JP2003270987A - ベルト定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数のロールに張架された定着ベルトに巻き
付けぐせが付くのを防止するとともに、加熱・冷却に伴
う熱収縮でおきるベルトのシワを抑えることができ、ベ
ルトから記録媒体を剥離したときにムラのない光沢性に
優れたカラー画像を得ることができるベルト定着装置を
提供する。 【解決手段】 回転駆動される第一及び第二の駆動ロー
ル７１、７２と、これら第一及び第二の駆動ロールを含
む複数の回転ロール７１、７２、７３に架け渡されて回
転する無端状の定着ベルト７０と、第一の駆動ロール７
１と当該第一の駆動ロール７１から定着ベルト７０の回
転方向下流側に隣接する一の回転ロール７２との間に設
けられ当該定着ベルト７０をその内側から冷却する冷却
部材７６とを有するベルト定着装置において、当該第二
の駆動ロール７２の周速度を、当該第一の駆動ロール７
１の周速度に比べて速くなるように設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリン
タ、ファクシミリ、これらの複合機等の電子写真方式を
用いた画像形成装置の定着装置に関し、より詳しくは、
定着ベルトを用いる定着装置の改良に係る。

【０００２】

【従来の技術】近年のフルカラー複写機やプリンターの
普及に伴い、より高画質、高光沢な画像が求められてい
る。このような要求から、たとえば特開昭64-35452号公
報、特開平5-216322号公報には、熱可塑性樹脂からなる
透明樹脂層を設けた記録媒体表面に、同質の熱可塑性樹
脂からなるカラートナーを転写し、加熱、溶融してカラ
ー画像を形成する方法が開示されている。

【０００３】そして、上記のような高光沢の画像形成方
法に適する定着方法として、ベルト定着方式が提案され
ている。このような定着装置では、未定着トナー像を担
持した記録媒体に耐熱フィルムを加熱ロールと加圧ロー
ルとで押圧加熱し、ベルトと密着状態で搬送し、冷却部
材で冷却した後に、記録媒体を剥離する構成を取ってい
る。これにより、トナー像は透明樹脂層中に埋め込ま
れ、記録媒体表面の透明樹脂層及びトナー像は、ベルト
表面形状にならって凝固するので、記録媒体表面全体が
平滑な面となり、光沢性に優れたカラー画像を得る事が
できる。

【０００４】従来、このようなベルト定着装置として
は、無端状定着ベルトを張架している複数のロールのう
ち、一つのロールをモータ等の駆動源によって回転駆動
し、この駆動ロールに巻き回されている定着ベルト裏面
との摩擦力によって定着ベルトを周回駆動する。したが
って、定着ベルトを安定した状態で駆動するためには、
定着ベルトに所定の張力を導入し、駆動ロールとの圧接
力を高める必要がある。特に二つのロール間に定着ベル
ト及び記録媒体を挟持して搬送する場合、ベルト駆動に
対する負荷が大きくなり、このため定着に付与される張
力は大きくする必要がある。

【０００５】更に、定着ベルトを加熱ロールと加圧ロー
ルとのニップ部で加熱・加圧し、冷却部で冷却するベル
ト定着装置では、定着ニップ部で加熱された定着ベルト
が、冷却部材で急激に冷却されるために、定着ベルトが
収縮し、シワが発生するという問題がある。図６はこの
シワの状態を示す概略図である。このシワの発生は、定
着部の下流側に位置する冷却部材とベルトとの密着性を
弱め、ベルト及びベルトと密着している記録媒体の冷却
効率を悪化させる原因となり、ベルトから記録媒体を剥
離したときに十分に冷却されていないために面内に光沢
ムラが発生するという問題がある。

【０００６】よって、定着ベルトを安定した状態で駆動
するために、定着ベルトに大きな張力を導入し、ベルト
と駆動ロールとの圧接力を更に高めるか、定着ベルトを
駆動ローラに巻き回す角度を大きくし、接触面積を大き
くする等の手段が採用されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなベルト定着装置では、動作を休止している時も、ベ
ルトに大きな張力がかかった状態となっていると、ロー
ルに巻き回されている部分で巻付けぐせがついてしま
う。つまり、ベルトに変形した湾曲が残留する。このよ
うな変形があるとベルトの安定した駆動やトナー像の定
着を阻害する事になる。記録媒体表面の透明樹脂層及び
トナー像は、ベルト表面形状にならって凝固するので、
ベルトに変形した湾曲が残留すると、そのままレプリカ
として記録媒体表面に写るおそれがある。

