JPH10213984A

JPH10213984A - 画像定着装置

Info

Publication number: JPH10213984A
Application number: JP1723297A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Kanazawa; 祥雄金澤
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1997-01-30
Filing date: 1997-01-30
Publication date: 1998-08-11

Abstract

(57)【要約】【課題】定着ロールの離型性低下を引き起こすことな
く、ベルトの安定的な走行性能を確保し、高品質の画像
を安定して得られる画像定着装置の提供。【解決手段】回転可能に配置された加熱定着ロール１
０と、加熱定着ロール１０に接触したまま走行可能に配
置されたエンドレスベルト２０と、エンドレスベルト２
０の内側に配置され、かつエンドレスベルト２０と加熱
定着ロール１０との間に、未定着トナー像を保持する記
録シートが通過可能なニップ部１６が形成されるよう
に、エンドレスベルト２０を介して加熱定着ロール１０
を押圧する押圧パッド３０とを備えてなり、押圧パッド
３０とエンドレスベルト２０との間に潤滑剤として変性
シリコーンオイルを介在させたことを特徴とする画像定
着装置１である。前記変性シリコーンオイルが、アミノ
変性シリコーンオイルであるのが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真複写機、
プリンター、ファクシミリなどの電子写真方式を利用し
た画像情報記録装置において記録シート上の未定着トナ
ー像を接触加熱定着するいわゆる加熱定着型の画像定着
装置に関し、特にベルトニップ方式の画像定着装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来においては、例えば図８に示す画像
定着装置１のように、それぞれ軸受により回転自在に保
持され、互いに圧接された一対の加熱された加熱定着ロ
ール１０及び加圧ロール４０間のニップ部に未定着トナ
ー像を担持した記録シートを通過させることにより加熱
定着を行う加熱加圧ロール型のものが主流であった。

【０００３】加熱定着ロール１０は、例えば、中空のア
ルミニウム製のコア１１の外周面にＨＴＶ（Ｈｉｇｈ
ＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＶｕｌｃａｎｉｚａｔｉｏ
ｎ）シリコーンゴム等による弾性層１２が形成され、該
弾性層１２の表面にはＲＴＶ（ＲｏｏｍＴｅｍｐｅｒ
ａｔｕｒｅＶｕｌｃａｎｉｚａｔｉｏｎ）シリコーン
ゴム等による離型層１３が形成されてなる。アルミニウ
ム製のコア１１内には、熱源としてハロゲンランプ１４
が挿入されており、加熱定着ロール１０の表面には、サ
ーミスタ等の感温素子１５が当接されている。圧力ロー
ル２０は、例えば、金属製のコア４１の外周面にシリコ
ーンゴム等の弾性層４２が形成され、該弾性層４２の表
面にＰＦＡやＰＴＦＥ等の離型層４２が形成されてな
る。この従来の画像定着装置においては、圧力ロール４
０を加熱定着ロール１０に対して図示しない加圧バネに
より所定の押圧力をもって圧接させることにより、記録
シートが通過可能なニップ部が形成されている。

【０００４】加熱定着ロール１０は、図示しない駆動系
により所定の速度で回転駆動され、圧力ロール４０は、
加熱定着ロール１０に従動して回転する。ＡＣ電源から
の通電によりハロゲンヒーター１４が発熱し、加熱定着
ロール１０が加熱される。加熱定着ロール１０の温度
は、感温素子１５により計測され、図示しない温度制御
回路により所定の温度にコントロールされる。そして、
未定着トナー画像を担持した記録シートが搬送され、加
熱定着ロール１０及び圧力ロール２０間のニップ部１６
に進入する。ニップ部１６において未定着トナー画像
は、熱及び圧力により溶融して記録シートに加熱定着さ
れる。

【０００５】しかしながら、このような従来における加
熱加圧ロール型の画像定着装置の場合、加熱定着ロール
又は圧力ロールの一方若しくは両方の弾性層を変形させ
てニップ部を形成しているので、以下のような問題があ
る。即ち、ある所定幅以上のニップ部を形成するために
は、定着ロール又は圧力ロールの一方若しくは両方の弾
性体層を比較的厚くし、また、これらのロール間の押圧
力を大きくしなければならない。このことは、定着ロー
ルの弾性体層及びコアの厚肉化、定着ロールの大熱容量
化に繋がる。換言すれば、定着ロールを室温から定着可
能な温度に上昇させるまでの時間（以下「ウォームアッ
プタイム」と称する）が長くなってしまうという問題が
ある。

