| 【発明の名称】 |
定着装置、定着方法及び画像形成装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】夫馬 宏史
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| 【要約】 |
【課題】定着ベルトの耐用寿命を向上させ、長期間にわたって安定した定着性能を発揮し、かつ、加熱源の加熱効率の向上による省電力化を達成する定着装置、定着方法及び定着装置を備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】転写材Ｐ上に形成されたトナー像ｔを、加熱された定着ベルト７３により加熱定着する定着装置において、少なくとも２本の支持ローラ７４，７５の外周に巻回して回動する無端状の定着ベルト７３と、トナー像ｔを担持する転写材Ｐとを、重ねた状態で挟持搬送して加圧定着する２本の加圧ローラ７１，７２の定着領域が、定着ベルト７３の転写材通過経路側で、少なくとも２本の支持ローラ７４，７５の外周の共通接線ｍよりも、無端状の定着ベルト７３の閉ループの内側に配置されている定着装置。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 転写材上に形成されたトナー像を、加熱された定着ベルトにより加熱定着する定着装置において、少なくとも２本の支持ローラの外周に巻回して回動する無端状の定着ベルトと、トナー像を担持する転写材とを、重ねた状態で挟持搬送して加圧定着する２本の加圧ローラの定着領域が、前記定着ベルトの転写材通過経路側で、前記少なくとも２本の支持ローラの外周の共通接線よりも、前記無端状の定着ベルトの閉ループの内側に配置されていることを特徴とする定着装置。
【請求項２】 転写材上に形成されたトナー像を、加熱された定着ベルトにより加熱定着する定着装置において、少なくとも２本の支持ローラの外周に巻回して回動する無端状の定着ベルトと、トナー像を担持する転写材とを、重ねた状態で挟持搬送して加圧定着する２本の加圧ローラの定着領域の断面が、前記無端状の定着ベルトの閉ループの外側に向いた凸形状になすことを特徴とする定着装置。
【請求項３】 前記無端状の定着ベルトの閉ループの内側に配置された加圧ローラの最も外側の層の硬度を、定着ベルトの閉ループの外側に配置された加圧ローラのゴム層の硬度より高硬度に設定したことを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】 転写材上に形成されたトナー像を、加熱された定着ベルトにより加熱定着する定着装置において、少なくとも２本の支持ローラの外周に巻回して回動する無端状の定着ベルトと、トナー像を担持する転写材とを、重ねた状態で挟持搬送して加圧定着する２本の加圧ローラのうち、前記無端状の定着ベルトの閉ループの外側に配置された加圧ローラが、前記定着ベルトの閉ループの内側に配置された加圧ローラよりも、定着ベルト回動方向の上流側に配置されていることを特徴とする定着装置。
【請求項５】 転写材上に形成されたトナー像を、加熱された定着ベルトにより加熱定着する定着方法において、少なくとも２本の支持ローラの外周に巻回して回動する無端状の定着ベルトと、トナー像を担持する転写材とを、重ねた状態で挟持搬送して加圧定着する２本の加圧ローラは、非定着処理時には定着ベルトと非接触状態に保持され、前記定着装置の余熱時のうち、少なくとも一部の時間は前記定着ベルトと接触させることを特徴とする定着方法。
【請求項６】 前記請求項１〜４の何れか１項に記載の加圧ローラ、支持ローラ、定着ベルトから成る定着装置を備えて成ることを特徴とする画像形成装置。