【０００８】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、複数のロールに張架された定着ベ
ルトに巻き付けぐせが付くのを防止するとともに、シワ
や波うち等のでない安定した状態で定着ベルトを駆動さ
せ、色ムラや光沢ムラのない定着画像を提供する事であ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、回転
駆動される第一及び第二の駆動ロールと、これら第一及
び第二の駆動ロールを含む複数の回転ロールに架け渡さ
れて回転する無端状の定着ベルトと、第一の駆動ロール
と当該第一の駆動ロールから定着ベルトの回転方向下流
側に隣接する一の回転ロールとの間に設けられ当該定着
ベルトをその内側に接して冷却する冷却部材とを有する
ベルト定着装置において、当該第二の駆動ロールの周速
度を、当該第一の駆動ロールの周速度に比べて速くなる
ように設定するものである。なお、前記第一の駆動ロー
ルと第二の駆動ロールとの周速度差は、０％より大きけ
ればよく（例えば、１％以上）、特に３％以上であるこ
とが好ましく、また１０％未満であることが好ましい。

【００１０】また、このように第一の駆動ロールと第二
の駆動ロールとに周速度差を与えるための構成として
は、第一の駆動ロールと第二の駆動ロールとがそれぞれ
独立の駆動源から回転駆動力を伝達されるものでもよい
が、第一の駆動ロールと第二の駆動ロールとが同一の駆
動源から回転駆動力を伝達され、当該駆動源から第一の
駆動ロールに至る第一の駆動伝達系と、当該駆動源から
第二の駆動ロールに至る第二の駆動伝達系とを調整する
ことにより、当該周速度差を生じさせるものでもよい。
例えば、駆動伝達系が複数の回転ギアで構成され、各ギ
アの歯数を調整することでギア比を変更し、当該周速度
差を生じさせることができる。

【００１１】また、前記第一の駆動ロールから定着ベル
トの回転方向下流側に隣接する一の回転ロールが第二の
駆動ロールであってもよいし、なくてもよい。さらに、
前記複数の回転ロールのうち少なくとも一の回転ロール
は、前記定着ベルトに張力を与えるテンションロールと
することができる。なお、前記テンションロールは、駆
動ロールではない。

【００１２】また、前記第一の駆動ロールに対峙し前記
定着ベルトを挟んで圧接する圧接ロールを有し、記録シ
ートを当該定着ベルトと圧接ロールとの圧接部分におい
て記録シート画像面を定着ベルトに付着させ、前記第一
の駆動ロールから定着ベルトの回転方向下流側に隣接す
る一の回転ロール部分において定着ベルトから記録シー
トを剥離するよう構成することことができる。また、前
記記録シートは、その画像面側に熱可塑性樹脂層を有す
るものである。

【００１３】また、前記第二の駆動ロールと前記定着ベ
ルトとの摩擦力（動摩擦力及び／又は静摩擦力）は、前
記第一の駆動ロールと前記定着ベルトとの摩擦力（動摩
擦力及び／又は静摩擦力）以上とすることができる。ま
た、前記第二の駆動ロールと前記定着ベルトとの接触面
積は、前記第一の駆動ロールと前記定着ベルトとの接触
面積よりも小さく構成することができ、具体的には、前
記第二の駆動ロールの径は、前記第一の駆動ロールの径
よりも小さく構成することができる。

【００１４】このような構成を採用することにより、当
該周速度差により、第一の駆動ロールと第二の駆動ロー
ルとの間の定着ベルトに張力を付与する事になり、定着
ベルトのシワや波うちの発生を防止するとともに、定着
ベルトの停止状態では駆動ロールの周速度差による張力
はベルトにかからないので、ベルトの巻き付けぐせが防
止される。

【００１５】

【発明の実施による形態】図１は、本発明に係る定着装
置が適用される画像形成システムの断面概略図である。
同図に示すように、この画像形成システムは、大きく分
けて画像形成装置１と二次定着ユニット２とで構成され
る。

【００１６】以下、これらの画像形成装置１と二次定着
ユニット２との構成及び動作を詳細に説明する。

【００１７】この画像形成装置１は、大きく分けて画像
形成部、二次転写部、用紙搬送部、一次定着部により構
成されている。画像形成部としては、感光体ドラム１
０、帯電装置１１、露光ユニット１２、ロータリー現像
ユニット１３、一次転写ロール、感光体クリーニングユ
ニット１６の他、ロータリー現像ユニット１３の各色ご
との現像ユニットにトナーを供給するためのトナー収容
部１４、感光体クリーニングユニット１６により回収さ
れる廃トナーを貯めるトナー回収ボックス１７などを備
えている。

