(57)【要約】【課題】熱効率に優れ、消費電力が小さく、かつ、多種多様な記録紙に対して定着性が良好な定着装置を提供することを目的とする。【解決手段】加熱部材１５ｃと定着部材１５ｂとの間に定着ベルト１５ａが張架され、定着ベルト１５ａを介して定着部材１５ｂに加圧部材１５ｄが圧接され、定着ベルト１５ａと加圧部材１５ｄとが接触して形成される定着ニップ部Ｎに紙を通過させて紙上の未定着トナー像を定着する定着装置であって、前記定着ベルト１５ａは、基層１５ａ1と、ベルト弾性層１５ａ2とを備え、ベルト弾性層１５ａ2の厚みが２５０μｍ以上であることを特徴とする。【選択図】        図６
2013186424.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱部材と定着部材との間に定着ベルトが張架され、前記定着ベルトを介して定着部材に加圧部材が圧接され、前記定着ベルトと前記加圧部材とが接触して形成される定着ニップ部に転写材を通過させて転写材上の未定着トナー像を定着する定着装置であって、前記定着ベルトは、基層と、ベルト弾性層とを備え、前記ベルト弾性層の厚みが２５０μｍ以上であることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記定着ベルトは、前記ベルト弾性層の表面に積層された表層を有し、前記表層は、前記ベルト弾性層の表面にフッ素樹脂チューブを被覆することによって形成されたことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記定着部材は、剛性体と、前記剛性体の表面に形成される弾性層とを備え、前記定着ベルトを介して前記加圧部材を前記定着部材に圧接する際の、定着部材に対する加圧部材の押し込み量が、前記定着部材の弾性層の厚みの２０％〜３０％であることを特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の定着装置を搭載し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、電子写真方式の画像形成装置に用いられる定着装置及びこれを備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンター等の電子写真方式の画像形成装置に用いられる定着装置として、熱ローラ定着方式の定着装置が多用されている。熱ローラ定着方式の定着装置は、互いに圧接されたローラ対（定着ローラ及び加圧ローラ）を備え、このローラ対の両方或いは何れか一方の内部に配置されたハロゲンヒーター等からなる加熱手段によりローラ対を所定の温度（定着温度）に加熱した後、未定着トナー画像が形成された記録紙をローラ対の圧接部（定着ニップ部）に給紙し、圧接部を通過させることで熱と圧力によりトナー画像の定着を行うようになっている。
【０００３】
ところで、カラー画像形成装置に備えられる定着装置においては、定着ローラ表層にシリコーンゴム等からなる弾性層を設けた弾性ローラを用いることが一般的である。定着ローラを弾性ローラとすることで、定着ローラ表面が、未定着トナー画像の凹凸に対応して弾性変形し、トナー画像面を覆い包むように接触するため、モノクロに比べてトナー量の多いカラーの未定着トナー画像に対して良好に加熱定着を行うことが可能となる。
【０００４】
また、定着ニップ部での弾性層の歪み解放効果により、モノクロに比べてオフセットしやすいカラートナーに対して離型性を向上することができる。さらに、定着ニップ部のニップ形状が上（定着ローラ側）に凸（所謂、逆ニップ形状）となることから、用紙の剥離性能を向上させることができ、剥離爪等の剥離手段を用いずとも用紙の剥離が可能となり（セルフストリッピング）、剥離手段に起因する画像欠陥を解消することができる。
【０００５】
