JPH10268681A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】この発明は、定着ベルトの表面温度が転写材剥
離後に所定の定着温度に回復するのに時間がかかるとい
う課題を解決しようとするものである。 【解決手段】 この発明は、定着ローラ２及び加熱ロー
ラ１に張架された無端状定着ベルト３と、定着ローラ２
と定着ベルト３を介して対向して設けられた加圧ローラ
４と備え、定着ベルト３と加圧ローラ４により第１定着
工程部分Ａが形成され、定着ベルト３を介して定着ロー
ラ２と加圧ローラ４により第２定着工程部分Ｂが形成さ
れ、加熱ローラ１と定着ベルト３の裏面に接触して加熱
ローラ１からの熱を定着ベルト３に供給する熱供給部材
１１を設けたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は複写機、プリンタ、
ファクシミリ等の画像形成装置に用いられる定着装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画
像形成装置は、感光体や中間転写体などの像担持体の上
にトナー像を形成し、このトナー像を転写手段により転
写紙やＯＨＰシートなどの転写材に転写して定着装置に
より定着している。この定着装置は従来から熱ローラ定
着装置が用いられている。熱ローラ定着装置は、定着ロ
ーラと加圧ローラとが圧接されて回転駆動部により互い
に逆の方向に回転駆動され、定着ローラは内部に配設さ
れたヒータにより加熱される。転写紙やＯＨＰシートな
どの転写材は定着ローラと加圧ローラとのニップ部を通
して搬送され、転写材上のトナー像が定着ローラ及び加
圧ローラによる加熱及び加圧により転写材に定着され
る。

【０００３】ところが、この熱ローラ定着装置は、定着
ローラと加圧ローラとのニップ部の幅に限界があり、省
エネルギーを考慮して低温定着を実現しようとした場
合、つまり、定着温度を低い温度にして転写材上のトナ
ー像を転写材に定着しようとした場合、転写材が定着ロ
ーラと加圧ローラとのニップ部を通る時間（ニップ時
間）を長くするのに定着ローラと加圧ローラの線速度を
低くしなければならず、高速化が困難である。

【０００４】また、定着ローラは内部のヒータから熱供
給を受けて表面が高温に保たれており、ニップ時間の増
加によるトナーの温度上昇率が高く、トナーの定着上限
温度であるホットオフセット温度（ホットオフセット現
象が発生する温度）が低くなるので、定着離型性温度幅
（転写材上のトナー像と定着ローラとの離型性が良い定
着温度の幅）の余裕度が小さくなる不具合があった。

【０００５】そこで、上記した熱ローラ定着装置の不具
合を解消する目的で、定着ベルトを用いて構成したベル
ト定着装置が例えば特開平６ー３１８００１号公報に記
載されている。このベルト定着装置は、定着ローラと加
熱ローラ間にベルト主体の表面に離型層を有する無端状
の定着ベルトを張設し、該定着ベルトを介して下方から
該定着ローラを押圧する加圧ローラを設けて該定着ベル
トと該加圧ローラ間にニップ部を構成し、該加熱ローラ
と該ニップ部間における該定着ベルトの下方の近接位置
において記録媒体支持体を設けて該定着ベルトとの間に
略直線状の加熱通路を形成し、該定着ベルトの１ｃｍ²
当りの熱容量を０．００２〜０．０２５ｃａｌ／℃とし
て成ることを特徴とする電子写真装置用定着装置であ
る。

【０００６】このベルト定着装置では、転写材上のトナ
ー像の加熱通路における予熱効果でニップ部の定着温度
を低くすることができ、また、熱容量の小さい定着ベル
トの自己冷却作用によりトナーの温度を過度に高めるこ
となくトナーと定着ベルトとの離型性をよくし、オイル
レスまたは定着ベルトへの微量オイル塗布によってオフ
セットのない定着画像を得ることができる。

【０００７】次に、熱ローラ定着装置に対するベルト定
着装置の利点について図９及び図１０を参照して説明す
る。図９は熱ローラ定着装置のニップにおける、ニップ
時間とともに変化する定着ローラ、トナー、転写紙の各
層内非定常温度分布状態を示す。熱ローラ定着装置で
は、定着ローラ２１は芯金２１ａ上にシリコンゴムの層
２１ｂが設けられたものからなり、この定着ローラ２１
は芯金２１ａの内部からヒータにより常に一定の熱量が
供給されるという仮定のもとにおいて、始めは定着ロー
ラ２１が一定の温度Ｔ０に保たれている。また、Ｔａ
は、始めに転写紙２２上のトナー２３と転写紙２２が一
定に保たれている温度を示しており、通常は室温（２５
℃）である。

【０００８】各層内温度分布は、転写紙２２とトナー２
３が、定着ローラ２１と加圧ローラ２４とで形成される
ニップ部内に進入した直後には一定の温度Ｔ０と結ぶ温
度分布曲線ｔ１の温度分布をなし、時間が経過するにつ
れてｔ２、ｔ３のように変化していく。この時、定着ロ
ーラ２１のシリコンゴム層２１ｂと転写紙２２上のトナ
ー層２３との境界面は一定の温度Ｔ１（トナー２３の上
面温度に相当する）を維持している。