【００１８】二次転写部としては、中間転写ベルト２
０、ドライブステアリングロール２１、アイドルロール
２２、バックアップロール２３、二次転写ロール２４、
ベルトクリーニングユニット２５などを備えている。用
紙搬送部としては、用紙トレイ３０、ピックアップロー
ル３１、フィードロール対３２、搬送ロール対３３、レ
ジストレーションロール対３４、搬送ベルト３５、用紙
シュート３６、排出ロール対３７を備えている。なお、
図中点線は用紙Ｐの搬送経路を示している。一次定着部
としては、加熱ロール４１、加圧ロール４２を備えてい
る。

【００１９】ここで、トナー収容部１４やロータリー現
像ユニット１３に収容されるトナーとしては、結着樹
脂、着色剤、離型剤を有機溶媒中に溶解分散させた油性
成分を、水性媒体中に分散させ、造粒して得られるトナ
ーであり、そのトナー内部に無機微粒子を含むものであ
る。より具体的には、結着樹脂としては平均粒径が５μ
ｍ程度のスチレンアクリルを使用し、離型剤としては５
重量％程度のカルナバワックスを使用し、無機微粒子と
しては平均粒径が４０ｎｍ、３重量％程度の酸化ケイ素
粒子を使用しているが、これらの限定されるものではな
い。また、用紙トレイ３０に収容される用紙（記録シー
ト）Pが収容されている。

【００２０】二次定着ユニット２は、用紙搬送部と二次
定着装置７により構成される。用紙搬送部としては、可
動シュート５０、第一排出ロール対５１、第一排出トレ
イ６１、搬送ロール対５２、５５、第二排出ロール対５
６、第二排出トレイ６２を備えている。二次定着装置７
の構成については、後述する。

【００２１】次に、この図１に示す画像形成システムの
動作を説明する。ここで、この画像形成システムにおい
ては、光沢度の高い画像が要求される場合には二次定着
装置７による二次定着処理を施し、光沢度がそれ程要求
されない場合には二次定着装置７による二次定着処理を
行わないものである。以下、光沢度がそれほど要求され
ない画像の一例として白黒文字画像を、光沢度の高い画
像が望まれる一例としてフルカラー写真画像をそれぞれ
用紙Ｐ上に形成する際の動作をそれぞれ説明する。

【００２２】○白黒文字画像形成 まず白黒文字画像形成動作について説明する。

【００２３】図中矢印の方向に回転駆動される感光体ド
ラム１０は、帯電装置１１によりその表面が一様に帯電
される。そして、図示しないコンピュータなどから文字
としての画像信号に基づき（必要に応じて画像処理を施
して）、露光ユニット１２からレーザー光が感光体ドラ
ム１０表面へと照射される。すると、感光体ドラム１０
の表面には、露光部分と非露光部分において電位差が生
じ、その電位差により静電潜像が形成される。そして、
その感光体ドラム１０表面の静電潜像がロータリー現像
ユニット１３に対峙すると、ブラックに対応する現像装
置の現像ロールに保持される磁気ブラシがその静電潜像
を摺擦して、静電潜像部分にトナーを選択的に付着させ
る。

【００２４】このようにして感光体ドラム１０表面に
は、ブラックトナーによる顕像、すなわちトナー像Ｔ
（Ｂｋ）が形成される。このトナー像Ｔ（Ｂｋ）が感光
体ドラム１０の回転と共に、一次転写ロール１５に対峙
する位置に達すると、一次転写ロール１５が形成する一
次転写電界により、中間転写ベルト２０上に静電的に転
写される。なお、一次転写されずに感光体ドラム１０表
面に残留した僅かなトナーは、感光体クリーニングユニ
ット１６により感光体ドラム１０表面から除去され、最
終的にはトナー回収ボックス１７内に回収される。

【００２５】中間転写ベルト２０上に一次転写されたト
ナー像Ｔ（Ｂｋ）は、図中矢印の方向に回転駆動される
中間転写ベルト２０の回転とともに移動し、二次転写ロ
ール２４と対峙する。この際、二次転写ロール２４は中
間転写ベルト２０に圧接している。

