(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に加熱源を備える加熱ローラと、
表面に弾性体を備える定着ローラと、
前記加熱ローラ及び前記定着ローラに張架されて回動する定着ベルトと、
前記定着ベルトを介して前記定着ローラを押圧する加圧ローラを含む定着装置であって、
前記定着ローラと前記加圧ローラとの押圧部より前記定着ベルトの回動方向下流側に、前記定着ベルトを内側から前記加圧ローラに押圧する剥離ローラを設け、
前記剥離ローラの外径が、前記定着ローラの外径よりも小さくなっており、
前記剥離ローラを前記加圧ローラに押圧する補助ローラを設け、
前記剥離ローラと前記補助ローラとの押圧部で、前記定着ベルトのクリーニングを行うことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
内部に加熱源を備える加熱ローラと、
表面に弾性体を備える定着ローラと、
前記加熱ローラ及び前記定着ローラに張架されて回動する定着ベルトと、
前記定着ベルトを介して前記定着ローラを押圧する加圧ローラを含む定着装置であって、
前記定着ローラと前記加圧ローラとの押圧部より前記定着ベルトの回動方向下流側に、前記定着ベルトを内側から前記加圧ローラに押圧する剥離ローラを設け、
前記剥離ローラの外径が、前記定着ローラの外径よりも小さくなっており、
前記剥離ローラを前記加圧ローラに押圧する補助ローラを設け、
前記補助ローラにより、前記定着ベルトを前記定着ローラに離接させることを特徴とする定着装置。
【請求項３】
前記剥離ローラと前記補助ローラとの押圧部で、前記定着ベルトのクリーニングを行うことを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記剥離ローラの表面硬度が、前記加圧ローラの表面硬度よりも小さいことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１つに記載の定着装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか１つに記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を利用した画像形成装置に用いられる定着装置に関し、より詳しくはベルト定着方式の定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の定着装置としては、内部に加熱源を有する加熱ローラと表面に弾性体を有する加圧ローラを圧接したニップ部にトナーが転写された記録紙を搬送し、熱と圧力を加えてトナーを記録紙に定着させるローラ定着方式が広く使用されている。
【０００３】
近年では、高生産性化やカラー化が急速に進展するとともに、両面印刷機構を備えた装置の普及も高まっている。そのため、プロセススピードの高速化に対応した定着装置の実現が求められている。
【０００４】
上記のローラ定着方式を用いて高速化を図るためには、加熱ローラ径を大きくしてニップ幅を広げることが有効であるが、加熱ローラ径を大きくすると熱容量が大きくなり、定着可能な温度に達するまでの待機時間が長くなるという課題がある。また、加熱ローラの定着温度を維持する消費電力の増大も課題である。
【０００５】
そこで、近年では、加熱した定着ベルトを用いて、記録紙上のトナーに熱と圧力を与えて定着させるベルト定着方式が開発されている。ベルト定着方式では、加熱ローラと比較して小さな熱容量で済む定着ベルトを用いるため、待機時間と消費電力をローラ定着方式よりも低減させることができる。
【０００６】
ところが、ベルト定着装置においても、定着ベルトにより溶融されたトナーによって、記録紙が定着ベルトから剥離しない場合がある。そのため、ベルト定着装置においても、定着ベルト表面から記録紙を剥離するための分離機構を設ける必要があった。