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【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、ファクシミリ等の画像形成装置、及び複合機能を有する画像形成装置に用いられるベルト式定着装置、定着方法及び該定着装置を備えた画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、電子写真式画像形成装置に用いられている定着装置は、所定の温度に維持された加熱ローラと、弾性層を有してその加熱ローラに圧接する加圧ローラとによって、未定着のトナー画像が形成された記録材を挟持搬送しつつ加熱する熱ローラ定着方式が多用されている。
【０００３】しかしながら、この種の装置では、加熱ローラの熱容量が大きくなりウォーミングアップ時間が長くなるとともに、弾性層内側の温度が高くなり、ローラの寿命を短くしていた。
【０００４】また、カラー画像ではベタ面積が大きい画像が多く、そのベタ画像も黒以外ののものが多くて光沢むらなどが目立つ。上記の加熱及び加圧ローラにハードローラを用いる場合は、紙やトナー層の凹凸に応じた光沢のむらが生じるため、画像品位が低下するという問題点があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前記問題点を解決するために、ゴムローラやゴムベルトを用いた定着方式が提案されている。
【０００６】ゴムローラを用いると良好な画像品位を得ることができるが、ウォーミングアップに時間がかかり、ローラの寿命が短いなどの不具合があり、この不具合は複写機やプリンタの高速化に伴って、ますます顕著になってきている。
【０００７】定着ベルトを用いた定着装置には以下の課題がある。
（１）従来の定着ベルトは、高熱伝導率、高熱容量、耐熱性の金属製基体から成る金属ベルトが用いられている。しかし、複数本の支持ローラの外周に巻回して回動する無端状の定着ベルトと、トナー像を担持する転写材とを、重ねた状態で挟持搬送して加圧定着する２本の加圧ローラを有する定着装置に適用した場合、この金属ベルトに柔軟性を持たせるために、極薄にしなけらればならない。極薄の金属ベルトは、高速回動時に、供給熱量や加熱時間が不足する問題がある。
【０００８】（２）複数本の支持ローラの外周に巻回して回動する無端状の定着ベルトと、トナー像を担持する転写材とを、重ねた状態で挟持搬送して加圧定着する２本の加圧ローラを有する定着ベルト方式の定着装置においては、非定着処理には、加圧ローラを定着ベルトに接触させておくと、定着ベルトから加圧ローラに余分な熱容量が奪われるから、ウォーミングアップ時間短縮のため、加圧ローラは定着ベルトに接触させなかった。
【０００９】定着処理時に、定着ベルトに加圧ローラを接触させ、定着ベルトが所定の温度に上昇して定着処理が開始されると、転写材が定着ベルトの熱を奪う以外に、加圧ローラが定着ベルトの熱を奪って、定着ベルトの温度を低下させて、このため、連続した定着処理ができなかった。
【００１０】一方、加圧ローラが加熱源のハロゲンヒータから受け取る熱量だけで余熱を行うと、定着ベルトの温度が上昇しすぎて、定着ベルトの劣化が加速されるという不具合が生じる。
【００１１】本発明の目的は、上記の各課題を解決し、定着ベルトの耐用寿命を向上させ、長期間にわたって安定した定着性能を発揮し、かつ、加熱源の加熱効率の向上による省電力化を達成する定着装置、定着方法及び定着装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】（１）上記課題を解決する本発明の定着装置は、転写材上に形成されたトナー像を、加熱された定着ベルトにより加熱定着する定着装置において、少なくとも２本の支持ローラの外周に巻回して回動する無端状の定着ベルトと、トナー像を担持する転写材とを、重ねた状態で挟持搬送して加圧定着する２本の加圧ローラの定着領域が、前記定着ベルトの転写材通過経路側で、前記少なくとも２本の支持ローラの外周の共通接線よりも、前記無端状の定着ベルトの閉ループの内側に配置されていることを特徴とするものである（請求項１）。