【０００９】一方、時間の経過と共に定着ローラ２１か
らトナー層２３の内部に熱が伝わり、トナー２３と転写
紙２２との境界温度Ｔｆ（トナー２３の下面温度に相当
する）が上昇する。ニップ時間が十分に長いと、その後
は各層内温度分布がｔ４のような経過をたどり、シリコ
ンゴム層２１ｂと転写紙２２上のトナー２３との境界の
温度Ｔ１は上昇していき、また、境界温度Ｔｆも上昇し
ていく。

【００１０】一方、上記ベルト定着装置では、ニップ部
内で加熱源が無い場合には定着ベルトの表面は転写紙に
熱を奪われて時間の経過とともに温度が低下するという
定着ベルトの自己冷却作用が行われる。従って、上記し
た境界温度Ｔｆは時間の経過とともに上昇するが、境界
温度Ｔ１に関しては下がることはあっても上昇すること
はない。

【００１１】ここで、ホットオフセット現象は、定着ロ
ーラ２１と接触するトナー２３界面において、その界面
接着力がトナーの溶融時の粘弾性変化に伴う凝集力を上
回った時に起こる。すなわち、ホットオフセット現象は
定着ローラ２１のシリコンゴム層２１ｂとトナー２３と
の界面温度でもある境界温度Ｔ１の大きさが影響する。
また、定着は、転写紙２２と接触するトナー２３界面に
おいて、その境界接着力がトナーの溶融時の粘弾性変化
に伴う凝集力を上回った時に可能になる。すなわち、定
着はトナー２３と転写紙２２との界面温度でもある境界
温度Ｔｆの大きさが影響する。

【００１２】次に、図１０は熱ローラ定着装置とベルト
定着装置との定着温度特性を示す。図１０において、横
軸はニップ時間、縦軸は定着温度であり、熱ローラ定着
装置の定着ローラの表面温度を細い実線で表し、ベルト
定着装置の定着ベルト表面温度を太い実線で表し、ま
た、熱ローラ定着装置のトナー温度を細い破線で表し、
ベルト定着装置のトナー温度を太い破線で表す。

【００１３】図１０から分かるように、トナーが定着可
能である温度領域（定着領域）においては、ニップ時間
の増加につれて、熱ローラ定着装置ではトナーの温度が
急激に増加するものの、ベルト定着装置では上述した定
着ベルトの自己冷却作用により境界温度Ｔ１の上昇を防
ぐことができ、トナーの温度上昇がゆるやかとなる。こ
れにより、ニップ時間を増やすことができる場合におい
ては、ベルト定着装置の方が熱ローラ定着装置よりもト
ナーのオフセットに対して余裕度があることが分かる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のベルト定着
装置では、トナーを予熱する工程がトナーを雰囲気予熱
する工程であるので、高速時にトナーの予熱を十分に行
えない問題点があった。また、定着ベルトの表面温度を
設定温度まで上昇させる手段が定着ベルトを加熱ローラ
で加熱する部分のみであるので、転写紙をニップ部に通
す通紙時における定着ベルトの表面温度がかなり低下し
てしまい、定着ベルトの表面温度が所定の定着温度に回
復するのに時間がかかる問題点があった。

【００１５】本発明は、転写材がニップ部を通った後の
定着ベルト表面温度の回復を速くすることができ、定着
ベルトのたわみ発生に拘らず熱供給部材と加熱ローラ及
び定着ベルトの裏面とを確実に接触させることができ、
転写材が通らない領域の過度の温度上昇を防ぐことがで
き、定着ベルト表面温度の回復を速くする際の熱効率を
良くすることができる定着装置を提供することを目的と
する。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に係る発明は、定着ローラ及び加熱ローラ
と、この定着ローラ及び加熱ローラに張架された無端状
定着ベルトと、前記定着ローラと前記定着ベルトを介し
て対向して設けられた加圧ローラとを備え、前記定着ベ
ルトと前記加圧ローラにより形成される第１定着工程部
分と、前記定着ベルトを介して前記定着ローラと前記加
圧ローラにより形成される第２定着工程部分とで定着工
程を行う定着装置において、前記加熱ローラと前記定着
ベルトの裏面に接触し前記加熱ローラからの熱を前記定
着ベルトに供給する熱供給部材を設けたものであり、転
写材がニップ部を通った後に加熱ローラから熱供給部材
を介して定着ベルトに熱を供給して定着ベルトを予熱す
ることができ、定着ベルト表面温度の回復を速くするこ
とができる。

【００１７】請求項２に係る発明は、請求項１記載の定
着装置において、前記熱供給部材が弾性体であるもので
あり、定着ベルトのたわみ発生に拘らず熱供給部材と加
熱ローラ及び定着ベルトの裏面とを確実に接触させるこ
とができ、転写材がニップ部を通った後の定着ベルト表
面温度の回復を確実に速くすることができる。

