JPH06301306A

JPH06301306A - 定着装置

Info

Publication number: JPH06301306A
Application number: JP11207593A
Authority: JP
Inventors: Jiro Ishizuka; 二郎石塚; Tatsuo Takeuchi; 達夫竹内
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-04-15
Filing date: 1993-04-15
Publication date: 1994-10-28

Abstract

(57)【要約】【目的】両面画像形成時においても紙しわ及び定着不良
の発生を防止する。【構成】定着ローラ３１及び加圧ローラ３２のそれぞれ
の弾性層の厚さの和を４ｍｍ以上とし、それらの差を１
ｍｍ以下とすることにより、加圧ローラ３２の定着ロー
ラ３１に対する接触圧を３０ｋｇ以下に抑えた場合でも
定着ローラ３１と加圧ローラ３２との接触幅が５．５ｍ
ｍ以上となるようにする。接触圧を３０ｋｇ以下に抑え
ることにより紙しわの発生が防止され、接触幅を５．５
ｍｍ以上とすることにより定着不良が防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、定着用回転体と加圧用
回転体との間に記録材を挟持して記録材上のトナー像を
定着する定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、記録材上のトナー像を定着する定
着装置は種々提案されている。

【０００３】この種の定着装置は、電子写真方式の画像
形成装置（以下「電子写真装置」とする）内に配設され
ており、回転自在に支持された定着用回転体と加圧用回
転体とを備えている。この定着装置は、感光ドラム等か
らなる画像形成部にてトナー像が転写された記録材を、
定着用回転体と加圧用回転体との間に挟持し、記録材を
加熱、加圧することによりトナーを溶融せしめ、定着を
行う。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
定着装置にて記録材の表裏両面にフルカラー画像形成を
行う場合には、まず記録材の表面（以下「１面目」とす
る）にトナー像の転写・定着による画像形成を行なった
後、その記録材を表裏反転した上で再び給紙し、まだ画
像形成の行われていない裏面（以下「２面目」とする）
にもトナー像の転写・定着による画像形成を行う。

【０００５】しかし、１面目に形成される画像が、中央
部が濃くて左右両端部に白紙部分がある場合には、１面
目画像形成終了時点では記録材の中央部と両端部とでは
状態が異なっている。つまり、トナーが多く存在してい
る記録材中央部は１面目定着後はトナーの溶融及び凝縮
によって若干のカールやゆがみが起こっており、トナー
の存在していない記録材左右両端部にはカールやゆがみ
は起こっていない。また、記録材の表面状態もトナーの
存在する部分と存在しない部分とでは異なり、それによ
ってすべり性も記録材中央部と左右両端部とでは差が生
じ、中央部の方が滑り易くなっている。

【０００６】したがって、上述したように両面画像形成
時に２面目の画像の定着を行うと、記録材が定着装置を
通過する際に中央部の方が左右両端部より速く搬送され
ることになり、記録材は中央部の方へ力を受け、それに
よって１面目定着後に生じていた若干のカール及びゆが
みが、記録材の後端中央部に集中し“紙しわ”が発生し
ていた。例えば、定着用回転体及び加圧用回転体相互間
の接触圧（以下「総圧」とする）を５０ｋｇとし、それ
らの定着用回転体と加圧用回転体とが接触する幅（以下
「ニップ幅」とする）を６．０ｍｍとした場合に、１面
目の中央部に濃い画像のある両面コピーを行うと、２面
目に紙しわが発生していた。

【０００７】そこで、本発明は、このような紙しわの発
生を抑えて未定着トナー像の定着を行い、記録材上に画
質の良好な画像を形成する定着装置を提供することを目
的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上述事情に鑑み
なされたものであって、その第１の発明は、加熱される
と共に回転される定着用回転体と、該定着用回転体に圧
接された状態で回転される加圧用回転体と、を備え、記
録材の表裏面に順次担持されたトナー像を順次加熱定着
して記録材の両面に画像を形成する定着装置において、
前記定着用回転体と加圧用回転体とが接触する幅が５．
５ｍｍ以上１０ｍｍ以下である、ことを特徴とする。

【０００９】この場合、前記定着用回転体及び加圧用回
転体が、その回転軸方向に沿って同一太さを有するスト
レート形状に形成され、前記定着用回転体及び加圧用回
転体の表面が弾性体層にて形成され、前記定着用回転体
の弾性体層の厚さをａ（ｍｍ）とし、前記加圧用回転体
の弾性体層の厚さをｂ（ｍｍ）とした場合に、ａ＋ｂ≧
４かつ、｜ａ−ｂ｜≦１であると共に、前記定着用回転
体と加圧用回転体とが接触する幅が５．５ｍｍ以上１０
ｍｍ以下である、ようにしても良い。

【００１０】また、前記定着用回転体の表面硬度をＡ
（度、ＡＳＫＥＲ−Ｃ）とし、前記加圧用回転体の表面
硬度をＢ（度、ＡＳＫＥＲ−Ｃ）とした場合に、６５≦
Ａ≦９０、６５≦Ｂ≦９０、かつ｜Ａ−Ｂ｜≦１０であ
ると共に、前記定着用回転体と加圧用回転体とが接触す
る幅が５．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下である、ようにして
もよい。

