(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無端状の定着ベルトと、
前記定着ベルトの内側に配置された加圧ローラと、
前記定着ベルトを前記加圧ローラに圧接させる加圧部材と、を有し、
前記定着ベルトと前記加圧部材との間に形成されたニップ部で記録材上のトナー像を定着するベルト定着装置において、
前記加圧ローラはソリッドゴムから形成された弾性層を有すると共に、該弾性層は樹脂層にて被覆され、且つ、前記加圧ローラの外周面の周方向に沿って複数の凹凸が形成され、前記加圧ローラにおける、前記凹凸に沿った実効円周長をＡとし、外径の平均直径に対応する平均円周長をＢとし、前記加圧ローラの外周面がニップ部で引き伸ばされる比率である外周伸長率をＣとしたとき、下記の条件式を満足することを特徴とするベルト定着装置。
Ａ／Ｂ≒Ｃ
【請求項２】
前記凹凸は、正弦波に近似して形成されていることを特徴とする請求項１に記載のベルト定着装置。
【請求項３】
前記凹凸は、梨地に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のベルト定着装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載のベルト定着装置を備えた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、記録材上のトナー像を加熱・加圧して定着するベルト定着装置、及び該ベルト定着装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリ、及びこれらの諸機能を備えた複合機等の電子写真方式の画像形成装置においては、原稿に対応した潜像を感光体に形成し、この潜像にトナーを付与することによって顕像化し、この顕像化されたトナー像を記録紙上に転写し、この後、記録紙上に転写されたトナー像を定着して排紙している。
【０００３】
また、カラー画像を形成する場合には、原稿色に対応したＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの潜像を４個の感光体ドラムに形成し、顕像化された４色のトナー像を無端状ベルトからなる中間転写体に一次転写した後、記録紙上に二次転写して、記録紙上に転写されたトナー像を定着して排紙している。
【０００４】
このようにトナー像を定着する定着装置として、ハロゲンヒータ等の加熱手段を内蔵した加熱ローラと加圧ローラとに張架されて循環駆動される無端状の定着ベルトと、定着ベルトを介して加圧ローラを加圧する外部加圧ローラを有し、定着ベルトと外部加圧ローラとによって形成されたニップ部で、トナー像が転写された記録紙を挟持・搬送しながら、加熱・加圧するベルト定着方式の定着装置があり、このようなベルト定着装置は定着ベルトの加熱ローラの熱容量が小さいので、ウオーミングアップタイムが短縮し、省エネになるという利点を有している。
【０００５】
このようなベルト定着装置において、より高速での定着を可能にするためには、ニップ部の幅を大きく取ることが必要である。また、定着ベルトからの分離性能を向上させるためには、定着ベルトにおける分離部の曲率を大きく取ることが必要である。そのいずれに対しても、加圧ローラの弾性層をより低硬度にすることが有効である。
【０００６】
スポンジは低硬度を容易に得られるが、加圧ローラの弾性層に用いると、粗密があるためニップ部内での圧力が不均一になり、画像に微小な光沢むらが生じ、画質が低下する。また、スポンジを用いたローラは耐久性能が劣る。
【０００７】
ソリッドゴムは均一な圧力が得られ、このような画質低下や耐久性能不足はないが、低硬度のゴムを用いると、タック性という問題が生じ、密着性が高くて粘着に類似した状態になる。ニップ部内では、高い荷重によってソリッドゴム層が押しつぶされ、ソリッドゴム表面はニップ侵入前に一旦縮み、ニップ部内での圧力増大と共に次第に伸ばされ、最大圧力領域経過後に逆の経過をたどる。