【００２６】一方、用紙トレイ３０に収容されていた用
紙Ｐは、ピックアップロール３１、フィードロール対３
２、搬送ロール３３を介して一枚ずつ搬送され、レジス
トレーションロール対３４により一旦保持（停止）され
る。そして、中間転写ベルト２０上のトナー像Ｔ（Ｂ
ｋ）が二次転写ロール２４と対峙するタイミングに同期
させて、レジストレーションロール対３４が回転し、そ
れまで保持していた用紙Ｐを二次転写ロール２４と中間
転写ベルト２０との圧接部分に送り込む。

【００２７】すると、中間転写ベルト２０上のトナー像
Ｔ（Ｂｋ）は、二次転写ロール２４が形成する二次転写
電界により、用紙Ｐ上に二次転写される。この際、トナ
ー像Ｔ（Ｂｋ）は、用紙Ｐの透明樹脂層Ｐ２上に転写さ
れる。なお、二次転写されずに中間転写ベルト２０表面
に残留した僅かなトナーは、ベルトクリーニングユニッ
ト２５により除去される。

【００２８】トナー像Ｔ（Ｂｋ）をその表面に保持する
用紙Ｐは、搬送ベルト３５、用紙シュート３６を介し
て、一次定着部に達する。そして、互いに圧接して回転
する加熱ロール４１と加圧ロール４２と圧接部分を通過
する際に、その熱と圧力との作用により、トナー像Ｔ
（Ｂｋ）は用紙Ｐ上に永久像として定着される。一次定
着後の用紙Ｐは、排出ロール対３７により画像形成装置
１外へと搬送され、二次定着ユニット２内に搬送され
る。

【００２９】二次定着ユニット２内に搬送された用紙Ｐ
は、可動シュート５０により図中点線で示す一方の搬送
経路が選択され、第一排出ロール５１により第一排出ト
レイ６１へと排出され、一の白黒文字画像の画像形成動
作が終了する。

【００３０】○フルカラー写真画像形成 次に、フルカラー写真画像形成の動作について説明す
る。

【００３１】図中矢印の方向に回転駆動される感光体ド
ラム１０は、帯電装置１１によりその表面が一様に帯電
される。そして、図示しないコンピュータなどから写真
としての画像信号に基づき（必要に応じて画像処理を施
して）、露光ユニット１２からまずイエローに対応する
レーザー光が感光体ドラム１０表面へと照射される。す
ると、感光体ドラム１０の表面には、露光部分と非露光
部分において電位差が生じ、その電位差により静電潜像
が形成される。そして、その感光体ドラム１０表面の静
電潜像がロータリー現像ユニット１３に対峙すると、イ
エローに対応する現像装置の現像ロールに保持される磁
気ブラシがその静電潜像を摺擦して、静電潜像部分にト
ナーを選択的に付着させる。

【００３２】このようにして感光体ドラム１０表面に
は、イエロートナーによる顕像、すなわちトナー像Ｔ
（Ｙ）が形成される。このトナー像Ｔ（Ｙ）が感光体ド
ラム１０の回転と共に、一次転写ロール１５に対峙する
位置に達すると、一次転写ロール１５が形成する一次転
写電界により、中間転写ベルト２０上に静電的に転写さ
れる。中間転写ベルト２０上に一次転写されたトナー像
Ｔ（Ｙ）は、図中矢印の方向に回転駆動される中間転写
ベルト２０の回転とともに移動し、再び一次転写ロール
１５に対峙する位置に達する。なお、この際、二次転写
ロール２４とベルトクリーニングユニット２５は中間転
写ベルト２０に対して離間されている。

【００３３】一方、同様の動作により感光体ドラム１０
表面には、マゼンタトナーによる顕像、すなわちトナー
像Ｔ（Ｍ）が形成される。そして、中間転写ベルト２０
上に既に一次転写されたトナー像Ｔ（Ｙ）が再び一次転
写ロール１５に対峙する位置に達するタイミングで、感
光体ドラム１０上のトナー像Ｔ（Ｍ）も一次転写ロール
１５に対峙する位置に達し、一次転写ロール１５が形成
する一次転写電界により、中間転写ベルト２０上のトナ
ー像Ｔ（Ｙ）にトナー像Ｔ（Ｍ）が重ね合わされる。同
様に、シアントナーによるトナー像Ｔ（Ｃ）、ブラック
トナーによるトナー像Ｔ（Ｂｋ）が次々に重ね合わさ
れ、最終的にフルカラーのトナー像Ｔ（Ｆ）が中間転写
ベルト２０表面に形成される。なお、トナー像が重ね合
わされた後、二次転写ロール２４とベルトクリーニング
ユニット２５は中間転写ベルト２０に対して当接され
る。