【００１８】請求項３に係る発明は、請求項１または２
記載の定着装置において、前記熱供給部材が、前記加熱
ローラ及び前記定着ベルトの転写材通過領域において、
使用する転写材の通過幅に対応して前記加熱ローラ及び
前記定着ベルトに接触するものであり、転写材が通らな
い領域の過度の温度上昇を防ぐことができる。

【００１９】請求項４に係る発明は、定着ローラ及び加
熱ローラと、この定着ローラ及び加熱ローラに張架され
た無端状定着ベルトと、前記加熱ローラの内部に設けら
れた定着ベルト加熱用ヒータと、前記定着ローラと前記
定着ベルトを介して対向して設けられた加圧ローラとを
備え、前記定着ベルトと前記加圧ローラにより形成され
る第１定着工程部分と、前記定着ベルトを介して前記定
着ローラと前記加圧ローラにより形成される第２定着工
程部分とで定着工程を行う定着装置において、前記加熱
ローラと前記定着ベルトの裏面に接触し前記加熱ローラ
からの熱を前記定着ベルトに供給する熱供給部材を設
け、この熱供給部材の、前記加熱ローラ及び前記定着ベ
ルト裏面との接触部以外の外周を覆う部材を断熱材で構
成したものであり、加熱ローラから熱供給部材を介して
定着ベルト裏面に伝わる熱の放熱等による損失を無くす
ことができ、定着ベルト表面温度の回復を速くする際の
熱効率を良くすることができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】図１は本発明の第１実施形態を示
す。この第１実施形態は、請求項１に係る発明の一実施
形態であり、ベルト定着装置の一実施形態である。この
第１実施形態は、加熱ローラ１、定着ローラ２、定着ベ
ルト３、加圧ローラ４、ハロゲンヒータからなる定着ベ
ルト加熱用ヒータ５、ガイド板６、サーミスタからなる
温度検知素子７，８、加圧バネ９，１０からなる加圧手
段、熱供給部材１１から主に構成されている。

【００２１】定着ベルト３は加熱ローラ１及び定着ロー
ラ２に張架され（所定の張力で架設され）、加圧ローラ
４は定着ベルト３を介して定着ローラ２を押圧するとと
もに定着ベルト３に圧接する。加熱ローラ１、定着ロー
ラ２、定着ベルト３及び加圧ローラ４は図示しない回転
駆動部により回転駆動されて図示矢印方向へ回転する。
ハロゲンヒータ５は、加熱ローラ１の内部に配設され、
加熱ローラ１を加熱する。

【００２２】加熱ローラ１は、装置の立ち上がり時間を
短縮するために、小径かつ薄肉の金属パイプを使用して
低容量化してある。この金属パイプは、例えばアルミニ
ウム、鉄あるいはステンレススチール等で構成されたも
のが用いられるが、この第１実施形態では、加熱ローラ
１としては、直径３０ｍｍ、暑さ３ｍｍのアルミニウム
製のものを用いている。

【００２３】定着ローラ２は金属製の芯金２ａ上に耐熱
弾性部材層２ｂを設けたものであり、芯金２ａの直径が
３２ｍｍ、耐熱弾性部材層２ｂの厚さが４ｍｍ、定着ロ
ーラ２の外周の直径が４０ｍｍである。芯金２ａは、ア
ルミニウム製のものである。耐熱弾性部材層２ｂは、シ
リコンスポンジゴムからなる耐熱弾性部材で、ローラ硬
度がアスカーＣで３０°のものを用いている。定着ベル
ト３は、ニッケル電鋳シートの上にシリコンゴム層を設
けたものからなる。この第１実施形態では、定着ベルト
３は、ニッケル電鋳シートの厚さが４０μｍ、シリコン
ゴム層の厚さが１５０μｍである。

【００２４】加圧ローラ４は、金属製の芯金４ａと、耐
熱弾性部材層４ｂとからなり、金属製の芯金４ａ上に耐
熱弾性部材層４ｂを設けて構成している。この第１実施
形態では、加圧ローラ４は、芯金４ａの直径が４８ｍｍ
で、耐熱弾性部材層４ｂの直径が１ｍｍであり、加圧ロ
ーラ４の外周の直径が５０ｍｍである。芯金４ａは、ア
ルミニウム製のものである。耐熱弾性部材層４ｂとして
は、シリコンゴム系のソリッドゴムで、ローラ硬度がア
スカーＣで４２°のものを用いている。

【００２５】ハロゲンヒータ５は、加熱ローラ１の内部
に設けられたハロゲンランプからなる。ガイド板６は、
定着ベルト３と加圧ローラ４との間にトナー像１２を担
持した転写材としての転写紙１３を導入・案内するため
に、定着ベルト３と加圧ローラ４とに近接した転写材搬
送方向上流側に設けられている。サーミスタ７は加熱ロ
ーラ１を介して定着ベルト３の表面温度を検知し、サー
ミスタ８は加圧ローラ４の表面温度を検知する。この第
１実施形態の定着装置においては、サーミスタ７により
検知された定着ベルト３の表面温度及びサーミスタ８に
より検知された加圧ローラ４の表面温度に基づいて、図
示しない温度制御手段としての制御回路でハロゲンヒー
タ５を随時フィードバック制御することによって、定着
ベルト３の表面温度及び加圧ローラ４の表面温度を後述
するような略一定の温度にそれぞれ保持するように設定
されている。