【００１３】（２）本発明の定着装置は、転写材上に形成されたトナー像を、加熱された定着ベルトにより加熱定着する定着装置において、少なくとも２本の支持ローラの外周に巻回して回動する無端状の定着ベルトと、トナー像を担持する転写材とを、重ねた状態で挟持搬送して加圧定着する２本の加圧ローラの定着領域の断面が、前記無端状の定着ベルトの閉ループの外側に向いた凸形状になすことを特徴とするものである（請求項２）。
【００１４】（３）本発明の定着装置は、転写材上に形成されたトナー像を、加熱された定着ベルトにより加熱定着する定着装置において、少なくとも２本の支持ローラの外周に巻回して回動する無端状の定着ベルトと、トナー像を担持する転写材とを、重ねた状態で挟持搬送して加圧定着する２本の加圧ローラのうち、前記無端状の定着ベルトの閉ループの外側に配置された加圧ローラが、前記定着ベルトの閉ループの内側に配置された加圧ローラよりも、定着ベルト回動方向の上流側に配置されていることを特徴とするものである（請求項４）。
【００１５】（４）本発明の定着方法は、転写材上に形成されたトナー像を、加熱された定着ベルトにより加熱定着する定着方法において、少なくとも２本の支持ローラの外周に巻回して回動する無端状の定着ベルトと、トナー像を担持する転写材とを、重ねた状態で挟持搬送して加圧定着する２本の加圧ローラは、非定着処理時には定着ベルトと非接触状態に保持され、前記定着装置の余熱時のうち、少なくとも一部の時間は前記定着ベルトと接触させることを特徴とするものである（請求項５）。
【００１６】（５）本発明の画像形成装置は、前記（１）、（２）、（３）の何れか１項に記載の加圧ローラ、支持ローラ、定着ベルトから成る定着装置を備えて成ることを特徴とするものである（請求項６）。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の定着装置及び該定着装置を備えた画像形成装置を図面によって説明する。
【００１８】図１は、本発明の定着装置を備えた画像形成装置であるカラープリンタを示す構成図である。
【００１９】このカラープリンタは、像担持体である可撓性の無端ベルト状の感光体（以下、感光体と称す）１の周囲に、４組のスコロトロン帯電器（以下、帯電器と称す）２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ、４組の像露光装置３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ、４組の現像器４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋとから成る画像形成ユニット（図示の４組）を縦列に配設したものである。なお、図示の像露光装置３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋは、レーザビーム走査光学装置を使用したものである。
【００２０】感光体１は、駆動ローラ１１及び下ローラ１２、上ローラ１３に張架され、テンションローラ１４の作用により緊張状態にされ、内周面に設けられたバックアップ部材１５により局部的に当接しながら、図示の時計方向に回動する。バックアップ部材１５は、感光体１の内側に当接して、現像器４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの各現像剤担持体４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｋの現像領域及び像露光装置３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋの結像位置に感光体１を規制している。
【００２１】画像記録のスタートにより、駆動モータ（図示せず）が回動して駆動ローラ１１を介して感光体１は図示の時計方向へと回動し、帯電器２Ｙの帯電作用により感光体１への電位の付与が開始される。感光体１は電位を付与されたあと、像露光装置３Ｙにおいて第１の色信号すなわちイエロー（Ｙ）の画像信号に対応する電気信号による露光が開始され、感光体１の回動（副走査）によってその表面の感光層に現像画像のイエロー（Ｙ）の画像に対応する静電潜像を形成する。この潜像は現像器４Ｙにより現像剤担持体４１Ｙ上に付着搬送された現像剤が、現像領域において非接触の状態で反転現像され、イエロー（Ｙ）のトナー像となる。
