(57)【要約】【課題】定着ベルトを用いた定着装置において、エネルギ消費を少なくするとともに、安定した定着を可能とする。【解決手段】固定発熱体５０と駆動ローラ５１と従動ローラ５２とに無端状の定着ベルト５３を掛け回す。他方、加圧部材５５と従動ローラ５９には、無端状の加圧ベルト６０を掛け回す。そして、スプリング５８で加圧部材を付勢し、その加圧部材の弾性体５７を加圧ベルト６０および定着ベルト５３を介して固定発熱体５０に押し当てる。これにより、駆動ローラを回転することにより定着ベルトを走行して記録媒体を搬送しながら、まず定着はじめに記録媒体に加圧部材で加圧力を加えてプレ圧力定着し、次いで固定発熱体により５０msec以上加熱して記録媒体上の未定着画像を定着する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無端状の定着ベルトを走行して記録媒体を搬送しながら、５０msec以上加熱して記録媒体上の未定着画像を定着する定着装置において、定着はじめに記録媒体に加圧部材で加圧力を加えてプレ圧力定着することを特徴とする、定着装置。
【請求項２】
前記加圧部材が、弾性を有する非回転部材であ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】
前記加圧部材が、弾性ローラであることを特徴とする、請求項１に記載の定着装置。
【請求項４】
前記加圧部材が、熱源を有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５】
前記加圧部材で２〜２００Ｎの加圧力を加えることを特徴とする、請求項１に記載の定着装置。
【請求項６】
記録媒体を面状の固定発熱体で加熱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７】
前記定着ベルトから離れないようにその定着ベルトで搬送する記録媒体を押さえる押えベルトを備えることを特徴とする、請求項１に記載の定着装置。
【請求項８】
前記定着ベルトの厚さが１〜３００μｍであることを特徴とする、請求項１に記載の定着装置。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリ、またはそれらの複合機などの画像形成装置に関する。例えば、帯電・書込み・現像・転写・クリーニングなどを繰り返して像担持体に順次トナー画像を形成し、そのトナー画像を逐次転写して、用紙・ＯＨＰフィルム等の記録媒体に画像を記録する電子写真式の画像形成装置に関する。および、そのような画像形成装置などにおいて、記録媒体上の未定着画像を記録媒体に定着する定着装置に関する。そのうち特に、無端状の定着ベルトを走行して記録媒体を搬送しながら、加熱して定着を行う定着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特許第３２７４７６９号公報
従来、電子写真式の画像形成装置では、例えば特許文献１に記載されるように、定着ローラに加圧ローラを押し当てて定着ニップを形成し、その定着ニップに通して両ローラの回転により画像転写後の記録媒体を搬送しながら、熱と圧力とを加えてその記録媒体上のトナー画像を該記録媒体に定着する熱定着装置を備えるものが広く使用されていた。
【０００３】
このような熱定着装置においては、定着ローラおよび加圧ローラは、例えばともに金属パイプの周面にゴム層を設け、定着ローラまたは両ローラの内部にハロゲンヒータ等の熱源を備えて構成していた。そして、それら定着ローラおよび加圧ローラの表面温度をサーミスタ等の温度検知手段で検知し、その検知結果に基づいてコントローラで熱源をオンオフ制御して定着温度を一定温度に保持していた。
【０００４】
ところが、このような定着装置では、ローラ同士の押し当てで定着ニップを形成することから、定着ニップ幅を大きくすることができず、加熱時間が短くなって、定着効果を上げるにはどうしても熱源による加熱温度を高く設定する必要があった。
