JPH11174880A

JPH11174880A - 定着装置

Info

Publication number: JPH11174880A
Application number: JP9362926A
Authority: JP
Inventors: Kaneo Yoda; 兼雄依田; Takayuki Shiraki; 貴幸白木; Kazutoshi Fujisawa; 和利藤沢
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1997-12-12
Filing date: 1997-12-12
Publication date: 1999-07-02

Abstract

(57)【要約】【課題】シート全体に亙って定着むらの生じない定着
装置を提供する。【解決手段】内部に熱源を有する加熱ローラ５０と、
この加熱ローラに対して圧接される第１、第２加圧ロー
ラ６０，７０を有し、加熱ローラ、第１加圧ローラ、第
２加圧ローラは、それぞれの硬度をＨｈ，Ｈｐ１，Ｈｐ
２，加熱ローラと第１加圧ローラとの硬度比をＨｒ１＝
Ｈｈ／Ｈｐ１，加熱ローラと第２加圧ローラとの硬度比
をＨｒ２＝Ｈｈ／Ｈｐ２としたとき、Ｈｒ１≧１．５，
Ｈｒ２≦０．７なる条件を満たすように構成されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はプリンター、ファク
シミリ、複写機等の画像形成装置において、シート（普
通紙、コート紙、ＯＨＰ（オーバーヘッドプロジェク
タ）用シート、光沢紙、光沢フィルム、葉書等のカット
シート、あるいは封筒等）上に担持されたトナー像をシ
ート上に定着させる定着装置に関する。特に、１本の加
熱ローラに対して２本の加圧ローラが圧接されている定
着装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、１本の加熱ローラに対してその回
転方向上流側から２本の加圧ローラが順次圧接されてい
る定着装置としては、図８に示すようなものが知られて
いる（特公昭５８−２１２６２号）。

【０００３】同図において、１は加熱ローラであり、図
示しない駆動モータによって矢印方向に回転駆動され
る。

【０００４】この加熱ローラ１の外周面には、加圧ロー
ラ２，３が配置されている。加圧ローラ２，３は、金属
板４に支持され、加熱ローラ１に圧接されて従動回転す
る。

【０００５】加熱ローラ１は硬いゴムで覆われており、
加圧ローラ２は、より柔らかいゴムで覆われており、加
圧ローラ３は、加圧ローラ２よりも硬いゴムで覆われて
いる。

【０００６】シート（図示せず）は、その上面にトナー
像が付着された状態で加熱ローラ１と加圧ローラ２との
挟圧部に供給され、この挟圧部および加熱ローラ１と加
圧ローラ３との挟圧部を通過することにより、トナー像
がシートに融着される。

【０００７】そして、同公報には、上記構成によって加
圧ローラ２の周速よりも加圧ローラ３の周速の方が速く
なり、これによって加圧ローラ２と３との間においてシ
ートに張力が作用し、１つの加熱ローラと１つの加圧ロ
ーラからなる挟圧部におけるシートと加熱ローラとの接
触時間よりも長い接触時間が得られるので、シートへの
トナー像の効果的な融着処理が動作温度および適用圧力
を減少して達成できる、旨の記述がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の定着装
置によると、加圧ローラ２の周速よりも加圧ローラ３の
周速の方が速いので、シートの先端が、加圧ローラ２と
加熱ローラ１との挟圧部を通過し、さらに加圧ローラ３
と加熱ローラ１との挟圧部に達すると、加圧ローラ２と
３との間においてシートに張力が作用してシートが加熱
ローラ１に良好に接触することとなるが、逆にいえば、
シートの先端が加圧ローラ３と加熱ローラ１との挟圧部
に達するまでは上記張力が作用せず、したがって、シー
トは加熱ローラ１に良好には接触しないこととなる。

【０００９】すなわち、上述した従来の装置によると、
シートの先端が加圧ローラ３と加熱ローラ１との挟圧部
に達するまでの期間と、その後の期間とでは、シート上
のトナーに付与される熱量が著しく異なることとなり、
結果として、シートの先端部分と中央部分とで定着むら
（定着強度、発色性、透明度等のむら）が生じてしまう
という問題がある。なお、同様の問題はシートの後端部
においても生じ、シートの後端が加圧ローラ２と加熱ロ
ーラ１との挟圧部を通過するまでの期間と、その後の期
間とでは、シート上のトナーに付与される熱量が著しく
異なることとなり、結果として、シートの中央部分と後
端部分とで定着むらが生じてしまう。

【００１０】本発明の目的は、以上のような問題を解決
し、シート全体に亙って定着むらの生じない定着装置を
提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１記載の定着装置は、内部に熱源を有する加熱
ローラと、この加熱ローラに対してその回転方向上流側
から順次圧接される第１、第２加圧ローラとを有する定
着装置であって、前記加熱ローラの硬度をＨｈ，第１加
圧ローラの硬度をＨｐ１，両者の硬度比をＨｒ１＝Ｈｈ
／Ｈｐ１としたとき、Ｈｒ１≧１．５なる条件を満たすように、上記加熱ローラおよび第１加
圧ローラが構成されていることを特徴とする。