【００２６】加圧バネ９は、定着ベルト３を所定の張力
で張架すべく、従動ローラとしての加熱ローラ１の軸部
の両端に一対配設されて加熱ローラ１を加圧している。
加圧バネ１０は、加圧ローラ４を所定の付勢力で押圧す
べく、加圧ローラ４の軸部の両端に一対配設されて加圧
ローラ４を加圧している。この加圧バネ１０により、加
圧ローラ４が、定着ベルト３を介して定着ローラ２を押
圧する向きに付勢されている。なお、加圧ローラ４のサ
ーミスタ８が当接する部分より上部の近傍には、第２ニ
ップ部Ｂを通過してきた転写紙１３を加圧ローラ４から
剥離するための分離爪（図示せず）が配設されている。

【００２７】この第１実施形態の定着装置は画像形成装
置に用いられ、この画像形成装置は感光体や中間転写体
などの像担持体の上にトナー像を形成して該トナー像を
転写手段により転写材としての転写紙１３に転写した後
に第１実施形態の定着装置により転写紙１３上のトナー
像１２を転写紙１３に定着して転写紙１３を排出する。
転写紙１３上のトナー１２としては例えばポリエステル
系のものが用いられ、転写紙１３としては厚さ１００μ
ｍ程度の普通紙が用いられる。

【００２８】熱供給部材１１は、アルミニウム製のもの
であり、加熱ローラ１及び定着ベルト３に対して両端部
がそれぞれ軸方向（紙面に垂直な方向：加熱ローラ１及
び定着ベルト３の幅方向）に２７０ｍｍ、転写紙１３の
搬送方向（軸方向に垂直な方向）に１０ｍｍ程度の幅で
接触するように設けられている。なお、加熱ローラ１と
熱供給部材１１とが接触する面については、摩擦係数の
小さい部材、例えばフッ素系の樹脂材料をコーティング
したり、またはシート状のものを加熱ローラ１と熱供給
部材１１との間に介在させたりすることによって、加熱
ローラ１と熱供給部材１１との間の摩擦力を低くするよ
うにすることも可能である。

【００２９】定着ベルト３と加圧ローラ４とが圧接する
部分は第１定着工程を行う第１ニップ部Ａを形成し、加
圧ローラ４が定着ベルト３を介して定着ローラ２を押圧
する部分（定着ローラ２上で定着ベルト３と加圧ローラ
４とが圧接する部分）は第２定着工程を行う第２ニップ
部Ｂを形成する。第１ニップ部Ａ及び第２ニップ部Ｂの
長さはそれぞれ１０ｍｍ程度に設定されている。第２ニ
ップ部Ｂのニップ面圧は１．５Ｋｇ／ｃｍ²程度に設定
されている。

【００３０】この第１実施形態の定着装置を用いた画像
形成装置においては、例えば、電子写真プロセスによ
り、感光体からなる像担持体が帯電手段により均一に帯
電されて露光手段により露光されることで静電潜像が形
成され、この感光体上の静電潜像が現像装置により現像
されてトナー像となる。この感光体上のトナー像は給紙
装置から給紙された転写紙１３へ転写手段により転写さ
れることで転写紙１３がその転写されたトナー像１２を
担持し、このトナー像１２を担持した転写紙１３がガイ
ド板６により案内されつつ第１ニップ部Ａへ搬送されて
くる。

【００３１】このとき、サーミスタ７により加熱ローラ
１を介して検知される定着ベルト３の加熱部分の表面温
度は約１４０℃に設定されている。一方、加圧ローラ４
の表面温度は加圧ローラ４の定着ベルト３との接触、回
転により１１０℃程度になっており、加熱ローラ１、定
着ローラ２、定着ベルト３及び加圧ローラ４はそれぞれ
図示矢印で示す方向に回転している。

【００３２】転写紙１３が第１ニップ部Ａを通過する際
には、転写紙１３上のトナー１２は、定着ベルト３から
与えられた熱により徐々に溶融し、転写紙１３の表面に
仮定着される。定着ベルト３自体は、その熱源である加
熱ローラ１から離れていくため、放熱による自己冷却作
用によりその温度が下がっていく。転写紙１３が第２ニ
ップ部Ｂを通過する際には、転写紙１３上のトナー１２
は定着ベルト３から与えられた熱により完全に転写紙１
３に定着され、転写紙１３が第２ニップ部Ｂの出口で定
着ベルト３から剥離される。このとき、先述したよう
に、定着ベルト３は、自己冷却作用によりその表面温度
が１２０℃以下になる程度まで低下しており、トナー１
２との界面温度が上昇することがないので、トナー１２
の定着ベルト３へのホットオフセットが防げる。

【００３３】この定着装置において、熱供給部材１１が
無い場合には、先述のように第２ニップ部Ｂを通過した
定着ベルト３の表面温度は、定着ベルト３の自己冷却作
用と、定着ベルト３がトナー１２及び転写紙１３に熱を
奪われることにより、１２０℃程度に低下している。特
に、クィックスタートを狙って、定着ベルト３が回転を
開始して間もなく転写紙１３が通紙されるような場合に
は、第２ニップ部Ｂ出口の定着ベルト３の表面温度は１
２０℃以下になることもある。