【０００５】
加熱ローラや加圧ローラのゴム層の硬度を下げたり、ローラ径を大きくしたりして定着ニップ幅を増やし、でき得る限り加熱時間を長くするようにしているが、それにも限界があり、例えばローラ径を大きくすると、熱容量が大きくなり、また放熱面積が増大して返って加熱温度を高くしなければならなかった。
【０００６】
加熱温度を高くすると、環境温度に対する熱勾配が大きくなり、過剰に放熱したり、加熱する必要のない記録媒体の表面温度まで上昇し、さらには記録媒体の内部までも昇温したりして、トナーの溶融以外にエネルギを無駄に消費することとなり、省エネルギの咋今の社会的要請に応えることができなった。
【０００７】
【特許文献２】特開平１０-３０７４９６号公報
このため、従来の定着装置の中には、例えば特許文献２に記載されるように、熱源を内蔵しない定着ローラと、熱源を内蔵する加熱ローラとに定着ベルトを掛け回し、その定着ベルトを介して定着ローラに加圧ローラを押し当てるものがある。
【０００８】
このような定着ベルトを用いた定着装置では、加熱時間を長くしてローラを用いた場合より加熱温度を低くすることができ、加熱温度をトナーの定着を行う定着温度より不必要に高く設定する必要をなくすことができる。よって、環境温度に対する熱勾配を小さくして放熱を少なくし、また記録媒体に対する熱勾配も小さくして記録媒体に与える総熱量も少なくし、エネルギの無駄な消費をなくすことができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この定着ベルトを用いた定着装置では、加熱温度が低いことから、記録媒体上のトナーの昇温スピードが遅く、記録媒体上のトナーが記録媒体に接触している部分の温度を十分に上げることができず、記録媒体へのトナー付着力が不足して画像ずれを生ずる問題があった。
【００１０】
また、記録媒体を昇温後、次の記録媒体と接触をはじめるまでの間に、定着ベルトの温度が低下し、冷えた定着ベルトが加熱体に接触すると、加熱体に温度勾配を発生して加熱体の表面温度が不均一となり、やはり加熱温度をトナーの定着を行う定着温度よりやや高めに設定する必要があった。
【００１１】
そこで、この発明の第１の目的は、上述したような定着ベルトを用いた定着装置において、地球環境維持に基づく近年の省エネルギの社会的要求に応えてエネルギ消費を少なくするとともに、安定した定着を可能とすることにある。
【００１２】
この発明の第２の目的は、エネルギ消費を少なくするとともに、安定した定着を可能とした定着装置を備える画像形成装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
そのため、請求項１に記載の発明は、上述した第１の目的を達成すべく、無端状の定着ベルトを走行して記録媒体を搬送しながら、５０msec以上加熱して記録媒体上の未定着画像を定着する定着装置において、定着はじめに記録媒体に加圧部材で加圧力を加えるプレ圧力定着する、ことを特徴とする。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、同じく上述した第１の目的を達成すべく、請求項１に記載の定着装置において、加圧部材が、弾性を有する非回転部材である、ことを特徴とする。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、同じく上述した第１の目的を達成すべく、請求項１に記載の定着装置において、加圧部材が弾性ローラである、ことを特徴とする。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、同じく上述した第１の目的を達成すべく、請求項１に記載の定着装置において、加圧部材が熱源を有する、ことを特徴とする。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、同じく上述した第１の目的を達成すべく、請求項１に記載の定着装置において、加圧部材で２〜２００Ｎの加圧力を加える、ことを特徴とする。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、同じく上述した第１の目的を達成すべく、請求項１に記載の定着装置において、記録媒体を面状の固定発熱体で加熱する、ことを特徴とする。