【０００７】
例えば、記録紙を剥離するための分離機構としては、ニップ部の下流側に定着ベルトに当接して分離爪を配設した構成や、ニップ部の出口部に定着ベルトの曲率を大きくするための固定部材を配設した構成がある。
【０００８】
固定部材を配した分離機構の一例として、図６に、特許文献１に開示されたベルト定着装置の模式図を示す。図６に示すように、特許文献１のベルト定着装置は、定着ローラ１０４と、加熱ローラ１０６と、両ローラに張架されたベルト１０３と、該ベルト１０３の外周面に接触してベルト１０３との間でニップを形成する加圧ローラ１０５を備えている。そして、定着ローラ１０４と加圧ローラ１０５によって形成されるニップの出口分離部に対応した位置であってベルト１０３の内側に、スプリング１０９を介して固定部材１０８を配設し、該固定部材１０８の形状は出口分離部面を曲率の大きなものとしている。
【０００９】
特許文献１のベルト定着装置によれば、固定部材１０８をベルト１０３の内側から押し当てて、ニップの出口分離部における分離角度を大きくしているため、記録紙１０２自身の腰の強さにより定着ベルト１０３からの分離性能を向上できるとされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００３−５５６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、分離機構として分離爪を用いた構成の場合、記録紙を安定的に剥離するためには、分離爪を定着ベルトに当接させて配設する必要があり、定着ベルトの表面が分離爪によって摩耗され易くなる。そして、定着ベルトの表面に摩耗痕が生じると、定着画像に摩耗痕に対応した定着ムラが発生して画像品質を低下させる問題があった。
【００１２】
また、特許文献１のように、分離機構として定着ベルト１０３の内側に固定部材１０８を配設した場合も、定着ベルト１０３の内周が固定部材１０８により摺動されるため、定着ベルト１０３の内周に摩耗痕が生じやすく、分離爪を配したときと同様に画像品質を低下させる問題があった。
【００１３】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、定着ベルトを有する定着装置において、定着ベルトからの記録紙の剥離性を改善し、良好な定着画像を得ることができる定着装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の課題を解決するため、本発明は、次の第１態様及び第２態様の定着装置を提供する。
（１）第１態様の定着装置
本発明に係る第１態様の定着装置は、内部に加熱源を備える加熱ローラと、表面に弾性体を備える定着ローラと、加熱ローラ及び定着ローラに張架されて回動する定着ベルトと、定着ベルトを介して定着ローラを押圧する加圧ローラを含み、定着ローラと加圧ローラとの押圧部より定着ベルトの回動方向下流側に、定着ベルトを内側から加圧ローラに押圧する剥離ローラを設け、剥離ローラの外径が、定着ローラの外径よりも小さくなっており、剥離ローラを加圧ローラに押圧する補助ローラを設け、剥離ローラと補助ローラとの押圧部で、前記定着ベルトのクリーニングを行うことを特徴とする。
（２）第２態様の定着装置
本発明に係る第２態様の定着装置は、内部に加熱源を備える加熱ローラと、表面に弾性体を備える定着ローラと、加熱ローラ及び定着ローラに張架されて回動する定着ベルトと、定着ベルトを介して定着ローラを押圧する加圧ローラを含み、定着ローラと加圧ローラとの押圧部より定着ベルトの回動方向下流側に、定着ベルトを内側から加圧ローラに押圧する剥離ローラを設け、剥離ローラの外径が、定着ローラの外径よりも小さくなっており、剥離ローラを加圧ローラに押圧する補助ローラを設け、補助ローラにより、定着ベルトを定着ローラに離接させることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係る第１態様及び第２態様の定着装置は、剥離ローラの表面硬度が加圧ローラの表面硬度よりも小さくなっている。