【０００８】
一方、ベルト基体はニッケル電鋳等の金属やポリイミド等の高強度耐熱樹脂から形成され、ゴムと比較して弾性率が大きく、殆ど伸縮しない。従って、ニップ部内で定着ベルト内面と加圧ローラ表面は滑る必要があるが、タック性が高いと容易に滑ることができず、両者が無理矢理滑って大きな異音が発生したり、定着ベルトが負けて定着ベルトに皺が生ずる等の不具合が起きる。
【０００９】
これを回避するために、加圧ローラのソリッドゴム表面を研磨して適度な粗さにし、滑りやすくすることも可能である。しかし、低硬度ゴムではゴムが砥石により引きちぎられるときに大きな塊になり易く、適度な粗さにするためには研磨条件の管理を非常に厳しくしなくてはならず、また研磨粉や引きちぎられる寸前の部分が表面に残り易い。定着装置に組み込まれた後に、これらの研磨粉やちぎれた破片によりニップ部で不均一な圧力分布が生ずる。また、研磨粉等が定着ベルトや加熱ローラに転移して、加熱ローラからの熱伝導が不均一になり、この結果、定着ベルトの温度が不均一になる。これらの圧力や温度の不均一は光沢むらのような画像欠陥になる。また、表面が低硬度ゴムであることは変わりがないため、ある程度のタック性が残り、定着ベルトや加圧ローラの駆動はできても、定着装置の組み立て時に定着ベルト内面に加圧ローラが貼り付いたような状態になって、組み立て性が著しく損なわれる。また、無理に組み立てようとすると、定着ベルトが直ぐに破損してしまう。
【００１０】
そこで、加圧ローラの表面のタック性を防止するため、加圧ローラに設けたソリッドゴムの表面を低摩擦の樹脂であるＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ）やＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）のチューブで被覆したり、コーティングしたりすることが考えられる。このように構成すると、樹脂層により定着ベルトとの滑り性は向上する。
【００１１】
なお、加圧ローラのシリコーンゴム層にＰＦＡチューブ等で被覆した定着装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【００１２】
また、複写機等に用いる弾性ローラの表面には、記録紙との摩擦を確保するために、用途に応じた表面粗さが要求される。しかし、弾性ローラを小径化した場合、弾性層の厚さも小さくなるため、弾性層の硬度を低くする必要がある。このような弾性ローラを形成する際に、従来の研削加工や放電加工等では表面に微細な凹凸を均一に形成することはできないため、弾性層に複数の微細な溝を軸方向に形成した弾性ローラが特許公報に開示されている。なお、微細な溝の形成は、砥石の研削加工により製作した母型より金型を形成し、この金型を用いた射出成型によって行う（特許文献２参照）。
【００１３】
また、紙が巻き付くことを防止するために、弾性層の表面に高精度の幾何学的な凹凸形状を設けた熱定着ローラが特許公報に開示されている（特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２００４−９４０７９号公報
【特許文献２】特開平１０−１５６８４１号公報
【特許文献３】特開平５−５３４６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
加圧ローラの表面にＰＦＡやＰＴＦＥからなる樹脂層を形成すると、定着ベルトとの滑り性が向上し、定着ベルトの回転に異常が生じないので、記録紙に皺が発生したり、異常音が発生したりすることがなく、定着装置の組立の作業効率が低下するという問題も生じない。
【００１５】