【００１１】さらには、前記定着用回転体又は加圧用回
転体が、その回転軸方向に沿って中央部が細く、かつ両
端部が太い逆クラウン形状に形成され、前記定着用回転
体及び加圧用回転体の表面が弾性体層にて形成され、前
記定着用回転体の弾性体層の厚さをａ（ｍｍ）とし、前
記加圧用回転体の弾性体層の厚さをｂ（ｍｍ）とし、最
大通紙幅をＹ（ｍｍ）とし、かつ前記逆クラウン形状に
形成された前記定着用回転体又は加圧用回転体における
記録材端縁が接触する部分の半径と、これら回転体の中
央部における半径との差をｙ（μｍ）とした場合に、ｙ
≧｛４００−１００（ａ＋ｂ）｝＊（Ｙ／２９７）であ
り、かつ２０＊（Ｙ／２９７）≦ｙ≦２００＊（Ｙ／２
９７）である、ようにしてもよい。

【００１２】一方、第２の発明は、加熱されると共に回
転される定着用回転体と、該定着用回転体に圧接された
状態で回転される加圧用回転体と、を備え、未定着の各
色トナー像が積層された記録材を、該トナー像が前記定
着用回転体に押圧されるように、前記定着用回転体と加
圧用回転体との間に給送して、前記トナー像を混色定着
する定着装置において、前記定着用回転体が、その回転
軸方向に沿って同一太さを有するストレート形状に形成
されると共に、前記加圧用回転体が、その回転軸方向に
沿って中央部が細く、かつ両端部が太い逆クラウン形状
に形成された、ことを特徴とする。

【００１３】

【作用】以上構成に基づき、前記加圧用回転体の前記定
着用回転体に対する圧接力を小さくすれば、記録材の両
面に画像を形成する場合でも紙しわが発生しにくい。こ
の場合、前記定着用回転体と加圧用回転体とが接触する
幅が５．５ｍｍ以上であるため、前記加圧用回転体の圧
接力が小さくても定着不良は発生しにくい。記録材は、
紙しわ及び定着不良の発生もなく、回転される前記定着
用回転体と加圧用回転体との間に挟持されて加熱され、
記録材上のトナー像は定着される。したがって、記録材
の表裏面に順次担持されたトナー像を順次加熱定着する
ことにより、記録材の両面に画像が形成される。一方、
前記定着用回転体と加圧用回転体とが接触する幅が１０
ｍｍ以下であるため、前記加圧用回転体の圧接力を大き
くしたり、前記定着用回転体及び加圧用回転体の硬度を
必要以上に柔らかくしたりする必要がない。したがっ
て、これら定着用回転体及び加圧用回転体が過度に変形
等する恐れもない。

【００１４】前記定着用回転体及び加圧用回転体がその
回転軸方向に沿って同一太さを有するストレート形状に
形成されている場合には、これらの回転体の弾性層の厚
さａ，ｂを、ａ＋ｂ≧４かつ、｜ａ−ｂ｜≦１０とする
ことにより、前記定着用回転体と加圧用回転体とが接触
する幅を５．５ｍｍ以上に確保できる。

【００１５】また、前記定着用回転体の表面硬度をＡ
（度、ＡＳＫＥＲ−Ｃ）と、前記加圧用回転体の表面硬
度をＢ（度、ＡＳＫＥＲ−Ｃ）との関係を、６５≦Ａ≦
９０、６５≦Ｂ≦９０、かつ｜Ａ−Ｂ｜≦１０とするこ
とにより、前記定着用回転体と加圧用回転体とが接触す
る幅を５．５ｍｍ以上に確保できる。

【００１６】さらには、前記定着用回転体又は加圧用回
転体が逆クラウン形状に形成されている場合には、前記
定着用回転体の弾性体層の厚さをａ（ｍｍ）とし、前記
加圧用回転体の弾性体層の厚さをｂ（ｍｍ）とし、最大
通紙幅をＹ（ｍｍ）とし、かつ前記逆クラウン形状に形
成された前記定着用回転体又は加圧用回転体における記
録材端縁が接触する部分の半径と、これら回転体の中央
部における半径との差をｙ（μｍ）とした場合に、ｙ≧
｛４００−１００（ａ＋ｂ）｝＊（Ｙ／２９７）であ
り、かつ２０＊（Ｙ／２９７）≦ｙ≦２００＊（Ｙ／２
９７）となるようにすれば、紙しわの発生及び画質の低
下もなく、良好に定着が行える。

【００１７】一方、前記定着用回転体をストレート形状
にすると共に前記加圧用回転体を逆クラウン形状に形成
することにより、前記定着用回転体にオイル塗布装置等
の付属機器が接触していても、該定着用回転体の回転に
伴って形状が変化しにくい。

【００１８】

【実施例】以下、図面に沿って、本発明の実施例につい
て説明する。

【００１９】まず、本実施例に係る定着装置３０を適用
した電子写真装置の全体構造について、図１に沿って説
明する。

【００２０】この電子写真装置は、装置本体１の右側
（図１右側）から装置本体の略中央部に亘って設けられ
ている記録材搬送系Ｉと、この記録材搬送系Ｉを構成し
ている転写ドラム１５に近接して、装置本体１の略中央
部に設けられている画像形成部IIと、画像形成部IIの左
側に設けられている回転式の現像手段（以下「回転式現
像装置」とする）III と、に大別される。

