(57)【要約】【課題】ウォームアップ時間が長くなることなく、また、定着ベルトの温度が不均一になることなく、記録紙の良好な剥離が可能な定着装置を提供する。【解決手段】定着ベルト２と、定着ベルト２に内包される加熱ロール１と、定着ベルト２を介して加熱ロール１を加圧する加圧ロール７と、定着ベルト２または加熱ロール１を加熱する加熱手段５と、定着ベルト２に内包され、定着ベルト２と加圧ロール７とで形成されるニップ部より下流側に配置された剥離部材３とを備える定着装置において、剥離部材３は、定着ベルト２の通紙領域外の両端部にのみ備える。【選択図】図１
2006235144.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
定着ベルトと、
前記定着ベルトに内包される加熱ロールと、
前記定着ベルトを介して前記加熱ロールを加圧する加圧ロールと、
前記定着ベルトまたは前記加熱ロールの少なくともいずれか一方を加熱する加熱手段と、
前記定着ベルトに内包され、前記定着ベルトと前記加圧ロールとで形成されるニップ部より下流側に配置された剥離部材とを具備したものであり、
前記剥離部材は、前記定着ベルトの通紙領域外の両端部にのみ備えたことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
剥離部材は、自らは固定されて定着ベルトに接し、定着ベルトを摺動案内することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
定着ベルトに内包され、定着ベルトの通紙領域外の両端部に移動自在に設置された張力印加部材を具備し、前記張力印加部材によって前記定着ベルトに張力を与えることを特徴とする請求項１または２に記載の定着装置。
【請求項４】
剥離部材または張力印加部材の少なくともいずれか一方には、定着ベルトの端面に当接する蛇行規制手段を有し、前記剥離部材、または前記張力印加部材が前記定着ベルトの蛇行を規制することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の電子写真プロセスを利用した電子写真機器に使用する定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
定着ベルトを用いる定着装置において、定着後の記録紙の剥離について、従来、例えば特許文献１に次のようなものが示されている。
【０００３】
前記特許文献１の第１図において、トナー像を記録紙に定着するための耐熱エンドレスフィルム（ここでは定着ベルトと呼ぶ）３６は、ヒートローラ３５ａおよびローラ３９に巻架され、ローラ３９によってそこで大きく湾曲されている。ヒートローラ３５ａおよび３５ｂは、定着ベルト３６を挟んで接し、その位置で定着ベルト３６とヒートローラ３５ｂとでニップ部が形成されている。ローラ３９は、テンション用スプリング３８によってヒートローラ３５ａから離れる向きに附勢されて構成されている。
【０００４】
このような構成において、トナー像が形成された記録紙は、ニップ部を通過する際の熱と圧力とでトナー像が記録紙に定着され、そして、定着された記録紙は、定着ベルト３６によってローラ３９の位置まで搬送され、定着ベルト３６が大きく湾曲しているローラ３９の位置で定着ベルト３６から剥離される。
【０００５】
ここで、定着ベルト３６を大きく湾曲させ記録紙を剥離するためのローラ（ここでは、以後、剥離ロールと呼ぶ）３９には、一般的に、定着ベルト３６全幅に渡る円柱状のものがよく用いられる。
【特許文献１】特許第２６４８０１２号公報（第３−４頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、剥離ロールは、定着ベルトに張力を与えて接触しており、ことに前記特許文献１の剥離ロール３９は定着ベルトの張架用のロールともなっており、前記一般的な剥離ロールを用いる従来の構成では、相応の強度が必要であり、ある程度の熱容量をもったものになる。
【０００７】
それゆえ、このような熱容量を有する剥離ロールを定着ベルトの内周面に全幅に渡って接触させると、定着ベルトの熱が剥離ロールに相当奪われて、その分、定着ベルトの温度上昇の為の時間（ウォームアップタイム：以降ＷＵＴと記す）が長くなってしまうという課題を有していた。
【０００８】
具体的には、例えば、外径：φ１０ｍｍ、肉厚：ｔ０．５ｍｍ、長さ：２４０ｍｍ、材質：アルミニウム、温度上昇量：１５０℃とした場合、それに必要な熱量は約１３００Ｊ（ジュール）となる。それゆえ、ヒートローラ内にあるハロゲンランプなどの熱源に８００Ｗの通電を行う場合、そのような熱容量の剥離ロールを用いると、ＷＵＴは約２秒長くなってしまうことになる。
【０００９】
また、剥離ロールは、剥離能力向上のためには、小径のものを用いる必要があり、その場合、定着ベルトの内周面に全幅に渡る剥離ロールでは、定着ベルトとの接触の不均一が生じやすく、その接触の不均一により、定着ベルトに温度むらが生じて、複写の光沢むらとなってしまうという課題も有していた。