ところで、このようなカラー定着装置において、高速化に対応するには定着ニップ部のニップ幅を広くする必要がある。ニップ幅を広くする手段として、定着ローラの弾性層を厚くする方法と定着ローラ径を大きくする方法の２つがある。
【０００６】
しかしながら、弾性層の熱伝導性は非常に低いので、従来のように定着ローラ内部に加熱手段がある場合、厚い弾性層を有する定着ローラでは、プロセス速度を高速化した場合に定着ローラ温度が追随しなくなるといった問題がある。一方、定着ローラ径を大きくした場合には、ウォームアップ時間が長くなったり、消費電力が増大したりするといった問題がある。
【０００７】
このような問題を解決するために、近年、カラー定着装置においては、特許文献１に開示されているようなベルトを用いて、定着ローラと加熱ローラとの間に定着ベルトを掛け渡し、定着ベルトを介して定着ローラと加圧ローラを圧接させた構成のベルト定着方式が使用されるようになってきた。
【０００８】
このベルト定着装置では、熱容量が小さい定着ベルトを加熱するためウォームアップ時間が短く、また定着ローラにハロゲンランプ等の熱源を内蔵する必要がないので、スポンジゴム等からなる低硬度の弾性層を厚く設けることができ、広いニップ幅を確保することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１１−３９２８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、このような従来の金属ベルトを用いた定着装置においては、以下のような問題点を有している。
すなわち、特許文献１の構成では、弾性層は必ずしも必要ではなく５０μｍから１００μｍをもっとも好ましい範囲としている。この構成では、多種多様な記録紙に対して物理的に追随することが困難であり、例えば、エンボス紙などの紙の表面の凹凸が大きいものにおいては、上記弾性層と同厚の凹凸を有するものも存在し、これらの記録紙に対して良好な定着性を得ることは非常に難しい。
【００１１】
そこで、本発明においては、上記課題を解決するため、熱効率に優れ、消費電力が小さく、かつ、多種多様な記録紙に対して定着性が良好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】
【００１２】
上記問題点を解決するために、本発明にかかる定着装置は、加熱部材と定着部材との間に定着ベルトが張架され、前記定着ベルトを介して定着部材に加圧部材が圧接され、前記定着ベルトと前記加圧部材とが接触して形成される定着ニップ部に転写材を通過させて転写材上の未定着トナー像を定着する定着装置であって、前記定着ベルトは、基層と、ベルト弾性層とを備え、前記ベルト弾性層の厚みが２５０μｍ以上であることを特徴とする。
【００１３】
上記構成によれば、ベルト弾性層を厚くすることで、転写材として、普通紙だけではなく、エンボス紙などの特殊紙に対しても良好な定着性を得ることが可能となる。ベルト弾性層が２５０μｍを下回る場合、エンボス紙などの凹凸に追随しきれず、エンボス紙の凹部に存在するトナーが充分に溶融しない状況が起こり、結果として定着不良や光沢差として現れるおそれが生じる。
【００１４】
定着ベルトの基層は、金属材料から構成するのが好ましい。これにより、機械的強度を高めると同時に高熱伝導率化を図ることが可能で、定着ベルトをムラなく均一に加熱できるため、より良好な定着性を確保することができる（たとえば、ポリイミドの熱伝導率：０．３７Ｗ／ｍＫに対して、ニッケル鋼の熱伝導率：５９〜９０Ｗ／ｍＫ）。また、ベルト弾性層の厚みを厚くすることにより定着ベルトの断熱性が増す。それに伴い、ベルト内面側からの熱を金属材料に蓄熱する効果を発現し定着ベルト軸方向の熱分布の均一性を高めることができる。なお、定着ベルトのベルト弾性層の厚みが厚くなりすぎると伝熱性が低下するため、定着ベルトのベルト弾性層の厚みは３００μｍ以下とするのが好ましい。
【００１５】