【００２１】記録材搬送系Ｉは、以下のような構成とな
っている。装置本体１の右壁（図１右側）に開口部が形
成されており、開口部には着脱自在な記録材供給用トレ
イ２、３が一部機外に突出して配設されている。トレイ
２、３の略直上部には給紙用ローラ４、５が配設されて
おり、トレイ２、３内に収納された記録材を順次装置本
体１内に送り出すようになっている。この記録材の送り
出される方向（図中左方向）には給紙ローラ６及び給紙
ガイド７、８等が配設されており、さらに下流側の転写
ドラム１５に記録材を搬送するようになっている。

【００２２】この転写ドラム１５は円筒形状をしてお
り、その外周面には、ポリ弗化ビニリデン等により成る
転写シート（図示せず）が貼り付けられている。このよ
うな構成の転写ドラム１５は、装置本体１に回転自在に
支持されており、感光ドラム１９（後述）の回転に伴っ
て時計周り（図中矢印Ａの方向）に従動回転するように
構成されている。この転写ドラム１５にはグリッパ１０
が取り付けられており、給紙ガイド８を通って搬送され
てきた記録材の先端縁を挟持するようになっている。ま
た、給紙ガイド８の近傍には、転写ドラム１５の外周面
に当接する当接用ローラ９が配設されており、記録材を
転写ドラム１５との間で挟持搬送するようになってい
る。このような構成により、転写ドラム１５の外周面上
に記録材が静電的に密着貼り付けされるようになってい
る。さらに、転写ドラム１５の上方には、記録材分離用
帯電器１１及び分離爪１２が転写ドラム１５の外周面に
対向するように順に配設されており、その内側には転写
帯電器１３及び記録材分離用帯電器１４が配設されてい
る。これらのうち、記録材分離用帯電器１１，１４及び
分離爪１２は、トナー像の転写が終了した記録材を転写
ドラム１５から分離するようになっている。

【００２３】一方、転写ドラム１５の右側上部の分離爪
１２に近接する位置には、搬送ベルト手段１６が配設さ
れており、記録材を搬送するようになっている。この搬
送ベルト手段１６の下流側には、本実施例に係る定着装
置３０（詳細は後述）が配設されており、記録材上のト
ナー像を定着するようになっている。さらに、この定着
装置３０の下流側には、装置本体１外へと延在し装置本
体１に対して着脱自在な排出用トレイ１７が配設されて
おり、トナー像の転写・定着が終了した記録材を積載保
存するようになっている。

【００２４】なお、この定着装置３０の下方には、排出
用トレイ１７の下端から給紙ローラ６にかけて記録材の
搬送路１８が形成されており、一旦定着装置３０に排出
された記録材を再度転写ドラム１５まで搬送するように
構成されている。そして、転写ドラム１５に再搬送され
た記録材には裏面にも画像が形成され、その結果、表裏
両面に画像を形成できるようになっている。

【００２５】次に、画像形成部IIの構成を説明する。画
像形成部IIは、装置本体１に回転自在に支持された感光
ドラム１９を備えており、感光ドラム１９は、不図示の
駆動手段によって反時計周りの方向（図中矢印Ｂで示す
方向）に回転駆動されるようになっている。なお、本実
施例においては、感光ドラム１９の回転速度等の各部動
作速度（以下、プロセススピードとする）は１６０mm／
sec である。そして、上述したように感光ドラム１９と
転写ドラム１５とは外周面が接触するように配置されて
おり、感光ドラム１９の回転に伴って転写ドラム１５が
従動回転するようになっている。この感光ドラム１９の
外周面近傍には、感光ドラム１９の回転方向上流側から
下流側に向って、除電用帯電器２０、クリーニング手段
２１、及び一次帯電器２３が順に配設されており、さら
にこの感光ドラム１９の上方には、感光ドラム１９の外
周面上に静電潜像を形成するためのレーザビームスキャ
ナのごとき像露光手段２４、及びミラーのごとき像露光
反射手段２５が配設されている。

【００２６】次に、回転式現像装置III の構成について
説明する。感光ドラム１９の左側には、感光ドラム１９
の外周面と対向するように、回転自在な筐体（以下「回
転体」とする）２６が配設されており、回転体２６中に
は４種類の現像装置が周方向の４位置に搭載され、感光
ドラム１９の外周面上に形成された静電潜像を可視化
（すなわち現像化）するようになっている。４種類の現
像装置は、それぞれイエロ現像装置２７Ｙ、マゼンタ現
像装置２７Ｍ、シアン現像装置２７Ｃ、及びブラック現
像装置２７ＢＫとなっている。

【００２７】次に、本実施例に係る定着装置３０につい
て、図３に沿って詳細に説明する。

【００２８】定着装置３０は、互いに外周面が接触する
ように回転自在に支持された、一対の定着ローラ（定着
用回転体）３１及び加圧ローラ（加圧用回転体）３２を
備えており、これらの定着ローラ３１及び加圧ローラ３
２は、加熱源であるハロゲンヒータ３１ａ、３２ａをそ
れぞれ内部に有している（加圧ローラ３２内部にハロゲ
ンヒータ３２ａを有さない場合もある）。これらの定着
ローラ３１及び加圧ローラ３２は、アルミ製の芯金上に
ＨＴＶ（高温加硫型）シリコンゴムからなる弾性体下層
を有しており、その下層の外側には、オイル浸入防止の
為のフッ素ゴムからなる弾性体中間層が形成されてい
る。また、この中間層の外側には、離型剤のシリコンオ
イルと馴染みのよいＬＴＶ（低温加硫型）またはＲＴＶ
（室温加硫型）シリコンゴムからなる弾性体表層が形成
されており、特に定着ローラ３１と加圧ローラ３２の表
層とは離型性を確保するために同材質となっている。さ
らに、本実施例においては、定着ローラ３１は２．０ｍ
ｍの厚みを有し、加圧ローラ３２は２．０ｍｍの厚みを
有している。また、これらのローラ３１，３２の形状は
いずれもストレートタイプであり、軸方向に沿って均一
な断面積を有するものとした。さらに、これらのローラ
３１，３２相互間の総圧（接触圧）を３０ｋｇとし、そ
のニップ幅を５．５ｍｍ以上にした。