【００１９】
請求項７に記載の発明は、同じく上述した第１の目的を達成すべく、請求項１に記載の定着装置において、定着ベルトから離れないようにその定着ベルトで搬送する記録媒体を押さえる押えベルトを備える、ことを特徴とする。
【００２０】
請求項８に記載の発明は、同じく上述した第１の目的を達成すべく、請求項１に記載の定着装置において、定着ベルトの厚さが１〜３００μｍである、ことを特徴とする。
【００２１】
請求項９に記載の発明は、上述した第２の目的を達成すべく、画像形成装置において、請求項１ないし８のいずれか１に記載の定着装置を備える、ことを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の形態につき説明する。
図１には、この発明による定着装置を備えたカラー複写機（画像形成装置）の全体概略構成を示す。
【００２３】
図中符号１００は、複写機本体である。複写機本体１００には、中央に、無端ベルト状の中間転写体１０を、図示例では駆動ローラ１４と第１の従動ローラ１５と第２の従動ローラ１６に掛け回して図中時計まわりに走行可能に設ける。もちろん、別途中間転写体１０の片寄りを調整するローラに掛け回すなど、４つ以上のローラに掛け回すようにしてもよい。なお、中間転写体１０は、図示例のカラー複写機ではたまたまほぼ水平に張り渡すが、水平ではなく、斜めに傾斜して張り渡すようにしてもよい。
【００２４】
この図示例では、図示省略するが、第２の従動ローラ１６に近接し、画像転写後に中間転写体１０上に残留する残留トナーを除去するベルトクリーニング装置を設ける。
【００２５】
また、駆動ローラ１４と第２の従動ローラ１６間に張り渡した中間転写体１０上には、その搬送方向に沿って、ブラック・イエロ・マゼンタ・シアンの４つの単色作像手段１８を横に並べて配置してタンデム作像装置２０を設ける。タンデム作像装置２０の上には、さらに露光装置２１を設ける。
【００２６】
一方、中間転写体１０の張り渡し領域の下方には、ローラを用いた２次転写装置２２を備える。２次転写装置２２は、第１の従動ローラ１５に押し当てて中間転写体１０上の画像を記録媒体Ｐに転写する。２次転写装置２２の横には、図示例では、２つのローラ２３間に、無端ベルトである搬送ベルト２４を掛け回して設ける。
【００２７】
搬送ベルト２４の横には、記録媒体Ｐ上の転写画像を定着するこの発明の定着装置２５を設ける。定着装置２５については、詳しくは後述する。
【００２８】
上述した２次転写装置２２には、画像転写後の記録媒体Ｐを搬送する媒体搬送機能も備えている。もちろん、２次転写装置２２として、非接触のチャージャを配置してもよく、そのような場合は、この媒体搬送機能を併せて備えることは難しくなる。
【００２９】
さて、このような２次転写装置２２、搬送ベルト２４、および定着装置２５の下方には、用紙・ＯＨＰフィルム等の記録媒体Ｐを収納する媒体収納カセット２８を備える。
【００３０】
ところで、いまこのカラー複写機を用いてコピーをとるときは、スキャナ２００の原稿台３０上に原稿Ｇをセットし、不図示の原稿押えで押さえる。そして、不図示のスタートスイッチを押すと、スキャナ２００を駆動して原稿内容を読み取ることができる。すなわち、ハロゲンランプ等の光源３１で原稿Ｇを照射してその反射光をミラー３２で反射し、レンズ３３を透して集光してＣＣＤ３４に入れ、画像を電気信号に変換する。
【００３１】