【００２２】次いで感光体１はイエロー（Ｙ）のトナー像の上にさらに帯電器２Ｍの帯電作用により電位が付与され、像露光装置３Ｍの第２の色信号すなわちマゼンタ（Ｍ）の画像信号に対応する電気信号による露光が行われ、現像器４Ｍによる非接触の反転現像によって前記のイエロー（Ｙ）のトナー像の上にマゼンタ（Ｍ）のトナー像が重ね合わせて形成される。
【００２３】同様のプロセスにより帯電器２Ｃ、像露光装置３Ｃ及び現像器４Ｃによってさらに第３の色信号に対応するシアン（Ｃ）のトナー像が形成される。さらに帯電器２Ｋ、像露光装置３Ｋ及び現像器４Ｋによって第４の色信号に対応する黒色（Ｋ）のトナー像が順次重ね合わせて形成され、感光体１の一回転以内にその周面上にカラーのトナー像が形成される。
【００２４】感光体１の周面上に形成されたカラーのトナー像は、帯電器２Ｆによって付着トナーの電位が揃えられたのち転写領域に至る。給紙装置５の給紙カセット５１或いは手差し給紙台５３から、それぞれ給紙手段５２，５４により送り出され、レジストローラ５５へと搬送された転写材Ｐは、レジストローラ５５の駆動によって感光体１上のトナー像領域通過と同期して給紙され、駆動ローラ１１の下部に対向して配置された転写手段６によりトナー像が転写される。
【００２５】トナー像が転写された転写材Ｐは、感光体１の周面より分離されたのち、定着装置７へ搬送される。定着装置７によりトナー像は熔融され、転写材Ｐに定着される。定着処理終了後の転写材Ｐは、排紙ローラ８１，８２，８３により搬送されて、上部に設けられた排紙トレイ８４に排出される。
【００２６】一方、転写材Ｐを分離した感光体１は、クリーニング装置９のクリーニングブレード９１によって残留トナーを除去し、清掃される。なお、次の原稿画像のトナー像の形成が続いて行われるときは、帯電前除電器９２による感光体１の感光体面への露光が行われて前歴の電荷の除去がなされる。
【００２７】（第１の実施の形態）図２は、本発明の定着装置の第１の実施の形態を示す断面図、図３は定着装置の平面図である。
【００２８】これらの図において、７１，７２は相対的に接離可能な一対の加圧ローラ、７３は無端ベルト状の定着ベルトである。支持ローラ７４，７５は定着ベルト７３を架設、支持する一対の支持ローラである。７６は加熱源であるハロゲンヒータ、７７は反射板、７８は定着ベルト７３の温度を検知する温度センサである。
【００２９】一対の加圧ローラ７１，７２は、その少なくとも一方は回転軸位置が可動になっている。非定着時には、図２（ａ）に示すように、少なくとも一方のローラ、例えば図示の加圧ローラ７２は圧接力に抗して矢示方向に移動し、加圧ローラ７１から離間して間隙を形成する。定着時には、図２（ｂ）に示すように、定着ベルト７３と転写材Ｐとを挟持圧着して搬送する。
【００３０】定着ベルト７３は、中央の金属基体、外周面側の外側層、内周面側の内側層等から構成されている。定着ベルト７３の金属基体は、例えば、電鋳加工により形成されたエンドレスベルト状のニッケル金属層から成る。
【００３１】金属基体の外周面上には、シリコーンゴムが塗布された外側層が形成されている。外側層は、加圧ローラ７１，７２のニップ位置において、トナーを担持した転写材Ｐと重ねた状態で移動して加熱、加圧されるから、耐熱性とトナー離型性を両立させている。
【００３２】転写材Ｐ上のトナー像ｔには、定着ベルト７３のシリコーンゴムから成る外側層が当接するが、シリコーンゴムの弾性により転写材Ｐやトナー像ｔの凹凸に追随して、均一に接触し、ハロゲンヒータ７６によって加熱された定着ベルト７３の熱と、加圧ローラ７１，７２による加圧とにより、光沢むらなどのない均一な定着が行われる。