【０００６】そこで、かかる従来における問題を解決す
るため、本発明の発明者らは、図１に示すような、押圧
パッド３０とエンドレスベルト２０とを用いたベルトニ
ップ方式の画像定着装置１を提案している（特開平８−
２６２９０３号）。この画像定着装置１においては、加
熱定着ロール１０は上述した従来における加熱定着ロー
ル１０と同様であり、図８に示す従来の加熱加圧ロール
型の画像定着装置におけるような加圧ロール４０は備え
られてなく、代わりにエンドレスベルト２０が備えられ
ている。エンドレスベルト２０は、その内側に配置され
た押圧パッド３０によって加熱定着ロール１０の表面に
圧接されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このようなエ
ンドレスベルトを用い、エンドレスベルトの内周面と押
圧パッドとを摺動させるベルトニップ方式の画像定着装
置は、以下の点で十分ではない。即ち、（１）エンドレスベルトの内周面と押圧パッドとの摩
擦係数が大きいと、定着ロールの駆動トルクが大きくな
る。その結果、薄肉の定着ロールコアのギア受け部に働
く応力が大きくなり、ギアやコアの破損を引き起こす。
また、当然のことながら、モーターへの負担も大きくな
る。（２）定着ロールによるベルトの駆動力に比べて、ベ
ルトと押圧パッドとの間の摩擦力が無視しえない程大き
くなると、定着ロールとベルトとの間でスリップが生ず
る。スリップが生ずる条件下で未定着トナー像を担持し
た記録シートをニップ部に通すと、このスリップが記録
シート上の未定着トナー像に画像のずれを引き起こす。（３）エンドレスベルトと押圧パッドとの間の摩擦係
数を小さくするために潤滑剤を塗布することが考えられ
る。しかしながら、潤滑剤にグリースなどを使用した場
合、グリースが回り込んで定着ロールに付着する、ある
いは離型剤に混入し、トナーの離型性を悪化させること
が生じ得る。

【０００８】本発明は、前記従来における諸問題を解決
し、定着ロールの離型性低下を引き起こすことなく、ベ
ルトの安定的な走行性能を確保することができ、高品質
の画像を安定して得られる画像定着装置を提供すること
を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の手段は以下の通りである。即ち、＜１＞回転可能に配置された加熱定着ロールと、前記
加熱定着ロールに接触したまま走行可能に配置されたエ
ンドレスベルトと、前記エンドレスベルトの内側に配置
され、かつ前記エンドレスベルトと前記加熱定着ロール
との間に、未定着トナー像を保持する記録シートが通過
可能なニップ部が形成されるように、前記エンドレスベ
ルトを介して前記加熱定着ロールを押圧する押圧パッド
とを備えてなり、前記押圧パッドと前記エンドレスベル
トとの間に潤滑剤として変性シリコーンオイルを介在さ
せたことを特徴とする画像定着装置である。＜２＞変性シリコーンオイルが、アミノ変性シリコー
ンオイルである前記＜１＞に記載の画像定着装置であ
る。＜３＞押圧パッドの表面が、ガラス繊維を編んだシー
トにフッ素樹脂を含浸させたもので被覆されてなる前記
＜１＞又は＜２＞に記載の画像定着装置である。＜４＞変性シリコーンオイルが、常温における粘度が
５０〜３００ｃｓである低粘度成分２０〜８０重量部
と、常温における粘度が３００〜１００，０００ｃｓで
ある高粘度成分８０〜２０重量部との混合物である前記
＜１＞から＜３＞のいずれかに記載の画像定着装置であ
る。＜５＞加熱定着ロール表面に離型剤を供給する離型剤
供給手段を更に備えてなり、該離型剤が潤滑剤と同種の
変性シリコーンオイルである前記＜１＞から＜４＞のい
ずれかに記載の画像定着装置である。＜６＞変性シリコーンオイルの常温における粘度が、
離型剤の常温における粘度よりも小さい前記＜５＞に記
載の画像定着装置である。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の画像定着装置は、加熱定
着ロールと、エンドレスベルトと、押圧パッドとを少な
くとも備えてなり、必要に応じて適宜選択したその他の
手段、例えば離型剤供給手段等を備えていてもよい。

【００１１】前記加熱定着ロールとしては、その形状、
構造、大きさ等につき特に制限はなく、目的に応じてそ
れ自体公知のものの中から適宜選択して使用することが
できる。前記加熱定着ロールは、一般には、円筒状のコ
アと、その表面に形成された弾性層とを有し、コアの内
部に加熱源を備えてなる。

【００１２】前記コアの材質としては、機械的強度に優
れ、伝熱性が良好である材質ならば特に制限はないが、
例えば、アルミ、ＳＵＳ、鉄、銅等の金属、合金、セラ
ミックス、ＦＲＭなどが挙げられる。