また、不図示のスタートスイッチを押すと、同時に不図示の駆動モータで駆動ローラ１４を回転駆動して従動ローラ１５・１６を従動回転し、中間転写体１０を走行する。同時に、個々の単色作像手段１８でその像担持体４０を回転して各像担持体４０上にそれぞれ、ブラック・イエロ・マゼンタ・シアンの単色画像を形成する。そして、中間転写体１０の搬送とともに、それらの単色画像を順次重ね１次転写して中間転写体１０上に合成カラー画像を形成する。
【００３２】
一方、不図示のスタートスイッチを押すと、繰出しコロ３５を回転し、媒体収納カセット２８から記録媒体Ｐを繰り出し、搬送路３６に入れてレジストローラ３７に突き当てて止める。
【００３３】
そして、中間転写体１０上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ３７を回転し、中間転写体１０と２次転写装置２２との間に記録媒体Ｐを送り込み、２次転写装置２２で中間転写体１０上の合成カラー画像を一括して２次転写して記録媒体Ｐ上にカラー画像を形成する。
【００３４】
画像転写後の記録媒体Ｐは、搬送ベルト２４で搬送して定着装置２５へと送り込み、定着装置２５で熱と圧力とを加えて転写画像を定着して後、スタックトレイ３８上に排出する。
【００３５】
一方、画像転写後の中間転写体１０は、不図示のベルトクリーニング装置で、画像転写後に中間転写体１０上に残留する残留トナーを除去し、タンデム作像装置２０による再度の画像形成に備える。
【００３６】
さて、上述したタンデム作像装置２０において、各単色作像手段１８は、詳しくは、ドラム状の像担持体４０のまわりに、帯電装置４１、現像装置４２、１次転写装置４３、クリーニング装置４４、不図示の除電装置などを備えてなる。
【００３７】
図示省略するが、これら単色作像手段１８を構成する部分の全部または一部でプロセスカートリッジを形成し、複写機本体１００に対して一括して着脱自在としてメンテナンス性を向上するようにしてもよい。
【００３８】
単色作像手段１８を構成する部分のうち、帯電装置４１は、図示例では帯電ローラを用い、像担持体４０に接触して電圧を印加することによりその像担持体４０の帯電を行う。
【００３９】
現像装置４２は、図示例では、磁性キャリアと非磁性トナーとよりなる二成分現像剤を使用する。
【００４０】
１次転写装置４３は、ローラ状とし、中間転写体１０を挟んで像担持体４０に押し当てて設ける。別に、ローラ状に限らず、ブラシや非接触のチャージャであってもよい。
【００４１】
クリーニング装置４４は、像担持体４０に接触してクリーニングブレードやクリーニングブラシなどのクリーニング部材を備え、そのクリーニング部材で像担持体４０上の残留トナーを除去する。
【００４２】
不図示の除電装置は、例えばランプであり、光を照射して像担持体４０の表面電位を初期化する。
【００４３】
そして、像担持体４０の回転とともに、まず帯電装置４１で像担持体４０の表面を一様に帯電し、次いでスキャナ２００の読取り内容に応じ、上述した露光装置２１において、レーザやＬＥＤ等による書込み光Ｌをポリゴンミラー４７で反射してさらにミラー４８で反射し、像担持体４０に照射して像担持体４０上に静電潜像を形成する。
【００４４】
その後、現像装置４２によりトナーを付着してその静電潜像を可視像化し、その可視像を１次転写装置４３で中間転写体１０上に転写する。画像転写後の像担持体４０の表面は、クリーニング装置４４で残留トナーを除去して清掃し、除電装置で除電して再度の画像形成に備える。
【００４５】
図２には、上述したカラー複写機に備える定着装置２５の概略構成を示す。
図中符号５０は、面状の固定発熱体である。固定発熱体５０は、摩擦係数が低く、熱伝導率の高い材料に熱源を備えてなり、その設定温度は１３０℃とする。
【００４６】