【００３４】このように定着工程で低下した定着ベルト
３の表面温度はサーミスタ７で検知されるものの、この
温度検知時にはヒータ６が点灯していないので、表面温
度の低下した定着ベルト３はそのまま第１ニップ部Ａに
進入し、次の定着工程を行うことになる。しかし、定着
ベルト３の表面温度が設定温度よりも低いままで定着工
程を行うと、定着ベルト３からトナー１２に十分な熱量
を与えることができなくなり、トナー１２が不完全な溶
融状態となって定着不良またはコールドオフセットが発
生しやすくなる不具合がある。

【００３５】この第１実施形態の定着装置では、加熱ロ
ーラ１の昇温と同時に熱供給部材１１も昇温し、加熱ロ
ーラ１に接触している熱供給部材１１が加熱ローラ１の
熱をそれより温度の低い定着ベルト３に伝導し、定着ロ
ーラ２を通過した直後の定着ベルト３を、加熱ローラ１
と接触する以前に１２０℃以上に予熱することができ、
通紙中の定着ベルト３の表面温度の回復を速くすること
ができて定着不良またはコールドオフセットが防止され
る。

【００３６】図２は第１実施形態について次の実験条件
で測定を行った結果を示す。この測定結果から、第１実
施形態では、熱供給部材１１が無い従来例の場合に比べ
て定着ベルト３の表面温度の回復を速くすることができ
ることが確認された。 （実験条件） ・定着温度設定値（定着設定温度）・・・１４０℃ ・加圧ローラ４の表面温度設定値・・・１１０℃ ・定着ベルト３の線速・・・１５０ｍｍ／ｓ ・第２ニップ部Ｂの面圧・・・１．５ｋｇ／ｃｍ² ・転写紙１３・・・普通紙（厚さ０．１ｍｍ） 従って、通紙時においては定着ローラ２が暖まっておら
ず、定着ベルト３の表面から転写紙１３及びトナー１２
に熱が奪われて加熱ローラ１上の定着ベルト３表面温度
が設定温度よりもかなり低くなってしまうが、加熱ロー
ラ１と定着ベルト３の裏面に接触する熱供給部材１１を
通して加熱ローラ１の熱が定着ベルト３に伝わり、排紙
（転写紙剥離）直後の定着ベルト３を、加熱ローラ１到
達以前に設定温度近傍の温度まで予熱するので、通紙時
の定着ベルト３の表面温度の回復を速くすることができ
て定着不良またはコールドオフセットを防止することが
できる。

【００３７】このように、第１実施形態は、請求項１に
係る発明の実施形態であって、定着ローラ２及び加熱ロ
ーラ１と、この定着ローラ２及び加熱ローラ１に張架さ
れた無端状定着ベルト３と、前記定着ローラ２と前記定
着ベルト３を介して対向して設けられた加圧ローラ４と
を備え、前記定着ベルト３と前記加圧ローラ４により形
成される第１定着工程部分としての第１ニップ部Ａと、
前記定着ベルト３を介して前記定着ローラ２と前記加圧
ローラ４により形成される第２定着工程部分としての第
２ニップ部Ｂとで定着工程を行う定着装置において、前
記加熱ローラ１と前記定着ベルト３の裏面に接触し前記
加熱ローラ１からの熱を前記定着ベルト３に供給する熱
供給部材１１を設けたので、転写材１３がニップ部Ａ、
Ｂを通った後に加熱ローラ１から熱供給部材１１を介し
て定着ベルト３に熱を供給して定着ベルト３を予熱する
ことができ、定着ベルト表面温度の回復を速くすること
ができて定着不良またはコールドオフセットを防止する
ことができる。

【００３８】図４は本発明の第２実施形態を示す。この
第２実施形態は、請求項２に係る発明の一実施形態であ
り、上記第１実施形態に対して、アルミニウム製の熱供
給部材１１に代えてＳＵＳ製の板ばね状弾性体からなる
熱供給部材１４を用い、この熱供給部材１４が加熱ロー
ラ１と定着ベルト３を押圧する状態で固定されている点
のみが相違する。

【００３９】定着ベルト３は、加圧バネ９の張力が左右
でわずかに変化したり、加熱ローラ１の芯金が熱膨張し
たり、経時で張力に対する耐久性が弱くなったりした場
合にたわみを生ずる。定着ベルト３にたわみが生ずた場
合、熱供給部材１１が非弾性体であると、図３に示すよ
うに定着ベルト３のたわみ部分で熱供給部材１１が定着
ベルト３から離間してしまい、加熱ローラ１から定着ベ
ルト３への熱供給部材１１による熱供給の効果がなくな
ってしまう。また、仮に熱供給部材１１が非弾性体であ
っても熱供給部材１１を定着ベルト３に押圧する押圧手
段があれば良いが、部品点数の増加によるコスト的な問
題が生じてしまう不具合がある。