【００１３】前記弾性層の材質としては、該弾性層とし
て公知の材質のものの中から適宜選択できるが、例え
ば、シリコーンゴム、フッ素ゴムなどが挙げられる。本
発明においては、これらの材質の中でも、表面張力が小
さく、弾性に優れる点でシリコーンゴムが好ましい。該
シリコーンゴムとしては、例えば、ＲＴＶシリコーンゴ
ム、ＨＴＶシリコーンゴムなどが挙げられ、具体的に
は、ポリジメチルシリコーンゴム（ＭＱ）、メチルビニ
ルシリコーンゴム（ＶＭＱ）、メチルフェニルシリコー
ンゴム（ＰＭＱ）、フルオロシリコーンゴム（ＦＶＭ
Ｑ）などが挙げられる。

【００１４】前記弾性層の厚みとしては、通常、３ｍｍ
以下であり、好ましくは０．５〜１．５ｍｍである。前
記弾性層を前記コアの表面に形成する方法としては、特
に制限はなく、例えば、それ自体公知のコーティング法
などが採用できる。前記コーティング法としては、例え
ば、ニーダーコーティング、バーコーティング、カーテ
ンコーティング、スピンコーティング、ディップコーテ
ィング等が挙げられる。本発明においては、これらの中
でもディップコーティングが好適に採用できる。

【００１５】本発明においては、前記弾性層の表面に離
型層が形成されていてもよい。前記離型層が形成されて
いると、トナー像のオフセットを好適に防止でき、安定
した状態で画像定着装置を運転することができる点で有
利である。前記離型層の材質としては、トナー像に対し
適度な離型性を示すものであれば特に制限はなく、例え
ば、フッ素ゴム、シリコーンゴム、フッ素樹脂等が挙げ
られる。これらの材質の中でもフッ素ゴムが好適に挙げ
られる。前記フッ素ゴムとしては、例えば、フッ化ビニ
リデン系ゴム、フルオロシリコーン系ゴム、テトラフル
オロエチレン・プロピレン系ゴム、フルオロフォスファ
ゼン系ゴム、テトラフルオロエチレン−パーフルオロビ
ニルエーテル系（パーフルオロ系）ゴムなどが挙げられ
る。

【００１６】前記離型層の厚みとしては、通常、１０〜
１００μｍであり、好ましくは２０〜３０μｍである。
前記離型層を前記コアの表面に形成する方法としては、
特に制限はなく、例えば、上述したコーティング法など
が挙げられる。本発明においては、これらの中でもディ
ップコーティングが好適に採用できる。

【００１７】前記加熱源としては、前記コアの内部に収
容することができる形状、構造のものであれば特に制限
はなく、目的に応じて適宜選択できるが、例えば、ハロ
ゲンヒーターなどが挙げられる。前記加熱源により加熱
された加熱定着ロールの表面温度は、例えば、該加熱定
着ロールに設けた感温素子により計測し、制御手段によ
りその温度を一定に制御することができる。前記感温素
子としては、特に制限はなく、例えば、サーミスター、
温度センサーなどが挙げられる。前記制御手段として
は、特に制限はなく、例えば、温度コントローラー、コ
ンピューターなどが挙げられる。

【００１８】前記エンドレスベルトとしては、その形
状、大きさ等については特に制限はなく、目的に応じて
それ自体公知のものの中から適宜選択して使用すること
ができる。前記エンドレスベルトとしては、帯状かつ無
端に形成されたベルトが一般的である。前記エンドレス
ベルトの構造としては、単層構造であってもよいし、多
層構造であってもよい。前記多層構造のエンドレスベル
トとしては、ベース層と離型層とを少なくとも有するも
のなどが挙げられる。

【００１９】前記エンドレスベルトの材質としては、例
えば、熱硬化性ポリイミド、熱可塑性ポリイミド、ポリ
アミド、ポリアミドイミド等などが挙げられる。これら
の中でも、耐熱性、耐磨耗性、耐薬品性等に優れる点で
熱硬化性ポリイミドが好ましい。前記離型層の材質とし
ては、例えば、パーフルオロアルコキシフッ素樹脂（Ｐ
ＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テ
トラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重
合体（ＦＥＰ）、ポリエチレン・テトラフルオロエチレ
ン（ＥＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、
ポリクロロ三フッ化エチレン（ＰＣＴＦＥ）、フッ化ビ
ニル（ＰＶＦ）等のフッ素樹脂、ポリジメチルシリコー
ンゴム（ＭＱ）、メチルビニルシリコーンゴム（ＶＭ
Ｑ）、メチルフェニルシリコーンゴム（ＰＭＱ）、フル
オロシリコーンゴム（ＦＶＭＱ）等のシリコーンゴム、
フッ化ビニリデン系ゴム、テトラフルオロエチレン−プ
ロピレン系ゴム、フルオロホスファゼン系ゴム、テトラ
フルオロエチレン−パーフルオロビニルエーテル系ゴム
等のフッ素ゴム、などが挙げられる。前記エンドレスベ
ルトが、離型層を有してなる多層構造のものであり、該
離型層の材質が前記フッ素樹脂である場合には、該エン
ドレスベルトはトナー像に対する離型性に富むので、離
型剤を用いる必要がなくなる点で有利である。