符号５１は、駆動ローラである。駆動ローラ５１は、図示省略するが、同軸に駆動ギヤを設け、その駆動ギヤに不図示の駆動モータの駆動力を伝達して反時計まわりに回転する。符号５２は、従動ローラである。駆動ローラ５１と従動ローラ５２には、無端状の定着ベルト５３を掛け回す。定着ベルト５３には、外側からテンションローラ５４を押し当て、テンションを付与する。
【００４７】
定着ベルト５３は、耐熱性と強靭性をあわせ持つものであり、ポリイミド系樹脂、ポリベンゾイミダゾール系樹脂などの樹脂を用いたり、ステンレス、ニッケル、銅などの金属を用いたり、ゴムを用いたりしてつくる。
【００４８】
定着ベルト５３の厚さは、温度応答性をよくするためには、薄い方がよいが、強度的な耐久性を向上するためには、厚い方がよい。この点を考慮し、実際に使用するベルト厚は、１〜３００μｍ、好ましくは２〜２００μｍ、さらに好ましくは５〜１００μｍ、さらにもっと好ましくは１０〜６０μｍとする。
【００４９】
図中符号５５は、加圧部材である。加圧部材５５は、弾性を有する非回転部材で、非回転の加圧体５６とそれに貼り付けた弾性体５７とからなる。符号５９は、従動ローラである。その従動ローラ５９と加圧部材５５には、無端状の加圧ベルト６０を掛け回す。加圧ベルト６０には、内側からテンションローラ６１を押し当て、テンションを付与する。
【００５０】
そして、スプリング５８で加圧部材５５を付勢し、その加圧部材５５の弾性体５７を、加圧ベルト６０および定着ベルト５３を介して固定発熱体５０に押し当てる。このとき、加圧部材５５で２〜２００Ｎの加圧力を加える。
【００５１】
なお、加圧部材５５の加圧力は、小さすぎると、定着効果を低減して画像ずれを生じ、大きすぎると、しわが発生したり、記録媒体Ｐが圧縮されて風合いが変わったりする。よって、２〜２００Ｎが好ましく、より好ましくは５〜１５０Ｎ、さらに好ましくは１０〜１００Ｎ、さらにもっと好ましくは２０〜８０Ｎがよい。
【００５２】
これにより、駆動ローラ５１の回転で従動ローラ５２およびテンションローラ５４を従動回転しながら定着ベルト５３を走行し、その定着ベルト５３に従動して従動ローラ５９およびテンションローラ６１を従動回転しながら加圧ベルト６０を従動して走行する。
【００５３】
画像転写後の記録媒体Ｐは、矢印Ａ方向から定着ベルト５３と加圧ベルト６０間に挿入し、両ベルト５３・６０の走行とともに搬送しながら、まず定着はじめに加圧部材５５で加圧力を加えるプレ加圧定着を行って後、面状の固定発熱体５０で５０msec以上加熱してその記録媒体Ｐ上の未定着画像を定着する。
【００５４】
このようにすると、記録媒体Ｐ上のトナーが記録媒体Ｐに接触している部分の温度が十分に昇温しておらず、付着力が不十分であったとしても、定着はじめの部分を強く加圧して記録媒体Ｐに緩く圧定着し、そののち十分に加熱して本定着するので、固定発熱体５０の設定温度を必要以上に上げることなく、エネルギ消費を少なくするとともに、安定した定着を行うことができる。
【００５５】
図３には、この発明による定着装置２５の他例を示す。
この図３に示す例では、加圧部材５５が弾性ローラである場合を示す。この場合も、加圧部材５５をスプリング６３で付勢して定着ベルト５３を介して固定発熱体５０に押し当て、定着ベルト５３の走行にともない従動回転する。
【００５６】
そして、矢印Ａ方向からの記録媒体Ｐを定着ベルト５３と加圧部材５５間に挿入し、両ベルト５３・５５の走行とともに搬送しながら、まず定着はじめに加圧部材５５で加圧力を加えてプレ加圧定着を行って後、面状の固定発熱体５０で５０msec以上加熱してその記録媒体Ｐ上の未定着画像を定着する。
【００５７】
図４には、この発明による定着装置２５のさらに他例を示す。
この図４に示すように、加圧部材５５の内部に、ハロゲンヒータ等の熱源６４を設けると、記録媒体Ｐの熱が加圧部材５５に奪われることなく、また冬場のように環境温度が低く、記録媒体Ｐが冷えているときにも、素早く昇温して安定した定着を行うことができる。なお、図４で、図２および図３と対応する部分には同一の符号を付す。