定着ベルトは、前記ベルト弾性層の表面に表層を積層した多層構造とし、表層は、ベルト弾性層の表面にフッ素樹脂チューブを被覆して形成された構成とすることによって、定着ベルトの強度、弾性及び離型性を確保することができる。これにより、定着ベルトの耐久性及び耐擦り傷性が良好になり、定着装置として長寿命化が可能となる。表層を構成するフッ素樹脂チューブの厚みは２０μｍ〜４０μｍであることが好ましい。表層の厚みをこの範囲とすることで、定着ベルトの離型性、耐久性及び耐擦り傷性を確保しつつ、表層がエンボス紙の凹凸に追随して良好な定着性を発揮することができる。
【００１６】
定着部材は、剛性体と、前記剛性体の表面に形成される弾性層とを備え、前記定着ベルトを介して前記加圧部材を前記定着部材に圧接する際の、定着部材に対する加圧部材の押し込み量が、定着部材の弾性層の厚みの２０％〜３０％になるようにするのが好ましい。ここで、定着部材に対する加圧部材の押し込み量とは、加圧部材が定着ベルトを介して定着部材に接した状態から、加圧部材を定着部材側に付勢することで加圧部材が定着部材側に押し込まれて移動した距離を意味する。定着部材の弾性層の厚みとしては、７．５ｍｍ〜１５ｍｍであることが好ましい。
【００１７】
前記加圧部材の押し込み量を定着部材の弾性層の厚みの２０％以上とすることで、定着ニップ部出口側の定着ベルトの挙動として曲率が大きくなり、用紙剥離性を向上することができる。また、高温側の定着可能範囲が広くなり、良好な定着性を得ることが可能となる。一方、押し込み量が３０％を超える場合には、過圧状態となり経時的に弾性層の劣化を引き起こし、それに伴って弾性層の硬度低下を招き、耐久性を損なう恐れがある。
【００１８】
上記定着装置を搭載した画像形成装置は、ローラ対に比べて熱容量の小さい定着ベルトを用いることにより、消費電力の少ない定着装置並びに画像形成装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００１９】
以上のように、本発明によれば、定着ベルトを基層及びベルト弾性層を備えた多層構造とし、ベルト弾性層の厚みを２５０μｍ以上としたため、熱効率に優れ、消費電力が小さく、かつ、多種多様な記録紙に対して定着不良を引き起こさない定着装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の画像形成装置を示す概略構成図
【図２】本発明の定着装置を示す概略構成図
【図３】定着前の定着ベルトと転写材の状態を示す模式図
【図４】定着中の定着ベルト（ベルト弾性層厚み250μｍ未満）と転写材の状態を示す模式図
【図５】定着中の定着ベルト（ベルト弾性層厚み250μｍ以上）と転写材の状態を示す模式図
【図６】図５の一部拡大図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の画像形成装置を示す概略構成図である。画像形成装置１００は、外部から伝達された画像データに応じて、所定の用紙（シート材）に対して多色または単色の画像を形成する。画像形成装置１００は、４つの画像形成ユニットｐａ、ｐｂ、ｐｃ、ｐｄ、中間転写ベルト１１、転写ローラ１４、定着装置１５、給紙トレイ１６及び手差し給紙ユニット１７を備えている。
【００２２】
本画像形成装置１００において扱われる画像データは、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色を用いたカラー画像に応じたものである。したがって、各画像形成ユニットにおいて、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）のいずれかの色成分についての画像形成処理が実行される。本実施形態では、画像形成ユニットｐａの感光体１０１ａにブラック、画像形成ユニットｐｂの感光体１０１ｂにシアン、画像形成ユニットｐｃの感光体１０１ｃにマゼンタ、画像形成ユニットｐｄの感光体１０１ｄにイエローの色成分に係る静電潜像および現像剤像が形成される。