【００２０】前記押圧パッドは、前記エンドレスベルト
の内側に配置され、かつ該エンドレスベルトと前記加熱
定着ロールとの間に、未定着トナー像を保持する記録シ
ートが通過可能なニップ部が形成されるように、該エン
ドレスベルトを介して前記加熱定着ロールを押圧する。
前記押圧パッドとしては、前記エンドレスベルトの内側
に配置されて該エンドレスベルトを介して前記加熱定着
ロールを押圧し、該エンドレスベルトと前記加熱定着ロ
ールとの間に、未定着トナー像を保持する記録シートが
通過可能なニップ部が形成することができる機能を有し
ていれば特に制限はなく、目的に応じて適宜公知のもの
の中から選択できる。

【００２１】前記押圧パッドの形状、構造、大きさ等に
ついては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択するこ
とができる。例えば前記押圧パッドは、単一の部材から
なる構造であってもよいし、異なる機能を有する複数の
部材からなる構造であってもよい。本発明においては、
前記押圧パッドの表面が、繊維を編んだシートに前記フ
ッ素樹脂を含浸させたもので被覆されている態様が好ま
しい。この場合、該押圧パッドは離型性、耐久性に優
れ、オフセットを防止しつつ、長期間安定に画像の加熱
定着を行うことができる点で有利である。なお、前記繊
維としては、例えば、ガラス繊維、炭素繊維などが挙げ
られ、中でも耐磨耗性の点でガラス繊維が好ましい。

【００２２】ここで、押圧パッドの一例について図１及
び図２を参照しながら説明すると、この押圧パッド３０
は、支持体３１と、支持体３１上に配置された弾性体３
２と、弾性体３２におけるエンドレスベルト２０の内周
面との接触面に張られた低摩擦フィルム３３と、エンド
レスベルト２０がスムーズに回転するように設けられた
ベルト走行ガイド３４とを有してなる。なお、ベルト走
行ガイド３４の表面にはエンドレスベルトの回転方向の
リブが設けられており、エンドレスベルト２０の内周面
との接触面積を少なくしている。ベルト走行ガイド３４
の両端には、エンドレスベルト２０の寄りを規制する鍔
（つば）状の部材（図示しない）が設けられている。弾
性体３２の材質としては、例えば、シリコーンゴム、フ
ッ素ゴムなどが挙げられる。低摩擦フィルム３３として
は、例えば、テフロン樹脂等のフッ素樹脂を含浸させた
ガラス繊維シートなどが挙げられる。

【００２３】押圧パッド３０は、エンドレスベルト２０
を介して、例えば圧縮コイルスプリング等の付勢部材に
より加熱定着ロール１０を一定の荷重で押圧している。
換言すれば、押圧パッド３０は、エンドレスベルト２０
を介して、例えば圧縮コイルスプリング等の付勢部材に
より加熱定着ロール１０に一定の荷重で押圧されてい
る。加熱定着ロール１０へのエンドレスベルト２０の巻
き付け角度としては、約２５〜４０°であり、この時ニ
ップ１６の幅は、約６〜１０ｍｍとなる。加熱定着ロー
ル１０の駆動源であるモーターを駆動すると、加熱定着
ロール１０が回転駆動する。この加熱定着ロール１０の
回転駆動に従動して薄膜状のエンドレスベルト２０が一
定の速度で回転する。

【００２４】本発明においては、前記押圧パッドの表面
と、前記エンドレスベルトの内面との間には、潤滑剤と
して変性シリコーンオイルが付与される。前記潤滑剤と
しての変性シリコーンオイルを、前記押圧パッドの表面
と前記エンドレスベルトの内面との間に付与する方法と
しては、特に制限はなく、それ自体公知の方法、装置を
用いて手動で又は自動的に行うことができる。