【００３３】定着ベルト７３の金属基体の内周面には、内側層が形成されている。内側層は、カーボンを分散させたシリコーンゴムを、金属基体の内周面上に塗布して形成したもので、ハロゲンヒータ７６の照射光を高効率で吸収し、機器周辺に漏出する照射光を最小限に抑えている。即ち、定着ベルト７３の内側層は、赤外線吸収材料であるカーボンを分散させたシリコーンゴムによりコーティングされていて、照射光の吸収率が高く、ハロゲンヒータ７６による加熱により、短時間で所定温度（例えば１９０℃）まで温度上昇する。
【００３４】内側層を形成するシリコーンゴムは柔軟性を有しているから、通常の耐熱性塗料と異なり、定着ベルト７３の回動時の屈曲により剥離することはない。
【００３５】定着ベルト７３は、支持ローラ７４と支持ローラ７５との間に０．５ｋｇ／ｃｍ以下、更に好ましくは０．２ｋｇ／ｃｍ以下のごく弱い張力で張架されている。或いは張力ゼロの緩みをもった状態でも良い。
【００３６】定着ベルト７３は、定着処理時以外の時には、支持ローラの回転により回動される。定着処理時の定着ベルト７３は、加圧ローラ７１，７２の圧接駆動により挟持されて回動される。定着ベルト７３の回動速度は、転写材Ｐの搬送速度と同一である。
【００３７】支持ローラ７４は、図３に示すように、回転軸７４Ｂの軸方向に対して傾斜角を有する螺旋状の突起条を形成したローラ部７４Ａ、駆動源により駆動回転される回転軸７４Ｂ、ローラ部７４Ａの両端部に接続するフランジ部材７４Ｃ、回転軸７４Ｂの一方の軸端に固定され駆動源に接続する歯車７４Ｄから構成されている。
【００３８】支持ローラ７５は、回転軸７５Ｂの軸方向に対して傾斜角を有する螺旋状の突起条を形成したローラ部７５Ａ、回転軸７５Ｂ、ローラ部７５Ａの両端部に接続するフランジ部材７５Ｃから成る。
【００３９】ローラ部７４Ａ，７５Ａは、ハロゲンヒータ７６による定着温度に対して耐熱性を有し、低熱伝導率を有する材料、例えば、発泡シリコーンゴム等で形成されている。
【００４０】ローラ部７４Ａ，７５Ａは、回転軸７４Ｂ、７５Ｂの外周にシリコーンゴム又は他の耐熱性樹脂を一体成型したもの、又は、金属や樹脂から成る中空円筒部材の外周面に紐状のシリコーンゴムを螺旋状に巻き付けて突起条を形成したもの等が用いられる。
【００４１】ローラ部７４Ａ，７５Ａには、定着ベルト７３から可能な限り熱を奪わないように、定着ベルト７３との接触面積を減らすため、螺旋状の突起条が形成されている。これにより、定着装置７のウォーミングアップ時には、定着ベルト７３のみを加熱すればよく、従来のローラ定着方式等に比べて芯金などに奪われる熱量がないため、ウォーミングアップ時間の大幅な短縮が可能になった。また、突起部が螺旋状をなすため、定着ベルト７３とローラ部７４Ａ，７５Ａとが連続的に接触し、定着ベルト７３の動作音が軽減される。
【００４２】ローラ部７４Ａの両端部に設けたフランジ部材７４Ｃの傾斜面、及びローラ部７５Ａの両端部に設けたフランジ部材７５Ｃの傾斜面は、ごく弱い張力で張架されている定着ベルト７３が蛇行して、ローラ部７４Ａ，７５Ａから片寄ることを防止する。
【００４３】支持ローラ７４は画像形成装置本体の動力装置によって矢示した時計方向に駆動回転される。支持ローラ７４の回転に伴い定着ベルト７３及び従動側支持ローラ７５は時計方向に回転される。定着ベルト７３の駆動速度の設計値は転写材Ｐの搬送速度と同一である。加圧ローラ７１，７２の周速度は定着ベルト７３の駆動速度と同一になるよう駆動される。
【００４４】加圧ローラ７１と、定着ベルト７３の搬送方向上流側の支持ローラ７４との間の定着ベルト７３の内側には、棒状のハロゲンヒータ７６が配置されている。ハロゲンヒータ７６は加圧ローラ７１と支持ローラ７４との間の定着ベルト７３の内側の下側領域を照射して所定の温度まで加熱する。
【００４５】トナー像ｔを担持した転写材Ｐが搬送ガイド板５６を経て定着領域に搬送されてくるのに合わせて又はこれに先立って、定着ベルト７３の外側に配置された加圧ローラ７２が上昇して、転写材Ｐと定着ベルト７３を挟んで加圧する。定着ベルト７３の熱による加熱と加圧ローラ７１，７２による挟持と加圧とによって転写材Ｐ上のトナー像ｔは転写材Ｐに定着される。