【００１２】請求項２記載の定着装置は、請求項１記載
の定着装置において、第２加圧ローラの硬度をＨｐ２，
前記加熱ローラとの硬度比をＨｒ２＝Ｈｈ／Ｈｐ２とし
たとき、Ｈｒ２≦０．７なる条件を満たすように、上記加熱ローラおよび第２加
圧ローラが構成されていることを特徴とする。

【００１３】

【作用効果】請求項１記載の定着装置は、内部に熱源を
有する加熱ローラと、この加熱ローラに対してその回転
方向上流側から順次圧接される第１、第２加圧ローラと
を有する定着装置であって、前記加熱ローラの硬度をＨ
ｈ，第１加圧ローラの硬度をＨｐ１，両者の硬度比をＨ
ｒ１＝Ｈｈ／Ｈｐ１としたとき、Ｈｒ１≧１．５なる条
件を満たすように、上記加熱ローラおよび第１加圧ロー
ラが構成されているので、この装置によれば次のような
作用効果が得られる。

【００１４】すなわち、加熱ローラと第１加圧ローラと
の硬度比Ｈｒ１＝Ｈｈ／Ｈｐ１が１．５以上であると、
加熱ローラと第１加圧ローラとの圧接部（第１ニップ
部）の形状は、ローラの軸線方向から見て第１加圧ロー
ラ側が大きく凹む形状となり、この第１ニップ部を通過
したシートはその先端を含めて加熱ローラに巻き付く方
向に大きく癖付けされることとなる。このため、シート
の先端は、トナーの有無にかかわらず第１ニップ部から
加熱ローラに接触した状態あるいは極めて近接した状態
で排出されることとなるとともに、シートと加熱ローラ
との間にはファンデルワールス力および鏡像力が作用す
るので、シートはその先端から確実に加熱ローラに巻き
付いて行くこととなる。

【００１５】このようにして、第１ニップ部を通過する
シートが、その先端から確実に加熱ローラに巻き付いて
行くと、シートの先端部にトナーがある場合には、トナ
ーの溶融が一挙に進み、加熱ローラとのより一層安定し
た接触状態が得られることとなる。

【００１６】したがって、この請求項１記載の定着装置
によれば、シート全体に亙ってむらの無い定着状態が得
られることとなる。

【００１７】一方、上述したように、加熱ローラと第１
加圧ローラとの硬度比Ｈｒ１を１．５以上とすると、第
１ニップ部を通過したシートは、その先端から確実に加
熱ローラに巻き付いて行き、そのまま加熱ローラと第２
加圧ローラとの圧接部（第２ニップ部）に進入して行く
から、ここで何等の方策も講じないとすると、第２ニッ
プ部を通過して加熱ローラから剥離されなければならな
いシートが加熱ローラに巻き付いてしまうおそれがあ
る。第２ニップ部を通過したシートを加熱ローラから剥
離するには剥離爪を設ければ良いが、それにしても剥離
動作は円滑になされるようにすることが望ましい。

【００１８】これに対し、請求項２記載の定着装置によ
れば、上記請求項１記載の定着装置において、第２加圧
ローラの硬度をＨｐ２，前記加熱ローラとの硬度比をＨ
ｒ２＝Ｈｈ／Ｈｐ２としたとき、Ｈｒ２≦０．７なる条
件を満たすように、上記加熱ローラおよび第２加圧ロー
ラが構成されているので、次のような作用効果が得られ
る。

【００１９】すなわち、加熱ローラと第２加圧ローラと
の硬度比Ｈｒ２＝Ｈｈ／Ｈｐ２が０．７以下であると、
加熱ローラと第２加圧ローラとの圧接部（第２ニップ
部）の形状は、ローラの軸線方向から見て加熱ローラ側
が大きく凹む形状となり、この第２ニップ部を通過した
シートはその先端を含めて加熱ローラに巻き付かない方
向に癖付けされて第２ニップ部から排出されることとな
る。

【００２０】したがって、この請求項２記載の定着装置
によれば、加熱ローラと第１加圧ローラとの硬度比Ｈｒ
１が１．５以上とないっているにもかかわらず、必ずし
も分離爪を設けなくても、第２ニップ部を通過したシー
トが加熱ローラから剥離されることとなる。

【００２１】すなわち、この請求項２記載の定着装置に
よれば、シート全体に亙ってむらの無い定着状態が得ら
れるとともに、シートを加熱ローラから円滑に剥離させ
ることができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００２３】図１は本発明に係る定着装置を用いた画像
形成装置の一例の要部を示す模式図、図２は図１におけ
るＩＩ−ＩＩ拡大部分端面図、図３は本発明に係る定着
装置の一実施の形態を示す部分省略側面図である。