【００２５】本発明においては、前記変性シリコーンオ
イルを１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用し
てもよい。後者の場合、同種の変性シリコーンオイルを
併用するのが好ましく、より好ましくは、常温における
粘度が５０〜３００ｃｓである低粘度成分２０〜８０重
量部と、常温における粘度が３００〜１００，０００ｃ
ｓである高粘度成分８０〜２０重量部との混合物である
変性シリコーンオイルが好ましい。このような混合物の
変性シリコーンオイルを用いると、起動トルクと駆動ト
ルクとを低い範囲に一定に制御できる点で有利である。
前記変性シリコーンオイルとしては、例えば、アミノ変
性シリコーンオイル、カルボキシ変性シリコーンオイ
ル、スルホン酸変性シリコーンオイルなどが挙げられ
る。これらの中でも、画像定着装置の起動トルク及び駆
動トルクを効果的に所望の低い範囲に維持でき、取扱性
に優れる等の点でアミノ変性シリコーンオイルが好まし
い。

【００２６】前記離型剤供給手段としては、前記加熱定
着ロール表面に離型剤を供給する機能を有する限り特に
制限はなく、目的に応じて適宜公知のものの中から選択
することができる。本発明においては、前記離型剤とし
て、前記変性シリコーンオイルを選択するのが好まし
く、前記潤滑剤としての変性シリコーンオイルと同種の
変性シリコーンオイルを選択するのがより好ましい。こ
のように前記潤滑剤としての変性シリコーンオイルと同
種の変性シリコーンオイルを選択した場合、該離型剤と
該潤滑剤とが互いに混ざり合っても離型性が低下するこ
とがない点で有利である。更に、本発明では、その常温
における粘度が離型剤としての変性シリコーンオイルの
常温における粘度よりも小さい変性シリコーンオイルを
前記離型剤として選択するのが特に好ましい。この場
合、前記エンドレスベルトのスリップが発生しにくくで
きる点で有利である。

【００２７】本発明の画像定着装置においては、前記加
熱定着ロールが回転可能に配置される。前記エンドレス
ベルトが、前記加熱定着ロールにその外周面の一部が接
触したまま走行可能に配置される。前記押圧パッドが、
前記エンドレスベルトの内側に配置され、かつ前記エン
ドレスベルトと前記加熱定着ロールとの間に、未定着ト
ナー像を保持する記録シートが通過可能なニップ部が形
成されるように、前記エンドレスベルトを介して前記加
熱定着ロールを押圧する。そして、前記押圧パッドと前
記エンドレスベルトとの間には、潤滑剤として変性シリ
コーンオイルが介在されている。

【００２８】したがって、前記加熱定着ロールが回転駆
動すると、該加熱定着ロールの回転駆動に従動して前記
エンドレスベルトも回転する。このとき、前記加熱定着
ロールと前記エンドレスベルトとの間に形成されたニッ
プ部の入口に、未定着トナー像を保持する記録シートが
存在すると、該記録シートが前記ニップ部に取り込ま
れ、該ニップ部を通過する。該ニップ部においては、前
記加熱定着ロールと、前記押圧パッドにより前記加熱定
着ロール側に押圧されたエンドレスベルトとにより、前
記記録シートがプレスされ、加熱される。その結果、該
記録シート上のトナー像が該記録シート上に加熱定着さ
れる。

【００２９】このとき、該トナー像と前記加熱定着ロー
ルとの間に離型剤が付与されている場合には、トナー像
と加熱定着ロールとが付着することによるオフセット等
の欠陥が生ずることがない。一方、前記エンドレスベル
トと前記押圧パッドとの間には前記潤滑剤としての変性
シリコーンオイルが介在しているため、前記加熱定着ロ
ールの回転と前記エンドレスベルトの回転とにスリップ
等の不具合が生じることなく、円滑な回転駆動が担保さ
れ、円滑な画像の加熱定着を繰り返し行うことができ
る。

【００３０】

【実施例】以下に本発明の実施例を説明するが、本発明
はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。

【００３１】（実施例１）以下、図１及び図２を参照し
て本発明の実施例を説明する。図１及び図２に示す画像
定着装置１は、加熱定着ロール１０と、薄膜状のエンド
レスベルト２０と、押圧パッド３０とを備えている。エ
ンドレスベルト２０は、その内側に配置された押圧パッ
ド３０により加熱定着ロール１０に押圧されて、該エン
ドレスベルト２０に圧接されており、加熱定着ロール１
０とエンドレスベルト２０との間に記録シートが通過可
能なニップ部１６が形成されている。