【００１０】
また、定着ベルトと剥離ロールを用いた構成において、記録紙が剥離する位置は、必ずしも剥離ロールの位置とは限らず、記録紙が加熱される位置から剥離される位置までにある程度の距離があるので、例えば、記録紙上のトナーの付着面積が少ない場合には、剥離ロールの手前で剥離し易くなる。
【００１１】
このようなことから、記録紙が加熱されるヒートローラの位置から剥離ロールの位置までの距離が長いと、記録紙が剥離ロールの手前で実際に剥離することが生じやすく、複写の光沢度を安定に制御できない。そこで剥離ロールをヒートローラに極力近付けて設置することが望まれるが、定着ベルトの内周面に全幅に渡って、しかも回転する剥離ロールでは、それをヒートローラに近付けるにも依然相応の距離が必要で、複写の光沢度の安定性が必ずしも十分でなかったという課題も有していた。
【００１２】
本発明は、これらのような従来の課題を解決するものであり、ＷＵＴが長くなることなく、また、定着ベルトの温度が不均一になることなく、記録紙の良好で安定した剥離が可能な定着装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、上記目的を達成するために、定着装置において、定着ベルトと、定着ベルトに内包される加熱ロールと、定着ベルトを介して加熱ロールを加圧する加圧ロールと、定着ベルトまたは加熱ロールの少なくともいずれか一方を加熱する加熱手段と、定着ベルトに内包され、定着ベルトと加圧ロールとで形成されるニップ部より下流側に配置された剥離部材とを具備し、剥離部材は、定着ベルトの通紙領域外の両端部（両方の端部）にのみ備える構成とするものである。
【００１４】
これにより、記録紙の良好な剥離を図りつつ、定着ベルトの通紙領域が剥離部材に直接接触せず熱を奪われることがないので、剥離部材によるＷＵＴの低下がなく、また定着ベルトの温度の不均一も生じることがない定着装置を提供することができる。
【００１５】
また、剥離部材は、定着ベルトを摺動案内する手段を有し、自らは固定されて定着ベルトに接する構成としてもよい。
【００１６】
本構成によって、剥離部材は、定着ベルトの両端部にのみ備えられ、円弧状の摺動案内面などを定着ベルトが摺動することで、自転する円柱状にする必要がなく、円弧を有する扇状などのもので足り、小型にでき、加熱ロールにより近づけることができる。このことで、記録紙の剥離位置をトナーの定着がなされるニップ部により近づけることができ、記録紙が実際に剥離する位置の不安定性を抑え、光沢の度合が異なることを抑えることができる。
【００１７】
また、定着ベルトに内包され、定着ベルトの通紙領域外の両端部に移動自在に設置された張力印加部材を具備し、その張力印加部材によって定着ベルトに張力を与える構成としてもよい。
【００１８】
本構成によって、張力印加部材を移動させることにより定着ベルトに安定した張力を印加できるので、剥離部材は移動させる必要がなく、剥離位置を一定に保て、安定した記録紙の剥離が実現できる。また、張力印加部材は定着ベルトの両端部にのみ備えることで、ＷＵＴの低下がなく、定着ベルトの温度の不均一が生じることもなくすことができる。
【００１９】
また、剥離部材、または張力印加部材の少なくともいずれか一方には定着ベルトの端面に当接する蛇行規制手段を有し、この剥離部材、または張力印加部材が定着ベルトの蛇行を規制するようにした構成としてもよい。
【００２０】
本構成によって、剥離部材または張力印加部材が蛇行規制手段によって蛇行規制を行うための部材を兼ねることにより、何等特別な手段を備えることなく蛇行防止ができる。また、定着ベルトと剥離部材との摩擦力が大きいところに蛇行規制部材を付けると、蛇行規制部材による定着ベルト端面への押圧力が大きくて、定着ベルトが劣化し易いが、本構成のように、定着ベルトの両端部にのみ剥離部材または張力印加部材を備え、それが蛇行規制部材を兼ねたものでは、定着ベルトと剥離部材または張力印加部材との摩擦力は小さく、蛇行規制部材による定着ベルト端面へのストレスも小さいので、定着ベルトの劣化を生じにくくすることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は、剥離部材を定着ベルトの両端部にのみ備えることで、記録紙の良好な剥離を図りつつ、定着ベルトの通紙領域が剥離部材に直接接触せず熱を奪われることがないので、剥離部材によるＷＵＴの低下がなく、また定着ベルトの温度の不均一も生じることなく、記録紙の良好で安定した剥離が可能な定着装置を提供することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２３】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における定着装置の概略を示す断面図である。
