段を設け、定着ロ
ール１６０５に熱を供給するようにすれば定着ロール１
６０５の温度が安定し、安定した定着が可能となる。

【０１１７】また、本定着装置ではトナー像を載せた記
録媒体１０７は、加熱された耐熱ベルト１６０４及び定
着ロール１６０５と長時間接触するので、記録媒体背面
からの熱は記録媒体を通じて記録媒体上のトナーへ十分
に伝えることがでる。そのため、耐熱ベルト１６０４及
び定着ロール１６０５の温度が低くても、定着に必要な
熱量をトナーに十分に与えることが可能となる。つま
り、低温定着が可能となり、検討の結果、耐熱ベルト１
６０４及び定着ベルト１６０５の温度をトナーの軟化点
程度の温度としても定着が可能であった。

【０１１８】ところで、本定着装置を検討した結果、加
熱ロール１６０２を定着ロール1605に圧着すると記録媒
体が紙の場合にはしわが発生し易くなることが分かっ
た。従って、加熱ロール１６０２は、定着ロール１６０
５に圧着しないことが望ましい。

【０１１９】また、別の検討から加圧ロール１６０２の
定着ロール１６０５への押しつけ荷重を増すと、記録媒
体の定着ロール１６０５からの剥離性が向上し、非オフ
セットバンドが高温側へ拡がることが分かった。

【０１２０】一例をあげると、定着ロール１６０５に直
径４０mmでアスカーＣ硬度が約40°のシリコーンゴムロ
ール，加圧ロール１６０４に直径を２０mmでアスカーＣ
硬度が約８０°のシリコーンゴムのロール，耐熱ベルト
１６０１に厚さ４０μｍの電鋳ニッケルベルトの表面に
厚さ１２０μｍのシリコーンゴム層をもうけた無端耐熱
ベルトを用いた場合、加圧ロール１６０４の定着ロール
１６０１への加圧荷重を増加すると非オフセットバンド
が広がることが分かった。この検討から加圧ロール１６
０４の押しつけ荷重は１４〜２０kgにすることが望まし
いことが分かった。

【０１２１】つまり、これ以下の荷重では、記録媒体の
剥離性が悪くなり、記録媒体が定着ロール１６０５に巻
き付いてオフセットが発生しやすくなり、これ以上の荷
重では定着ロール１６０５、及び耐熱ベルト１６０１の
寿命が短くなるため実用的でなくなるためである。

【０１２２】ただし、上記数値は本発明を限定するもの
ではなく、実際には本発明の定着装置が搭載されるレー
ザプリンタや複写機等のスペックによって変わり得るも
のである。

【０１２３】つまり、レーザプリンタや複写機等のスペ
ックに合わせて、定着プロセスの速度や、定着装置の大
きさ、さらに各部の寸法やロールの硬度が決まるため、
それに合わせて加圧ロール１６０２の押しつけ荷重を最
適化すれば良いことになる。次に、本定着装置によって
定着した画像の画質について説明する。

【０１２４】本実施例では前述のとおり、記録媒体と耐
熱ベルト１６０１が接する時間が長くなるため、耐熱ベ
ルト１６０１の熱は記録媒体を通じて記録媒体上のトナ
ーに十分に達する。そのため定着ロールの温度が低くて
も定着が可能となり、この場合定着後の画像の光沢度は
低くなる。

【０１２５】これに対して、定着ロール１６０５も記録
媒体上のトナーと長時間接しているため、定着ロール１
６０５の温度を少し上げるだけで、トナー表面は良く溶
けることとなり、定着ロール１６０５の表面の平滑度と
同様の画像が得られ、定着ロール１６０５の表面が平滑
であれば光沢度の高い画像を作ることができる。

【０１２６】つまり、前述の実施例（図１）と同様、定
着ロール１６０５の温度によって、容易に画像の光沢を
制御できる。つまり、画像の質に合わせた高画質な画像
を作ることができる。

【０１２７】また、ＯＨＰシート等の透過画像の場合に
も、記録媒体と耐熱ベルト１６０１の接する時間が長い
ため、耐熱ベルト１６０１の温度を上げることで記録媒
体を通じて記録媒体上のトナーへ伝える熱量を多くする
ことができる。そのため、普通紙と同じプロセス速度で
あっても十分な透過率を得ることが可能である。

【０１２８】尚、この場合、耐熱ベルト１６０１の熱容
量は小さいので、短時間で昇温することができる。

【０１２９】また、本発明の定着装置は特に図２０に示
すようなフルカラーレーザプリンタに登載するのに適し
ている。図２０はフルカラーレーザプリンタの一例を示
す要部断面の概略図である。