【００２４】先ず、図１、図２を参照して画像形成装置
について説明する。

【００２５】この画像形成装置は、イエロー、シアン、
マゼンタ、ブラックの４色のトナーによる現像器を用い
てフルカラー画像を形成することのできる装置である。

【００２６】図１において、１０は感光体であり、図示
しない適宜の駆動手段によって図示矢印方向に回転駆動
される。

【００２７】感光体１０の周りには、その回転方向に沿
って、帯電手段としての帯電ローラ１１、現像手段とし
ての現像ローラ２０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、中間転写装置
３０、およびクリーニング手段１２が配置されている。

【００２８】感光体１０は、円筒状の導電性基材１０ａ
（図２参照）と、その表面に形成された感光層１０ｂと
を有している。

【００２９】帯電ローラ１１は、感光体１０の外周面に
当接して外周面を一様に帯電させる。一様に帯電した感
光体１０の外周面には、図示しない露光ユニットによっ
て所望の画像情報に応じた選択的な露光Ｌがなされ、こ
の露光Ｌによって感光体１０上に静電潜像が形成され
る。

【００３０】この静電潜像は、現像ローラ２０でトナー
が付与されて現像される。

【００３１】現像ローラとして、イエロー用の現像ロー
ラ２０Ｙ、シアン用の現像ローラ２０Ｃ、マゼンタ用の
現像ローラ２０Ｍ、およびブラック用の現像ローラ２０
Ｋが設けられている。これら現像ローラ２０Ｙ，２０
Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋは、選択的に感光体１０に当接し得
るようになっており、当接したとき、イエロー、シア
ン、マゼンタ、ブラックのうちのいずれかのトナーを感
光体１０の表面に付与して感光体１０上の静電潜像を現
像する。

【００３２】現像されたトナー像は、後述する中間転写
ベルト３６上に転写される。

【００３３】クリーニング手段１２は、上記転写後に、
感光体１０の外周面に残留し付着しているトナーを掻き
落とすクリーナブレード１３と、このクリーナブレード
１３によって掻き落とされたトナーを受ける受け部１４
とを備えている。

【００３４】中間転写装置３０は、駆動ローラ３１と、
４本の従動ローラ３２，３３，３４，３５と、これら各
ローラの回りに張架された無端状の中間転写ベルト３６
とを有している。

【００３５】駆動ローラ３１は、その端部に固定された
図示しない歯車が、感光体１０の駆動用歯車（図示せ
ず）と噛み合っていることによって、感光体１０と略同
一の周速で回転駆動され、したがって中間転写ベルト３
６が感光体１０と略同一の周速で図示矢印方向に循環駆
動されるようになっている。

【００３６】従動ローラ３５は、駆動ローラ３１との間
で中間転写ベルト３６がそれ自身の張力によって感光体
１０に圧接される位置に配置されていおり、感光体１０
と中間転写ベルト３６との圧接部において一次転写部Ｔ
１が形成されている。従動ローラ３５は、中間転写ベル
ト３６の循環方向上流側において一次転写部Ｔ１の近く
に配置されている。

【００３７】駆動ローラ３１には、中間転写ベルト３６
を介して電極ローラ３７が配置されており、この電極ロ
ーラ３７を介して、中間転写ベルト３６の後述する導電
層３６ａに電圧（一次転写電圧）Ｖ１が印加されるよう
になっている。

【００３８】従動ローラ３２はテンションローラであ
り、図示しない付勢手段によって中間転写ベルト３６を
その張り方向に付勢している。

【００３９】従動ローラ３３は、二次転写部Ｔ２を形成
するバックアップローラである。このバックアップロー
ラ３３には、中間転写ベルト３６を介して二次転写ロー
ラ３８が対向配置されている。二次転写ローラ３８は、
図示しない接離機構により中間転写ベルト３６に対して
接離可能である。二次転写ローラ３８には、二次転写電
圧Ｖ２が印加される。

【００４０】従動ローラ３４は、ベルトクリーナ３９の
ためのバックアップローラである。ベルトクリーナ３９
は、中間転写ベルト３６と接触してその外周面に残留し
付着しているトナーを掻き落とすクリーナブレード３９
ａと、このクリーナブレード３９ａによって掻き落とさ
れたトナーを受ける受け部３９ｂとを備えている。この
ベルトクリーナ３９は、図示しない接離機構によって中
間転写ベルト３６に対して接離可能である。

【００４１】中間転写ベルト３６は、図２に示すよう
に、導電層３６ａと、この導電層３６ａの上に形成さ
れ、感光体１０に圧接される抵抗層３６ｂとを有する複
層ベルトで構成されている。導電層３６ａは、合成樹脂
からなる絶縁性基体３６ｃの上に形成されており、この
導電層３６ａに、前述した電極ローラ３７を介して、一
次転写電圧Ｖ１が印加される。なお、ベルト３６側縁部
において抵抗層３６ｂが帯状に除去されていることによ
って導電層３６ａが帯状に露出しており、この露出部に
電極ローラ３７が接触するようになっている。

【００４２】中間転写ベルト３６が循環駆動される過程
で、一次転写部Ｔ１において、感光体１０上のトナー像
が中間転写ベルト３６上に転写され、中間転写ベルト３
６上に転写されたトナー像は、二次転写部Ｔ２におい
て、二次転写ローラ３８との間に供給される用紙等のシ
ートＳに転写される。