【００４０】しかし、この第２実施形態では、熱供給部
材１４がＳＵＳ製の板ばね状弾性体であるので、定着ベ
ルト３にたわみが生ずた場合も自然に熱供給部材１４が
定着ベルト３に接触を保つように付勢され、図４に示す
ように熱供給部材１４が定着ベルト３に沿って接触して
熱供給部材１４と定着ベルト３との接触状態を保つこと
ができる。また、余分な押圧手段を必要としない利点が
有る。

【００４１】このように、第２実施形態は、請求項２に
係る発明の一実施形態であって、請求項１記載の定着装
置において、前記熱供給部材１４が弾性体であるので、
定着ベルトのたわみ発生に拘らず熱供給部材と加熱ロー
ラ及び定着ベルトの裏面とを確実に接触させることがで
き、転写材がニップ部を通った後の定着ベルト表面温度
の回復を確実に速くすることができる。さらに、余分な
押圧手段を必要とせず、かつ、定着ベルトのテンション
を確保することができる。

【００４２】図６及び図７は本発明の第３実施形態を示
し、図５は第３実施形態の一部を示す。この第３実施形
態は、請求項３に係る発明の一実施形態であり、上記第
１実施形態に対して、熱供給部材１１に代えて、転写材
としての転写紙１３が通過する通紙領域に対応して複数
の部分１５ａ、１５ｂに分割されて各分割部分１５ａ、
１５ｂの加熱ローラ１及び定着ベルト３裏面への押圧の
制御が可能である熱供給部材１５を用い、この熱供給部
材１５の各分割部分１５ａ、１５ｂを転写紙１３が通過
する通紙領域に対応して加熱ローラ１及び定着ベルト３
裏面へ選択的に押圧する押圧部材１６を設けた点が相違
する。

【００４３】図５に示すように、熱供給部材１５の分割
部分１５ａは通紙領域がＡ４縦向きサイズの転写紙の通
紙領域（定着ローラ２の軸方向の幅２１０ｍｍ）である
場合に対応し、熱供給部材１５の分割部分１５ｂは分割
部分１５ａと併用することで、通紙領域がＡ４横向きサ
イズの転写紙の通紙領域（定着ローラ２の軸方向の幅２
９７ｍｍ）である場合に対応する。熱供給部材１５の分
割部分１５ａ、１５ｂは加熱ローラ１に当接する部分１
５ａ１、１５ｂ１と、定着ベルト３裏面に当接する部分
１５ａ２、１５ｂ２とが両端部に設けられている。

【００４４】図６及び図７は熱供給部材１５の分割部分
１５ｂの各通紙領域に応じた加熱ローラ１及び定着ベル
ト３裏面に対する当接状態・離間状態を示す。図６に示
すように、図示しない操作パネルによりＡ４縦向きの転
写紙の通紙が指定されると、熱供給部材１５の分割部分
１５ｂは押圧部材１６の押圧解除により加熱ローラ１及
び定着ベルト３裏面から離間される。このとき、熱供給
部材１５の分割部分１５ａは加熱ローラ１及び定着ベル
ト３裏面に押圧されたままの状態で固定されている。ま
た、図７に示すように、図示しない操作パネルによりＡ
４横向きの転写紙の通紙が指定されると、熱供給部材１
５の分割部分１５ｂは押圧部材１６により押圧されて加
熱ローラ１及び定着ベルト３裏面に当接される。

【００４５】上記第１実施形態の定着装置においては、
定着ベルト３の通紙領域は転写紙１３の通過に伴い熱を
奪われて表面温度が低下するが、定着ベルト３の非通紙
領域は表面温度がほとんど低下しない。しかし、ハロゲ
ンヒータ５はサーミスタ７で検知した定着ベルト３の通
紙領域の表面温度により点灯するので、結果的に定着ベ
ルト３の非通紙領域の表面温度が上昇してしまう。ここ
で、さらに、熱供給部材１１が加熱ローラ１及び定着ベ
ルト３の非通紙領域に接触すると、熱供給部材１１が加
熱ローラ１及び定着ベルト３の非通紙領域に接触しない
場合に比べて、定着ベルト３の非通紙領域の表面温度が
定着設定温度よりも過度に上昇してしまう可能性があ
る。

【００４６】第３実施形態では、上記のように、加熱ロ
ーラ１及び定着ベルト３裏面に対する熱供給部材１５の
接触範囲が定着ベルト３の通紙領域に対応して変化し、
熱供給部材１５が加熱ローラ１及び定着ベルト３の通紙
領域のみに接触するので、定着ベルト３の非通紙領域の
表面温度が定着設定温度よりも過度に上昇してしまうの
を防ぐことができる。

【００４７】このように、第３実施形態は、請求項３に
係る発明の一実施形態であって、請求項１記載の定着装
置において、熱供給部材１５が、前記加熱ローラ１及び
前記定着ベルト３の転写材通過領域において、使用する
転写材としての転写紙１３の通過幅に対応して前記加熱
ローラ１及び前記定着ベルト３に接触するので、転写材
が通らない領域の過度の温度上昇を防ぐことができる。