【００３４】そして、用紙トレイ３０に収容されていた
用紙Ｐは、ピックアップロール３１、フィードロール対
３２、搬送ロール３３を介して一枚ずつ搬送され、レジ
ストレーションロール対３４により一旦保持（停止）さ
れる。そして、中間転写ベルト２０上のトナー像Ｔ
（Ｆ）が二次転写ロール２４と対峙するタイミングに同
期させて、レジストレーションロール対３４が回転し、
それまで保持していた用紙Ｐを二次転写ロール２４と中
間転写ベルト２０との圧接部分に送り込む。

【００３５】すると、中間転写ベルト２０上のトナー像
Ｔ（Ｆ）は、二次転写ロール２４が形成する二次転写電
界により、用紙Ｐ上に二次転写される。この際、トナー
像Ｔ（F）は、用紙Ｐの透明樹脂層Ｐ２上に転写され
る。なお、二次転写されずに中間転写ベルト２０表面に
残留した僅かなトナーは、ベルトクリーニングユニット
２５により除去される。

【００３６】トナー像Ｔ（Ｆ）をその表面に保持する用
紙Ｐは、搬送ベルト３５、用紙シュート３６を介して、
一次定着部に達する。そして、互いに圧接して回転する
加熱ロール４１と加圧ロール４２と圧接部分を通過する
際に、その熱と圧力との作用により、トナー像Ｔ（Ｆ）
は用紙Ｐ上に永久像として定着される。一次定着後の用
紙Ｐは、排出ロール対３７により画像形成装置１外へと
搬送され、二次定着ユニット２内に搬送される。

【００３７】二次定着ユニット２内に搬送された用紙Ｐ
は、可動シュート５０により図中点線で示す他方の搬送
経路が選択され、搬送ロール対５２、５５により二次定
着装置７に搬送される。そして用紙Ｐは、二次定着装置
７での定着処理（後述する）を施され、その表面に保持
される画像は一層高い光沢を得る。そして、二次定着装
置７から排出された用紙Ｐは、第二排出ロール５６によ
り第二排出トレイ６２へと排出され、一のフルカラー写
真画像の画像形成動作が終了する。

【００３８】以下、二次定着装置（ベルト定着装置）７
の構成及びその動作を実施例１〜３として説明する。

【００３９】◎実施例１ 本実施例に係る二次定着装置７は、定着ロール（回転ロ
ール：第一の駆動ロール）７１、剥離ロール（回転ロー
ル：第二の駆動ロール）７２、テンションロール（回転
ロール）７３と、これらのロール７１、７２、７３に架
け渡されて回転する定着ベルト７０と、定着ロール７１
と剥離ロール７２との間に設けられ定着ベルト７０をそ
の内側から冷却する冷却部材７６と、定着ロール７１と
対峙して定着ベルト７０を挟んで圧接する加圧ロール７
５とを備えている。なお、冷却部材７６は、ヒートシン
クと呼ばれるもので、内部に熱伝導性の良い金属のフィ
ンを立てた構成を持つ箱状の冷却装置である。

【００４０】定着ベルト７０の断面は、図示するよう
に、ベース層７０Ａと離型性の表面層７０Ｂからなる。
また、ベース層７０Aと表面層７０Bとの間に接着層を設
けてもよい。

【００４１】前記ベース層７０Ａは、耐熱性及び機械的
強度が要求され、ニッケル、アルミニウム、ステンレス
等の金属シートや、PET、PBT、ポリエステル、ポリイミ
ド、ポリイミドアミド等の樹脂フィルムを用いることが
できる。前記樹脂はカーボンブラックなどの導電性粉体
などを添加分散して、体積抵抗率を制御してもよい。

【００４２】前記ベース層７０Ａの厚みは、30〜200μm
の範囲が好ましく、より好ましくは40〜150μmの範囲、
さらに好ましくは50〜130μmの範囲が適している。ベー
ス層７０Ａの厚みが30μmより薄いと、加熱冷却時の寸
法安定性や、強度が不足する。一方、ベース層７０Ａの
厚みが200μmを越えると、定着ベルト７０の比熱が増大
して熱移動量が低下し、定着速度やサイクルタイムの低
下につながる。