【００２４】
図１において、加熱ロール１は、外径φ３０ｍｍ、肉厚０．５ｍｍのアルミニウムで形成されている。定着ベルト２は、加熱ロール１と剥離部材３とで張架されている。定着ベルト２は、０．０５ｍｍ厚のポリイミド基材上に、０．２ｍｍ厚のシリコーンゴム層と０．０３ｍｍのテフロン（登録商標）層とが順次形成されたものである。その周長は１１５ｍｍ、幅は２３０ｍｍである。剥離部材３は、外径φ１０ｍｍのパイプ形状のものであり、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）で形成されており、回転軸４により回転自在に支持されて、定着ベルトの両端部（両方の端部）に備えられている。
【００２５】
加熱手段としてのハロゲンランプ５は、加熱ロール１に接触するよう配置された温度検知手段６による検知温度に従ってオン・オフが行われて、加熱ロール１、さらには、定着ベルト２を所望の温度に加熱・保温する。加圧ロール７は、外径φ２０ｍｍのアルミニウムからなる芯金上に肉厚５ｍｍのシリコーンゴム層が形成されたものである。この加圧ロール７は、図示なき手段により、加熱ロール１へ２０ｋｇｆの荷重で押圧され、加熱ロール１と連れ回り自在に支持されている。
【００２６】
また、図２は、本発明の実施の形態１における定着装置の概略を示す正面図である。図２において、剥離部材３は、定着ベルト２の記録紙通紙幅の外側に備えている。
【００２７】
次に、動作について図１を用いて説明する。
【００２８】
図１において、まず、図示なき回転駆動手段により、加熱ロール１を矢印の向きへ回転させ、その回転に伴い、定着ベルト２を矢印の向きへ走行させる。また、この定着ベルト２の走行に伴って、加圧ロール７は矢印の向きへ回転する。この状態にて、ハロゲンランプ５を温度検知手段６の検知温度に従ってオン・オフし、加熱ロール１の温度を１７０℃に加熱・保温する。
【００２９】
このとき、定着ベルト２の温度もほぼ１７０℃となっている。この状態にて、未定着トナー画像が形成された記録紙は、定着ベルト２と加圧ロール７とで形成されたニップ部を通過させると、ニップ部の熱と圧力とにより、未定着トナー画像が定着され、その後、記録紙は、定着ベルト２により搬送され、剥離部材３の位置で定着ベルト２から剥離される。このとき、剥離部材３の大きな曲率により、定着ベルト２から記録紙を確実に剥離することが可能となっている。
【００３０】
ここで、剥離部材３のＷＵＴへの影響について実験を行った。温度検知手段６は定着ベルト２の記録紙通紙領域に取り付けている。
【００３１】
まず、剥離部材を取り付けない状態にて、加熱ロール１を２０℃から１７０℃まで上昇させるのに要したＷＵＴを測定し、その値は、２２秒であった。次に、従来の一般的な剥離ロールに相当するものとして剥離部材３と同材質で軸方向全域に渡る剥離部材を取り付けた場合、同様の測定を行うと、ＷＵＴは、２４秒となった。これに対し、剥離部材３を取り付けた場合は、２２秒となり、従来の一般的な剥離ロールに相当するものに比べ約２秒短くでき、剥離部材を取り付けない状態と変わらなくできた。
【００３２】
さらに、今度は、剥離部材３の温度均一性への影響について実験を行った。剥離部材を取り付けない場合の温度分布を基準としたとき、剥離部材３と同材質で軸方向全域に渡る剥離部材を取り付けた場合、中央部に対し、外側（記録紙通紙域の両端部）の温度が２℃低くなった。
【００３３】
これは、そのような剥離部材と定着ベルト２との接触状態が、不均一で、軸方向の位置によって異なり、中央部は不十分であることに起因したと考えられる。これに対し、剥離部材３は、それを取り付けた場合でも、記録紙通紙領域において何等影響を与えなかった。
【００３４】
本実施の形態にかかる構成によれば、定着ベルト２の通紙領域は、剥離部材３が直接接触して熱を奪うことがないので、ＷＵＴの低下がなく、また定着ベルトの温度の不均一も生じることがない定着装置を提供することができる。
【００３５】
なお、温度検知手段６は、加熱ロール１に接触させているが、これは定着ベルト２の内側に接触させても構わない。
【００３６】
また、回転軸４は、定着ベルト２の両端部に２つ備えているが、これは、定着ベルト２に接触しない状態で、１本の軸を両端にて支持するものでも構わない。この場合、回転軸４の曲げに対する強度向上効果だけでなく、定着ベルト２が座屈しかけても回転軸４に当たる構造により、定着ベルト２の座屈防止の効果もある。
【００３７】
また、ハロゲンランプ５は、加熱ロール１の周内側に備えたが、これは、加熱ロール１の周外側、かつ、定着ベルト２の周内側に備えてもよく、また、定着ベルト２の周外側に設けてもよい。加熱ロール１の周外側、かつ、定着ベルト２の周内側に備える場合は、例えば、加熱ロール１以外の金属パイプの内部にハロゲンランプ５を備えた構成も用いることができる。
【００３８】