【００１７】
また、本発明に係る第２態様の定着装置は、剥離ローラと補助ローラとの押圧部で、定着ベルトのクリーニングを行う。
【００１９】
また、本発明の画像形成装置は、上記のいずれかの定着装置を備える。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の定着装置によれば、定着ベルトからの記録紙の剥離性を向上させ、良好な定着画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る画像形成装置の構成を示す概略断面図である。
【図２】本発明の実施例１の定着装置の構成を示す断面図である。
【図３】実施例１の定着装置における定着ニップ部を拡大した断面図である。
【図４】実施例２の定着装置の構成を示す断面図である。
【図５】実施例３の定着装置の構成を示す断面図である。
【図６】従来の定着装置の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。図１は、電子写真方式のカラー画像形成装置Ｚの構成を示す概略断面図である。画像形成装置Ｚは、例えばネットワーク上の各端末装置から送信される画像データ等に基づいて、所定の記録紙Ｐに対して多色又は単色の画像を形成するものであり、搬送手段３０、可視像形成ユニット４０及び定着装置５０を備えている。
【００２３】
図１に示す画像形成装置Ｚは、４組の可視像形成ユニット４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｂが搬送手段３０上に並設された所謂タンデム式の画像形成装置である。可視像形成ユニット４０Ｙは、イエロー（Ｙ）のトナーを用いて画像形成を行い、可視像形成ユニット４０Ｍは、マゼンダ（Ｍ）のトナーを用いて画像形成を行い、可視像形成ユニット４０Ｃは、シアン（Ｃ）のトナーを用いて画像形成を行い、可視像形成ユニット４０Ｂは、ブラック（Ｂ）のトナーを用いて画像形成を行う。
【００２４】
それぞれの可視像形成ユニット４０は、実質的に同一の構成を有し、感光体ドラム４１、帯電器４２、レーザ光照射手段４３、現像器４４、転写ローラ４５及びクリーナユニット４６を備えており、搬送手段３０により搬送される記録紙Ｐに各色トナーを順次転写する。以下に、記録紙Ｐ上にトナー像を転写する方法について説明する。
【００２５】
可視像形成ユニット４０は、感光体ドラム４１表面を帯電器４２によって所定の均一電位に帯電させた後、レーザ光照射手段４３により画像データに対応する露光を行い、感光体ドラム４１表面に静電潜像を形成する。この静電潜像に、現像器４４から各色のトナーを供給して、感光体ドラム４１上にトナー像を顕像化する。
【００２６】
搬送手段３０は、駆動ローラ３２と従動ローラ３３によって回動される無端状の搬送ベルト３４を備え、記録紙Ｐを搬送ベルト３４上に静電吸着させる。静電吸着された記録紙Ｐは、各色の可視像形成ユニット４０の下方を順次通過させて搬送される。
【００２７】
搬送ベルト３４の内側には、感光体ドラム４１と所定の間隙で対向配置された転写ローラ４５が備えられている。この転写ローラ４５に、感光体ドラム４１上のトナー像と逆極性のバイアス電圧を印加することにより、感光体ドラム４１からトナーが飛翔してトナーが記録紙Ｐへ転写される。
【００２８】
記録紙Ｐに転写されずに感光体ドラム４１上に残留したトナーは、クリーナユニット４６により、感光体ドラム４１から除去または回収される。上記工程は、記録紙Ｐに対して４回繰り返され、記録紙Ｐに各色のトナー像が転写される。
【００２９】