【００４３】前記表面層７０Ｂは、耐熱性、トナーや透
明樹脂との離型性と安定性等が要求され、シリコーンゴ
ム、フッ素ゴム、フッ素系樹脂などが挙げられる。前記
表面層７０Ｂの厚さは、1〜3000μmの範囲が好ましく、
より好ましくは5〜300μmの範囲、さらに好ましくは10
〜100μmの範囲が適している。1μmより薄いと、弾性が
不足して定着性に問題が生じたり、耐久性が不足したり
する。3000μmを越えると、定着ベルト７０の比熱が増
大して熱移動量が低下し、定着速度やサイクルタイムの
低下につながる。

【００４４】本実施例では、定着ベルト７０として、周
長164ｍｍφ×幅320ｍｍ×厚さ80μｍのポリイミド製の
ベース層上にシリコーンゴムをドクターブレードでコー
ティングし、35μｍの層厚の定着ベルトを作成した。

【００４５】定着ロール７１は、金属芯金上にシリコー
ンゴムなどの弾性体層を有する構成を取っている。金属
芯金は熱伝導性や強度など目的に応じてアルミあるいは
ＳＵＳなど材料を選択する。ベルト内周面との摩耗を考
えてＰＦＡなどのフッ素樹脂で離型層をチュービングま
たはコーティングするのが望ましい。加圧ロール７５
も、内部に加熱用ハロゲンランプを配置し、定着ロール
７１と同様の層構成を取っている。加圧ロール７５は定
着ロール７１の駆動モータと連結ギアで駆動するように
なっており、カムの回転により定着ロール７１とのラッ
チ／アンラッチを切替える構成を採用している。

【００４６】剥離ロール７２表面には、定着ベルト７０
内面との摩擦力を持たせるために、シリコーンゴムを被
覆してある。定着ロール７１と剥離ロール７２には、そ
れぞれ駆動ギア(不図示)が接続されており、それぞれの
ギアは駆動ギアには別個の駆動モータ(不図示)が接続さ
れている。個々のモータにより、定着ロール７１と剥離
ロール７２は周速度を別個に設定できるようになってい
る。

【００４７】本実施例に係るベルト定着装置７では、テ
ンションロール７３を、バネによって定着ベルト７０の
内面に押圧することで、定着ベルト７０に所定の張力が
付与され、定着ロール７１及び剥離ロール７２を駆動し
て、定着ベルト７０を周回駆動させている。

【００４８】またフルカラー写真画像形成時に使用され
る用紙Pは、次のような専用光沢紙が使用される。この
用紙Pは、基材PAと熱可塑性樹脂からなる受像層PBとで
構成される。印画紙写真と同等の質感を得るために、基
材PAの厚さは150〜200μｍの範囲が好ましい。受像層PB
の厚さは5〜50μｍの範囲が好ましく、より好ましくは1
0〜30μｍの範囲が適している。受像層PBが薄すぎる
と、トナーが十分に埋め込みにくくなり、レリーフ感が
目立つ。50μｍより厚くすると、定着した後に基材PAと
受像層PBとの応力ひずみ（曲げひずみ）で受像層PBが割
れやすくなる。更に、受像層PBには、離型剤としてワッ
クスを添加しても良い。

【００４９】本実施例では、用紙Pとして、坪量170g/m
2、厚さが150μｍの基紙の表面及び裏面に、TiO2、ZnO
等の白色顔料を分散した塗工層を塗布、乾燥し、厚さ15
μｍのコート層を設け基材PAとし、さらに表面にポリエ
ステル樹脂およびカルナバワックスからなる塗布液を塗
布、乾燥して厚さ１５μｍの透明樹脂層PBを設けた。

【００５０】そして、フルカラーのトナー像T(F)トナー
を担持した専用光沢紙Pが搬送されると、用紙Pは定着ロ
ール７１と加圧ロール７５のニップ部で、定着ベルト７
０を介して加熱・加圧され、定着ベルト７０の表面に密
着したまま冷却部材７６で冷却固化した後、剥離ロール
７２部において用紙Pの腰（剛性）で定着ベルト７０か
ら剥離され、定着画像が作成される。

【００５１】ところで、本実施例に係る二次定着装置７
は、定着ベルト７０に巻き付けぐせが付くのを防止する
とともに、加熱・冷却に伴う熱収縮でおきる定着ベルト
７０のシワを抑えることができ、ベルトから記録媒体を
剥離したときにムラのない光沢性に優れたカラー定着画
像を得ることができる。このような二次定着装置７に想
到するために、発明者らが行った実験を一部紹介する。