【００４６】加圧ローラ７２の両端の支持軸には、図示しないバネ部材によって挟持時には加圧ローラ７１に向かって所定の荷重が作用し、加圧ローラ７１，７２の圧着部に一定の圧力が作用するようになっている。
【００４７】加圧ローラ７１，７２の何れか一方又は両方は、駆動手段に接続して駆動回転するから、転写材Ｐの搬送及び加圧ローラ７１，７２の駆動は、定着ベルト７３の駆動力を必要とせず、定着ベルト７３と転写材Ｐとを挟持搬送することによる負荷は生じない。
【００４８】即ち、加圧ローラ７１もしくは加圧ローラ７２は、その周速度が定着ベルト７３の移動速度と同一の速度で駆動されるので、定着ベルト７３や転写材Ｐには無理な力が加わらないようになっている。また、定着後は加圧ローラ７１，７２の圧着を解除し、定着ベルト７３と加圧ローラ７１，７２の微小な速度差による歪や片寄りを解消すると共に、定着ベルト７３から加圧ローラ７１，７２への熱の流出を防止する。
【００４９】定着された転写材Ｐは、定着ベルト７３を支持する支持ローラ７５の曲率によって分離される。定着された転写材Ｐは、定着ベルト７３の加圧ローラ７１，７２によるニップ部から出ると外気により冷却されるため、分離時のオフセットや分離不良が回避される。確実な分離性能を得るために、支持ローラ７５の直径を小さくするか、支持ローラ７５とは別に小径の分離ローラを定着ベルト７３の内側に配置してもよい。
【００５０】２本の支持ローラ７４，７５の外周に巻回して回動する無端状の定着ベルト７３と、トナー像ｔを担持する転写材Ｐとを、重ねた状態で挟持搬送して加圧定着する２本の加圧ローラ７１，７２の定着領域は、定着ベルト７３の転写材通過経路側で、２本の支持ローラ７４，７５の外周の共通接線ｍよりも、無端状の定着ベルト７３の閉ループの内側に配置されている。
【００５１】定着処理時には、定着ベルト７３の閉ループの外側にある加圧ローラ７２が、定着ベルト７３の内側方向に移動して、転写材Ｐと定着ベルト７３とを挟持して加圧定着する。加圧ローラ７１は、共通接線ｍよりも定着ベルト７３の閉ループの内側に配置されているから、加圧ローラ７１，７２の圧接状態において、定着ベルト７３は、加圧ローラ７１，７２によるニップ位置の上流側及び下流側で、加圧ローラ７２の外周に巻き付く形となる。この巻き付きの上流側分だけ、定着ベルト７３と転写材Ｐとの密接面積が増大し、転写材Ｐの加熱時間が長くなり、余熱効果が得られる。
【００５２】図４は加圧ローラ７１，７２と定着ベルト７３と転写材Ｐとの圧接状態を示す拡大断面図である。
【００５３】無端状の定着ベルト７３の閉ループの内側に配置された加圧ローラ７１のゴム層７１Ａのゴム硬度を、定着ベルト７３の閉ループの外側に配置された加圧ローラ７２のゴム層７２Ａのゴム硬度より高硬度に設定した。
【００５４】
加圧ローラ７１のゴム層７１Ａのゴム硬度：６０°（ＪＩＳＡ）
加圧ローラ７２のゴム層７２Ａのゴム硬度：１０°（ＪＩＳＡ）
２本の加圧ローラ７１，７２のゴム硬度は、上記の関係が満たされて設定されていれば、本発明の効果が得られるが、本発明は上記のゴム硬度に限定されるものではない。加圧ローラ７１，７２の各ゴム硬度は、定着装置７の用紙搬送速度、押圧荷重、定着温度等の諸元により、上記の関係を保ちながら適宜選択する。
【００５５】このように加圧ローラ７１，７２の各ゴム層７１Ａ，７２Ｂのゴム硬度を設定する事により、加圧ローラ７１，７２のニップ位置において、定着ベルト７３及び転写材Ｐは、定着ベルト７３の閉ループの外側に向けて凸形状となる。
【００５６】このニップ形成位置において、転写材Ｐは閉ループの外側に向けて凸形状に曲げられるから、転写材Ｐ自身の剛性（こし）によって、ニップ部Ｎの入り口及び出口において転写材Ｐは定着ベルト７３側に押しつけられることになる。
【００５７】これにより、転写材Ｐはニップ部Ｎの上流側及び下流側においても、定着ベルト７３に接触ないしは近接することになり、転写材Ｐに対する余熱効果が得られ、定着性能が向上する。