記録紙Ｐは、搬送ベルト３４上で各色のトナー像が転写された後、駆動ローラ３２の曲率により、記録紙Ｐは搬送ベルト３４から剥離され、定着装置５０に搬送される。トナー像が転写された記録紙Ｐは、定着装置５０で適度な熱と圧力が与えられ、トナーが熱溶解して記録紙Ｐに定着することにより定着画像が形成される。
【００３０】
＜実施例１＞
図２は、実施例１の定着装置５０の全体構成を示す概略断面図であり、図３は、実施例１の定着装置５０における２つの定着ニップ部Ｎ１及びＮ２を拡大した断面図である。図２及び図３を用いて、実施例１の定着装置５０の構成について詳細に説明する。
【００３１】
図２に示すように、定着装置５０は、無端状の定着ベルト１と、定着ベルト１を張架する加熱ローラ２、定着ローラ３及び剥離ローラ４と、定着ベルト１を介して上記定着ローラ３及び剥離ローラ４を押圧する加圧ローラ５とを有している。定着ローラ３と剥離ローラ４は、図示しないバネ等の弾性部材によって、定着ベルト１の内側から加圧ローラ５に向かって押圧されている。また、定着ベルト１、加熱ローラ２、定着ローラ３及び加圧ローラ５の表面近傍には、各部の温度を検知して定着ベルト１を所定温度に制御するためのサーミスタ１２〜１５が設けられている。
【００３２】
図３に示すように、定着ベルト１には、定着ローラ３と加圧ローラ５により押圧される第１定着ニップ部Ｎ１と、剥離ローラ４と加圧ローラ５により押圧される第２定着ニップ部Ｎ２が形成されている。実施例１の定着装置５０は、上記２つの定着ニップ部Ｎ１及びＮ２において、未定着トナー像が形成された記録紙Ｐと、加熱ローラ２により加熱された定着ベルト１を圧接することにより、記録紙Ｐ上の未定着トナー像を溶融して定着画像を形成するものである。
【００３３】
定着ベルト１は、ポリイミドの材質からなる、周径７０ｍｍ、厚み９０μｍの無端状のベルト基材に、図示しない１５０μｍの弾性層と１０μｍの離型層を形成したものである。ベルト基材の材質や厚みは、上記に限定されるものではなく、Ｎｉ、ステンレス、鉄などの金属製のベルト基材を用いても良い。金属性ベルト基材を用いると、定着ベルト１の耐久性を向上させることができる。
【００３４】
定着ベルト１の弾性層は、耐熱性、弾性を有する材料であれば良く、例えば、シリコンゴムを使用することができる。また、離型層は、耐熱性、耐久性に優れ、トナーとの離型性が優れる材料であればよく、例えば、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレンとペルフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体）や、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等のフッ素系材料を使用することができる。
【００３５】
加熱ローラ２は、外径３０ｍｍの中空のアルミニウムからなる芯金と、加熱源として芯金内部に配置されたハロゲンランプ６を備えている。芯金の素材は、これに限るものでもなく、鉄製の金属からなるものでも良い。加熱ローラ２は、内部に配置されたハロゲンランプ６からの熱を定着ベルト１に効率よく伝達するために、できるだけ肉厚の薄い芯金を用いることが好ましい。本実施例では、肉厚０．２ｍｍの芯金を使用した。
【００３６】
また、加熱ローラ２は、芯金の表層に図示しない離型層を形成してもよい。離型層を形成することにより、加熱ローラ２と定着ベルト１の間における摩擦力が低減され、定着ベルト１を蛇行させる寄り力を小さくすることができる。離型層の材料としては、耐熱性、耐久性に優れ、摩擦係数が低いものであればよく、定着ベルト１と同様に、例えば、ＰＦＡや、ＰＴＦＥ等のフッ素系材料を使用することができる。
【００３７】