【００３２】加熱定着ロール１０は、外径３０ｍｍ、肉
厚０．３５ｍｍ、長さ３６０ｍｍの円筒状で鉄製のコア
１１の外周面に、弾性層１２としてシリコーンＨＴＶゴ
ム（ゴム硬度４５度：ＪＩＳ−Ａ）を５００μｍの厚み
に被覆され、該弾性層１２の表面に離型層１３としてフ
ッ素ゴムが３０μｍの厚みにディップコートされてな
り、鏡面状態に近い表面に仕上げられている。コア１１
の内部には、加熱源として６００ｗのハロゲンランプ１
４が配設されている。加熱定着ロール１０の表面温度
は、該加熱定着ロール１０の表面に当接した状態で配置
された感温素子１５の温度センサーと、図示しない温度
コントローラーとにより１５０℃に制御された。また、
離型剤として粘度３００ＣＳのアミノ変性シリコーンオ
イルがオイル供給システム（図示しない）により均一に
加熱定着ロール１０の離型層１３の表面に供給された。

【００３３】エンドレスベルト２０は、周長９４ｍｍ、
肉厚７５μｍ、長さ３２０ｍｍの熱硬化性ポリイミドを
基材２１とし、該基材２１の外周面にパーフルオロアル
コキシフッ素樹脂（ＰＦＡ）を３０μｍの厚みにコーテ
ィングして離型層２２を形成してなる。

【００３４】押圧パッド３０は、支持体３１と、支持体
３１の上に配置された弾性体３２と、弾性体３２のエン
ドレスベルト２０との接触面に張られた低摩擦フィルム
２２と、エンドレスベルト２０がスムーズに回転するよ
うに設けられたベルト走行ガイド３４とから構成されて
いる。弾性体５２は、幅１０ｍｍ、肉厚５ｍｍ、長さ３
２０ｍｍのシリコーンゴムであり、その表面に配置され
た低摩擦フィルム３３は、テフロン樹脂を含浸させたガ
ラス繊維シートである。ベルト走行ガイド３４の表面に
は、ベルト回転方向のリブが設けられており、エンドレ
スベルト２０の内周面との接触面積を少なくしている。
ベルト走行ガイド３４の両端には、エンドレスベルト２
０の寄りを規制する鍔（つば）状の部材（図示しない）
が設けられている。支持体３１は、耐熱性であり、弾性
体３２を固定する機能を有する。該支持体３１は、薄膜
状のエンドレスベルト２０を介して圧縮コイルスプリン
グ（図示しない）により加熱定着ロール１０を３０ｋｇ
の荷重で押圧している。

【００３５】加熱定着ロール１０へのエンドレスベルト
２０の巻き付け角度は、約４０°であり、この時ニップ
部１６の幅は、約１０ｍｍであった。モーターからの駆
動力が加熱定着ロール１０に伝達され、加熱定着ロール
１０及びエンドレスベルト２０は、１６０ｍｍ／ｓｅｃ
の速度で回転した。

【００３６】押圧パッド３０表面には、低摩擦シート３
３として中興化成工業（株）社製のテフロンを含浸させ
たガラス繊維シート（ＦＧＦ−４００−４）が被覆され
ている。押圧パッド３０の表面とエンドレスベルト２０
の内面との間には、潤滑剤としてアミノ変性シリコーン
オイルが介在されている。実施例１においては、用いる
潤滑剤が加熱定着ロール１０に供給する離型剤と同種の
オイルであるので、離型剤と潤滑剤とが混ざっても離型
不良の問題は生じない。

【００３７】ここで、アミノ変性シリコーンオイルの粘
度と、加熱定着ロール１０の回転速度を変えて加熱定着
ロール１０の駆動トルクを測定した。その結果を図３〜
５に示した。なお、これらの図において、前記駆動トル
クは、動摩擦係数と一定の相関関係があり、即ち、駆動
トルク１ｋｇ・ｃｍ＝動摩擦力（係数）０．０２２、と
いう相関関係があるので、前記駆動トルクは、エンドレ
スベルト２０内面と押圧パッド３０における低摩擦シー
ト３３表面との間の摺動抵抗を意味していると考えるこ
とができる。また、加熱定着ロール１０の回転速度がゼ
ロの時は、起動トルクを示す。

【００３８】図３のグラフより、潤滑剤としてのアミノ
変性シリコーンオイルの粘度が高い（１０，０００Ｃ
Ｓ）即ち流動性が低い場合においては、ゆっくりとした
速度で加熱定着ロールを回転させた時には、エンドレス
ベルト２０と押圧パッド３０との界面にアミノ変性シリ
コーンオイルが介在し易くなるため駆動トルクを低減さ
せる効果があり、起動トルクも小さくなる。しかし、高
速で加熱定着ロール１０を回転させた時には、アミノ変
性シリコーンオイルは高粘度であるために速度と共にト
ルクも増大する。

【００３９】他方、潤滑剤としてのアミノ変性シリコー
ンオイルの粘度が低い（１００ＣＳ）即ち流動性が高い
場合には、オイルが涸れ易くなり、低速で加熱定着ロー
ルを回転させているとアミノ変性シリコーンオイルがニ
ップ部１６に入りにくくなる。したがって、低速では駆
動トルクが大きくなってしまい、起動トルクも大きくな
る。ただし、高速では安定してトルクが小さくなる。