【００２９】一方、定着ローラ３１の右上方には、定着
ローラ３１表面に離型剤であるシリコンオイルを塗布す
るオイル塗布装置３３が配設されており、その左方に
は、定着ローラ３１表面に付着したトナーを除去するク
リーニング装置３４が配設されている。また、加圧ロー
ラ３２の下側にも、同様に、加圧ローラ３２表面に付着
したトナーを除去するクリーニング装置３５が配設され
ている。

【００３０】なお、これらのローラ３１，３２の表面に
はサーミスタ３６ａ，３６ｂが配設されており、それら
の表面温度を検知した上で、温度制御手段（図示せず）
に信号を送るようになっている。そして、この温度制御
手段は、サーミスタ３６ａ，３６ｂからの信号に基づい
てハロゲンヒータ３１ａ，３２ａの加熱制御を行い、ロ
ーラ３１，３２の表面を所定温度に加熱するように構成
されている。また、上述したオイル塗布装置３３は、定
着ローラ３１に対して接離可能となっており、オイル溜
り３３ａ内のシリコンオイルを汲み上げローラ３３ｂ，
３３ｃで塗布ローラ３３ｄに向けて移動させ、塗布ロー
ラ３３ｄで定着ローラ３１表面にシリコンオイルを塗布
するようになっている。このオイル塗布装置３３の接離
は、不図示のソレノイドのＯＮ／ＯＦＦで制御されてい
る。定着ローラ３１へのシリコンオイル塗布量は制御ブ
レード３３ｅで制御されており、図３に示す装置では、
塗布量としては後述する測定方法により、０．０８ｇ／
Ａ４の量を塗布している。

【００３１】ここで、オイル塗布装置３３によるシリコ
ンオイルの塗布量は、次のようにして求める。

【００３２】先ず、Ａ４サイズの白紙５０枚の重量をＡ
１（ｇ）とし、この白紙上への画像の転写もせず、定着
ローラ３１のゴム層へのシリコンオイルの塗布もせず
に、定着ローラ３１と加圧ローラ３２との間を通紙した
後の白紙５０枚の重量をＢ（ｇ）とする。次に同様に別
のＡ４サイズの白紙５０枚の重量をＡ２（ｇ）とし、こ
の白紙上への画像の転写をしないが、定着ローラ３１の
ゴム層へのシリコンオイルの塗布を行って、定着ローラ
３１と加圧ローラ３２との間を通紙した後の白紙５０枚
の重量をＣ（ｇ）とする。以上のＡ１、Ｂ、Ａ２、Ｃを
用いるとＡ４サイズの白紙１枚あたりのシリコンオイル
の塗布量Ｘ（ｇ）は、次式のように求められる。

【００３３】Ｘ＝（Ｃ＋Ａ１−Ｂ−Ａ２）／５０一方、上述したクリーニング装置３４及び３５は、耐熱
性織布ノーメックス（商品名）またはこのノーメックス
に無電解メッキ法によりニッケルをメッキしたウェッブ
３４ａ，３５ａを有しており、このウェッブ３４ａ，３
５ａを定着ローラ３１，加圧ローラ３２に向けて押圧す
るローラ３４ｂ，３５ｂを有している。なお、このウェ
ッブ３４ａ，３５ａは、巻き出しローラ３４ｃ，３５ｃ
と巻き取りローラ３４ｄ，３５ｄとの間に巻き掛けられ
ており、巻き出しローラ３４ｃ，３５ｃが繰り出してい
くウェッブ３４ａ，３５ａを巻き取りローラ３４ｄ，３
５ｄが順次に巻き取ることにより、ローラ３１、３２上
のトナーを除去するようになっている。

【００３４】以上の構成をもつ定着装置３０によって、
記録材が搬送されてくると、定着ローラ３１と加圧ロー
ラ３２とは一定速度で回転して記録材を挟持移動するよ
うになっており、記録材がローラ３１、３２間を通過す
る際に表裏両面から加圧、加熱され、記録材上の未定着
トナーが溶融して定着が行われるようになっている。な
お、定着装置３０での定着動作速度は、本体のプロセス
スピード１６０mm／sec より遅い速度（９０mm／sec ）
に設定されている。これは、定着動作速度を遅くするこ
とによりトナーの加熱量を増し、後述するようにトナー
が２層から４層も多重に転写されたカラー画像形成時に
おいて、各色トナーを溶融混色できるようにするためで
ある。

【００３５】次に、カラー画像形成用電子写真装置にお
いて使用されるトナーについて説明する。

【００３６】カラー画像形成においては、２層から４層
の層を形成する多色のトナーが多重転写される。したが
って、これらの多層トナーを定着装置３０によって溶融
混色することにより所定色の画像を形成するため、トナ
ーの材質としては、熱を印加した際の溶融性、混色性が
良いことが要求される。つまり、軟化点が低く、かつ溶
融粘度の低いシャープメルト性のトナーが必要とされ、
この点で白黒画像用のトナーとは異なる。こうしたシャ
ープメルトトナーを使用することにより複写物の色再現
範囲を広め、原稿の多色又はフルカラー像に忠実なカラ
ーコピーを得ることができるからである。