定着ローラ３は、外径２０mmの中空のアルミニウムからなる芯金上に断熱弾性層３ａが形成されたものである。芯金の素材は、これに限るものでもなく、鉄製の金属からなるものでも良い。また、中空に限るものでもなく、中実の芯金を用いても良い。断熱弾性層３ａは、第１定着ニップ部Ｎ１においてニップ幅を広く確保するとともに、定着ベルト１の熱がベルト内側から定着ローラ３側へ逃げることを防止するものである。本実施例では、断熱弾性層３ａとして、耐熱性を有する厚さ５ｍｍのシリコンスポンジゴムを用いた。
【００３８】
加圧ローラ５は、外径２６ｍｍの中空のアルミニウムからなる芯金上に、弾性層５ａ及び図示しない離型層が順に形成されたものであり、芯金の内部には、加熱源としてハロゲンランプ７が設置されている。芯金の素材は、これに限るものでもなく、鉄製の金属からなるものでも良い。本実施例では、弾性層５ａとして、耐熱性を有する厚さ２ｍｍのシリコンゴムを用いた。また、離型層としては、耐熱性、耐久性に優れ、トナーとの離型性が優れる材料であればよく、ＰＦＡや、ＰＴＦＥ等のフッ素系材料を使用できる。本実施例では、厚み約３０μｍのＰＦＡチューブを用いた。
【００３９】
弾性層５ａ及び離型層を含む加圧ローラ５全体の外径は３０ｍｍであり、表面硬度（アスカーＣ硬度）は７５°である。この加圧ローラ５に対して定着ローラ３を４０ｋｇｆの荷重で押圧することで、定着ローラ３の断熱弾性層３ａが凹部となり、定着ベルト１と記録紙Ｐが圧接される第１定着ニップ部Ｎ１が形成される。この第１定着ニップ部の幅は７ｍｍとなっている。
【００４０】
第１定着ニップ部Ｎ１に対し定着ベルト回動方向の下流側には、定着ベルト１を内側から加圧ローラ５側に押圧する剥離ローラ４が設けられている。剥離ローラ４は、図３に示すように、加圧ローラ５との押圧部に第２ニップ部Ｎ２を形成するとともに、第２ニップ部Ｎ２の出口における定着ベルト１と記録紙Ｐの分離角度を大きくすることにより、分離爪等の他の剥離手段を要せず、記録紙Ｐ自身の腰の強さによって自己剥離させるものである。
【００４１】
剥離ローラ４は、外径８ｍｍの中実の鉄からなる芯金に、厚さ２ｍｍのシリコンスポンジゴムからなる断熱弾性層４ａが形成されたものである。芯金の素材は、これに限るものでもなく金属製の芯金であれば良い。剥離ローラ４は、定着ベルト１と記録紙Ｐの分離角度を大きくするため、剥離ローラ４の外径を定着ローラ３よりも小さくしており、本実施例では、断熱弾性層４ａを含む剥離ローラ４全体の外径を１２ｍｍにしている。
【００４２】
剥離ローラ４は、回転軸の両端にベアリング等の回転機構を配して、定着ベルト１の回動に従動するように回転自在に設けられている。また、剥離ローラ４は、回転軸の両端が、図示しないバネ等の弾性部材で支持されて、定着ベルト１の内側から加圧ローラ５の方向に押圧されている。
【００４３】
剥離ローラ４は、加圧ローラ５の方向に１０ｋｇｆの荷重で押圧されることにより、定着ベルト１と記録紙Ｐが圧接される第２定着ニップ部Ｎ２が形成される。この第２定着ニップ部Ｎ２幅は３ｍｍとなっている。第２定着ニップ部Ｎ２の形状としては、記録紙Ｐが剥離しやすいように、剥離ローラ４側が凹部となる所謂逆ニップ形状にすることが望ましい。このため、断熱弾性層４aの表面硬度は、加圧ローラ５よりも低く設定されており、例えば、表面硬度５６°となっている。
【００４４】
本発明の定着装置５０の大きな特徴は、定着ローラ３の外径より小さい剥離ローラ４を定着ベルト１の回動に従動するように回転自在に設けたことである。従って、本発明の定着装置５０によれば、剥離ローラ４により分離角度を大きくして、記録紙Ｐ自身の腰の強さによって自己剥離させることができる。また、剥離ローラ４が定着ベルト１と一緒に回転することにより、定着ベルト１の内周を摺動して摩耗痕や粉塵を生じさせることなく、良好な定着画像を得ることができる。
【００４５】
【表１】
0005963513.tif 000002