【００２３】
４つの画像形成ユニットｐａ、ｐｂ、ｐｃ、ｐｄのうち、画像形成ユニットｐａについて説明する、画像形成ユニットｐａは、現像器１０２ａ、感光体１０１ａ、帯電器１０３ａ、クリーナユニット１０４ａを備えている。感光体１０１ａは、画像形成装置１００の上部に配設されている。帯電器１０３ａは、感光体１０１ａの表面を所定の電位に均一に帯電させるための帯電手段であり、ここではローラ型の帯電器１０３ａが用いられる。ただし、帯電器１０３ａとして、ブラシ型の帯電器や、チャージャー型の帯電器を用いても良い。
【００２４】
現像器１０２ａは、感光体１０１ａ上に形成された静電潜像をブラック（Ｋ）のトナーにより顕像化する。クリーナユニット１０４ａは、現像・画像転写後における感光体１０１ａ上の表面に残留したトナーを除去・回収する。他の画像形成ユニットｐｂ、ｐｃ、ｐｄも画像形成ユニットｐａと同様の構成を備えており、ここでは説明を省略する。各画像形成ユニットｐｂ、ｐｃ、ｐｄの現像ユニット１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄには、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色のトナーがそれぞれ収容されている。
【００２５】
光学系ユニットＥは、図示しないレーザービーム光源、ポリゴンミラー等の偏向器４、偏向したビームを４組の感光体１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄへ導く折り返しミラー８等を備えている。偏向されたビームは折り返しミラー８等を介して感光体１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ表面を走査する。このように、光学系ユニットＥは、入力された画像データに応じて帯電された感光体１０１ａ〜１０１ｄを露光することにより、その表面に、画像データに応じた静電潜像を形成する機能を有する。ここでは、光学系ユニットＥとしてレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）が用いられているが、発光素子をアレイ状に並べた例えばＥＬやＬＥＤ書込みヘッドを用いても良い。
【００２６】
感光体１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄの上方に配置された中間転写ベルト１１は、テンションローラ１１ａ及び１１ｂの間に張力をかけた状態で架けられている。中間転写ローラ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄは中間転写ベルト１１を介してそれぞれ感光体１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄに圧接されている。転写ローラ１４は中間転写ベルト１１を介してテンションローラ１１ａに圧接されている。中間転写ベルト１１に残留したトナーは廃トナーボックス１２によって回収される。
【００２７】
中間転写ベルト１１は、厚さ１００μｍ〜１５０μｍ程度のフィルムを用いて無端状に形成されており、それぞれの感光体１０１ａ〜１０１ｄに接触するように設けられる。また、中間転写ベルト１１には、感光体１０１ａ〜１０１ｄに形成された各色のトナー像が順次的に重ねて転写される。中間転写ベルト１１は、その表面に多色トナー像を担持する機能を有している。
【００２８】
感光体１０１ａ〜１０１ｄから中間転写ベルト１１へのトナー像の転写は、中間転写ベルト１１の裏側に接触している中間転写ローラ１３ａ〜１３ｄによって行われる。中間転写ローラ１３ａ〜１３ｄには、トナー像を転写するために高電圧の転写バイアスが印加される。本実施形態では、トナーの帯電極性が負極性であるため、正極性の高電圧が転写バイアスとして用いられる。