【００５８】
図５には、この発明による定着装置２５のまたさらに他例を示す。
この図５に示す例では、駆動ローラ６５と従動ローラ６６と加圧部材５５とに無端状の押えベルト６７を掛け回し、外側からテンションローラ６８を押し当ててテンションを付与し、固定発熱体５０に沿って定着ベルト５３とともに押えベルト６７を張り渡す。
【００５９】
加圧部材５５は、弾性を有する非回転部材で、非回転の加圧体５６とそれに貼り付けた弾性体５７とからなり、スプリング５８で付勢して弾性体５７を押えベルト６７および定着ベルト５３を介して固定発熱体５０に２〜２００Ｎの加圧力で押し当てる。
【００６０】
これにより、駆動ローラ５１を回転する駆動モータまたはそれとは別の駆動モータの駆動力を伝達して駆動ローラ６５を回転し、従動ローラ６６およびテンションローラ６８を従動回転して定着ベルト５３とともに押えベルト６７も走行し、定着ベルト５３で搬送する記録媒体Ｐを定着ベルト５３から離れないように押さえ、定着効果を高めることができる。
【００６１】
図６には、この発明による定着装置２５のさらにまた他例を示す。
この図６に示す例では、駆動ローラ６５と弾性ローラである加圧部材５５とに無端状の押えベルト６７を掛け回し、内側からテンションローラ７０を押し当ててテンションを付与し、固定発熱体５０に沿って定着ベルト５３とともに押えベルト６７を張り渡す。
【００６２】
そして、加圧部材５５は、スプリング６９で付勢して押えベルト６７および定着ベルト５３を介して固定発熱体５０に２〜２００Ｎの加圧力で押し当てる。
【００６３】
これにより、駆動ローラ５１を回転する駆動モータまたはそれとは別の駆動モータの駆動力を伝達して駆動ローラ６５を回転し、加圧部材５５およびテンションローラ７０を従動回転して定着ベルト５３とともに押えベルト６７も走行し、定着ベルト５３で搬送する記録媒体Ｐを定着ベルト５３から離れないように押さえ、定着効果を高めることができる。
【００６４】
さて、実際に以上のような図２や図３に示す定着装置２５を用いて、固定発熱体５０によるトータルの加熱時間を８０msec、そのうち加圧部材５５を押し当てるニップでの加熱時間を１０msecとし、固定発熱体５０に加圧部材５５を押し当てる加圧力を片側１０Ｎ、面状固定発熱体５０の設定温度を１３０℃として定着試験を行い、描画試験機で描画したところ、ほとんどトナーの脱落がない良好な定着が得られた。
【００６５】
また、実際に図４に示す定着装置２５を用いて、熱源６４の設定温度を１００℃とし、環境温度を１０℃として定着試験を行った。加圧部材５５に熱源６４を設けた方が、より安定した定着を行うことができた。
【００６６】
さらに、実際に図５や図６に示す定着装置２５を用いて、固定発熱体５０によるトータルの加熱時間を８０msec、そのうち加圧部材５５を押し当てるニップでの加熱時間を１０msecとし、固定発熱体５０に加圧部材５５を押し当てる加圧力を片側１０Ｎ、面状固定発熱体５０の設定温度を１３０℃として定着試験を行い、描画試験機で描画したところ、ほとんどトナーの脱落がない良好な定着が得られた。
【００６７】
図２や図３に示す定着装置２５を用いると、記録媒体Ｐの浮き上がりが発生し、部分的な定着不良が発生したが、図５や図６に示す定着装置２５を用いると、そのような記録媒体Ｐの浮き上がりを抑えて良好な定着を得ることができた。また、未定着画像面を上にし、定着ベルト５３の下側を通して記録媒体Ｐを搬送することが可能となった。
【００６８】
＜比較例１＞
比較のため、内部に熱源を有する定着ローラに加圧ローラを押し当てて定着ニップを形成し、その定着ニップに通して画像転写後の記録媒体を搬送しながら、熱と圧力とを加えてその記録媒体上のトナー画像を該記録媒体に定着する従来のローラ定着装置を用い、加圧ローラに加圧ローラを押し当てる押し当て力を片側１０Ｎとし、定着ニップでの加熱時間を１０msecとし、加圧ローラ内に備える熱源の設定温度を１３０℃、１４０℃、１５０℃、１６０℃として定着試験を行った。