【００３７】このようなシャープメルトトナーは、例え
ばポリエステル樹脂またはスチレン−アクリルエステル
樹脂のごとき結着樹脂、着色剤（染料、昇華性染料）、
荷電制御剤等のトナー形成用材料を溶融混練、粉砕、分
級することにより製造される。必要とあらば、トナーに
各種外添剤（例えば、疎水性コロイダルシリカ）を添加
する外添工程を付加してもよい。このようなカラートナ
ーとしては定着性、シャープメルト性を考慮すると結着
樹脂としてポリエステル樹脂を使用したものが特に好ま
しい。シャープメルト性ポリエステル樹脂としてはジオ
ール化合物とジカルボン酸とから合成される分子の主鎖
にエステル結合を有する高分子化合物が例示される。

【００３８】特に、次式

【００３９】

【化１】（式中Ｒはエチレンまたはプロピレン基であり、ｘ，ｙ
はそれぞれ１以上の正の整数であり、かつｘ＋ｙの平均
値は２〜１０である。）で代表されるビスフェノール誘
導体もしくはその置換体をジオール成分とし、２価以上
のカルボン酸又はその酸無水物又はその低級アルキルエ
ステルとからなるカルボン酸成分（例えばフマル酸、マ
レイン酸、無水マレイン酸、フタル酸、テレフタル酸、
トリメリット酸、ピロメリット酸等）とを少くとも共縮
重合したポリエステル樹脂がシャープな溶融特性を有す
るのでより好ましい。

【００４０】ポリエステル樹脂の軟化点は、７５〜１５
０℃、好ましくは８０〜１２０℃が良い。

【００４１】このポリエステル樹脂を決着樹脂として含
有するシャープメルトトナーの軟化特性の例を図２示
す。測定条件は以下の通りである。

【００４２】フローテスターＣＦＴ−５００Ａ型（島津
製作所製）を使用し、ダイ（ノズル）の直径０．２mm、
厚み１．０mmとして２０ｋｇの押出荷重を加え初期設定
温度７０℃で、予熱時間３００秒の後、６℃／分の速度
で等速昇温したとき描かれるトナーのプランジャー降下
量−温度曲線（以下「軟化Ｓ字曲線」という）を求め
た。試料となるトナーは１〜３ｇ精秤した微粉末を用
い、プランジャー断面積は１．０cm² とする。軟化Ｓ字
曲線は図２のようなカーブとなる。等速昇温するに従
い、トナーは徐々に加熱され流出が開始される。（プラ
ンジャー降下Ａ→Ｂ）。さらに昇温すると溶融状態とな
ったトナーは大きく流出し（Ｂ→Ｃ→Ｄ）プランジャー
効果が停止し終了する（Ｄ→Ｅ）。

【００４３】Ｓ字曲線の高さＨは全流出量を示し、Ｈ／
２のＣ点に対応する温度Ｔ０はトナーの軟化点を示す。

【００４４】トナー及び決着樹脂がシャープメルト性を
有するか否かは、トナーまたは結着樹脂の見掛けの溶融
粘度を測定することにより判定できる。

【００４５】このようなシャープメルト性を有するトナ
ーまたは結着樹脂とは、見掛けの溶融粘度が１０³ ポイ
ズを示すときの温度をＴ１、５×１０² ポイズを示すと
きの温度をＴ２としたとき、Ｔ１＝９０〜１５０℃ ｜△Ｔ｜＝｜Ｔ１−Ｔ２｜＝５〜２０℃ の条件を満たすものをいう。

【００４６】これらの温度−溶融粘度特性を有するシャ
ープメルト性樹脂は加熱されることにより極めてシャー
プに粘度低下を起こすことが特徴である。このような粘
度低下が最上部トナー層と最下部トナー層との適度な混
合を生じせしめ、さらにトナー層自体の透明性を急激に
増加させ、良好な減色混合を起こすものである。

【００４７】このようなシャープメルト性のカラートナ
ーは、親和力が大きく、定着ローラにオフセットし易い
という性質も有している。

【００４８】上述したごとき構成の画像形成装置全体の
シーケンスについて、まず、フルカラーモードの場合を
例として簡単に説明する。

【００４９】上述した感光ドラム１９が図１に示す矢印
Ｂの方向に回転すると、感光ドラム１９上の感光体は一
次帯電器２３によって均等に帯電される。一次帯電器２
３による感光体に対する均等な帯電が行われると、原稿
２８のイエロー画像信号にて変調されたレーザー光Ｅに
より画像露光が行われ、感光ドラム１９上に静電潜像が
形成され、回転体２６の回転によりあらかじめ現像位置
に定置されたイエロ現像装置２７Ｙによって静電潜像の
現像が行なわれる。

【００５０】一方、給紙ガイド７、給紙ローラ６、給紙
ガイド８を経由して搬送されてきた記録材は、所定のタ
イミングにてグリッパ１０により保持され、当接用ロー
ラ９と当接用ローラ９と対向している電極とによって静
電的に転写ドラム１５に巻き付けられる。転写ドラム１
５は、感光ドラム１９と同期して図１矢印Ａ方向に回転
しており、イエロ現像装置２７Ｙで現像された顕画像
は、感光ドラム１９との外周面と転写ドラム１５の外周
面とが当接している部位にて転写帯電器１３によって記
録材上に転写される。転写ドラム１５はそのまま、回転
を継続し、次の色（図１においてはマゼンタ）の転写に
備える。