【００５２】

【表１】 表１は、テンションロール７３へのバネ荷重と、定着ベ
ルト７０のまきぐせによる画質への影響をまとめたもの
である。本発明者らは、テンションロール７３に付勢す
るバネ荷重を変えて、定着ベルト７０に張力を負荷した
まま、24時間放置し、巻き付けぐせの程度を確認した。
その後、用紙P上に均一なハーフトーン画像を形成し、
放置後の定着ベルト７０を使って定着を行ない、巻き付
けぐせの画像への写りこみ(レプリカ)を観察した（実験
１）。

【００５３】次いで、定着ベルト７０の走行性の確認を
おこなった。定着ベルト７０の走行性は定着ロール７１
と加圧ロール７５を所定の温度に制御して、ニップした
まま定着ベルト７０を周回駆動させ、定着ロール７１の
周速度60mm/secにたいし、剥離ロール７２の周速度を変
化させたときの、ニップ下流側から冷却部出口までのベ
ルトのシワや波うちの発生状況を観察するとともに、用
紙P上に均一なハーフトーン画像を形成し、二次定着装
置７で定着し、画像の光沢度を測定した（実験２）。

【００５４】剥離ロール７２の周速度が定着ロール７１
と同速度か遅い速度にすると、図６に示したようなシワ
が顕著に発生し、画像上にもシワの痕が光沢の差として
見える。剥離ロール７２の周速度を定着ロール７１より
速くすると、シワの発生レベルが急激に少なくなり、３
％以上の周速度差をつけると、シワは殆ど無くなる。10
％以上に周速度差を上げていくと、今度は定着ロールと
定着ベルトとのスリップが起き始め、ベルトの走行性が
不規則になり、画像の定着性にムラがでるようになっ
た。

【００５５】こうして周速度差毎に得られた定着画像の
面内の光沢ムラに関して、図３のグラフに示す実験結果
を得た。なお光沢度はMicro-Gloss カタログNo.4512（B
YK-Gardner GmbH社製）を使用し、入射角/受光角とも2
0°で測定した。このグラフで、左の縦軸は画像の光沢
度を20箇所測定した値の最大と最小値に差を示してい
る。

【００５６】テンションロール７３へのバネ荷重を大き
くし、定着ベルト７０の張力が十分大きいときは2個の
駆動ロールの周速度を変えなくても、ベルト７０の走行
性は安定しているが、前記の如く、停止時の巻き付けぐ
せによるベルト７０の変形を生じ、画像への写りこみが
起きる。テンションロール７３へのバネ荷重を小さく
し、ベルト７０の張力を低く抑えた場合でも、剥離ロー
ル７２の周速度を定着ロール７１より速くする事で2個
の駆動ロール７１、７２間でのベルト張力が高まり、シ
ワや波うちが抑えられる。本実施例では、剥離ロール７
２の周速度を定着ロール７１の周速度より3〜10％早く
する事で、光沢ムラが少なく安定した画像を得ることに
成功した。

【００５７】◎実施例２ 本実施例に係る二次定着装置７は、定着ロール（回転ロ
ール：第一の駆動ロール）７１、剥離ロール（回転ロー
ル）７２、テンションロール（回転ロール）７３、駆動
ロール（回転ロール：第二の駆動ロール）７４、これら
のロール７１、７２、７３、７４に架け渡されて回転す
る定着ベルト７０と、定着ロール７１と剥離ロール７２
との間に設けられ定着ベルト７０をその内側から冷却す
る冷却部材７６と、定着ロール７１と対峙して定着ベル
ト７０を挟んで圧接する加圧ロール７５とを備えてい
る。

【００５８】定着ロール７１と駆動ロール７４には、そ
れぞれ駆動ギアと駆動モータが接続されており、それぞ
れ別個に設定できるようになっている。この二次定着装
置７を図１の画像形成装置に装着し、ベルトシワと光沢
ムラを観察したところ、本実施例に係る二次定着装置７
でも、駆動ロール７４の周速度を定着ロール７１の周速
度より3〜10％早くする事で、光沢ムラが少なく安定し
た画像を得ることに成功した。

【００５９】◎実施例３ 実施例１及び2では、第一の駆動ロール（定着ロール７
１）と第二の駆動ロール（剥離ロール７２（実施例
１）、駆動ロール７４（実施例２）を、別個の駆動モー
タで独立に駆動するようにしたが、一つの駆動モータで
定着ロール７１の回転駆動させ、歯数を所定の関係に設
定したギア列で第二の駆動ロールに駆動力を伝達する構
成を採用することもできる。