【００６９】
その結果、熱源の設定温度を１３０℃とすると、定着せずコールドオフセットが発生し、１４０℃とすると、コールドオフセットは発生しないが、指で擦るとトナーが脱落した。１５０℃とすると、描画試験機で擦るとかなり削れてトナー脱落が発生した。１６０℃とすると、良好な定着が得られた。この結果から、従来のローラ定着装置では、１６０℃の加熱を必要とし、この発明による定着装置２５を用いれば、熱源の設定温度を約３０℃下げることが可能となったことが判る。
【００７０】
＜比較例２＞
また、図２に示す定着装置２５において、固定発熱体５０に対する加圧部材５５の押し当てを解除してクリアランスを設け、加圧ベルト６０が単にガイドとしてのみ働くようにして固定発熱体５０によるトータルの加熱時間を８０msecとし、面状固定発熱体５０の設定温度を１３０℃として定着試験を行い、描画試験機で描画したところ、ほとんどトナーの脱落がない良好な定着が得られた。しかし、画像ずれが顕著であり好ましくなく、この発明によるプレ圧力定着の効果は明らかであった。
【００７１】
＜比較例３＞
図７には、比較例である定着装置を示す。
【００７２】
この図７に示す定着装置では、定着ニップＮの下流位置で定着ベルト５３に剥離爪７２を押し当て、定着ニップＮ通過後の記録媒体Ｐを取り出し、固定発熱体５０による定着効果を調べた。
【００７３】
トータルの加熱時間を１０msec、そのすべてを定着ニップＮでの加熱時間とし、固定発熱体５０にローラ状の加圧部材５５を押し当てる加圧力を片側１０Ｎ、固定発熱体５０の設定温度を１３０℃、１４０℃、１５０℃、１６０℃として定着試験を行った。
【００７４】
この結果、固定発熱体５０の設定温度を１３０℃とすると、定着せずコールドオフセットが発生し、１４０℃とすると、コールドオフセットは発生しないが、指で擦るとトナーが脱落した。１５０℃とすると、描画試験機で擦るとかなり削れてトナー脱落が発生した。１６０℃とすると、描画試験機で擦ってもトナー脱落はなく、良好な定着が得られた。
【００７５】
この結果から、固定発熱体５０により長時間加熱を行わなければ、固定発熱体５０の設定温度を１６０℃まで高めなければならないことが判る。実験によると、固定発熱体５０の設定温度を１３０℃として安定した定着を行うには、固定発熱体５０により５０msec以上の加熱が必要であった。
【００７６】
図８には、比較例である別の定着装置を示す。
この図８に示す定着装置では、図５に示す加圧部材５５を大きくしてその弾性体５７がスプリング５８の付勢力で押えベルト６７と定着ベルト５３の双方を介して固定発熱体５０の全面に押し当たるようにしたものである。
【００７７】
そして、固定発熱体５０によるトータルの加熱時間を８０msec、固定発熱体５０に加圧部材５５を押し当てる加圧力を片側１０Ｎ、面状固定発熱体５０の設定温度を１３０℃として定着試験を行い、描画試験機で描画したところ、コールドオフセットは発生していないが、指で擦ると、トナーの脱落が発生する問題を生じた。
【００７８】
そこで、加熱温度を上げてさらに定着試験を行った。すると、１４０℃では描画試験機で擦るとかなり削れ、トナーの脱落を発生した。１５０℃では、描画試験機ではほぼ問題なく定着性良好であった。
【００７９】
この結果、図８に示す定着装置では、加圧部材５５に熱を奪われ、固定発熱体５０の設定温度を上げる必要があることが判った。
【００８０】
【発明の効果】
以上説明したとおり、請求項１に係る発明によれば、無端状の定着ベルトを走行して記録媒体を搬送しながら、５０msec以上加熱して記録媒体上の未定着画像を定着する定着装置において、定着はじめに記録媒体に加圧部材で加圧力を加えるプレ圧力定着するので、記録媒体上のトナーが記録媒体に接触している部分の温度が十分に昇温しておらず、付着力が不十分であったとしても、定着はじめの部分を強く加圧して記録媒体に緩く圧定着し、そののち十分に加熱して本定着するから、固定発熱体の設定温度を必要以上に上げることなく、エネルギ消費を少なくするとともに、安定した定着を行うことができる。