【００４３】シートＳは、図示しない給紙装置から給送
され、ゲートローラ対Ｇによって所定のタイミングで二
次転写部Ｔ２に供給される。

【００４４】二次転写部Ｔ２でトナー像が転写されたシ
ートＳは、後に詳しく説明する定着装置４０を通ること
によってそのトナー像が定着され、所定の位置に搬送さ
れる。

【００４５】以上のような画像形成装置全体の作動は次
の通りである。

【００４６】（ｉ）図示しないホストコンピュータ等
（パーソナルコンピュータ等）からの印字指令信号（画
像形成信号）が画像形成装置の制御部に入力されると、
感光体１０、現像ローラ２０、および中間転写ベルト３
６が回転駆動される。

【００４７】（ｉｉ）感光体１０の外周面が帯電ローラ
１１によって一様に帯電される。

【００４８】（ｉｉｉ）一様に帯電した感光体１０の外
周面に、図示しない露光ユニットによって第１色目（例
えばイエロー）の画像情報に応じた選択的な露光Ｌがな
され、イエロー用の静電潜像が形成される。

【００４９】（ｉｖ）感光体１０には、第１色目（例え
ばイエロー）用の現像ローラ２０Ｙのみが接触し、これ
によって上記静電潜像が現像され、第１色目（例えばイ
エロー）のトナー像が感光体１０上に形成される。

【００５０】（ｖ）中間転写ベルト３６には上記トナー
の帯電極性と逆極性の一次転写電圧Ｖ１が印加され、感
光体１０上に形成されたトナー像が、一次転写部すなわ
ち、感光体１０と中間転写ベルト３６との圧接部Ｔ１に
おいて中間転写ベルト３６上に転写される。このとき、
二次転写ローラ３８およびベルトクリーナ３９は、中間
転写ベルト３６から離間している。

【００５１】（ｖｉ）感光体１０上に残留しているトナ
ーがクリーニング手段１２によって除去された後、図示
しない除電手段からの除電光によって感光体１０が除電
される。

【００５２】（ｖｉｉ）上記（ｉｉ）〜（ｖｉ）の動作
が必要に応じて繰り返される。すなわち、上記印字指令
信号の内容に応じて、第２色目、第３色目、第４色目、
と繰り返され、上記印字指令信号の内容に応じたトナー
像が中間転写ベルト３６上において重ね合わされて中間
転写ベルト３６上に形成される。

【００５３】（ｖｉｉｉ）所定のタイミングでシートＳ
が供給され、シートＳの先端が第２転写部Ｔ２に達する
直前にあるいは達した後に（要するにシートＳ上の所望
の位置に、中間転写ベルト３６上のトナー像が転写され
るタイミングで）二次転写ローラ３８が中間転写ベルト
３６に押圧されるとともに二次転写電圧Ｖ２が印加さ
れ、中間転写ベルト３６上のトナー像（基本的には４色
のトナー像が重ね合わせられたフルカラー画像）がシー
トＳ上に転写される。また、ベルトクリーナ３９が中間
転写ベルト３６に当接し、二次転写後に中間転写ベルト
３６上に残留しているトナーが除去される。

【００５４】（ｉｘ）シートＳが定着装置４０を通過す
ることによってシートＳ上にトナー像が定着し、その
後、シートＳが所定の位置（例えば装置外）に搬送され
る。

【００５５】以上のような画像形成装置によれば、基本
的に４色のトナー像が重ね合わせられたフルカラーのト
ナー像が転写されたシートＳが定着装置４０に供給され
ることとなる。

【００５６】次に、定着装置４０について説明する。

【００５７】図３において、４１は定着装置のフレー
ム、５０は加熱ローラ、６０は第１加圧ローラ、７０は
第２加圧ローラである。

【００５８】加熱ローラ５０は、その中心部に熱源５１
を有し、その表面に弾性層５２を有している。したがっ
て、この加熱ローラ５０は全体としてみれば弾性ローラ
である。加熱ローラ５０は、フレーム４１の側板４２に
対して、軸線方向及び半径方向に移動不能な状態で、回
転可能に支持されており、図示しない駆動手段によって
矢印方向に回転駆動されるようになっている。

【００５９】第１加圧ローラ６０は、金属製の軸６１
と、これに固定されたローラ部６２と、その表面に形成
された弾性層６２ａとを有している。したがって、この
第１加圧ローラ６０は全体としてみれば弾性ローラであ
る。第１加圧ローラ６０は、その軸６１の両端が軸受６
３，６３（一方のみ図示）を介してレバー６４，６４
（一方のみ図示）に回転可能に支持されている。レバー
６４の一端は軸６４ａでフレーム４１の側板４２に回動
可能に支持されており、他端６４ｂとフレーム４１との
間には、加圧手段としての引っ張りバネ６５が設けられ
ている。第１加圧ローラ６０の軸６１は、レバー６４の
中間部に支持されているので、引っ張りバネ６５は加圧
手段としての役割を果たす。したがって、第１加圧ロー
ラ６０は引っ張りバネ６５の作用によって加熱ローラ５
０に圧接されており、加熱ローラ５０に従動して回転す
る。