【００５１】一方、感光ドラム１９は除電用帯電器２０
により除電され、従来公知のブレード法によるクリーニ
ング手段２１によって残留トナーが除去された後、再び
一次帯電器２３によって帯電され、次のマゼンタ画像信
号により上述したような像露光を受ける。回転式現像装
置III は、感光ドラム１９上に像露光によってマゼンタ
画像信号による静電潜像が形成される間に回転して、マ
ゼンタ現像装置２７Ｍを上述した所定の現像位置に定置
せしめ、所定のマゼンタ現像を行う。引き続いて、上述
したごときプロセスをそれぞれシアン色及びブラック色
に対しても実施し、４色分の転写が終了すると、記録材
上に形成された４色の顕画像は除電用帯電器２０、１４
により除電され、グリッパ１０による記録材の把持が解
除されると共に、記録材は、分離爪１２によって転写ド
ラム１５より分離され、搬送ベルト１６で定着装置３０
に送られ、熱と圧力により定着され一連のフルカラープ
リントシーケンスが終了し、所要のフルカラープリント
画像が形成されることとなる。

【００５２】なお、このようにフルカラー画像を形成し
た記録材の裏面にも画像を形成する場合には、所定のス
イッチを押して両面画像形成モードにする。すると、１
面目の画像形成が終了して排出用トレイ１７に排出され
た記録材は、搬送路１８に供給され、給紙ローラ６、給
紙ガイド８を経由して再び転写ドラム１５まで搬送され
る。そして、記録材は２面目を外側にして転写ドラム１
５に巻き付けられる。この状態で、上述したと同様の手
順により記録材上にトナー像が転写されると、該記録材
は分離され定着装置３０に搬送される。そして、２面目
が定着ローラ３１に押圧されながら搬送されて、トナー
像の定着が行われる。

【００５３】これによると、従来記録材の両面に画像を
形成する場合には、総圧を５０ｋｇとし、ニップ幅を
６．０ｍｍとした場合に、１面目の中央部に濃い画像の
ある両面コピーを行うと、２面目に紙しわが発生してい
たが、ローラ３１，３２間の総圧が３０ｋｇであるた
め、２面目定着時に記録材中央方向へ引っ張る力が小さ
くなり、２面目に紙しわが発生しなくなった。また、こ
のように総圧を小さくすると一般的にはニップ幅は小さ
くなって定着不良が発生してしまう。しかし、本実施例
においては上述したように、これらのローラ３１，３２
の厚みを厚くしたため（定着ローラ３１は２．０ｍｍ、
加圧ローラ３２は１．０ｍｍ）、総圧が小さくてもニッ
プ幅を５．５ｍｍ以上になるように設定でき、定着不良
も回避できる。したがって、２面目紙しわ及び定着不良
のない良好なフルカラー両面コピーが可能となる。

【００５４】本出願人は、総圧及びニップ幅に関して、
定着不良や２面目紙しわが発生しない領域を求めるべ
く、実験を行った。図４は、ゴム厚が２．０ｍｍの定着
ローラ３１と、ゴム厚が１．０ｍｍの加圧ローラ３２と
を用いて行った実験結果を示した図であり、斜線で示し
た領域（総圧が３０ｋｇ以下で、かつニップ幅が５．５
ｍｍ以上の領域）では、定着不良や２面目紙しわが発生
しなかった。なお、ニップ幅が１０ｍｍ以上の場合に
は、総圧を高くしたり、ゴム硬度を低くしたりする必要
があるため、ローラ３１，３２が圧縮変形ひずみを起こ
してしまうため、適正範囲は５．５ｍｍ以上１０ｍｍ以
下となる。

【００５５】また本出願人は、定着ローラ及び加圧ロー
ラのゴム厚に関して、定着不良や２面目紙しわが発生し
ない領域を求めるべく、実験を行った。図５はその実験
結果を示したものであり、斜線で示す領域では定着不良
や２面目紙しわが発生しなかった。この領域を数値で示
すと、定着ローラのゴム厚をａ（ｍｍ）とし、加圧ロー
ラのゴム厚をｂ（ｍｍ）とした場合、両ローラのゴム層厚の和が、ａ＋ｂ ≧４
となり、かつ両ローラのゴム層厚の差の絶対値が、｜ａ−ｂ｜≦１という結果になった。

【００５６】次に、図６乃至図８に沿って、第２実施例
について説明する。

【００５７】上述したように、両面画像形成時の紙しわ
を回避するためには総圧を低くすれば良く、また総圧が
低くてもニップ幅を確保して定着不良を回避するために
はゴム厚を所定以上にすれば良い。ローラがストレート
タイプの場合には、総圧が３０ｋｇ以下で、ゴム層厚の
和ａ＋ｂは５．５ｍｍ以上にすれば良かった。