しかし、前述の如く、ニップ部内で圧力が掛かると、加圧ローラの低硬度ソリッドゴムは押しつぶされ、表面は伸縮しようとする。幅広いニップ部や高い分離曲率を得るため、ソリッドゴムは大きく変形し、樹脂層がなければ１０％前後の伸縮率になる。初期状態では樹脂層がこの変形を妨げ、支えるような状態になるが、加圧ローラの柔らかさを損なわないように、樹脂層は１０〜５０μｍと非常に薄く形成されているので、いつまでも支えることはできない。樹脂層はゴムのような伸縮性がないため、ニップ部の通過を繰り返すうちに次第に伸ばされ、やがて伸ばされたときに亀裂が発生する。亀裂の部分では樹脂層による支えがないため、その部分のゴム層に変形が集中し、樹脂層だけでなくゴム層にも亀裂が進行する。こうなると、亀裂の部分では定着圧力が充分に掛からなくなり、光沢むらや定着不良が生ずる。そして、最悪の場合には加圧ローラのゴム層の破断に至る。
【００１６】
本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、ベルト定着装置における加圧ローラの弾性層を樹脂層で被覆しても、ニップ部での加圧によって樹脂層や弾性層に悪影響を及ぼす亀裂が生ずることのないベルト定着装置、及び該ベルト定着装置を備えた画像形成装置を提案することを目的とする。
【００１７】
なお、特許文献１においては、ＰＦＡチューブやシリコーンゴム層が裂けるといった問題は記載されておらず、ましてこのような問題への対応策については全く記載されていない。
【００１８】
また、特許文献２においては、弾性ローラは芯材の外周に弾性層が形成されるのみであって、弾性層の表面粗さを均一にするために微細な溝を形成するものである。従って、弾性層を更に樹脂層で被覆する構成は記載されておらず、弾性層に亀裂が生ずるといった問題やこれへの対策については全く記載されていない。
【００１９】
また、特許文献３においては、熱定着ローラは芯金部材の上に弾性層の表面に幾何学的な凹凸形状を設けたものであって、弾性層を更に樹脂層で被覆する構成は記載されていない。また、熱定着ローラに紙が巻き付くことを防止するためのものであって、弾性層に亀裂が生ずるといった問題やこれへの対策については全く記載されていない。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
前記目的は、下記に記載した発明により達成される。
１．無端状の定着ベルトと、
前記定着ベルトの内側に配置された加圧ローラと、
前記定着ベルトを前記加圧ローラに圧接させる加圧部材と、を有し、
前記定着ベルトと前記加圧部材との間に形成されたニップ部で記録材上のトナー像を定着するベルト定着装置において、
前記加圧ローラはソリッドゴムから形成された弾性層を有すると共に、該弾性層は樹脂層にて被覆され、且つ、前記加圧ローラの外周面の周方向に沿って複数の滑らかな凹凸が形成され、前記加圧ローラにおける、前記凹凸に沿った実効円周長をＡとし、外径の平均直径に対応する平均円周長をＢとし、前記加圧ローラの外周面がニップ部で引き伸ばされる比率である外周伸長率をＣとしたとき、条件式（Ａ／Ｂ≒Ｃ）を満足することを特徴とするベルト定着装置。
【００２１】
３．前記凹凸は、正弦波に近似して形成されていることを特徴とする１に記載のベルト定着装置。
４．前記凹凸は、梨地に形成されていることを特徴とする１に記載のベルト定着装置。
５．１〜３の何れか１項に記載のベルト定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００２２】
本発明のベルト定着装置及び画像形成装置によれば、ベルト定着装置における加圧ローラの弾性層を樹脂層で被覆した場合に、ニップ部での加圧によって樹脂層や弾性層が変形しても、悪影響を及ぼす新たな亀裂が発生することがないという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に本発明の画像形成装置に関する実施の形態を図を参照して説明する。
【００２４】
先ず、画像形成装置の一例を図１の構成図に基づいて説明する。