【００６０】第２加圧ローラ７０は、金属製の軸７１
と、これに固定されたローラ部７２と、その表面に形成
された弾性層７２ａとを有している。したがって、この
第２加圧ローラ７０は全体としてみれば弾性ローラであ
る。第２加圧ローラ７０は、その軸７１の両端が図示し
ない軸受を介してレバー７４，７４（一方のみ図示）に
回転可能に支持されている。レバー７４の一端は軸７４
ａでフレーム４１の側板４２に回動可能に支持されてお
り、他端７４ｂとフレーム４１との間には、加圧手段と
しての引っ張りバネ７５が設けられている。第２加圧ロ
ーラ７０の軸７１は、レバー７４の中間部に支持されて
いるので、引っ張りバネ７５は加圧手段としての役割を
果たす。したがって、第２加圧ローラ７０は引っ張りバ
ネ７５の作用によって加熱ローラ５０に圧接されてお
り、加熱ローラ５０に従動して回転する。第２加圧ロー
ラ７０は、加熱ローラ５０の回転方向において、第１加
圧ローラ６０よりも下流側において加熱ローラ５０に圧
接されている。

【００６１】以上のような加熱ローラ５０、第１加圧ロ
ーラ６０、および第２加圧ローラ７０は、それぞれの硬
度をＨｈ，Ｈｐ１，Ｈｐ２，加熱ローラ５０と第１加圧
ローラ６０との硬度比をＨｒ１＝Ｈｈ／Ｈｐ１，加熱ロ
ーラ５０と第２加圧ローラ７０との硬度比をＨｒ２＝Ｈ
ｈ／Ｈｐ２としたとき、Ｈｒ１≧１．５Ｈｒ２≦０．７なる条件を満たすように構成されている。

【００６２】なお、この実施の形態では、第１加圧ロー
ラ６０と第２加圧ローラ７０との間にガイド体８０が設
けられており、第１加圧ローラ６０の外周面には第１分
離爪９１が配置されており、加熱ローラ５０の外周面に
は、第２加圧ローラ７０の下流側において、加熱ローラ
５０からシートを剥すための、第２剥離爪９２が配置さ
れ、さらにその下流側にはシートの剥離を助けるための
オイル塗布ローラ９４が配置されているが、後述する理
由により、これらガイド体８０、第１分離爪９１、第２
剥離爪９２、およびオイル塗布ローラ９４は必ずしも設
けなくてもかまわない。

【００６３】以上のような定着装置は、例えば上述した
ような画像形成装置において第二転写部Ｔ２の後段に配
置され、次のように作動する。

【００６４】画像形成装置の作動にともない、加熱ロー
ラ５０がその熱源５１で加熱されるとともに、第１、第
２加圧ローラ６０，７０が加熱ローラ５０に圧接され、
加熱ローラ５０が図示矢印方向に回転駆動されることに
より、第１、第２加圧ローラ６０，７０が従動回転す
る。

【００６５】シートＳは、その上面にトナー像が転写さ
れた状態で、加熱ローラ５０と第１加圧ローラ６０との
間に向けて供給される。

【００６６】このように供給されるシートＳは、先ず、
加熱ローラ５０と第１加圧ローラ６０との圧接部（第１
ニップ部）Ｎ１によって搬送されつつ加熱ローラ５０に
巻き付きそのトナーが加熱圧接されて一次的に定着され
る。

【００６７】次いで、シートＳはその加熱状態が維持さ
れたまま、加熱ローラ５０と第２加圧ローラ７０との圧
接部（第２ニップ部）Ｎ２に向かい、この第２ニップ部
Ｎ２によって搬送されつつそのトナーがさらに加熱圧接
されて完全に定着される。

【００６８】トナー像が定着したシートＳは、その後、
加熱ローラ５０から剥離され、カール矯正ローラ９３を
経て所定の位置へ搬送される。

【００６９】そして、この実施の形態の定着装置によれ
ば、次のような作用効果が得られる。

【００７０】（ａ）加熱ローラ５０の硬度をＨｈ，第１
加圧ローラ６０の硬度をＨｐ１，両者の硬度比をＨｒ１
＝Ｈｈ／Ｈｐ１としたとき、Ｈｒ１≧１．５なる条件を
満たすように、上記加熱ローラ５０および第１加圧ロー
ラ６０が構成されているので、次のような作用効果が得
られる。