【００８１】
請求項２に係る発明によれば、加圧部材が、弾性を有する非回転部材であるので、その非回転部材を用いて、同様に、定着はじめの部分を強く加圧して記録媒体に緩く圧定着し、そののち十分に加熱して本定着し、固定発熱体の設定温度を必要以上に上げることなくエネルギ消費を少なくするとともに、安定した定着を行うことができる。
【００８２】
請求項３に係る発明によれば、加圧部材が弾性ローラであるので、その弾性ローラを用いて、同様に、定着はじめの部分を強く加圧して記録媒体に緩く圧定着し、そののち十分に加熱して本定着し、固定発熱体の設定温度を必要以上に上げることなくエネルギ消費を少なくするとともに、安定した定着を行うことができる
【００８３】
請求項４に係る発明によれば、請求項１に係る発明の効果に加えて、加圧部材が熱源を有するので、記録媒体の熱が加圧部材に奪われることなく、また冬場のように環境温度が低く、記録媒体が冷えているときにも、素早く昇温して安定した定着を行うことができる。
【００８４】
請求項５に係る発明によれば、請求項１に係る発明の効果に加えて、加圧部材で２〜２００Ｎの加圧力を加えるので、加圧力が小さすぎて、定着効果を低減して画像ずれを生じたり、大きすぎて、しわが発生したり、また記録媒体が圧縮されて風合いが変わったりするおそれをなくすことができる。
【００８５】
請求項６に係る発明によれば、記録媒体を面状の固定発熱体で加熱するので、定着はじめの部分を強く加圧して記録媒体に緩く圧定着して後、固定発熱体で十分に加熱して本定着し、固定発熱体の設定温度を必要以上に上げることなくエネルギ消費を少なくするとともに、安定した定着を行うことができる。
【００８６】
請求項７に係る発明によれば、請求項１に係る発明の効果に加えて、定着ベルトから離れないようにその定着ベルトで搬送する記録媒体を押さえる押えベルトを備えるので、定着ベルトで搬送する記録媒体を押えベルトで押さえて定着効果を高めることができる。
【００８７】
請求項８に係る発明によれば、請求項１に係る発明の効果に加えて、定着ベルトの厚さが１〜３００μｍであるので、温度応答性をよくするとともに、強度を確保して耐久性を向上することができる。
【００８８】
請求項９に係る発明によれば、上記各効果を有する定着装置を備えた画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による定着装置を備えたカラー複写機の全体概略構成図である。
【図２】そのカラー複写機に備える定着装置の概略構成図である。
【図３】この発明による定着装置の他例の概略構成図である。
【図４】この発明による定着装置のさらに他例の概略構成図である。
【図５】この発明による定着装置のまたさらに他例の概略構成図である。
【図６】この発明による定着装置のさらにまた他例の概略構成図である。
【図７】比較例である定着装置の概略構成図である。
【図８】比較例である別の定着装置の概略構成図である。
【符号の説明】
２５    定着装置
５０    固定発熱体
５３    定着ベルト
５５    加圧部材
６４    熱源
６７    押えベルト
Ｐ    記録媒体
【図１】
2004205613.tif 000003
【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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【図７】
2004205613.tif 000009
【図８】
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