【００２５】
本画像形成装置は画像形成装置本体ＧＨと画像読取装置ＹＳとから構成される。
【００２６】
画像形成装置本体ＧＨは、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ、ベルト状の中間転写体６、給紙搬送手段及び定着装置９等からなる。
【００２７】
画像形成装置本体ＧＨの上部には、自動原稿送り装置２０１と原稿画像走査露光装置２０２から成る画像読取装置ＹＳが設置されている。自動原稿送り装置２０１の原稿台上に載置された原稿ｄは搬送手段により搬送され、原稿画像走査露光装置２０２の光学系により原稿の片面又は両面の画像が走査露光され、ラインイメージセンサＣＣＤに読み込まれる。
【００２８】
ラインイメージセンサＣＣＤにより光電変換されて形成された信号は、画像処理部において、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等が行われた後、露光手段３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋに送られる。
【００２９】
イエロー（Ｙ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｙは、感光体ドラム１Ｙの周囲に帯電手段２Ｙ、露光手段３Ｙ、現像装置４Ｙ及びクリーニング手段８Ｙを配置している。マゼンタ（Ｍ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｍは、感光体ドラム１Ｍの周囲に帯電手段２Ｍ、露光手段３Ｍ、現像装置４Ｍ及びクリーニング手段８Ｍを配置している。シアン（Ｃ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｃは、感光体ドラム１Ｃの周囲に帯電手段２Ｃ、露光手段３Ｃ、現像装置４Ｃ及びクリーニング手段８Ｃを配置している。黒（Ｋ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｋは、感光体ドラム１Ｋの周囲に帯電手段２Ｋ、露光手段３Ｋ、現像装置４Ｋ及びクリーニング手段８Ｋを配置している。そして、帯電手段２Ｙと露光手段３Ｙ、帯電手段２Ｍと露光手段３Ｍ、帯電手段２Ｃと露光装置３Ｃ、及び帯電手段２Ｋと露光装置３Ｋは、潜像形成手段を構成する。
【００３０】
なお、現像装置４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び黒（Ｋ）の小粒径のトナーとキャリアからなる２成分現像剤を内包する。
【００３１】
中間転写体６は、複数のローラにより巻回され、循環駆動される。
【００３２】
定着装置９は、加熱ローラ９２と加圧ローラ９３とに張架されて循環駆動される無端状の定着ベルト９１と、定着ベルト９１を介して加圧ローラ９３を押圧する外部加圧ローラ９４とを有し、定着ベルト９１と外部加圧ローラ９４との間に形成されたニップ部で記録材（記録紙）Ｐ上のトナー像を加熱・加圧して定着する。
【００３３】
かくして、画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋより形成された各色の画像は、回動する中間転写体６上に転写手段７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋにより逐次転写されて（１次転写）、カラー画像合成されたトナー像が形成される。給紙カセット２０内に収容された記録材Ｐは、給紙手段２１により給紙され、給紙ローラ２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄ，レジストローラ２３等を経て、転写手段７Ａに搬送され、記録材Ｐ上にカラー画像が転写される（２次転写）。カラー画像が転写された記録材Ｐは定着装置９において加熱・加圧され、記録材Ｐ上のカラートナー像が定着される。その後、排紙ローラ２４に挟持されて機外の排紙トレイ２５上に載置される。