【００７１】すなわち、加熱ローラ５０と第１加圧ロー
ラ６０との硬度比Ｈｒ１＝Ｈｈ／Ｈｐ１が１．５以上で
あると、図４（ａ）に概略を示すように、加熱ローラ５
０と第１加圧ローラ６０との圧接部（第１ニップ部）Ｎ
１の形状は、ローラの軸線方向から見て第１加圧ローラ
６０側が大きく凹む形状となり、この第１ニップ部Ｎ１
を通過したシートＳはその先端Ｓａを含めて加熱ローラ
５０に巻き付く方向に大きく癖付けされることとなる。
このため、シートＳの先端Ｓａは、トナーの有無にかか
わらず第１ニップ部Ｎ１から加熱ローラ５０に接触した
状態あるいは極めて近接した状態で排出されることとな
る。これとともに、シートＳと加熱ローラ５０との間に
はファンデルワールス力および鏡像力が作用するので、
シートＳはその先端Ｓａから確実に加熱ローラ５０に巻
き付いて行くこととなる。すなわち、オイル塗布ローラ
９４によって加熱ローラ５０の表面にオイルが塗布され
ているとしても、シートＳはその先端Ｓａから確実に加
熱ローラ５０に巻き付いて行くこととなる。したがって
また、ガイド体８０および第１分離爪９１が設けられて
いなくても、シートＳはその先端Ｓａから確実に加熱ロ
ーラ５０に巻き付いて行くこととなる。

【００７２】このようにして、第１ニップ部Ｎ１を通過
するシートＳが、その先端Ｓａから確実に加熱ローラ５
０に巻き付いて行くと、シートＳの先端部にトナーがあ
る場合には、トナーの溶融が一挙に進み、加熱ローラ５
０とのより一層安定した接触状態が得られることとな
る。

【００７３】したがって、この実施の形態の定着装置に
よれば、シートＳ全体に亙ってむらの無い定着状態が得
られることとなる。

【００７４】（ｂ）一方、上述したように、加熱ローラ
５０と第１加圧ローラ６０との硬度比Ｈｒ１を１．５以
上とすると、第１ニップ部Ｎ１を通過したシートＳは、
その先端Ｓａから確実に加熱ローラ５０に巻き付いて行
き、そのまま加熱ローラ５０と第２加圧ローラ７０との
圧接部（第２ニップ部）Ｎ２に進入して行くから、ここ
で何等の方策も講じないとすると、第２ニップ部Ｎ２を
通過して加熱ローラ５０から剥離されなければならない
シートＳが加熱ローラ５０に巻き付いてしまうおそれが
ある。第２ニップ部Ｎ２を通過したシートＳを加熱ロー
ラ５０から剥離するには剥離爪９２を設ければ良いが、
それにしても剥離動作は円滑になされるようにすること
が望ましい。

【００７５】これに対し、この実施の形態の定着装置に
よれば、第２加圧ローラ７０の硬度をＨｐ２，加熱ロー
ラ５０との硬度比をＨｒ２＝Ｈｈ／Ｈｐ２としたとき、
Ｈｒ２≦０．７なる条件を満たすように、加熱ローラ５
０および第２加圧ローラ７０が構成されているので、次
のような作用効果が得られる。

【００７６】すなわち、加熱ローラ５０と第２加圧ロー
ラ７０との硬度比Ｈｒ２＝Ｈｈ／Ｈｐ２が０．７以下で
あると、図４（ｂ）に概略を示すように、加熱ローラ５
０と第２加圧ローラ７０との圧接部（第２ニップ部）Ｎ
２の形状は、ローラの軸線方向から見て加熱ローラ５０
側が大きく凹む形状となり、この第２ニップ部Ｎ２を通
過したシートＳはその先端Ｓａを含めて加熱ローラ５０
に巻き付かない方向に癖付けされて第２ニップ部Ｎ２か
ら排出されることとなる。

【００７７】したがって、この実施の形態の定着装置に
よれば、加熱ローラ５０と第１加圧ローラ６０との硬度
比Ｈｒ１が１．５以上となっているにもかかわらず、必
ずしも分離爪９２を設けなくても、また必ずしも加熱ロ
ーラ５０にオイルを塗布しなくても、第２ニップ部Ｎ２
を通過したシートＳが加熱ローラ５０から剥離されるこ
ととなる。

【００７８】すなわち、この定着装置によれば、シート
全体に亙ってむらの無い定着状態が得られるとともに、
シートＳを加熱ローラ５０から円滑に剥離させることが
できる。

【００７９】（ｃ）例えば図１に示した画像形成装置の
ように、シートＳ上に一括転写された多色のトナー像を
一括定着させる装置において、安定した発色性、および
ＯＨＰ用シートにおける優れた透明性を確保するために
は、多層となっているトナーを十分に溶融、混合させて
定着させる必要がある。

【００８０】これに対し、この実施の形態の定着装置に
よれば、上述したように、シートＳは、そのトナー像
が、先ず、加熱ローラ５０と第１加圧ローラ６０との圧
接部（第１ニップ部）Ｎ１によって一次的に定着され、
次いで、上述したようにして確実に加熱ローラ５０に巻
き付くことによってトナーが加熱され続け、その加熱状
態が維持されたまま、加熱ローラ５０と第２加圧ローラ
７０との圧接部（第２ニップ部）Ｎ２によってトナーが
さらに加熱圧接されて二次的に定着されることとなるの
で、トナーが多層となっていても、これを十分に溶融、
混合させて定着させることができる。したがって、カラ
ートナー像の安定した発色性、およびＯＨＰ用シートに
おける優れた透明性を得ることができる。