上記の表１は、実施例１の剥離ローラ４を備えた定着装置５０と、従来の分離機構として固定部材を備えた定着装置との耐久性試験の結果を比較したものである。比較に用いた固定部材は、実施例１の剥離ローラ４と同様にニップ幅を３ｍｍとし、表層にフッ素コーティングしたアルミ部材を用いた。また、固定部材は、実施例１の剥離ローラ４と同様に加圧ローラ側に向けて、１０ｋｇｆの荷重で押圧した。なお、どちらの定着装置も剥離機構を有しているので、定着ベルトと記録紙の分離が問題となることはなかった。
【００４６】
耐久性の判断は、転写枚数が所定の累積に達する毎に、定着画像の変化を目視によって確認した。定着画像にかすれ等の劣化が見られたものは×と評価し、良好な画質が得られている場合は○と評価した。表１に示すように、実施例１の剥離ローラ４を備えた定着装置は、１５万枚を印字した時点でも、特に問題なく良好な画像が得られた。一方、従来の固定部材による定着装置は、転写枚数が１０万枚に達すると、定着画像に筋状のかすれが見られた。また、従来の固定部材による定着装置は、定着ベルトの内周が固定部材により摺動され、ニップ部での均一な圧接を阻害する摩耗痕や摩耗粉が目視で確認された。
【００４７】
＜実施例２＞
図４は、実施例２の定着装置５０を示した概略断面図である。実施例１の定着装置５０との違いは、補助ローラ８を追加したことであり、他の構成については、実施例１の定着装置５０と同じ構成を採用しているため詳細な説明を省略する。
【００４８】
剥離ローラ４は、第２定着ニップ部Ｎ２の出口における分離角度を大きくするために、小さな外径のローラが用いられるため、加圧ローラ５と圧接されることにより、剥離ローラ４の中央部が撓んで端部に比べて圧接力が弱くなりやすい。このため、実施例２の定着装置５０では、剥離ローラ４を軸方向全体で加圧ローラ５に押圧させる補助ローラ８を設けることにより、上記剥離ローラ４の撓みを防止している。
【００４９】
補助ローラ８は、外径１５ｍｍの剛性のあるステンレス等の金属性ロールであり、内部に回転軸が設けられ、補助ローラ８の両端部に設けられた軸受部８ａが、バネ９を介在して定着装置のフレームの一部である支持板金１０に支持されている。補助ローラ８は、このバネ９により剥離ローラ４を軸方向全体に１０ｋｇｆの荷重をかけて加圧ローラ５に押圧することにより、剥離ローラ４の撓みが補正され、第２定着ニップ部Ｎ２の押圧分布が均一化される。なお、補助ローラ８の形状は、中央部の外形を両端部よりも数ｍｍ程度大きした所謂正クラウン形状にすることで、剥離ローラ４が大きく撓む場合にも対応することができる。
【００５０】
【表２】
0005963513.tif 000003
表２は、定着画像の定着性について、剥離ローラ４の撓みを補正しない場合と、補助ローラ８用いて剥離ローラ４の撓みを補正した場合とを比較したものである。定着前の未定着画像は、トナーの体積平均粒径が６.５μｍであり、ワックスを内包したカラー用オイルレストナーを使用し、Ａ４サイズの記録紙（坪量６５ｇ／m2の普通紙）に単位面積毎の付着量を１．０ｍｇ／ｃｍ２にして画像形成した。また、トナーを溶融させる定着温度は、１３０〜１８０℃の範囲に設定した。
【００５１】
定着性の評価方法としては、トナーが定着された印字面を内側にして折り曲げた記録紙に、所定の荷重を加えた後、荷重印加部のトナーの脱落状態により定着性を評価した。なお、記録紙面内の分布を調べるため、中央部と端部の２箇所を評価している。
【００５２】
この時、印字面を指で軽く擦る程度でトナーが記録紙から脱落したものを×、荷重を印加した部分でトナーの脱落が大きかったものを△、定着装置の仕様基準を満たしトナーの脱落がほとんどないものを○と評価した。なお、定着温度が１８０℃では、トナーが溶融され過ぎて、定着ベルト上に付着してしまったため「Ｈ」と表記した。
【００５３】
