(57)【要約】【課題】定着ベルト、押圧部材及び加圧ローラから構成され、定着ベルト及び加圧ローラからの記録部材の剥離性が高く、定着ベルトと加圧ローラの滑りが発生しない定着装置と当該定着装置を備える画像形成装置を提供する。【解決手段】定着ベルト、押圧部材及び加圧ローラから構成される定着装置を、定着ベルトは加熱部材によりトナー溶融に必要な温度まで加熱され、押圧部材は定着ベルトの内側に配置され、定着ベルトを介して押圧部材と加圧ローラが押圧され、加圧ローラ表面及び定着ベルト表面に絶縁性フッ素樹脂層が形成されているようにする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
定着ベルト、押圧部材及び加圧ローラから構成される定着装置であって、
定着ベルトは加熱部材によりトナー溶融に必要な温度まで加熱され、
押圧部材は定着ベルトの内側に配置され、
定着ベルトを介して押圧部材と加圧ローラが押圧され、
加圧ローラ表面及び定着ベルト表面に絶縁性フッ素樹脂層が形成されている、定着装置。
【請求項２】
フッ素樹脂がパーフルオロアルコキシアルカンである、請求項１に記載された定着装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された定着装置を備える画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベルト式の定着装置およびこれを用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
定着ベルト、押圧部材及び加圧ローラから構成される定着装置であって、押圧部材は定着ベルトの内側に配置され、定着ベルトを介して押圧部材と加圧ローラが押圧されてニップ部が形成され、面状発熱体が定着ベルト内側に当接されて定着ベルトが加熱される定着装置が検討された（例えば、特許文献１参照）。当該定着装置の定着ベルトは、面状発熱体からの渦電流により帯電し、ニップ部を通過した記録部材は定着ベルトから剥離し難かった。
一方、定着ローラと加圧ローラからなるローラ対からなる定着装置であって、未定着のトナー像を載せた記録部材を当該ローラ対で挟持搬送し、トナー像を加熱溶融して記録部材に定着させ、定着ローラからの記録部材の剥離性を向上させるため、カーボンブラックを含むＰＦＡ（パーフルオロアルコキシアルカン）層を表面に設けた加圧ローラにバイアスを印加する定着装置が検討された（例えば、特許文献２参照）。当該定着装置の加圧ローラが駆動ローラとされる場合、十分な摩擦力が得られないため、定着ローラが安定的に従動回転せずに滑り、更に、記録部材が加圧ローラに巻き付いてしまうという問題が発生する。
【特許文献１】特開２００３−２８７９６９号公報
【特許文献２】特開２００３−８４６１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明が解決しようとする課題は、定着ベルト、押圧部材及び加圧ローラから構成され、定着ベルト及び加圧ローラからの記録部材の剥離性が高く、定着ベルトと加圧ローラの滑りが発生しない定着装置と当該定着装置を備える画像形成装置の提供である。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、定着ベルト、押圧部材及び加圧ローラから構成される定着装置であって、定着ベルトは加熱部材によりトナー溶融に必要な温度まで加熱され、押圧部材は定着ベルトの内側に配置され、定着ベルトを介して押圧部材と加圧ローラが押圧され、加圧ローラ表面及び定着ベルト表面に絶縁性フッ素樹脂層が形成されている定着装置である。
本発明の好ましい実施態様は、上記定着装置において、フッ素樹脂がパーフルオロアルコキシアルカンである。
本発明は、上記定着装置を備える画像形成装置である。
本発明の定着装置の加圧ローラと定着ベルトの間には十分に高い摩擦力が発生し、定着ベルトは安定的に従動回転する。本発明の定着装置の定着ベルトは渦電流により帯電せず、定着ベルトからの記録部材の剥離性は高い。更に、本発明の定着装置の加圧ローラは表面に絶縁性フッ素樹脂層を有しており、加圧ローラからの記録部材の剥離性も高い。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
