(57)【要約】【課題】立ち上げ時間の短縮及びベルトしわを防止した定着装置を提供すること。【解決手段】互いに圧接回転する定着体及び加圧体と、前記定着体を加熱する加熱手段とを備え、未定着トナー像を担持した転写材を前記定着体及び前記加圧体によって形成されるニップ領域で挟持搬送しながら加熱及び加圧することによりトナー像を定着する定着装置において、前記加圧体は、複数のローラに張架された無端ベルト状の部材であり、前記無端ベルトを張架するローラのうち少なくとも１つはベルトを定着体に圧接して定着ニップを形成する圧力ローラであり、前記圧力ローラの表層は断熱層を有し、定着体に圧接しないローラのうち少なくとも１つは当接するベルトの幅方向の熱伝導率が高い材料から成ることを特徴とする。【選択図】図１
2005258260.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに圧接回転する定着体及び加圧体と、前記定着体を加熱する加熱手段とを備え、未定着トナー像を担持した転写材を前記定着体及び前記加圧体によって形成されるニップ領域で挟持搬送しながら加熱及び加圧することによりトナー像を定着する定着装置において、
前記加圧体は、複数のローラに張架された無端ベルト状の部材であり、前記無端ベルトを張架するローラのうち少なくとも１つはベルトを定着体に圧接して定着ニップを形成する圧力ローラであり、前記圧力ローラの表層は断熱層を有し、定着体に圧接しないローラのうち少なくとも１つは当接するベルトの幅方向の熱伝導率が高い材料から成ることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記加圧体は加圧パッドを有し、加圧パッドの表層は断熱層を有することを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を採用するレーザビームプリンタや複写機等の画像形成装置にに使用される定着装置に関する。特に、ベルト方式の定着装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機・プリンタ等の画像形成装置に具備される定着装置としては、熱ローラ方式の定着装置が広く用いられている。熱ローラ方式の定着装置は、定着ローラ（加熱ローラ）と加圧ローラとの圧接ローラ対を基本構成とするものであり、該ローラ対を回転させ、該ローラ対の相互圧接部である定着（加熱）ニップ部に未定着画像が形成された被記録材を導入して挟持搬送させて、定着ローラの熱と定着ニップ部での加圧力にて未定着画像を被記録材に熱圧定着させるものである。
【０００３】
この方式をカラー画像のような複数のトナーが重畳された記録材を定着させる場合には大きな熱エネルギーを必要とするため、ニップを広く取らなければならなくなり、ローラは大径化してしまう。
【０００４】
ローラが大径化すると、ローラの熱容量が大きくなり、ヒータによってローラを所定の温度にするまでの時間（ウォームアップタイム）が長くなるという問題がある。
【０００５】
そこで、特許文献１に記載されているように、ローラを大径化することなしに、広いニップ幅を確保する方法としてベルト定着方式がある。
【０００６】
ベルト定着方式は、ニップ幅をローラ径に依存せず確保できるため、ローラを小径、小熱容量にすることが可能となり、立ち上げ時間を短縮できる。
【０００７】
【特許文献１】特開平０９−２８１８２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、ベルト定着方式でも、加熱ローラにベルトを介してローラを圧接させてニップを形成しているため、加圧によってローラが撓まないようにするには、或る程度の径及び厚みが必要となり、熱容量が大きくなってしまう。そのため、小熱容量の加熱ローラを用いると、蓄熱している熱量が少ないため、ローラ回転時に加熱ローラの熱が加圧側に奪われ熱量が不足してしまうので、立ち上げ時間が短縮できないという問題がある。
【０００９】
又、ベルト定着方式では、非通紙部昇温等で発生した温度むらが定着ローラ側からベルト側に伝わることによって、ベルトにも温度むらが生じる。このベルト幅方向の温度差が大きいと、ベルトの走行性が不安定になり、ベルトにしわが生じるという問題がある。
【００１０】
そこで、本発明は、立ち上げ時間の短縮及びベルトしわを防止した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】