【００４０】ここで、起動トルクと定着速度１６０ｍｍ
／ｓ時の駆動トルクとのオイル粘度に対する関係を調べ
たところ、図４に示すように、オイル粘度が約３００Ｃ
Ｓにおいて、２つの曲線が交わることが判明した。この
３００ＣＳのアミノ変性シリコーンオイルのトルクと、
ジメチルシリコーンオイルのトルクとの関係を図５に示
した。共に速度依存性は少なく、ジメチルシリコーンオ
イルに比べてアミノ変性シリコーンオイルは、変性基を
有するためにベルト内面に被膜を作り易く、トルクが総
じて小さくなることが明らかになった。

【００４１】このような観点から、２つのトルク曲線が
交わる３００ＣＳ程度の粘度のアミノ変性シリコーンオ
イルを押圧パッド３０とエンドレスベルト２０との間に
介在させ、加熱定着ロール１０の駆動トルク、即ちエン
ドレスベルト２０の内周面と押圧パッド３０の摺動力を
小さくしている。

【００４２】さらにトルクを低減させるためには、起動
トルクを低減させる効果のある高粘度オイルと、駆動ト
ルクを低減させる低粘度オイルとを混合させればよいこ
とが明らかになった。例えば、図６に示すように、粘度
が１００ＣＳであるアミノ変性シリコーンオイルと粘度
が１０，０００Ｃｓであるアミノ変性シリコーンオイル
とを混合することにより、双方の長所を生かし、起動ト
ルクと駆動トルクとを同時に小さくすることができた。
具体的には、この場合、粘度が３００ＣＳであるアミノ
変性シリコーンオイルを単独で使用した場合と比べて、
起動トルクを小さくできた。

【００４３】また、粘度が１００ＣＳであるアミノ変性
シリコーンオイルと粘度が３００ＣＳであるアミノ変性
シリコーンオイルとの組合せでは、粘度が３００ＣＳで
あるアミノ変性シリコーンオイル単独で使用した場合に
比べて高速側での駆動トルクを低減できた。

【００４４】実施例１においては、加熱定着ロール１０
の表面にもトナー離型性を向上させるために、離型剤と
してのアミノ変性シリコーンオイルを供給しているが、
この離型剤としてのアミノ変性シリコーンオイル量が多
くなると、加熱定着ロール１０とエンドレスベルト２０
の外周面との摩擦力が小さくなり、スリップが起こり易
くなる。

【００４５】ここで、加熱定着ロール１０の表面に付与
された離型剤としてのアミノ変性シリコーンオイル量
と、トルクを変えた場合のエンドレスベルトの速度との
関係を調べたことろ、図７に示すような結果が得られ
た。加熱定着ロール１０は、１６０ｍｍ／ｓの速度で回
転させた。加熱定着ロール１０とエンドレスベルト２０
との間でスリップが生じ始める領域を太線で示した。

【００４６】また、加熱定着ロール１０に供給する離型
剤としてのアミノ変性シリコーンオイルの粘度を変えて
エンドレスベルト２０のスリップの挙動を調べた結果を
図８に示した。加熱定着ロール１０側の離型剤としての
アミノ変性シリコーンオイルの粘度が、エンドレスベル
ト２０の内面に付与される潤滑剤としてのアミノ変性シ
リコーンオイルの粘度よりも小さくなると、低トルク・
低オイル量においてもエンドレスベルト２０のスリップ
が発生し易くなることが明らかになった。逆に、離型剤
としてのアミノ変性シリコーンオイルの粘度が潤滑剤の
粘度よりも大きくすれば、エンドレスベルト２０のスリ
ップは生じにくくなることが明らかになった。

【００４７】実施例１においては、駆動トルクは２〜３
ｋｇ・ｃｍ程度であり、離型剤としてのアミノ変性シリ
コーンオイルの量は１〜５μｌ／Ａ４であるから、エン
ドレスベルト２０のスリップは生じない。

【００４８】（実施例２）実施例１において、以下の点
を変更した外は実施例１と同様にして行った。即ち、実
施例１における、加熱定着ロール１０の離型層１３を、
３０μｍの厚さのフッ素樹脂チューブの離型層１３に変
更した。また、エンドレスベルト２０の離型層２２を、
厚み５０μｍのシリコーンＬＴＶゴムの離型層２２に変
更した。そして、実施例１と同様の結果を得た。即ち、
押圧パッド３０の表面とエンドレスベルト２０の内面と
の間に、粘度が３００ＣＳであるアミノ変性シリコーン
オイルを潤滑剤として介在させることにより、実施例１
と同様、押圧パッド３０とエンドレスベルト２０の内周
面との摩擦力を低減させることができ、円滑な画像定着
を行うことができた。