【００８１】一方、このように、多層のトナーに十分な
熱量を加えて十分に溶融させる構成とすると、トナーの
付着力によって、シートが加熱ローラ５０に巻き付き易
くなる傾向が生じるが、この実施の形態の定着装置によ
れば、上で説明した理由により、シートＳを加熱ローラ
５０から円滑に剥離させることができる。

【００８２】以上、本発明の一実施の形態について説明
したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるもので
はなく、本発明の要旨の範囲内において適宜変形実施可
能である。

【００８３】例えば、上記実施の形態では、１つの加熱
ローラ５０に対して、第１、第２加圧ローラ６０，７０
のみが圧接される構成となっているが、本発明は、第
１、第２の加圧ローラ６０，７０の間に、ガイド加圧ロ
ーラが設けられている構成にも適用することが可能であ
る。

【００８４】

【実験例】硬度の異なる複数本の加熱ローラと、硬度の
異なる複数本の加圧ローラとを用意し、種々の組み合わ
せで加熱ローラに加圧ローラを圧接させ、かつ加熱ロー
ラへのオイル塗布量を変えて、加熱ローラへのトナー像
を有するシートの巻き付きの有無を確認した結果を、図
５および図６の表に示す。なお、加熱ローラは、アルミ
パイプの表面にシリコーンゴム層、あるいはフッ素ゴム
層を設け、そのゴム層の厚さを変えることによってロー
ラの硬度を変化させた。加圧ローラは、スチールパイプ
の表面にシリコーンゴム層、あるいはフッ素ゴム層を設
け、そのゴム層の厚さを変えることによってローラの硬
度を変化させた。ここで用意した加圧ローラは、第１加
圧ローラとしても、第２加圧ローラとしても用いること
が可能であり、したがって、表中の加熱ローラと加圧ロ
ーラとの硬度比Ｈｒ＝Ｈｈ／Ｈｐは、加熱ローラと第１
加圧ローラとの硬度比Ｈｒ１（＝Ｈｈ／Ｈｐ１）として
も、加熱ローラと第２加圧ローラとの硬度比Ｈｒ２（＝
Ｈｈ／Ｈｐ２）としても利用することができるものであ
る。表中、「濁度」はシート上に定着されたトナー像の
濁度（逆にいえば透明度）を表す数値である。

【００８５】また、上記実験結果に基づき、図５の表中
Ａ〜Ｆの結果をプロットして直線で結んで得た、硬度比
と、オイル塗布量と、シートの巻き付きの有無との関係
を示すグラフを図７に示す。図７において、直線Ｙの右
方がシートの巻き付きが生じる巻付領域であり、左方が
巻き付きが生じない剥離領域である。

【００８６】図５、図６の表および図７のグラフから、
少なくとも、加熱ローラと加圧ローラとの硬度比Ｈｒ
が、Ｈｒ１≧１．５であると、加熱ローラに比較的多量
のオイルが塗布されていても、シートの巻き付きが生
じ、硬度比Ｈｒが、Ｈｒ≦０．７であると、加熱ローラ
へのオイル塗布の有無にかかわらず、シートの巻き付き
が生じないことが分かった。

【００８７】なお、上記実験では、オイルの最大塗布量
を、０．０１５８７３ｍｇ／ｃｍ²（Ａ４サイズのシー
トの換算すると１０ｍｇ／ａ４）とした。オイル塗布量
がこの最大量（１０ｍｇ／ａ４）を越えるとシートがオ
イルを吸収し過ぎて実用に供し得ないからである。

【００８８】

【実施例】以下、具体的な実施例について説明する。

【００８９】＜加熱ローラ５０等に関し＞加熱ローラ５
０としては、外径３１ｍｍ程度のアルミパイプの表面に
厚さ２ｍｍ程度のシリコーンゴム層を設けて外径３５ｍ
ｍ程度、硬度４８程度としたものを用い、第１加圧ロー
ラ６０としては、外径３１ｍｍ程度のスチールパイプの
表面に厚さ２ｍｍ程度のシリコーンゴム層を設けて外径
３５ｍｍ程度、硬度３２程度としたものを用いて両者の
硬度比を１．５程度とする（図５の定着器Ｊ参照）。

【００９０】第２加圧ローラ７０としては、外径１１ｍ
ｍ程度のスチールパイプの表面に厚さ２ｍｍ程度のシリ
コーンゴム層を設けて外径１５ｍｍ程度、硬度８０程度
としたものを用い、加熱ローラ５０との硬度比を０．６
程度とする（図６の定着器Ｊ’参照）。