定着温度が１５０℃以上の比較的高温の場合には、剥離ローラ４の撓みによる影響は少ないが、表２に示すように、定着温度を１４０℃に下げると、撓みよって圧接力の弱い中央部の定着性が低下し、中央部と端部とで定着性のばらつきが生じる。これに対して、補助ローラ８用いて剥離ローラ４の撓みを補正することにより、ニップ部の圧接力が均一化されるため、定着温度の低い１４０℃でも中央部と端部の両方で定着性が確保されるようになり、定着可能な温度範囲が広くなるため、より安定に定着することができている。
【００５４】
【表３】
0005963513.tif 000004
表３は、定着温度が１４０℃〜１８０℃での定着画像の光沢度について、剥離ローラ４の撓みを補正しない場合と、補助ローラ８用いて剥離ローラ４の撓みを補正した場合とを比較したものである。また補正有と補正無の各場合において、中央部と端部の光沢度差分の絶対値も示している。
未定着画像は、表１のときと同じ方法で形成したものであり、記録紙面内のばらつきを調べるため、中央部と端部において光沢度を測定した。光沢度の測定は、光沢度計（ＶＧ２０００、日本電色工業株式会社製）を用いて、入射角および反射角を７５°で測定した。
【００５５】
光沢度は、圧接力に依存する傾向があり、表３に示すように、剥離ローラ４の撓みを補正しない場合は、定着温度を調整しても、撓みよって圧接力の弱い中央の光沢度が端部よりも低くなって、許容範囲内であるが若干の光沢度のばらつきが生じる。
【００５６】
例えば、定着温度が１４０℃で補正無の場合、中央部が１３．５、端部が２０．５となっており、差の絶対値は７となる。それに対し、補正有の場合、中央部と端部は共に２１．３で同じ値となっている。同様にして補正有の場合の定着温度１５０℃〜１８０℃における中央部と端部の光沢度差分絶対値を見ると、それぞれ９．３、８．９、６．６及び９．２となっており、光沢度のばらつきが大きなものとなっている。一方、補正有の場合は、２．０、１．４、１．６、３．１となっており、補正無の場合と比して光沢度のばらつきが小さくなっていることがわかる。
すなわち、補助ローラ８を用いて剥離ローラ４の撓みを補正することにより、１４０〜１８０℃の温度範囲で、中央部と端部で同等の光沢度が得られており、ニップ部の圧接力が均一化されていることが理解できる。なお、定着温度が低い１３０℃は、定着性で問題が生じたため、光沢度を評価していない。
【００５７】
以上、補助ローラ８を用いた剥離ローラ４の撓みの補正について説明したが、本実施例において、補助ローラ８を定着ベルト１のクリーニング機構として用いることも可能である。補助ローラ８は、定着ベルト１の表面側に配置されるため、ウエブ１１を補助ローラ８に沿って巻き付けて定着ベルト１に押し当てることにより、定着ベルト１表面に付着したトナーをクリーニングすることができる。例えば、図４では、クリーニング機構として、ウエブ１１を送出ローラ１２から補助ローラ８に送り出し、使用済みのウエブ１１を巻き取りローラ１３に回収する機構を示している。
【００５８】
ウエブ１１は、通常、芳香族ポリアミド繊維に高温で柔らかいポリエステル繊維を混入させ、適度な柔らかさと強さをもったノーメックス、ヒメロン等の耐熱不繊布よりなる。ウエブ１１の厚さは、３０〜１００μｍであることが望ましい。
【００５９】
また、ウエブ１１には、０．０１ｍ２／ｓ（１００００センチストークス）程度の粘度を持つシリコーンオイルを高温で含浸させることが好ましい。シリコーンオイルには、この分野で常用されているものを使用でき、例えば、ジメチルシリコーンオイルが挙げられる。それ以外でも、アミノ変性オイル、メルカプト変性オイル、フッ素変性オイル等の変性シリコーンオイルを使用することも可能である。
【００６０】
なお、補助ローラ８の表面には、図示しない弾性層を形成しても良い。弾性層を形成することにより、定着ベルト１を介して剥離ローラ４との圧接面積を広く取ることができ、クリーニング領域が広くなるので、クリーニング効果が向上する。また、弾性層の断熱性により、定着ベルト１表面から補助ローラ８側への熱逃げを防止することができる。
【００６１】
＜実施例３＞