【００２９】
中間転写ローラ１３ａ〜１３ｄは、直径８〜１０ｍｍの金属（例えばステンレス）軸をベースとし、その表面は、導電性の弾性材（例えばＥＰＤＭ，発泡ウレタン等）により覆われているローラである。この導電性の弾性材は、中間転写ベルト１１に対して均一に高電圧を印加するために用いている。また、本実施の形態では、転写電極としてローラ形状を使用しているが、それ以外にブラシなどを用いても良い。
【００３０】
中間転写ベルト１１を介してテンションローラ１１ａに当接するように転写ローラ１４が配設される。各感光体１０１ａ〜１０１ｄ上で各色相に応じて形成されたトナー像（現像剤像）は中間転写ベルト１１で積層される。続いて、積層されたトナー像は中間転写ベルト１１の回転によって、用紙と中間転写ベルト１１の接触位置に導かれ、転写ローラ１４に印加される転写バイアスによって用紙上に転写される。
【００３１】
中間転写ベルト１１と転写ローラ１４とは、所定の量のニップが形成されるように圧接する。転写ローラ１１は、上記ニップを定常的に得るために、転写ローラ１４もしくは中テンションローラ１１ａの何れか一方を硬質材料（金属等）とし、他方には、弾性ローラ等の軟質材料（弾性ゴムローラ、または発泡性樹脂ローラ等々）が用いられる。
【００３２】
画像形成装置１００の下部に配設される給紙トレイ１６は、画像形成に使用する用紙を蓄積しておくためのトレイであり、本画像形成装置１００の画像形成部および光学系ユニットＥの下側に設けられている。また、本画像形成装置１００には、給紙トレイ１６の用紙を転写ローラ１４や定着装置１５を経由させて排紙トレイ１８に送るための用紙搬送路Ｓが形成されている。さらに、この用紙搬送路Ｓに沿って、ピックアップローラ１６ａ、レジストローラ１９、転写ローラ１４、定着装置１５、用紙を搬送する搬送ローラｒ等が配設されている。
【００３３】
搬送ローラｒは、用紙の搬送を促進・補助するための小型のローラであり、用紙搬送路Ｓに沿って複数設けられている。ピックアップローラ１６ａは、給紙トレイ１６の端部に備えられ、給紙トレイ１６から用紙を１枚ずつ用紙搬送路Ｓに供給する呼び込みローラである。また、レジストローラ１９は、用紙搬送路Ｓを搬送されている用紙を一旦保持し、感光体１０１ａ〜１０１ｄ上のトナー像の先端と用紙の先端を合わせるタイミングで用紙を転写ローラ１４とテンションローラ１１ａとの間に搬送する。
【００３４】
次に、用紙搬送経路について詳細に説明する。画像形成装置１００には予め用紙を収納する給紙カセット１６が配置されるとともに、ユーザが少数枚の印字を行う時に使用する手差しトレイ１７が配置されている。給紙カセット１６０および手差しトレイ１７の近傍には、ピックアップローラ１７ａ，１６ａが配置される。ピックアップローラ１７ａ，１６ａは、用紙を１枚ずつ用紙搬送路Ｓに送り出す。
【００３５】
給紙カセット１０から搬送される用紙は搬送路中の搬送ローラｒによってレジストローラ１４まで搬送される。用紙は、用紙の先端と中間転写ベルト１１上の画像情報の先端を整合するタイミングで、転写ローラ１４とテンションローラ１１ａとの間に搬送され、中間転写ベルト１１に担持されているトナー像が用紙に転写される。続いて、用紙は定着装置１５を通過することにより、用紙上の未定着トナーが熱で溶融・固着される。その後、用紙は、搬送ローラｒを経て排紙ローラ１８ａから排紙トレイ１８上に排出される。
【００３６】
他方、手差し給紙トレイ１７に積載される用紙は、ピックアップローラ１７ａにより給紙され、複数の搬送ローラｒを経てレジストローラ１９に到達し、それ以降は給紙カセット１６から給紙される用紙と同様の経過を経て排紙トレイ１８に排出される。このとき、印字要求内容が両面印字要求の時は、上記のように片面印字が終了し定着装置１５を通過した用紙の後端が排紙ローラ１８ａで挟持され、排紙ローラ１８ａが逆回転することによって搬送ローラｒに導かれた後、レジストローラ１９を経て裏面印字が行われた後に排紙トレイ１８に排出される。