【００９１】加熱ローラ５０へのオイル塗布量は０．０
０３１７５ｍｇ／ｃｍ²程度とする。

【００９２】なお、加熱ローラ５０は中心部には、熱源
５１としてハロゲンランプを配置する。

【００９３】第１加圧ローラ６０および第２加圧ローラ
７０の加熱ローラ５０に対する圧接力は、それぞれ３０
〜１２０Ｋｇ程度の範囲内で適宜設定する。

【００９４】＜トナーに関し＞トナーとしては、軟化点
温度が１３０゜Ｃ以下のカラートナーを用いる。

【００９５】より詳しくは、粒径７μｍ程度の高濃度顔
料トナーを用いる。トナーの外添剤の量については、大
粒径の外添剤の量を０．５〜４．０ｗｔ％（より好まし
くは０．７ｗｔ％程度）とし、小粒径の外添剤の量を
１．５〜４．０ｗｔ％（より好ましくは２．０ｗｔ％程
度）とする。大粒径の外添剤は、主にトナーの耐久安定
性を向上させるために必要であり、この点からすれば多
いほど良いが、４．０ｗｔ％を越えると、トナーの流動
性が悪くなり、中抜けその他に影響して好ましくないか
らである。また、小粒径の外添剤は、主にラフ紙の転写
性を向上させるために必要であり、この点からすれば多
いほど良いが、４．０ｗｔ％を越えると、浮遊シリカが
引き金となり、感光体１０や中間転写ベルト３６がフィ
ルミングし易くなって好ましくないからである。また、
トナーの流動性についてはＡ．Ｄ０．３５ｇ／ｃｃ程度
とし、帯電量は、−１０μＣ／ｇ以上とする。

【００９６】二次転写前のトナー量、すなわち、中間転
写ベルト３６上のトナー量は、１．５ｍｇ／ｃｍ²以下
とする。

【００９７】＜ガイド体８０に関し＞図３に示すよう
に、ガイド体８０は、略Ｃ形状の一対の側板８１，８１
（一方のみ図示）と、これら側板８１，８１を連結して
いる背板８２と、この背板８２から前記加熱ローラ５０
に向くように設けられたガイド部８３と、このガイド部
８３の先端面として形成されたガイド面８４とを有して
いる。

【００９８】ガイド体８０は、その側板８１，８１が前
記第１加圧ローラ６０の軸受６３に対して回動可能に支
持されていることによって、第１加圧ローラ６０の軸６
１に対して回動可能に支持されている。ガイド体８０
と、フレーム４１との間には、付勢手段としての引っ張
りバネ８５が設けられている。したがって、ガイド体８
０は、バネ８５の作用によって、ガイド面８４が加熱ロ
ーラ５０に近づく方向、すなわち図３において時計方向
回りに付勢されているが、その回動は、図示しない位置
決め部が加熱ローラ５０の両端部（画像領域外）に当接
することによって規制され、結果として、ガイド体８０
の位置決めがなされている。このような状態で、ガイド
面８４は、その始端部が第１加圧ローラ６０の外周面に
近接しており、加熱ローラ５０と第１加圧ローラ６０と
の圧接部（第１ニップ部）Ｎ１を通過したシートの先端
が、何らかの理由によって加熱ローラ５０に巻き付かな
かった場合でも、これを確実に、加熱ローラ５０と第２
加圧ローラ７０との圧接部（第２ニップ部）Ｎ２に向け
て案内するようになっている。また、ガイド面８４は、
加熱ローラ５０の外周面５０との間隔がシートの進行方
向にしたがって徐々に狭まる方向に傾斜している。

【００９９】

【発明の効果】請求項１記載の定着装置によれば、シー
ト全体に亙ってむらの無い定着状態が得られる。

【０１００】請求項２記載の定着装置によれば、シート
全体に亙ってむらの無い定着状態が得られるとともに、
シートを加熱ローラから円滑に剥離させることができ
る。

【０１０１】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る定着装置を用いた画像形成装置の
一例の要部を示す模式図。

【図２】図１におけるＩＩ−ＩＩ拡大部分端面図。

【図３】本発明に係る定着装置の一実施の形態を示す部
分省略側面図。

【図４】（ａ）（ｂ）は作用説明図。

【図５】実験例を示す表の図。

【図６】実験例を示す表の図。

【図７】実験例を示すグラフの図。

【図８】従来技術の説明図。

【符号の説明】

４０定着装置５０加熱ローラ５１熱源６０第１加圧ローラ７０第２加圧ローラ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内部に熱源を有する加熱ローラと、この
加熱ローラに対してその回転方向上流側から順次圧接さ
れる第１、第２加圧ローラとを有する定着装置であっ
て、前記加熱ローラの硬度をＨｈ，第１加圧ローラの硬度を
Ｈｐ１，両者の硬度比をＨｒ１＝Ｈｈ／Ｈｐ１としたと
き、Ｈｒ１≧１．５なる条件を満たすように、上記加熱ローラおよび第１加
圧ローラが構成されていることを特徴とする定着装置。
【請求項２】第２加圧ローラの硬度をＨｐ２，前記加
熱ローラとの硬度比をＨｒ２＝Ｈｈ／Ｈｐ２としたと
き、Ｈｒ２≦０．７なる条件を満たすように、上記加熱ローラおよび第２加
圧ローラが構成されていることを特徴とする請求項１記
載の定着装置。