【００６０】図５は本実施例に係る二次定着装置７のギ
ア列を示す図である。図５において、81は定着ロール７
１に接続されている駆動ギアであり、第1ギア82、第2ギ
ア83、第3ギア84を介して、第2の駆動ロール（剥離ロー
ル７２（実施例１）、駆動ロール７４（実施例２）に接
続されている従動ロールギア85に駆動力が伝達される。
駆動ギア81には駆動モータ（不図示）が接続されてい
る。

【００６１】本実施例では、定着ロールの外径は50ｍｍ
に、第2の駆動ロールの外径は25ｍｍに構成されてい
る。駆動ギア81、第1ギア82、第2ギア83、第3ギア84、
従動ロールギア85のギア数(歯数)を所定のギア数(歯数)
にする事によって、第二の駆動ロールの周速度は定着ロ
ールの周速度よりも早くすることができた。

【００６２】

【表２】

【００６３】表２は、各ギアの歯数とその際の、定着ロ
ールと第二の駆動ロールとの周速度差とをまとめたもの
である。なお、本実施例は、上記したギア列及びギア数
(歯数)に限定されることなく、第2の駆動ロールの周速
度を定着ロールの周速度よりも早くするように、任意に
設定する事ができる。表2の及びのギア列で構成し
た時は、実施例１と同様に、光沢ムラが少ない安定した
画像が得られた。

【００６４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複数のロールに張架された定着ベルトに巻き付けぐせが
付くのを防止するとともに、加熱・冷却に伴う熱収縮で
おきるベルトのシワを抑えることができ、ベルトから記
録媒体を剥離したときにムラのない光沢性に優れたカラ
ー画像を得ることができる。このような効果は、特に、
記録媒体として基材上に熱可塑性の透明樹脂層を形成し
たものを適用し、その透明樹脂内にトナーを定着させる
定着方式において最も顕著に得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に係るベルト定着装置を適用可
能な画像形成システムを説明する断面概略図である。

【図２】図２は、実施例１に係るベルト定着装置の断面
概略図である。

【図３】図３は、周速度差と光沢度との関係を説明する
グラフである。

【図４】図４は、実施例１に係るベルト定着装置の断面
概略図である。

【図５】図５は、実施例３に係るベルト定着装置の駆動
伝達系を説明するものである。

【図６】図６は、従来のベルト定着装置の定着ベルトに
生じるしわを説明するものである。

【符号の説明】

７…二次定着装置（ベルト定着装置）、７０…定着ベル
ト、７１…定着ロール、７２…剥離ロール、７３…テン
ションロール、７４…駆動ロール、７５…加圧ロール、
７６…冷却部材、８１…駆動ギア、８２…第1ギア、８
３…第2ギア、８４…第3ギア、８５…従動ロールギア

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Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転駆動される第一及び第二の駆動ロー
   ルと、これら第一及び第二の駆動ロールを含む複数の回
   転ロールに架け渡されて回転する無端状の定着ベルト
   と、第一の駆動ロールと当該第一の駆動ロールから定着
   ベルトの回転方向下流側に隣接する一の回転ロールとの
   間に設けられ当該定着ベルトをその内側から冷却する冷
   却部材とを有するベルト定着装置において、 当該第二の駆動ロールの周速度を、当該第一の駆動ロー
   ルの周速度に比べて速くなるように設定することを特徴
   とするベルト定着装置。
2. 【請求項２】 前記第一の駆動ロールと第二の駆動ロー
   ルとの周速度差は、３％以上である請求項１に記載のベ
   ルト定着装置。
3. 【請求項３】 前記第一の駆動ロールと第二の駆動ロー
   ルとの周速度差は、１０％未満である請求項１又は２に
   記載のベルト定着装置。
4. 【請求項４】 前記第一の駆動ロールに対峙し前記定着
   ベルトを挟んで圧接する圧接ロールを有し、記録シート
   を当該定着ベルトと圧接ロールとの圧接部分において記
   録シート画像面を定着ベルトに付着させ、前記第一の駆
   動ロールから定着ベルトの回転方向下流側に隣接する一
   の回転ロール部分において定着ベルトから記録シートを
   剥離する請求項１〜３のいずれかに記載のベルト定着装
   置。
5. 【請求項５】 前記第二の駆動ロールと前記定着ベルト
   との摩擦力は、前記第一の駆動ロールと前記定着ベルト
   との摩擦力以上である請求項１〜４のいずれかに記載の
   ベルト定着装置。