【００３７】
上記画像形成装置１００には、本発明に係る定着装置１５が搭載される。図２に示すように、定着装置１５は、無端状の定着ベルト１５ａと、定着ベルト１５ａを懸架する定着部材１５ｂ及び加熱部材１５ｃと、定着ベルト１５ａを介して定着部材１５ｂに圧接される加圧部材１５ｄとを備えている。
【００３８】
本実施形態の定着装置１５の具体的な構成として、直径７５ｍｍの定着ベルト１５ａのほか、定着部材１５ｂとして直径５０ｍｍの定着ローラが、加熱部材１５ｃとして直径３５ｍｍの加熱ローラが、加圧部材１５ｄとして直径５０ｍｍの加圧ローラがそれぞれ用いられている。なお、加熱部材１５ｃとしては、加熱ローラに限らず、たとえば、断面円弧状に形成し、定着ベルト１５ａを円弧状面で円滑に摺動させることも可能である。
【００３９】
定着ローラ１５ｂは、略円筒状の形状とされ、剛性体としてＳＵＳなどからなる中空あるいは中実の金属製芯金１５ｂ1と、芯金１５ｂ1の外周上に形成された発泡性ゴム材などからなる弾性層１５ｂ2の２層構造とされる。弾性層１５ｂ2には、シリコーンゴム、フッ素ゴムなどの耐熱性を有するゴム材料が適している。本実施形態では、直径２０ｍｍの中実の芯金１５ｂ1に、弾性層１５ｂ2として１５ｍｍ厚のシリコーンスポンジゴム層が形成される。
【００４０】
加圧ローラ１５ｄは、略円筒状の形状とされ、内側から順に、中空の金属製芯金１５ｄ1、シリコーンゴムなどの弾性層１５ｄ2、フッ素樹脂などの離型層（図示せず）を備えている。弾性層１５ｄ2には、シリコーンゴム、フッ素ゴムなどの耐熱性を有するゴム材料が適している。離型層には、ＰＦＴ（テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体）又はＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）などのフッ素樹脂が適している。本実施形態では、直径４８ｍｍからなる中空の芯金１５ｄ1の表面上に、弾性層１５ｄ2として１ｍｍ厚のシリコーンゴム層を形成し、さらにその上に離型層として３０μｍ厚のＰＦＡチューブを被覆している。加圧ロール１５ｄの内部には、ヒータランプ２１が配置されている。
【００４１】
加熱ローラ１５ｃは、アルミニウムなどの金属からなる略円筒状の芯金を備え、その内周面には赤外線吸収層（図示せず）が形成され、さらに外周面にはＰＦＡ等の離型層（図示せず）が形成される。赤外線吸収層は、芯金の内面にカーボンブラック含有塗料を塗装した黒色塗装層として形成され、これにより加熱効率を向上させることが可能となる。本実施形態では、０．７ｍｍ厚の中空の芯金の表面に、ＰＦＡからなる離型層が形成されている。加熱ロール１５ｃの内部には、ヒータランプ２１が配置されている。
【００４２】
図３に示すように、定着ベルト１５ａは、ステンレスやニッケルなどの金属材料からなる（可撓性の）中空円筒状の基層１５ａ1の外表面に、耐熱性及び弾性に優れたエラストマー材料（例えば、シリコーンゴム）からなるベルト弾性層１５ａ2が形成され、さらにその外表面に耐熱性及び離型性に優れたフッ素樹脂からなる表層１５ａ3（離型層）が形成された３層構造となっている。フッ素樹脂としては、たとえば、ＰＦＡやＰＴＦＥを挙げることができる。
【００４３】
定着ベルトの表層１５ａ3は、フッ素樹脂からなるチューブにより形成される。ベルト弾性層１５ａ2の表面をフッ素樹脂チューブで被覆して表層を形成することで、安定した離型性を確保でき、また耐久性、耐擦り傷性が良好であり、長寿命化が可能となる。本実施形態においては、基層１５ａ1として５０μｍの筒状ニッケル基材の上に、ベルト弾性層１５ａ2として厚み２５０μｍのシリコーンゴム層を形成し、さらにその上を厚み３０μｍのＰＦＡチューブで被覆して表層１５ａ3とした。
【００４４】