【００４８】なお、請求項３に係る発明は、上記第２実
施形態に適用し、上記第３実施形態と同様に熱供給部材
１４に代えて、転写材としての転写紙１３が通過する通
紙領域に対応して複数の部分１５ａ、１５ｂに分割され
て各分割部分１５ａ、１５ｂの加熱ローラ１及び定着ベ
ルト３裏面への押圧の制御が可能である熱供給部材１５
を用い、この熱供給部材１５の各分割部分１５ａ、１５
ｂを転写紙１３が通過する通紙領域に対応して加熱ロー
ラ１及び定着ベルト３裏面へ選択的に押圧する押圧部材
１６を設けるようにしてもよい。

【００４９】図８は本発明の第４実施形態の一部を示
す。この第４実施形態は、請求項４に係る発明の一実施
形態であり、上記第１実施形態に対して、熱供給部材１
１の周囲における、加熱ローラ１及び定着ベルト３裏面
との接触部以外の外周を覆うようにガラスウール製の断
熱体１７が設けられている点のみが相違する。熱供給部
材１１は、内部を加熱ローラ１からの熱が伝導するだけ
でなく、表面から大気中（定着ベルト３の中空部）へ放
熱も起きている。

【００５０】上記第１実施形態では、熱供給部材１１の
みであるので、熱供給部材１１は加熱ローラ１から与え
られた熱が定着ベルト３に伝導する際に表面から大気中
への放熱による熱損失が大きく、十分な熱量が定着ベル
ト３に伝わらない可能性がある。しかし、第４実施形態
では、熱供給部材１１の、加熱ローラ１及び定着ベルト
３裏面との接触部以外の外周を覆う断熱体１７が存在す
るので、熱供給部材１１の表面から大気中への放熱によ
る熱損失を少なくすることができ、十分な熱量を定着ベ
ルト３に供給することができる。また、このとき、熱供
給部材１１から発せられる熱が、第１定着工程を行う第
１ニップ部Ａの温度に影響を与えることがなくなり、安
定してトナーの定着性が得られるという利点がある。

【００５１】このように、第４実施形態は、請求項４に
係る発明の一実施形態であって、定着ローラ２及び加熱
ローラ１と、この定着ローラ２及び加熱ローラ１に張架
された無端状定着ベルト３と、前記加熱ローラ２の内部
に設けられた定着ベルト加熱用ヒータ５と、前記定着ロ
ーラ２と前記定着ベルト３を介して対向して設けられた
加圧ローラ４とを備え、前記定着ベルト３と前記加圧ロ
ーラ４により形成される第１定着工程部分としての第１
ニップ部Ａと、前記定着ベルト３を介して前記定着ロー
ラ２と前記加圧ローラ４により形成される第２定着工程
部分としての第２ニップ部Ｂとで定着工程を行う定着装
置において、前記加熱ローラ１と前記定着ベルト３の裏
面に接触し前記加熱ローラ１からの熱を前記定着ベルト
３に供給する熱供給部材１１を設け、この熱供給部材１
１の、前記加熱ローラ１及び前記定着ベルト３裏面との
接触部以外の外周を覆う部材を断熱材としての断熱体１
７で構成したので、加熱ローラ１から熱供給部材１１を
介して定着ベルト３裏面に伝わる熱の放熱等による損失
を無くすことができ、定着ベルト３表面温度の回復を速
くする際の熱効率を良くすることができる。

【００５２】図１１は上述した熱ローラ定着装置に対す
るベルト定着装置の利点について、図９及び図１０を用
いた考察をふまえ、上記第１実施形態乃至第４実施形態
の各構成における条件の下に、実際に実験を行った結果
を示す。図１１において、横軸はニップ時間、縦軸は定
着温度を示す。図１１に示す実験結果より、本発明の第
１実施形態乃至第４実施形態においても、熱ローラ定着
装置より定着離型性温度幅が広く、余裕度が大きいこと
が確認された。

【００５３】

【発明の効果】以上のように請求項１に係る発明によれ
ば、定着ローラ及び加熱ローラと、この定着ローラ及び
加熱ローラに張架された無端状定着ベルトと、前記定着
ローラと前記定着ベルトを介して対向して設けられた加
圧ローラとを備え、前記定着ベルトと前記加圧ローラに
より形成される第１定着工程部分と、前記定着ベルトを
介して前記定着ローラと前記加圧ローラにより形成され
る第２定着工程部分とで定着工程を行う定着装置におい
て、前記加熱ローラと前記定着ベルトの裏面に接触し前
記加熱ローラからの熱を前記定着ベルトに供給する熱供
給部材を設けたので、転写材がニップ部を通った後に加
熱ローラから熱供給部材を介して定着ベルトに熱を供給
して定着ベルトを予熱することができ、定着ベルト表面
温度の回復を速くすることができる。

【００５４】請求項２に係る発明によれば、請求項１記
載の定着装置において、前記熱供給部材が弾性体である
ので、定着ベルトのたわみ発生に拘らず熱供給部材と加
熱ローラ及び定着ベルトの裏面とを確実に接触させるこ
とができ、転写材がニップ部を通った後の定着ベルト表
面温度の回復を確実に速くすることができる。