【００５８】ところで、いま、図６に示すような形状の
ローラ、すなわち回転軸方向に沿って中央部が細く、両
端部が太くなったローラ（以下「逆クラウン形状」とす
る。また、この逆クラウン形状のローラにおいて、太い
部分と細い部分とにおける半径の差“ｘ（μｍ）”を
「逆クラウン量」と呼ぶことにする）を用いると、逆ク
ラウンタイプのローラを用いた場合には、端部の方が中
央部よりゴムの変形量が多くなり、それによって記録材
端部側における引っ張り力が大きくなり、しわ発生が防
止される。ただし、逆クラウン量が大き過ぎると画質を
乱してしまうという問題が生じる。

【００５９】本実施例においては、この逆クラウン形状
（ｘ≧２０）のローラを加圧ローラ３２に用い、画質の
乱れがなく、また紙しわ、定着不良もない適正領域（た
だし、最大通紙がＡ３の縦送りの場合）を実験にて求め
た。すなわち、紙しわの発生しない範囲は、ｘ≧４００−１００（ａ＋ｂ）であり、また画質が乱れない範囲は、２０≦ｘ≦２００であることがわかった。

【００６０】これにより、逆クラウン形状のローラを用
いた場合は、ゴム層厚の和“ａ＋ｂ”が４ｍｍ以下であ
っても適正な定着ができる。例えばｘ＝１００μｍのロ
ーラを用いた場合には、図８に示すように、ａ＋ｂ≧３、かつ｜ａ−ｂ｜≦１であれば、紙しわが発生せず、また定着不良も起こさな
い。

【００６１】ところで、上述した実験は、最大通紙がＡ
３の縦送り（再通紙幅は２９７ｍｍ）の場合のものであ
る。しかし、最大通紙幅が大きくなると、紙しわもより
発生し易くなるため、最大通紙幅が大きくなるとその分
つける逆クラウン量も大きくならなければならない。換
言すれば、ｘ≧４００−１００（ａ＋ｂ）、及び２０≦
ｘ≦２００の式は、Ａ３の縦送りに関してのみ有効であ
る。したがって、最大通紙幅が２倍３倍と大きくなる
と、同等の効果を得るためには逆クラウン量も２倍３倍
に大きくしなければならない。いま、最大通紙幅をＹ
（ｍｍ）、最大通紙幅Ｙのときの逆クラウン量をｙ（μ
ｍ）とすると、ｘ（μｍ）は最大通紙幅が２９７ｍｍの
ときの逆クラウン量を示しているため、紙しわの発生し
ない、また画質が乱れない範囲は、ｙ≧｛４００−１００（ａ＋ｂ）｝＊（Ｙ／２９７）、
かつ２０＊（Ｙ／２９７）≦ｙ≦２００＊（Ｙ／２９７）となる。

【００６２】なお、上述した実施例においては、逆クラ
ウン形状のローラを加圧ローラ３２に用いたが、もちろ
んこれに限るものではなく、定着ローラに用いても良
い。ただし、その場合には、定着ローラ表面にオイル塗
布装置３３及び定着ローラクリーニング装置３４が接触
しているため、長期の使用によって定着ローラ、特に両
端部が摩耗する恐れがある。したがって、逆クラウン量
は初期よりも小さくなってしまい、定着性等が変化して
しまう。そのため、耐久性を考えると加圧ローラ側に逆
クラウンをつける方が好ましい。また、フルカラーの場
合はシャープメルトトナーを混色する必要があるため、
未定着のトナーと接する定着ローラはストレートとし画
像を流れないようにした方が良い。

【００６３】次いで、ローラの硬度とニップ幅との関係
について述べる。

【００６４】第１実施例で述べたように、２面目紙しわ
及び定着不良を起こさないためには総圧３０ｋｇ以下、
ニップ幅５．５ｍｍ以上の条件が必要となる。このニッ
プ幅５．５ｍｍ以上の条件を達成するためには、硬度の
柔らかいローラが必要となってくる。この条件を実験的
に求めたものを図９に示す。図９において定着ローラの
表面硬度をＡ（度、ＡＳＫＥＲ−Ｃ）、加圧ローラの表
面硬度をＢ（度、ＡＳＫＥＲ−Ｃ）とすると、実験結果
より、６５≦Ａ、６５≦Ｂ、かつ｜Ａ−Ｂ｜≦１０の条件が必要となる。また、９０≦Ａ、９０≦Ｂの場合
は圧縮変形ひずみを起こすため、結局、６５≦Ａ≦９０、６５≦Ｂ≦９０、かつ｜Ａ−Ｂ｜≦
１０でなければならない。なお、逆クラウン形状のローラを
加圧ローラに用いることが好ましいことは上述した実施
例と同様であり、また最大通紙幅と逆クラウン量との関
係も上述した実施例と同様である。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したように、第１の発明による
と、加圧用回転体の定着用回転体に対する圧接力を小さ
くすれば、記録材の両面に画像を形成する場合でも紙し
わが発生しにくい。この場合、定着用回転体と加圧用回
転体とが接触する幅が５．５ｍｍ以上であるため、加圧
用回転体の圧接力が小さくても定着不良は発生しにく
い。また、これら定着用回転体及び加圧用回転体が、大
きな外力を受けたりしないため、過度に変形等する恐れ
もない。ストレート形状に形成されている場合には、特
にこれらの回転体の弾性層の厚さａ，ｂを、ａ＋ｂ≧４
かつ、｜ａ−ｂ｜≦１とすることにより、上述した効果
を達成できる。また、定着用回転体の表面硬度をＡと、
加圧用回転体の表面硬度をＢとの関係を、６５≦Ａ≦９
０、６５≦Ｂ≦９０、かつ｜Ａ−Ｂ｜≦１０とすること
によっても、達成できる。