以下に本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を説明する図である。
【０００６】
画像形成部は、像担持体である感光体１、感光体を一様に帯電する帯電ローラ２、一様に帯電した感光体１に対して画像信号により変調されたレーザ光を照射して静電潜像を形成する露光機３等からなっている。現像部は、現像ロータリー４内に配置されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色現像機５からなり、ロータリーの回転により各色現像機が順次感光体１に当接して感光体１上の静電潜像を現像する。
【０００７】
感光体上のトナー像は、１次転写位置において感光体１に当接する中間転写ベルト６に転写される。中間転写ベルト６は、駆動ローラ７、従動ローラ８間に渡って張架されている。１次転写位置において転写された中間転写ベルト６上のトナー像は、駆動ローラ７と対向して２次転写ローラ９が配置された２次転写部１０において、記録部材上に２次転写される。記録部材は、給紙カセット１１から供給され、搬送経路１２を通って２次転写部１０に搬送され、２次転写後、定着部１３に搬送されてトナー像が定着される。両面印字の場合には、記録部材は定着後に反転して両面印字時搬送経路１４を経由して再度２次転写部１０へ搬送されて裏面への記録が行われる。
【０００８】
次に、図１における定着部の詳細について図２により説明する。
図２は定着部の正面断面図である。
定着ベルト２０は、加熱部材である発熱体３０と押圧部材４０との間にテンション力がかかった状態で掛け渡され、発熱体によりトナー溶融に必要な温度まで加熱昇温される。発熱体３０の発熱量は、外部の制御装置（図示せず）により、定着ベルト２０表面温度が150 〜180 ℃の範囲で一定に保たれるように制御される。定着ベルト２０の直径Φは30〜 50mm （周長95〜160mm ）である。定着ベルト２０は、（１）厚さ30〜50μｍのＰＩ（ポリイミド）などの耐熱性樹脂フィルム又は（２）厚さ20〜40μｍのＳＵＳ、Ｎｉ、Ｆｅなどの金属製基材の表層に、ＰＦＡ（パーフルオロアルコキシアルカン）やＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）などのフッ素樹脂の層が設けられている積層体からなる。当該フッ素樹脂層はカーボンブラックを含有しない絶縁性層である。また、耐熱性樹脂フィルム又は金属製基材と絶縁性フッ素樹脂層の間に、厚さ150 〜 300μｍ程度のシリコーンゴム弾性層が設けられ得る。
【０００９】
押圧部材４０は、定着ベルト２０の内側に配置され、図２に示される固定式部材又は押圧ローラである。押圧ローラは、金属製パイプの表層に、弾性層が設けられているという構造を有している。図２に示される固定式押圧部材４０は、定着ベルト２０を横方向に張り出す曲面状の翼部分４０ａ、４０ｂと、中間部分４０ｃと、長手方向所定間隔毎に設けられた板状部材４０ｄからなっている。押圧部材４０は、ＰＰＳ（ポリフェニルスルファイド）、ＰＡＩ（ポリアミドイミド）、ＰＩなどの耐熱性樹脂から形成されている。押圧部材４０の表面には、定着ベルト６内面との摩擦力を低減するためにＰＴＦＥやＰＦＡなどのフッ素樹脂層が設けられ得る。
【００１０】
押圧部材４０は、長手方向に延びるたわみ防止部材である直径Φ10〜20mm程度の金属製たわみ防止シャフト６０に固定され、定着ベルト２０を介して加圧ローラ５０を荷重15〜40Kgf 程度で押圧し、定着ニップを形成する。押圧部材４０の形状はニップ幅を設定する。ニップ幅は８〜１２ｍｍ程度である。長手方向所定間隔毎に設けられた板状部材４０ｄは、中央部に窪みが形成され、この窪みにたわみ防止シャフト６０の突起部６１が嵌合し、この嵌合により押圧部材４０はたわみ防止シャフト６０に固定される。この構造は、押圧部材４０が定着ベルト２０内面との摩擦でシャフト回りに回転することを防止する。