【０１３０】本発明の定着装置は例えば図中１３０８の
位置に装備され、コロナ帯電器1301によって一様に帯電
した感光ベルト１３０３を露光装置１３０２が一色分の
画像情報に基づき露光することで静電潜像を形成し、こ
の静電潜像を現像機１３０４の内の一台が画像情報に該
当する色に着色されたトナーで現像し、中間転写体３０
５に転写するという工程を必要なトナーの色数だけ繰り
返すことで、中間転写体１３０５上に多色トナー像を形
成し、これを一挙に記録媒体１３０９に転写して得られ
た未定着のトナー像を定着する装置である。

【０１３１】このようなレーザプリンタ、つまり排紙が
フェイスダウンで行われるプリンタでは、記録媒体の搬
送方向が転写後に９０°近くまげる構成がよく用いられ
る。この場合、通常記録媒体の排紙方向を変えるための
記録媒体搬送ガイドが設けられる。この記録媒体搬送ガ
イドは記録媒体の搬送性を考慮して曲率が小さく設定さ
れるため大型化し、これによりプリンタの容積も大きく
なってしまう。

【０１３２】しかし、本定着装置では定着ロール１６０
５と耐熱ベルト１６０１とで記録媒体を挟み定着しなが
ら記録媒体の搬送方向を変えることができる。

【０１３３】つまり、図示（図１６及び図２０参照）の
ように記録媒体の搬送方向を９０°近く変えられるので
記録媒体搬送経路内に大きな記録媒体搬送ガイドや搬送
手段を設ける必要がなくなり、プリンタの小型，簡略化
が可能となる。

【０１３４】以上のとおり本実施例の定着装置では、剥
離爪等の記録媒体剥離手段が無くても記録媒体が定着ロ
ールに巻きつくことが無く、さらにシリコーンオイル等
の離型剤を塗布しなくてもオフセットの無い定着を行う
ことができるので、離型剤塗布装置を取り去るもしくは
簡素化でき、定着装置全体が小型化できる。

【０１３５】また、本定着装置では耐熱ベルト１６０１
の熱容量が小さく、さらに定着ロール１６０５は外部か
ら表面を加熱するため、ロール内部から加熱する従来熱
ロール定着機よりも、ウオーミングアップ時間が短くで
きる。さらに、本定着装置ではトナー像を載せた記録媒
体１０７は、加熱された耐熱ベルト１６０４及び定着ロ
ール１６０５と長時間接触するため低温定着が可能とな
るため定着装置の消費電力が低減できる。

【０１３６】さらに、定着ロール１６０５の温度によっ
て、容易に画像の光沢を制御できるので用途に合わせた
高画質な画像を作ることができる。

【０１３７】また、ＯＨＰシート等の透過画像の場合に
も、耐熱ベルト１６０１の温度を上げることで記録媒体
を通じて記録媒体上のトナーへ与える熱量を増やすこと
ができるので、普通紙と同じプロセス速度であっても十
分な透過率を得ることが可能となる。つまり、従来普通
紙の場合よりもプロセス速度を遅くすることで対処して
いたＯＨＰシート等の透過画像の定着において、印刷速
度の低下や、それに伴う他の電子写真プロセスへの負担
を無くすことができる。

【０１３８】さらに、本定着装置は定着を行いながら記
録媒体の搬送方向を約９０°変えられるので、レーザプ
リンタ等の画像記録装置において、記録媒体搬送経路内
に記録媒体搬送ガイドや搬送手段を余分に設ける必要が
なくなり、画像記録装置の小型，簡略化が可能となる。

【０１３９】次に、この定着装置の別の形態について説
明する。図１８及び図１９は図１６に示した本発明によ
る定着装置の別形態の要部断面の概略図である。

【０１４０】図１８は、図１６に示した定着装置におい
て、加熱ロールの１６０２の代わりにテンションロール
１６１０を配置し、耐熱ベルト１６０１内部にヒータラ
ンプ等からなる熱源１６１１を配置したものである。こ
の場合、テンションロール１６１０は、耐熱性であれば
金属ロールを用いても、弾性ロールを用いても構わない
が、紙しわの発生を押さえるため定着ロール１６０５に
加圧されないことが望ましい。