【００３４】
一方、転写手段７Ａにより記録材Ｐにカラー画像を転写した後、記録材Ｐを曲率分離した中間転写体６は、クリーニング手段８Ａにより残留トナーが除去される。
【００３５】
なお、以上はカラー画像を形成する画像形成装置であるが、本発明はモノクロ画像を形成する画像形成装置にも適用可能である。
【００３６】
次に、本発明に係わるベルト定着装置について、図２の断面図に基づいて説明する。
【００３７】
定着ベルト９１は、無端状に形成され、例えば、基体として厚さ７０μｍのＰＩ（ポリイミド）や厚さ４０μｍのニッケル電鋳を用い、基体の外周面を弾性層として厚さ２００μｍの耐熱性のシリコンゴム（硬度ＪＩＳ−Ａ３０°）で被覆し、更に、厚さ３０μｍの耐熱性樹脂であるＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ）のチューブで被覆している。なお、内径寸法は例えば８０ｍｍである。
【００３８】
加熱ローラ９２は、定着ベルト９１を加熱する加熱手段としてのハロゲンランプ９２Ａを内蔵し、例えば、アルミニュウム等から形成された肉厚２ｍｍの円筒状の芯金９２Ｂの外周面を、厚さ３０μｍのＰＦＡでコーティングした樹脂層９２ｃで被覆している。なお、外径寸法は例えば５２ｍｍである。
【００３９】
また、ハロゲンランプ９２Ａとしては、異なった紙幅に対応するため例えば９３０Ｗと６００Ｗの部分を設けて軸方向に異なる発熱分布にしてある。
【００４０】
加圧ローラ９３は、鉄等の金属から形成された中実の芯金９３Ａを、弾性層９３Ｂとして厚さ７ｍｍの耐熱性のソリッドゴムであるシリコンゴム（硬度ＪＩＳ−Ａ１０°）で被覆し、更に、厚さ３０μｍの低摩擦で耐熱性樹脂であるＰＦＡでコーティングした樹脂層９３Ｃで被覆している。なお、外径寸法は例えば４０ｍｍである。また、シリコーンゴムに代えてフッ素ゴムを用いてもよい。
【００４１】
外部加圧ローラ９４（加圧部材）は、定着ベルト９１を加熱する加熱手段としてのハロゲンランプ９４Ａを内蔵し、アルミニュウム等から形成された肉厚２ｍｍの円筒状の芯金９４Ｂの外周面を、弾性層９４Ｃとして厚さ２ｍｍの耐熱性のシリコンゴム（硬度ＪＩＳ−Ａ２０°）で被覆し、更に、厚さ３０μｍのＰＦＡチューブの樹脂層９４Ｄで被覆している。なお、外径寸法は例えば５０ｍｍである。
【００４２】
そして、不図示の付勢手段により、外部加圧ローラ９４が定着ベルト９１を加圧ローラ９３に圧接させている。
【００４３】
また、ハロゲンランプ９４Ａとしては、例えば５３０Ｗで軸方向に均一な配光にする。
【００４４】
更に、定着ベルト９１の巻き掛け部での温度を検知する温度センサＳ１、ニップ部Ｎの直前での定着ベルト９１の温度を検知する温度センサＳ２、及び外部加圧ローラ９４の温度を検知する温度センサＳ３が設けられている。
【００４５】
なお、樹脂層９２Ｃ，９３Ｃ，９４ＤをＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）のチューブの被覆やコーティング加工によって形成してもよい。
【００４６】
また、定着ベルト９１を加熱する加熱手段として、どのような加熱手段を用いてもよく、例えば励磁コイルを用いた誘導加熱発熱体を用いてもよい。また、加熱手段は、必ずしも加熱ローラ９２等の中に配置されていなくてもよく、どこに配置されていてもよい。
【００４７】
また、定着ベルトを押圧するテンションローラを設けた定着装置であってもよい。
【００４８】
以上の構成において、不図示の駆動手段によって加圧ローラ９３を時計方向に回転させると、定着ベルト９１及び加熱ローラ９２も時計方向に回転し、外部加圧ローラ９４は反時計方向に回転する。なお、外部加圧ローラ９４を駆動してもよい。また、加熱ローラ９２に当接する定着ベルト９１はハロゲンランプ９２Ａにより加熱され、外部加圧ローラ９４もハロゲンランプ９４Ａによって加熱される。そして、不図示の付勢手段によって外部加圧ローラ９４が加圧ローラ９３の方向に付勢されているので、加圧ローラ９３に巻回された定着ベルト９１と外部加圧ローラ９４との間のニップ部Ｎで、給紙された記録材Ｐが加熱・加圧されて、記録材Ｐ上のトナー像が定着される。