図５は、実施例３の定着装置５０を示した概略断面図である。実施例２の定着装置５０との違いは、剥離ローラ４の下流側で定着ベルト１と定着ローラ３とを離接させる離接機構２０を追加したことであり、他の構成については、実施例２の定着装置５０と同じ構成を採用しているため詳細な説明を省略する。
【００６２】
定着ベルト１に圧接する定着ローラ３、剥離ローラ４、加圧ローラ５及び補助ローラ８は、定着ベルト１と接することで熱を吸収して温度が上がる一方で、定着ベルト１はそれぞれのローラと接する毎に熱を奪われて温度が低下していく。このため、図２に示したサーミスタ１２〜１５の検知温度に基づいて、加熱ローラ２や加圧ローラ５に内蔵したハロゲンランプ２、７をＯＮ・ＯＦＦして、定着ベルト１を所定温度に制御している。
【００６３】
特に、定着ローラ３の断熱弾性層３ａは、定着ベルト１と接する面積が大きく、熱容量も大きく、定着ベルト１の大部分の熱を吸収して断熱弾性層３ａに蓄積している。そこで、離接機構２０は、定着ベルト１の温度が定着ローラ３の温度より高いとき、剥離ローラ４下流側の定着ベルト１を定着ローラ３から離間させ、逆に定着ベルト１の温度が定着ローラ３の温度よりも低いとき、剥離ローラ４下流側の定着ベルト１を定着ローラ３に接触させる。このように定着ベルト１と定着ローラ３を離接させることにより、定着ローラ３に蓄積された熱を定着ベルト１に再び回収することができ、ハロゲンランプ２、７をＯＮさせる期間を短縮できるため、定着装置５０の消費電力を低減させることができる。
【００６４】
図５では、離接機構２０により、剥離ローラ４下流側の定着ベルト１を定着ローラ３に接触させた状態を示している。離接機構２０は、実施例２の補助ローラ８を定着ローラ３の方向に移動させることで実現できる。
【００６５】
具体的には、離接機構２０は、補助ローラ８を支持するバネ９が、支持板金１０と支点１５で回動可能に固定されたアーム１４に固定されている。また、アーム１４の端部には、アーム１４の裏面と接するように偏芯カム１６が設置されている。そして、図示しないモータによって偏芯カム１６が支点１７を中心として回転することにより、アーム１４の端部を押し下げて傾斜させる。このように、アーム１４の傾斜角度が変化することにより、バネ９の圧縮力が付加され、補助ローラ８を剥離ローラ４に押圧しながら、定着ローラ３の方向にも移動させることができる。
【００６６】
上述してきたように、本実施形態に係る定着装置５０は、内部に加熱源を備える加熱ローラ２と、表面に弾性体を備える定着ローラ３と、加熱ローラ２と定着ローラ３に張架されて回動する定着ベルト１と、定着ベルト１を介して定着ローラ３を押圧する加圧ローラ５とを含み、定着ベルト１の押圧部の下流側に、定着ベルト１を内側から加圧ローラ５に押圧する剥離ローラ４を設け、剥離ローラ４の外径を定着ローラ３よりも小さくしたものである。
【００６７】
本発明の定着装置５０によれば、剥離ローラ４により分離角度を大きくすることで、記録紙Ｐ自身の腰の強さを利用して記録紙Ｐを自己剥離させる。また、剥離ローラ４が定着ベルト１と一緒に回転することにより、定着ベルト１の内周を摺動して摩耗痕や粉塵を生じさせることなく、良好な定着画像を得ることができる。なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で各種の変形、修正が可能である。
【符号の説明】
【００６８】
１  定着ベルト
２  加熱ローラ
３  定着ローラ
４  剥離ローラ
５  加圧ローラ
６、７  ハロゲンランプ
８  補助ローラ
Ｚ  画像形成装置
２０  離接機構
３０  搬送手段
４０  可視像形成ユニット
５０  定着装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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