【００４９】

【発明の効果】本発明によると、前記従来における諸問
題を解決することができ、定着ロールの離型性低下を引
き起こすことなく、ベルトの安定的な走行性能を確保す
ることができ、高品質の画像を安定して得られる画像定
着装置を提供することができる。より具体的には、エン
ドレスベルトの内周面と押圧パッドとの摩擦力に起因す
る加熱定着ロールの起動トルク・駆動トルクを効果的に
低減することができ、加熱定着ロールのコア特にギア部
分に負荷される応力を効果的に小さくすることができ、
コアの破損等を防止することができる。また、モーター
自身のトルクも小さくできるので運転コストの削減を図
ることもできる。更に、エンドレスベルトの内周面と押
圧パッドとの摩擦力を小さくすることにより、エンドレ
スベルトのスリップが発生しなくなり、未定着トナー画
像を保持する記録シートをニップ部に通した場合でも、
画像のずれや乱れを招くことなく、画像定着を円滑に行
うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の画像定着装置の一実施例を説
明するための断面概略説明図である。

【図２】図２は、本発明の画像定着装置の一実施例を説
明するための斜視概略説明図である。

【図３】図３は、アミノ変性シリコーンオイルに関す
る、加熱定着ロールのトルクと回転速度との関係を示す
グラフである。

【図４】図４は、駆動トルクを一定にした場合におけ
る、加熱定着ロールの駆動トルクとアミノ変性シリコー
ンオイルの粘度との関係を示すグラフである。

【図５】図５は、ジメチルシリコーンオイル及びアミノ
変性シリコーンオイルについてみた、加熱定着ロールの
トルクと回転速度との関係を示すグラフである。

【図６】図６は、アミノ変性シリコーンオイル単独及び
組合せについてみた、加熱定着ロールのトルクと回転速
度との関係を示すグラフである。

【図７】図７は、加熱定着ロールを一定の速度で回転さ
せた場合においてエンドレスベルトのスリップについて
みた、加熱定着ロールのトルクとアミノ変性シリコーン
オイルの量との関係を示すグラフである。

【図８】図８は、アミノ変性シリコーンオイルの粘度を
変更させた場合においてエンドレスベルトのスリップに
ついてみた、加熱定着ロールのトルクとアミノ変性シリ
コーンオイルの量との関係を示すグラフである。

【図９】図９は、従来の加熱加圧ロール型の画像定着装
置の一例を示す断面概略説明図である。

【符号の説明】

１画像定着装置１０加熱定着ロール１１コア１２弾性層１３離型層１４ハロゲンランプ１５感温素子１６ニップ部２０エンドレスベルト２１基材２２離型層３０押圧パッド３１支持体３２弾性体３３低摩擦フィルム３４ベルト走行ガイド４０加圧ロール４１コア４２弾性層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転可能に配置された加熱定着ロール
と、前記加熱定着ロールに接触したまま走行可能に配置
されたエンドレスベルトと、前記エンドレスベルトの内
側に配置され、かつ前記エンドレスベルトと前記加熱定
着ロールとの間に、未定着トナー像を保持する記録シー
トが通過可能なニップ部が形成されるように、前記エン
ドレスベルトを介して前記加熱定着ロールを押圧する押
圧パッドとを備えてなり、前記押圧パッドと前記エンド
レスベルトとの間に潤滑剤として変性シリコーンオイル
を介在させたことを特徴とする画像定着装置。
【請求項２】変性シリコーンオイルが、アミノ変性シ
リコーンオイルである請求項１に記載の画像定着装置。
【請求項３】押圧パッドの表面が、ガラス繊維を編ん
だシートにフッ素樹脂を含浸させたもので被覆されてな
る請求項１又は２に記載の画像定着装置。
【請求項４】変性シリコーンオイルが、常温における
粘度が５０〜３００ｃｓである低粘度成分２０〜８０重
量部と、常温における粘度が３００〜１００，０００ｃ
ｓである高粘度成分８０〜２０重量部との混合物である
請求項１から３のいずれかに記載の画像定着装置。
【請求項５】加熱定着ロール表面に離型剤を供給する
離型剤供給手段を更に備えてなり、該離型剤が潤滑剤と
同種の変性シリコーンオイルである請求項１から４のい
ずれかに記載の画像定着装置。
【請求項６】変性シリコーンオイルの常温における粘
度が、離型剤の常温における粘度よりも小さい請求項５
に記載の画像定着装置。