【０１４１】この定着装置の動作及び効果は基本的に図
１６に示した定着装置と同様であるが、本定着装置で
は、熱源１６１１による耐熱ベルト１６０１の加熱が、
耐熱ベルト１６０１が記録媒体に接する領域において行
われるため、記録媒体背面から記録媒体上のトナーへの
熱の供給がより効率良く安定して行えるという利点が有
る。

【０１４２】また、図１９は図１６に示した定着装置に
おいて、外部加熱ロール１６０７を定着ロール１６０５
から離し、外部加熱ロール１６０７と定着ロール１６０
５に耐熱無端ベルトからなる定着ベルト１６２０を掛け
た構成である。

【０１４３】定着ベルト１６２０には図１に示した定着
装置の定着ベルト１０１と同様のものが使用され、ま
た、外部加熱ロール１６０７が図示されないばねにより
図中右方向に引っ張られることで、張力が与えられる。

【０１４４】また、定着ベルト１６２０は定着ロール１
６０５の回転によって従動回転し、これに伴い外部加熱
ロール１６０７も回転する。

【０１４５】外部加熱ロール１６０７の内部にはヒータ
ランプ等から成る熱源１６０８が内蔵され、外部加熱ロ
ール１６０７を通じて定着ベルト１６２０を加熱する。

【０１４６】この定着装置の動作及び効果も基本的に図
１６に示した定着装置と同様であるが、直接トナーに接
し、熱を与える定着ベルト１６２０は熱容量が小さいの
で外部加熱ロール１６０７によって、より早く所定温度
まで加熱することができるという効果がある。つまり、
ウオームアップ時間が短縮されるので定着装置の消費電
力をより低減することができる。

【０１４７】

【発明の効果】以上のように本発明の定着装置では、剥
離爪等の記録媒体剥離手段が無くても記録媒体が定着ロ
ールに巻きつくことが無く、シリコーンオイル等の離型
剤を塗布しなくても非常に広い温度範囲でオフセットの
無い定着を行うことができるので、離型剤塗布装置を取
り去るもしくは簡素化でき、定着装置全体が小型化でき
る。

【０１４８】また、本定着装置では、背面加熱によって
定着強度を維持しながら定着ベルトもしくは定着ロール
等のトナーを直接加熱する部材の温度を制御することで
光沢度を容易に制御できるため、画像の質に合わせた高
画質な画像を作ることが可能となる。

【０１４９】さらに、本定着装置では従来ＯＨＰシート
等の透過画像に対しプロセス速度を変えることで対応し
ていたところを、普通紙と同じ単一の速度で定着を行う
ことができるため、印刷速度の低下や、定着のプロセス
速度の変化による他の電子写真プロセスへの負担をなく
すことができる。

【０１５０】また、本発明による定着装置は、トナーに
直接熱を伝える部材として熱容量の小さいベルトを用い
る、もしくはロールの表面を外部から加熱する構成とす
るため短時間で定着に必要な所定温度まで昇温できる。
また、必要に応じて背面加熱源により、上記ベルトもし
くはロールの加熱を同時に行えばさらに昇温速度が早ま
り、ウオーミングアップ時間を短縮できる。そのため、
定着装置の消費電力を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の定着装置の一実施例を示す要部断面の
概略図。