【００１１】
発熱体３０は、（１）ハロゲンヒータを内包した加熱ローラもしくは（２）セラミック製又は金属製の基材の上に抵抗発熱体が形成された加熱部材からなっている。発熱体３０は、定着ベルト６の内側において、押圧部材４０と対向し、加圧ローラ５０と反対側に設けられる。発熱体３０と押圧部材４０との間には、テンション力として１〜３Kgf の荷重がかかっている。このテンション力により発熱体３０が定着ベルト２０に充分に押し付けられ、発熱体３０の熱が定着ベルト２０に効率よく伝達され、更に、ニップ部での定着ベルト２０のたわみが防止される。
【００１２】
加圧ローラ５０は、金属製パイプの表層に、１〜５mm程度の弾性層が設けられ、弾性層の表層にＰＦＡ、ＰＴＦＥなどのフッ素樹脂層が設けられているという構造を有している。当該フッ素樹脂層はカーボンブラックを含有しない絶縁性層である。駆動力が加圧ローラ５０に与えられ、定着ベルト２０は加圧ローラ５０との摩擦力により回転し、加圧ローラ５０表面と定着ベルト２０表面は等速で回転する。加圧ローラ５０の外径Φは３０〜４０ｍｍ程度である。
【００１３】
次に、定着装置での印字について説明する。トナーにより画像形成された記録部材は、定着ベルト側を印字面として、定着前ガイド１５を経て定着装置に搬送され、外部の駆動装置により駆動されている加圧ローラ５０と定着ベルト２０との間に挟まれてニップ部を通過する。このとき、加圧ローラ５０表面、記録部材、定着ベルト２０表面はすべて同じ速度で移動し、それらの移動速度は画像形成装置の印字速度に依存している。
【００１４】
（実施例１）
定着装置の定着ベルト及び加圧ローラの表面に絶縁性ＰＦＡ層を設けた画像形成装置により印字試験を実施した。その結果、定着ベルト及び加圧ローラからの記録部材の剥離性は良好であり、定着ベルトと加圧ローラの滑りは発生しなかった。
【００１５】
（比較例１）
定着装置の定着ベルト及び加圧ローラの表面に、カーボンブラックを含有する導電性ＰＦＡ層を設けた画像形成装置により印字試験を実施した。その結果、定着ベルトに渦電流が発生し、定着ベルトへの記録部材の巻き付きが発生し、加圧ローラへの記録部材の巻き付きも発生した。定着ベルト及び加圧ローラが帯電するから、記録部材の挙動は不安定であった。更に、定着ベルトと加圧ローラの滑りが発生し、記録部材の搬送速度は低かった。
【００１６】
（比較例２）
定着装置の定着ベルトの表面にカーボンブラックを含有する導電性ＰＦＡ層を設け、加圧ローラの表面に絶縁性ＰＦＡ層を設けた画像形成装置により印字試験を実施した。その結果、定着ベルトに渦電流が発生し、定着ベルトへの記録部材の巻き付きが発生した。更に、定着ベルトと加圧ローラの滑りが発生し、記録部材の搬送速度は低かった。
【００１７】
（比較例３）
定着装置の定着ベルトの表面に絶縁性ＰＦＡ層を設け、加圧ローラの表面にカーボンブラックを含有する導電性ＰＦＡ層を設けた画像形成装置により印字試験を実施した。その結果、定着ベルト表面と加圧ローラ表面の摩擦により、加圧ローラ表面が帯電し、加圧ローラへの記録部材の巻き付きが発生した。更に、定着ベルトと加圧ローラの滑りが発生し、記録部材の搬送速度は低かった。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】画像形成装置の全体構成を説明する図
【図２】定着部の正面断面図
【符号の説明】
【００１９】
１…感光体、２…帯電ローラ、３…露光機、４…現像ロータリー、５…現像機、６…中間転写ベルト、７…駆動ローラ、８…従動ローラ、９…２次転写ローラ、１０…２次転写部、１１…給紙カセット、１２…搬送経路、１３…定着部、１４…両面印字時搬送経路、１５…定着前ガイド、２０…定着ベルト、３０…発熱体、４０…押圧部材、５０…加圧ローラ、６０…たわみ防止シャフト、６１…突起部
【図１】
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【図２】
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