【００４９】
なお、図２に示した定着装置においては、加熱ローラ９２が加圧ローラ９３の真上にあって互いの中心を通る直線上にニップ部Ｎが形成されているが、これに限定されるものではなく、加熱ローラ９２が加圧ローラ９３の横方向にあって、前記直線上ではない部分にニップ部Ｎが形成されていてもよい。
【００５０】
ここで、ニップ部Ｎにおいては外部加圧ローラ９４の加圧によって加圧ローラ９３の樹脂層９３Ｃ及び弾性層９３Ｂが周方向に引き伸ばされる。これによって、樹脂層９３Ｃに亀裂が生し、更に亀裂が生じた部分で弾性層９３Ｂに応力が集中して弾性層９３Ｂにも亀裂が生じて破壊する虞がある。
【００５１】
この問題を解決するために、図３の加圧ローラ９３の拡大図に示す如く、加圧ローラ９３の外周面の周方向に沿って樹脂層９３Ｃ及び弾性層９３Ｂには複数の滑らかな凹凸が形成されていて、各凹凸は軸方向に平行に形成されている。言い換えれば、加圧ローラ９３の外周面は鳴門巻きの様に形成されている。これによって、加圧ローラ９３の外周面が周方向に引き伸ばされても、この凹凸がニップ部Ｎの形状に沿って略平坦になり、樹脂層９３Ｃに引き伸ばされる力が掛からないので、樹脂層９３Ｃに亀裂が生ずることがない。
【００５２】
波形の凹凸の寸法は、波長が５ｍｍ以下、振幅が１ｍｍ以下であることが望ましい。従って、波高（凹凸の段差）は樹脂層９３Ｃの厚みより遙かに大きい。
【００５３】
なお、加圧ローラ９３の凹凸はローラ注入型の凹凸がある表面形状を転写して形成する。ローラ注入型は表面に凹凸を形成した母型の周囲に金型を形成した後、母型を除去して得られる。また、周方向に分割して法線方向に抜く複数の金型により凹凸を形成してもよい。
【００５４】
また、加圧ローラ９３の凹凸の寸法は下記の条件に基づいて定める。即ち、凹凸に沿った実効円周長をＡとし、外径の平均直径に対応する平均円周長をＢとし、加圧ローラ９３の外周面がニップ部Ｎで引き伸ばされる比率である外周伸長率をＣとしたとき、下記の条件式を満足するようにする。
【００５５】
Ａ／Ｂ≒Ｃ
外周伸長率Ｃはローラ外径、ゴム物性、ゴム厚み及びニップ部での加圧力等によって異なるため、外周伸長率Ｃを予め実測し、外周伸長率Ｃに平均円周長Ｂを乗じて実効円周長Ａを求めて凹凸を設計する。外周伸長率Ｃの測定は、加圧ローラの形状のみが通常の円形断面形状であって他の条件は全く同一の定着装置を用い、加圧ローラの回転量に対する記録紙の搬送速度の比率を求めればよい。即ち、加圧ローラの回転量Ｄ＝加圧ローラの直径×角回転速度とし、記録紙の搬送速度をＥとしたとき、外周伸長率Ｃは下記の式となる。
【００５６】
Ｃ＝Ｅ／Ｄ
なお、樹脂層のない加圧ローラを使用すれば、より高精度の測定が可能である。
【００５７】
波形の凹凸の形状が正弦波に近い場合は、実効円周長Ａと平均円周長Ｂの比率は、波長と振幅により定まり、実効円周長Ａと平均円周長Ｂの比率が１．０５のときは振幅を波長の０．１７倍程度にし、実効円周長Ａと平均円周長Ｂの比率が１．１０のときは振幅を波長の０．２３倍程度にすればよい。また、正弦波と多少波形が異なっても、この値は大きく変わらない。
【００５８】
なお、波長や振幅が大きすぎると、ニップ部Ｎ内で不均一な圧力分布が生じ、帯状の光沢ムラが発生し易くなる。従って、波長や振幅は小さい方が望ましいが、あまり小さいと金型での注入加工が困難になる。
【００５９】
更に、凹凸の形状は正弦波のように滑らかであれば、種々の波形を適用できる。また、必ずしも規則的である必要はない。但し、三角波やサイクロイドのように部分的に大きな曲率を持つ形状はニップ部で不均一な圧力分布が生じて画像に現れるので不適当である。