また、加熱手段としてハロゲンランプ５を用いたが、これは、各種ヒータや、電磁誘導を用いた加熱手段であっても構わない。
【００３９】
（実施の形態２）
次に、図３は、本発明の実施の形態２の定着装置の概略構成を示す断面図である。
【００４０】
図３において、剥離部材３は、それ自身、回転することなく、定着ベルト２が摺動する円弧状の摺動案内面があり、そこを定着ベルト２の記録紙通紙幅の外側の内面が摺動する構成としている。張力印加部材８は、剥離部材３と実質的に同一形状であり、ばね９により、定着ベルト２に所望の張力を印加する構成としている。
【００４１】
また、図４は、剥離部材３（張力印加部材８）の拡大斜視図である。剥離部材３は、定着ベルトの摺動案内面３ａ、および定着ベルト２の端面が当接する鍔部３ｂ（蛇行規制部分）を有する。
【００４２】
本構成での基本動作は実施の形態１とほぼ同様である。張力印加部材８とバネ９とにより定着ベルト２に張力を印加しているので、張力印加部材８が無い状態に比較し、定着ベルト２の走行は、より安定する。
【００４３】
また、張力印加部材８をバネ９により移動可能として、剥離部材３は移動することがない構成なので、張力印加部材８が無い状態と同様に、定着ベルト２と記録紙との剥離の位置を一定に保つことができる。
【００４４】
さらに、定着ベルト２は、回転軸方向のいずれかの側へ蛇行しても、当該剥離部材３または張力印加部材８の鍔部３ｂに端面が当接して、その位置で蛇行が抑えられる。なお、長時間その状態にて走行させても、定着ベルト２の端面の劣化は全く見られなかった。
【００４５】
本実施の形態にかかる構成によれば、剥離部材３は、定着ベルトの両端部にのみ備えられ、円弧状の摺動案内面などを定着ベルト２が摺動することで、自転する円柱状にする必要がなく、円弧を有する扇状などのもので足り、小型にでき、加熱ロール１に近づけることができる。このことで、記録紙の剥離位置をトナーの定着がなされるニップ部に近づけることができ、剥離位置のばらつき幅を抑え、光沢の度合が異なることを抑えた定着装置を提供することができる。
【００４６】
また、かかる構成によれば、張力印加部材８を移動可能とさせることにより定着ベルト２に安定した張力を印加できるので、剥離部材３は移動可能とすることもなく、剥離位置を一定に保つことができる。それにより、安定した記録紙の剥離が実現できる。また、張力印加部材８は定着ベルトの両端部にのみ備えることで、ＷＵＴの低下がなく、定着ベルトの温度の不均一が生じることもなくすことができる。
【００４７】
また、かかる構成によれば、剥離部材３または張力印加部材８が蛇行の進行の停止を行う部材を兼ねることにより、何等特別な手段を備えることなく蛇行防止を可能とすることができる。また、軸方向全域に渡る剥離部材の場合、定着ベルト２と剥離部材との摩擦力が大きいところに蛇行規制部材を付けると、蛇行規制部材による定着ベルト２の端面への押圧力が大きく、定着ベルト２が劣化し易い。
【００４８】
しかしながら、本構成のように、定着ベルトの両端部にのみ剥離部材３または張力印加部材８を備え、それが蛇行規制部材を兼ねたものでは、定着ベルト２と剥離部材３または張力印加部材８との摩擦力は小さく、蛇行規制部材による定着ベルト２の端面へのストレスも小さいので、定着ベルト２の劣化を生じにくくすることができる。
【００４９】
なお、本実施の形態では、剥離部材３と張力印加部材８とは、それぞれに実質的に同一の部材を用いたが、これは、材質または形状が互いに異なるものを用いても構わない。また、それぞれに同一部材を用いたので、定着ベルト２に対する蛇行規制部分が両方共に備わっているが、これは、蛇行規制部分（鍔部３ｂ）が剥離部材３または張力印加部材８のいずれか一方にだけあって互いに異なる部材も用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明にかかる定着装置は、記録紙上に形成されたトナー像を定着するという効果を有し、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の電子写真プロセスを利用した電子写真機器に適用される。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施の形態１における定着装置の概略を示す断面図
【図２】本発明の実施の形態１における定着装置の概略を示す正面図
【図３】本発明の実施の形態２における定着装置の概略を示す断面図
【図４】本発明の実施の形態２における剥離部材の拡大斜視図
【符号の説明】
【００５２】
１    加熱ロール
２    定着ベルト
３    剥離部材
５    ハロゲンランプ（加熱手段）
７    加圧ロール
８    張力印加部材
【図１】
2006235144.tif 000003
【図２】
2006235144.tif 000004
【図３】
2006235144.tif 000005
【図４】
2006235144.tif 000006