【図２】本発明の定着装置の一実施例に使用される加熱
ロールを示す図。

【図３】本発明の定着装置の一実施例に使用される背面
加熱源の一例を示す図。

【図４】本発明の定着装置の一実施例に使用される背面
加熱源の一例を示す図。

【図５】本発明の定着装置の実施例の加圧部の拡大図。

【図６】本発明の効果を説明するために非オフセットバ
ンドを示した図。

【図７】本発明の各部の効果を確認のための定着装置の
概略図。

【図８】本発明の各部の効果を確認のための定着装置の
概略図。

【図９】本発明の各部の効果を確認のための定着装置の
概略図。

【図１０】本発明の定着装置の効果を説明するために光
沢度を示した図。

【図１１】本発明の定着装置の効果を説明するために光
沢度を示した図。

【図１２】本発明の定着装置の効果を説明するために透
過率を示した図。

【図１３】本発明の定着装置が搭載されるレーザプリン
タの一例を示した図。

【図１４】本発明の定着装置の他の実施例を示す要部断
面の概略図。

【図１５】本発明の定着装置の他の実施例を示す要部断
面の概略図。

【図１６】本発明の定着装置の他の実施例を示す要部断
面の概略図。

【図１７】本発明の定着装置の実施例の加圧部の拡大
図。

【図１８】本発明の定着装置の他の実施例を示す要部断
面の概略図。

【図１９】本発明の定着装置の他の実施例を示す要部断
面の概略図。

【図２０】本発明の定着装置が搭載されるレーザプリン
タの一例を示した図。

【図２１】本発明の定着装置の他の実施例を示す要部断
面の概略図。

【符号の説明】

１０１…定着ベルト、１０２…熱源、１０３…加熱ロー
ル、１０４…第１加圧ロール、１０５…第２加圧ロー
ル、１０６…定着ロール、１０９…定着ベルト冷却部
材、１１０…背面加熱源。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 及川 亜紀子 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株式会社 日立製作所 日立研究所内 (72)発明者 斉藤 雅彦 茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号 株式会社 日立製作所 電化機器事業部 多賀本部内 (72)発明者 若松 和博 茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号 株式会社 日立製作所 電化機器事業部 多賀本部内 (56)参考文献 特開 昭50−81346（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−38733（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−318001（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−136876（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−160042（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−323808（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 13/20 G03G 15/20

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】記録媒体上のトナー像に熱と圧力とを加え
   てトナー像を記録媒体に定着する定着装置であって、第
   １の加熱手段と、第１の加熱手段の熱を前記トナー像に
   接して直接与える熱伝導部材と、前記熱伝導部材からト
   ナーへ与える熱量より多くの熱量を記録媒体背面から記
   録媒体を通じて記録媒体上のトナー像へ与えることがで
   きる第２の加熱手段とを備えていて、 前記熱伝導部材が表面に弾性層を有する定着ロールであ
   り、前記第１の加熱手段が該定着ロールの外部に配置し
   てあって、 前記第２の加熱手段が熱源を内蔵した加熱ロールであっ
   て、 前記定着ロールが前記加熱ロールに前記記録媒体を介し
   て圧着していて、 さらに、前記定着ロールに圧着した加圧ロールと、前記
   加熱ロールと加圧ロールとの間に張架したベルトとを備
   え、該ベルトが前記定着ロールに接触している ことを特
   徴とする定着装置。
2. 【請求項２】請求項１において、前記加圧ロールが前記
   トナー像が前記熱伝導部材から剥離する直前にトナー像
   に圧力を加える加圧手段であることを特徴とする定着装
   置。
3. 【請求項３】記録媒体上のトナー像に熱と圧力とを加え
   てトナー像を記録媒体に定着する定着装置であって、第
   １の加熱手段と、第１の加熱手段の熱を前記トナー像に
   接して直接与える熱伝導部材と、前記熱伝導部材からト
   ナーへ与える熱量より多くの熱量を記録媒体背面から記
   録媒体を通じて記録媒体上のトナー像へ与えることがで
   きる第２の加熱手段とを備えていて、 前記第１の加熱手段が熱源を内蔵した加熱ロールであ
   り、 前記熱伝導部材が第1のベルトであって、該第1のベルト
   が前記第１の加熱手段と表面に弾性層を有する定着ロー
   ルとの間に張り渡されていて、 前記第２の加熱手段が熱源を内蔵した加熱ロールであっ
   て、 該加熱ロールが前記定着ロールに前記記録媒体を介して
   圧着して、 さらに、前記定着ロールに圧着した加圧ロールと、前記
   加熱ロールと加圧ロー ルとの間に張架した第２のベルト
   とを備え、該第２のベルトが前記定着ロールに接触して
   いる ことを特徴とする定着装置。
4. 【請求項４】請求項１または請求項３において、前記定
   着ロールの直径が前記加熱ロールの直径より大きいこと
   を特徴とする定着装置。
5. 【請求項５】記録媒体上のトナー像に熱と圧力とを加え
   てトナー像を記録媒体に定着する定着装置であって、第
   １の加熱手段と、第１の加熱手段の熱を前記トナー像に
   接して直接与える熱伝導部材と、前記熱伝導部材からト
   ナーへ与える熱量より多くの熱量を記録媒体背面から記
   録媒体を通じて記録媒体上のトナー像へ与えることがで
   きる第２の加熱手段とを備えていて、 前記熱伝導部材が表面に弾性層を有する定着ロールであ
   り、前記第１の加熱手段が該定着ロールの外部に配置し
   てあって、複数のロールの間に張架し、前記定着ロールに接触する
   ように配置したベルトを備えていて、 前記複数のロールの１本が前記定着ロールに圧着した加
   圧ロールであって、 前記第２の加熱手段が該ベルトと前記記録媒体とを介し
   て前記定着ロールに離間対峙していることを特徴とする
   定着装置。