上述のごとく、本発明においては、定着ベルトのベルト弾性層１５ａ2の厚みを２５０μｍ以上とすることを特徴としており、これにより、転写材として凹凸のあるエンボス紙を用いた場合でも良好な定着性を得ることが可能となる。具体的に、図３〜図５の模式図を用いて説明すると、先ず、定着ベルト１５ａと加圧ローラ１５ｄとの間で熱圧着される前では、図３に示すように、転写材である用紙Ｐの表面には未定着トナーＴ１の像が形成される。なお、図３では、模式的に紙表面の一面に未定着トナーＴ１の層が形成された場合を表わしている。
【００４５】
定着ベルトのベルト弾性層１５ａ2の厚みが２５０μｍ未満の場合には、図４に示すように、定着ベルト１５は用紙Ｐ表面の凹凸に追随できず、その結果、用紙Ｐ表面の凹部に付着したトナーは溶融して定着トナーＴ２となるが、用紙Ｐ表面の凹部の奥に付着した未定着トナーＴ１は定着ベルト１５が接触しないため、そのまま残ってしまうおそれが生じる。
【００４６】
一方、本発明では、定着ベルトのベルト弾性層１５ａ2の厚みが２５０μｍ以上とされていることから、図５に示すように、定着ベルト１５は用紙Ｐ表面の凹凸に十分追随可能となり、用紙Ｐの表面に付着したトナーはすべて溶融して定着トナーＴ２となる。特に、ベルト弾性層１５ａ2の表面にフッ素樹脂からなる表層１５ａ3を形成した場合であっても、ベルト弾性層１５ａ2が十分な厚みを有していることで、良好な定着性を確保することが可能となる。
【００４７】
図２に示すように、定着ベルト１５ａは、定着ローラ１５ｂと加熱ローラ１５ｃとの間に所定のテンションをかけた状態で張架される。加熱ローラ１５ｃ及び加圧ローラ１５ｄは、前述のごとく、それぞれヒータランプ２１を内装している。定着ベルト１５ａは、図示しない温度検出器からの信号に基づいて、制御部によって所定の定着温度となるようにヒータランプ２１への出力が制御される。加圧ローラ１５ｄは、定着ベルト１５ａを挟んで定着ローラ１５ｂに対向配置される。
【００４８】
定着ベルト１５ａと加圧ローラ１５ｄとの間において、定着ローラ１５ｂと加圧ローラ１５ｄとが定着ベルト１５ａを介して互いに当接する部分が定着ニップ部Ｎとされる。定着ニップ部Ｎにおいて、用紙はＸ方向に入紙し、定着ローラ１５ｂと加圧ローラ１５ｄとで用紙を熱圧着することにより、用紙に転写された多色トナー像を溶融・混合・圧接し、用紙に対して熱定着させる。
【００４９】
加圧ローラ１５ｄには１ｍｍ厚のシリコーンゴムからなる弾性層１５ｄ2が形成され、定着ローラ１５ｂには弾性層１５ｄ2よりも厚くて柔らかい１５ｍｍ厚のシリコーンゴムスポンジゴムからなる弾性層１５ｂ2が形成される。従って、図２及び図６に示すように、加圧ローラ１５ｄは、定着ローラ１５ｂ側に付勢する力によって、定着ローラ１５ｂ側に押し込まれることになる。
【００５０】
なお、定着ニップ部Ｎは、加圧ローラ１５ｄを定着ローラ１５ｂ側に付勢する力が大きくなるほど、加圧ローラ１５ｄと定着ローラ１５ｂとの当接幅（ニップ幅Ｗ）が大きくなり定着性が向上する。また、図２及び図６では、定着ベルト１５ａは模式的に描かれているが、実際には、定着ニップ部Ｎの周方向両端の近傍（図中、丸で囲まれた部分）では、図面上で下向きに湾曲（加圧ローラ側に凸状に湾曲）する湾曲面が形成される。
【００５１】
この湾曲面は、加圧ローラ１５ｄが定着ベルト１５ａを介して定着ローラ１５ｂに接した状態から、加圧ローラ１５ｄを定着ローラ１５ｂ側に付勢することで加圧ローラ１５ｄが定着ローラ１５ｂ側に押し込まれて移動した距離、すなわち、定着ローラ１５ｂに対する加圧ローラ１５ｄの押し込み量Ｄ（以下、「定着ローラ押し込み量Ｄ」という）が大きくなるほど、曲率も大きくなり、用紙剥離性が向上する。一方、定着ローラ押し込み量Ｄが３０％を超える場合には、定着ローラの弾性層１５ｂ2の劣化が生じるおそれがある。そこで、本発明では、定着ローラ押し込み量Ｄが２０％〜３０％になるようにすることで、定着ローラ１５ｂの耐久性を維持しつつ、用紙剥離性が向上するとともに、良好な定着性を得ることが可能となる。