【００５５】請求項３に係る発明によれば、請求項１ま
たは２記載の定着装置において、前記熱供給部材が、前
記加熱ローラ及び前記定着ベルトの転写材通過領域にお
いて、使用する転写材の通過幅に対応して前記加熱ロー
ラ及び前記定着ベルトに接触するので、転写材が通らな
い領域の過度の温度上昇を防ぐことができる。

【００５６】請求項４に係る発明によれば、定着ローラ
及び加熱ローラと、この定着ローラ及び加熱ローラに張
架された無端状定着ベルトと、前記加熱ローラの内部に
設けられた定着ベルト加熱用ヒータと、前記定着ローラ
と前記定着ベルトを介して対向して設けられた加圧ロー
ラとを備え、前記定着ベルトと前記加圧ローラにより形
成される第１定着工程部分と、前記定着ベルトを介して
前記定着ローラと前記加圧ローラにより形成される第２
定着工程部分とで定着工程を行う定着装置において、前
記加熱ローラと前記定着ベルトの裏面に接触し前記加熱
ローラからの熱を前記定着ベルトに供給する熱供給部材
を設け、この熱供給部材の、前記加熱ローラ及び前記定
着ベルト裏面との接触部以外の外周を覆う部材を断熱材
で構成したので、加熱ローラから熱供給部材を介して定
着ベルト裏面に伝わる熱の放熱等による損失を無くすこ
とができ、定着ベルト表面温度の回復を速くする際の熱
効率を良くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態を示す概略図である。

【図２】同第１実施形態の実験結果を示す図である。

【図３】熱供給部材が非弾性体であるベルト定着装置の
例を示す概略図である。

【図４】本発明の第２実施形態を示す概略図である。

【図５】本発明の第３実施形態の一部を示す斜視図であ
る。

【図６】同第３実施形態において熱供給部材の一方の分
割部分の各通紙領域に応じた加熱ローラ及び定着ベルト
裏面に対する離間状態を示す概略図である。

【図７】同第３実施形態において熱供給部材の一方の分
割部分の各通紙領域に応じた加熱ローラ及び定着ベルト
裏面に対する当接状態を示す概略図である。

【図８】本発明の第４実施形態の一部を示す断面図であ
る。

【図９】熱ローラ定着装置のニップにおける、ニップ時
間とともに変化する定着ローラ、トナー、転写紙の各層
内非定常温度分布状態を示す図である。

【図１０】熱ローラ定着装置と従来のベルト定着装置と
の定着温度特性を示す図である。

【図１１】上記第１実施形態乃至第４実施形態の実験結
果を示す図である。

【符号の説明】

１ 加熱ローラ ２ 定着ローラ ３ 定着ベルト ４ 加圧ローラ ５ ハロゲンヒータ ６ ガイド板 ７、８ サーミスタ ９、１０ 加圧バネ １１、１４、１５ 熱供給部材 １５ａ、１５ｂ 熱供給部材の分割部分 １６ 押圧部材 １７ 断熱体

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】定着ローラ及び加熱ローラと、この定着ロ
   ーラ及び加熱ローラに張架された無端状定着ベルトと、
   前記定着ローラと前記定着ベルトを介して対向して設け
   られた加圧ローラとを備え、前記定着ベルトと前記加圧
   ローラにより形成される第１定着工程部分と、前記定着
   ベルトを介して前記定着ローラと前記加圧ローラにより
   形成される第２定着工程部分とで定着工程を行う定着装
   置において、前記加熱ローラと前記定着ベルトの裏面に
   接触し前記加熱ローラからの熱を前記定着ベルトに供給
   する熱供給部材を設けたことを特徴とする定着装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の定着装置において、前記熱
   供給部材が弾性体であることを特徴とする定着装置。
3. 【請求項３】請求項１または２記載の定着装置におい
   て、前記熱供給部材が、前記加熱ローラ及び前記定着ベ
   ルトの転写材通過領域において、使用する転写材の通過
   幅に対応して前記加熱ローラ及び前記定着ベルトに接触
   することを特徴とする定着装置。
4. 【請求項４】定着ローラ及び加熱ローラと、この定着ロ
   ーラ及び加熱ローラに張架された無端状定着ベルトと、
   前記加熱ローラの内部に設けられた定着ベルト加熱用ヒ
   ータと、前記定着ローラと前記定着ベルトを介して対向
   して設けられた加圧ローラとを備え、前記定着ベルトと
   前記加圧ローラにより形成される第１定着工程部分と、
   前記定着ベルトを介して前記定着ローラと前記加圧ロー
   ラにより形成される第２定着工程部分とで定着工程を行
   う定着装置において、前記加熱ローラと前記定着ベルト
   の裏面に接触し前記加熱ローラからの熱を前記定着ベル
   トに供給する熱供給部材を設け、この熱供給部材の、前
   記加熱ローラ及び前記定着ベルト裏面との接触部以外の
   外周を覆う部材を断熱材で構成したことを特徴とする定
   着装置。