【００６０】
図２により説明した定着装置９２を用い、以上の如く加圧ローラ９３に凹凸を形成して、連続給紙を行った。
【００６１】
実験条件は下記の通りである。
・加圧ローラの樹脂層厚み：３０μｍ
・加圧ローラの凹凸：波長３ｍｍ、振幅０．５ｍｍの正弦波に近い形状
・加圧ローラの実効円周長Ａと平均円周長Ｂの比率：１．０５（上記方法により測定）
・定着荷重：７００Ｎ
・定着ベルト張力：４２Ｎ
・給紙速度：１５０〜３００ｍｍ／ｓ
・定着ベルト制御温度：１５０〜２１０℃
・加圧ローラ制御温度：１２０〜１６０℃
・通紙枚数：６０万枚
この実験の結果、問題は全く生じなかった。
【００６２】
また、低硬度のゴムは研磨加工が困難なため、波形状の内周面を持つ金型へゴム注型を行い、脱型後にコーティングしたが、この製造方法に限定されるものではない。真空引きなどでチューブを型へ密着させることが可能であれば、樹脂層としてチューブを用いてもよい。
【００６３】
更に、加圧ローラ９３の外周面は周方向に凹凸により変化するが、軸方向には変化せず、どの断面形状においても同一である。しかし、凹凸が螺旋状に変化する形状であってもよい。この場合は、周方向に凹凸の変化が前述の条件を満足していればよい。
【００６４】
その他に、加圧ローラ９３の凹凸として滑らかな梨地であってもよい。この場合は、凸部間の距離を５ｍｍ以下とし、凹凸の段差を１ｍｍ以下にすることが望ましい。梨地はローラ注入型の凹凸がある表面形状を転写して形成される。ローラ注入型は表面に凹凸を形成した母型の周囲に金型を形成した後、母型を除去して得られる。また、周方向に分割して法線方向に抜く複数の金型により凹凸を形成してもよい。
【００６５】
なお、凹凸を梨地に形成した場合でも、実効円周長Ａ、平均円周長Ｂ、外周伸長率Ｃに関しての条件は前述と同一である。
【００６６】
また、梨地の凸部間の距離を約３ｍｍとし、凹凸の段差を約０．５ｍｍとして、前述統一の条件で連続給紙を行ったが、問題は全く生じなかった。
【００６７】
以上の図２に示したベルト定着装置は、画像面側に定着ベルトを用いる上ベルト方式であり、熱効率の観点から定着ベルトからの供給量を増すため、定着ベルトの設定温度を高くする必要がある。必然的に定着ベルトの内側に配置する加圧ローラの温度が高くなって、弾性層の弾性率が低下する。このため、ニップ部での変形率が大きくなって、本発明の課題がより大きなものとなって、効果が特に顕著となる。
【００６８】
しかし、加圧ローラに上述の如き複数の滑らかな凹凸を予め形成するベルト定着装置としては、図２に示した構成のベルト定着装置に限定されるものではなく、他の形態のベルト定着装置であっても同様な効果が得られる。そこで、図４乃至図７に他の形態のベルト定着装置を示す。
【００６９】
図４に示すベルト定着装置は、定着ベルト１９１が加熱ローラ１９２と、所定の厚みの弾性層と樹脂層を有する加圧ローラ１９３以外に案内部材１９５にも張架され、不図示の支持部材に支持されて、外部加圧ローラ（加圧部材）１９４に対して荷重が付与されている。また、加圧ローラ１９３と案内部材１９５の間に配置されたシリコーンゴム製の押圧パッド１９６により定着ベルトベルト１９１の内側から定着ベルトベルト１９１を外部加圧ローラ１９４に圧接している。これにより、ニップ部Ｎの幅がより増している。そして、加圧ローラ１９３に前述の如き凹凸が形成されている。なお、押圧パッド１９６に代えてローラを用いてもよい。
【００７０】
図５に示すベルト定着装置は、定着ベルト２９１が所定の厚みの弾性層と樹脂層を有する加圧ローラ２９３と二つのローラ２９４，２９５に巻回され、定着ベルト２９１の外周面を加熱ローラ２９２（加圧部材）が圧接している。また、定着ベルト２９１の内周面を押圧パッド２９６が保持している。これにより、ニップ部Ｎの幅がより増している。そして、加圧ローラ２９３に前述の如き凹凸が形成されている。また、加圧ローラ２９３は記録材を分離する分離ローラとして作用し、分離ローラは荷重が高く、弾性層の変形率も大きいので、前述の如き凹凸を形成した場合の効果が大きい。