【００１１】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、互いに圧接回転する定着体及び加圧体と、前記定着体を加熱する加熱手段とを備え、未定着トナー像を担持した転写材を前記定着体及び前記加圧体によって形成されるニップ領域で挟持搬送しながら加熱及び加圧することによりトナー像を定着する定着装置において、前記加圧体は、複数のローラに張架された無端ベルト状の部材であり、前記無端ベルトを張架するローラのうち少なくとも１つはベルトを定着体に圧接して定着ニップを形成する圧力ローラであり、前記圧力ローラの表層は断熱層を有し、定着体に圧接しないローラのうち少なくとも１つは当接するベルトの幅方向の熱伝導率が高い材料から成ることを特徴とする。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記加圧体は加圧パッドを有し、加圧パッドの表層は断熱層を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、定着ローラに圧接した圧力ローラに断熱層を設けることによって、定着ローラからの熱伝導を抑えて立ち上げ時間を短縮できる一方、定着ローラに圧接しないローラのうち少なくとも１つは高熱伝導材料を用いることで、ベルトの温度むらを低減し、ベルトしわの発生を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１５】
＜実施の形態１＞
図１は本実施の形態に係る定着装置の概略構成図である。
【００１６】
図示の定着装置は、上部がハロゲンヒータを内包した定着ローラ１で、下部が２本のローラによって張架された無端ベルト状の加圧ベルト５で構成されている。
【００１７】
上記定着ローラ１は、中空の肉厚０．５ｍｍの鉄製の芯金３上に１ｍｍ厚のシリコーンゴム層２、その外側に３０μｍ厚のＰＦＡ（テトラフルオロエチレン−パーフルオロアリキルビニルエーテル共重合体）チューブ層を有し、直径４０ｍｍに形成されている。
【００１８】
一方、ベルトは５０μｍ厚のポリイミドの基層５の上に、３０μｍ厚のＰＦＡチューブ層を有し、直径４０ｍｍに形成されている。
【００１９】
ベルトを張架する２本のローラのうち、記録材搬送方向下流側に配設されたローラ１２は、直径２０ｍｍのＳＵＳ芯金８に厚み０．５ｍｍのシリコーンゴム層７により形成されている。
【００２０】
又、搬送方向上流側に配設されたローラ６は、直径１０ｍｍ、肉厚１ｍｍのアルミニウムによって形成されている。
【００２１】
上述の２本のローラ間にはベルトを所定の圧力で押圧するためのパッド９が配置されている。パッド９は、幅８ｍｍ、厚み５ｍｍのシリコーンゴムとそれを固定する支持体によって形成されている。又、ベルトの内側と摺擦するパッドの表面には摩擦力を低減するため、ガラス樹脂から成るシートを設けている。
【００２２】
定着ローラ１と加圧ベルト５とは、加圧機構（図示せず）によって総圧約５０ｋｇで加圧されている。又、定着ローラ１と加圧ベルト５は、プロセススピード２７０ｍｍ／ｓで回転している。
【００２３】
上述の定着装置では、未定着トナー像を表面に担持した記録材が定着ローラと加圧ベルトとの間の定着ニップに挟持搬送され、このとき加熱及び加圧されてトナーの定着が行われることになる。
【００２４】
以上のような定着装置において、定着可能状態になるまでの立ち上げ時間を下流側のローラ１２の表層と上流側のローラ６の材質を変更して測定したところ、表１のような結果となった。
【００２５】
【表１】
2005258260.tif 000003
本実施の形態の構成では、４１秒で立ち上がったのに対して、ニップを形成している下流側のローラ１２に断熱層を設けなかった場合は、立ち上げに５５秒を要した。
【００２６】
又、上流側のローラ６の表層をシリコーンゴムで被覆し、熱伝導を悪くした場合においても、熱伝導の良い材料を用いた場合と比べ、立ち上げ時間に関して差は見られなかった。
【００２７】
次に、立ち上げ時間と同様に下流側のローラ１２の表層と上流側のローラ６の材質を変更して、連続通紙および空回転を行った後のベルトの状態を表２に示す。
【００２８】
【表２】
2005258260.tif 000004
表２において、○がベルトしわが発生しなかった場合で、×がベルトしわが発生したことを示している。
【００２９】