【００６６】一方、定着用回転体又は加圧用回転体が逆
クラウン形状に形成されている場合には、定着用回転体
の弾性体層の厚さをａ（ｍｍ）とし、加圧用回転体の弾
性体層の厚さをｂ（ｍｍ）とし、最大通紙幅をＹ（ｍ
ｍ）とし、かつ逆クラウン形状に形成された定着用回転
体又は加圧用回転体における記録材端縁が接触する部分
の半径と、これら回転体の中央部における半径との差を
ｙ（μｍ）とした場合に、ｙ≧｛４００−１００（ａ＋
ｂ）｝＊（Ｙ／２９７）であり、かつ２０＊（Ｙ／２
９７）≦ｙ≦２００＊（Ｙ／２９７）となるようにすれ
ば、紙しわの発生及び画質の低下もなく、良好に定着が
行える。

【００６７】一方、定着用回転体をストレート形状にす
ると共に加圧用回転体を逆クラウン形状に形成すること
により、定着用回転体にオイル塗布装置等の付属機器が
接触していても、該定着用回転体の回転に伴って形状が
変化しにくい。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例に係る定着装置を適用した電子写真
装置の構造を示す縦断面図。

【図２】シャープメルトトナーの軟化特性を示す図。

【図３】第１実施例に係る定着装置の構造を示す図。

【図４】定着ローラ及び加圧ローラの総圧とニップ幅と
を種々変化させた場合における、定着性が良好で、かつ
紙しわのない領域を示す図。

【図５】定着ローラ及び加圧ローラのゴム厚に関して、
第１実施例における適正領域を示す図。

【図６】第２実施例に用いるローラの形状を示す図。

【図７】逆クラウン量及びローラのゴム厚に関して、第
２実施例において適正領域を示す図。

【図８】各ローラのゴム厚に関して、第２実施例におい
て適正領域を示す図。

【図９】各ローラの硬度に関して、第２実施例において
適正領域を示す図。

【符号の説明】

１装置本体１５転写ドラム１９感光ドラム３０定着装置３１定着用回転体（定着ローラ）３２加圧用回転体（加圧ローラ）Ｉ記録材搬送系 II 画像形成部 III 回転式現像装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】加熱されると共に回転される定着用回転
体と、該定着用回転体に圧接された状態で回転される加
圧用回転体と、を備え、記録材の表裏面に順次担持され
たトナー像を順次加熱定着して記録材の両面に画像を形
成する定着装置において、前記定着用回転体と加圧用回転体とが接触する幅が５．
５ｍｍ以上１０ｍｍ以下である、ことを特徴とする定着装置。
【請求項２】前記定着用回転体及び加圧用回転体が、
その回転軸方向に沿って同一太さを有するストレート形
状に形成され、前記定着用回転体及び加圧用回転体の表面が弾性体層に
て形成され、前記定着用回転体の弾性体層の厚さをａ（ｍｍ）とし、
前記加圧用回転体の弾性体層の厚さをｂ（ｍｍ）とした
場合に、ａ＋ｂ≧４かつ、｜ａ−ｂ｜≦１であると共に、前記定着用回転体と加圧用回転体とが接触する幅が５．
５ｍｍ以上１０ｍｍ以下である、ことを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項３】前記定着用回転体の表面硬度をＡ（度、
ＡＳＫＥＲ−Ｃ）とし、前記加圧用回転体の表面硬度を
Ｂ（度、ＡＳＫＥＲ−Ｃ）とした場合に、６５≦Ａ≦９０、６５≦Ｂ≦９０、かつ｜Ａ−Ｂ｜≦
１０であると共に、前記定着用回転体と加圧用回転体とが接触する幅が５．
５ｍｍ以上１０ｍｍ以下である、ことを特徴とする請求項１又は２記載の定着装置。
【請求項４】前記定着用回転体又は加圧用回転体が、
その回転軸方向に沿って中央部が細く、かつ両端部が太
い逆クラウン形状に形成され、前記定着用回転体及び加圧用回転体の表面が弾性体層に
て形成され、前記定着用回転体の弾性体層の厚さをａ（ｍｍ）とし、
前記加圧用回転体の弾性体層の厚さをｂ（ｍｍ）とし、
最大通紙幅をＹ（ｍｍ）とし、かつ前記逆クラウン形状
に形成された前記定着用回転体又は加圧用回転体におけ
る記録材端縁が接触する部分の半径と、これら回転体の
中央部における半径との差をｙ（μｍ）とした場合に、ｙ≧｛４００−１００（ａ＋ｂ）｝＊（Ｙ／２９７）で
あり、かつ２０＊（Ｙ／２９７）≦ｙ≦２００＊（Ｙ／２９７）で
ある、ことを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項５】加熱されると共に回転される定着用回転
体と、該定着用回転体に圧接された状態で回転される加
圧用回転体と、を備え、未定着の各色トナー像が積層さ
れた記録材を、該トナー像が前記定着用回転体に押圧さ
れるように、前記定着用回転体と加圧用回転体との間に
給送して、前記トナー像を混色定着する定着装置におい
て、前記定着用回転体が、その回転軸方向に沿って同一太さ
を有するストレート形状に形成されると共に、前記加圧
用回転体が、その回転軸方向に沿って中央部が細く、か
つ両端部が太い逆クラウン形状に形成された、ことを特徴とする定着装置。