【００５２】
なお、定着ローラの弾性層１５ｂ2は単層であってもよいし、複数の層が積層された多層構造であってもよい。多層構造の場合、定着ローラ押し込み量は、全ての層の総厚に対して２０％〜３０％になるようにすればよい。多色トナー像の定着後の用紙は、搬送ローラｒによって用紙搬送路Ｓの反転排紙経路に搬送され、フェイスダウンの状態で排紙トレイ１８上に排出される。
【実施例】
【００５３】
以下、実施例を挙げて本発明について更に詳細に説明する。本実施例においては、上記実施形態で記載した定着装置及び画像形成装置を用いて、実際に普通紙及びエンボス紙に画像を形成したときの定着性を評価した。さらに、定着ローラ押し込み量を変化させたときの定着可能温度範囲及び定着ローラの経時変化についても評価を行った。
【００５４】
具体的には、上記実施形態で用いた定着ベルトのほかに、定着ベルトのベルト弾性層の厚みを２００μｍと３００μｍに変更した２種類のベルトを作製し、これら３種類の定着ベルトをそれぞれ用いたときの画像の定着性について評価を行った。画像形成に用いた紙は、坪量６４ｇ／ｍ2の普通紙と、坪量１３０ｇ／ｍ2のエンボス紙の２種類とした。結果を表１に記す。
【００５５】
【表１】
2013186424.tif 000003
【００５６】
定着可能温度範囲及び定着ローラの経時変化の評価については、定着ベルトとしてベルト弾性層の厚みが２５０μｍのものを使用し、加圧ローラを定着ローラ側に付勢する付勢力を変化させることによって定着ローラ押し込み量を１８〜３５％の間で変化させた。そして、各押し込み量の値における定着可能温度範囲を求めた。定着可能温度範囲を求めるには、先ず、オフセットおよび紙の巻き付きが発生しない定着温度の上限値（定着上限温度）と下限値（定着下限温度）を求める。そして、これらの温度の温度差から定着可能温度範囲を求めることができる。
【００５７】
定着ローラの経時変化については、評価試験開始前の定着ローラの弾性層１５ｄ2のＡＳＫＥＲ−Ｃ硬度（ＳＲＩＳ  ０１０１に準拠して測定）Ｈ１を測定しておき、定着ローラ押し込み量を１８〜３５％の間の所定値に固定した後、画像形成装置への通紙枚数が３０００００枚の時点で再度定着ローラの弾性層１５ｄ2のＡＳＫＥＲ−Ｃ硬度Ｈ２を測定する。そして、（Ｈ１−Ｈ２）×１００／Ｈ１で表わされる硬度変化率（％）が２０％以内の場合は○、２０％よりも大きい場合は×とした。定着可能温度範囲及び定着ローラの経時変化の評価結果を表２に記す。
【００５８】
【表２】
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【００５９】
表１より、定着ベルトのベルト弾性層の厚みを２５０μｍ以上にすることで、エンボス紙のような凹凸を有する紙でも良好な定着性を得ることができることが分かる。さらに、表２により、定着ローラ押し込み量を２０％〜３０％とすることで、定着ローラの耐久性を維持しつつ、用紙剥離性が向上するとともに、定着可能温度範囲を広く維持することが可能となる。定着可能温度範囲が広いことで、紙種、環境、またはトナー量が変化しても定着不良が生じにくくなる、すなわち、良好な定着性を維持することが可能となる。
【符号の説明】
【００６０】
１００          画像形成装置
１１            中間転写ベルト
１４            転写ローラ
１５            定着装置
１５ａ          定着ベルト
１５ｂ          定着ローラ（定着部材）
１５ｃ          加熱ローラ（加熱部材）
１５ｄ          加圧ローラ（加圧部材）
【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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