本実施の形態の構成では、ベルトしわが生じなかったが、上流側のローラ６の表層をシリコーンゴムで被覆し、熱伝導を悪くした場合には、ベルトしわが発生した。又、下流側のローラ１２に断熱層を設けなかった場合においては、上流側のローラ６に高熱伝導材料を用いても、ベルトしわが発生した。これは、下流側のローラ１２がベルトを介して定着ローラ１に接触しているため、定着ローラの温度むらの影響を大きく受け、上流側のローラ６でベルトの温度むらを抑え切れなくなったためである。
【００３０】
このように、本実施の形態では、下流側のローラに断熱層、上流側のローラに高熱伝導材料を用いることで、立ち上げ時間が短縮されるとともに、ベルトの温度むらが抑制され、ベルトしわの発生を防止可能となった。
【００３１】
＜実施の形態２＞
図２は定着装置の他の実施の形態を示すもので、実施の形態１の構成に加えて、加圧パッドの上流側に定着ローラを加圧するローラ１０１及びベルトのテンションを調整するテンションローラ１０２をベルト内下部に配置している。
【００３２】
ベルトは５０μｍ厚のポリイミドの基層の上に、３０μｍ厚のＰＦＡチューブ層を有し、直径６０ｍｍに形成されている。
【００３３】
加圧ローラ１０１は、加圧パッド下流側に配置された加圧ローラ１０３と同様、直径２０ｍｍのＳＵＳ芯金に厚み０．５ｍｍのシリコーンゴム層により形成されている。
【００３４】
ベルト内下部に配設されたテンションローラ１０２は、搬送方向上流側に配設されたローラ１０４と同様、直径１０ｍｍ、肉厚１ｍｍのアルミニウムによって形成されている。
【００３５】
以上のような定着装置において、定着可能状態になるまでの立ち上げ時間をニップを形成する加圧ローラとニップ形成に関わらないローラの材質を変更して測定したところ、表３のような結果となった。
【００３６】
【表３】
2005258260.tif 000005
本実施の形態の構成では、４５秒で立ち上がったのに対して、ニップを形成している加圧ローラの片方のみ断熱層を設けた場合には５８秒、両方とも断熱層を設けなかった場合には、立ち上げに６８秒を要した。
【００３７】
又、ニップ形成に関わっていないローラの表層をシリコーンゴムで被覆し、熱伝導を悪くした場合においても、熱伝導の良い材料を用いた場合と比べ、立ち上げ時間に関して殆ど差は見られなかった。
【００３８】
次に、立ち上げ時間と同様にニップを形成する加圧ローラとニップ形成に関わらないローラの材質を変更して、連続通紙及び空回転を行った後のベルトの状態を表４に示す。
【００３９】
【表４】
2005258260.tif 000006
本実施の形態の構成では、ベルトしわが生じなかったが、ベルトに当接し、ニップ形成に関わっていないローラを両方共にシリコーンゴムで被覆し、熱伝導を悪くした場合には、ベルトしわが発生した。しかしながら、片方のローラが高熱伝導材料から成る場合は、ベルトしわは発生しなかった。
【００４０】
又、ニップを形成している加圧ローラに断熱層を設けなかった場合には、全ての条件においてベルトしわが発生した。
【００４１】
このように、本実施の形態では、ニップを形成する加圧ローラに断熱層、ベルトに当接し、ニップ形成に関わっていないローラのうち少なくとも１つに高熱伝導材料を用いることで、立ち上げ時間が短縮されるとともに、ベルトの温度むらが抑制され、ベルトしわの発生を防止可能となった。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、電子写真方式を採用するレーザビームプリンタや複写機等の画像形成装置にに使用される定着装置、特に、ベルト方式を採用する定着装置に対して有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施の形態１に係る定着装置の概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態２に係る定着装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【００４４】
１    定着ローラ
２    シリコーンゴム層
３    芯金
４    ハロゲンヒータ
５    基層
６    テンションローラ
７    シリコーンゴム層
８    芯金
９    加圧パッド
１０    記録材
１１    トナー画像
１２    加圧ローラ
１０１  加圧ローラ
１０２  テンションローラ
１０３  加圧ローラ
１０４  テンションローラ
【図１】
2005258260.tif 000007
【図２】
2005258260.tif 000008