【００７１】
図６に示すベルト定着装置は、定着ベルト３９１が加熱ローラ３９２と一方の加圧ローラ３９３に張架され、他方の加圧ローラ３９４には二つのローラ３９５と共に圧着ベルト３９６が張架されている。なお、加圧ローラ３９３，３９４はそれぞれ所定の厚みの弾性層と樹脂層を有する。そして、加圧ローラ３９４が圧着ベルト３９６及び定着ベルト３９１を介して加圧ローラ３９３を押圧している。記録材Ｐの未定着画像はニップ部Ｎの前で圧着ベルト３６９上に保持され予熱されることにより、高い定着性が得られると共に、ニップ部Ｎを通過した後も記録材Ｐは圧着ベルト３６９により安定して搬送される。この場合は、加圧ローラ３９４が加圧ローラ３９３に対する加圧部材に相当するが、加圧ローラ３９３が加圧ローラ３９４に対する加圧部材としてもよく、加圧ローラ３９３及び加圧ローラ３９４の双方に前述の如き凹凸が形成されていることが望ましい。
【００７２】
また、加圧ローラ３９４に代えて押圧パッドを加圧部材として用いてもよい。
【００７３】
図７に示すベルト定着装置は、定着ベルト４９１が加熱ローラ４９２と二つの加圧ローラ４９３，４９４に張架され、圧着ベルト４９５が他の加熱ローラ４９６と他の二つの加圧ローラ４９７，４９８に張架されている。なお、加圧ローラ４９３，４９４，４９７，４９８はそれぞれ所定の厚みの弾性層と樹脂層を有する。そして、加圧ローラ４９７が加圧ローラ４９３に、加圧ローラ４９８が加圧ローラ４９４に、それぞれ圧着ベルト４９５及び定着ベルト４９１を介して圧接している。これにより、ニップ部Ｎの幅が広く確保できる。また、このニップ部Ｎで高い定着性と高い分離性能を両立させている。この場合は、加圧ローラ４９７が加圧ローラ４９３に対する加圧部材に相当し、加圧ローラ４９８が加圧ローラ４９４に対する加圧部材に相当するが、これを逆にしてもよく、加圧ローラ４９３，４９４，４９７，４９８に前述の如き凹凸が形成されていることが望ましい。
【００７４】
また、本発明において、加圧ローラと称したローラ群は記録紙等の転写材上の画像に対し圧力を付与するための部材を意味し、実際にどの部材を固定し、どの部材をバネ等で付勢して対向する部材に荷重を加えるか、或いは、接離を伴う構成でどちらを移動させるか等は限定されるものでない。
【００７５】
例えば、図２の定着装置において、加圧ローラ９３を固定して外部加圧ローラ９４をバネで付勢するか、或いは、外部加圧ローラ９４を固定して加圧ローラ９３、若しくは加圧ローラ９３、定着ベルト９１、加熱ローラ９２等を一体化してバネで付勢するかは、本発明の効果を得る上でどちらかに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】画像形成装置の構成図である。
【図２】定着装置の断面図である。
【図３】樹脂層の拡大図である。
【図４】他の形態のベルト定着装置の断面図である。
【図５】他の形態のベルト定着装置の断面図である。
【図６】他の形態のベルト定着装置の断面図である。
【図７】他の形態のベルト定着装置の断面図である。
【符号の説明】
【００７７】
９１，１９１，２９１，３９１，４９１  定着ベルト
９２，１９２，２９２，３９２，４９２  加熱ローラ
９３、１９３，２９３，３９３，３９４，４９３，４９４，４９７，４９８  加圧ローラ
９３Ｂ  弾性層
９３Ｃ  樹脂層
９４  外部加圧ローラ
Ｐ  記録材
Ｎ  ニップ部
【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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【図７】
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