【００５８】このような凸形状のニップ形成は、上述したゴム層のゴム硬度差の他に、直径差を有する２本の加圧ローラ７１，７２の組み合わせや、ゴム層の厚さに差異を設けた加圧ローラ７１，７２の組み合わせ（ゴム層無しも含む）等によるものがあるが、定着ベルト７３の閉ループの外側に向けて凸形状が形成されるものなら、それらの効果にほとんど差はない。
【００５９】本実施の形態では、請求項１の発明と請求項２の発明とを併せて実施した一例を説明したが、両発明を個別に実施しても、本発明の効果は勿論得られる。
【００６０】（第２の実施の形態）図５は、本発明の定着装置の第２の実施の形態を示す断面図、図６は加圧ローラ７１，７２と定着ベルト７３と転写材Ｐとの圧接状態を示す拡大断面図である。なお、これらの図面に使用されている符号について、前記の第１の実施の形態と同じ機能を有する部分には、同符号を付している。また、前記の実施の形態と異なる点を説明する。
【００６１】一対の加圧ローラ７１，７２において、その少なくとも一方は回転軸位置が可動になっている。非定着時には、図５（ａ）に示すように、少なくとも一方のローラ、例えば図示の加圧ローラ７２は圧接力に抗して矢示方向に移動し、加圧ローラ７１から離間して間隙を形成する。定着時には、図５（ｂ）に示すように、定着ベルト７３と転写材Ｐとを挟持圧着して搬送する。
【００６２】定着ベルト７３とトナー像ｔを担持する転写材Ｐとを、重ねた状態で挟持搬送して加圧定着する２本の加圧ローラ７１，７２のうち、定着ベルト７１の閉ループの外側に配置された加圧ローラ７２が、定着ベルト７３の閉ループの内側に配置された加圧ローラ７１よりも、定着ベルト７３の回動方向の上流側に配置されている。
【００６３】定着ベルト７３は、２本の加圧ローラ７１，７２で形成されるニップ部Ｎに入る前に、加圧ローラ７２の外周面に巻き付く形になるから、定着ベルト７３と転写材Ｐとの接触時間が長くなり、転写材Ｐに予熱が付与される。
【００６４】支持ローラ７４は画像形成装置本体の動力装置によって矢示した時計方向に駆動回転される。支持ローラ７４の回転に伴い定着ベルト７３及び支持ローラ７５は時計方向に回転される。定着ベルト７３の駆動速度の設計値は転写材Ｐの搬送速度と同一である。加圧ローラ７１，７２の周速度は定着ベルト７３の駆動速度と同一になるよう駆動される。
【００６５】第１の実施の形態及び第２の実施の形態に述べたように、定着ベルト７３の内側の加圧ローラ７１の位置、加圧ローラ７１，７２により形成されるニップ部の形状、２本の加圧ローラ７１，７２の搬送方向の位置を適切に選択することにより、加圧ローラ７１，７２によって形成されるニップ部に転写材Ｐが進入する前に、定着ベルト７３により転写材Ｐに予熱を行う。これにより、転写材Ｐの高線速搬送時においても、良好な定着を行うことが可能となる。
【００６６】なお、上記の実施の形態では、定着ベルト７３が２本の支持ローラにより、ほぼ水平に保持されている定着装置について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、支持ローラの本数、配置位置、定着ベルトの巻回方法等の応用例についても適用可能である。
【００６７】（第３の実施の形態）図７は、本発明の第３の実施の形態を示す定着装置の断面図、図８は本発明の定着装置による定着動作の特性図である。なお、図面に使用されている符号について、前記の第１の実施の形態と同じ機能を有する部分には、同符号を付している。また、前記の実施の形態と異なる点を説明する。
【００６８】定着ベルト７３の閉ループの内側であって、駆動側の支持ローラ７４の近傍に、反射板７７Ａを配置した。反射板７７Ａは、ハロゲンヒータ７６の照射光のうち、支持ローラ７４に至る照射光を反射して遮断する。反射板７７Ａにより反射された照射反射光は、定着ベルト７３の内面を照射して定着ベルト７３を無駄なく効率的に加熱する。
【００６９】画像形成装置が起動されると、加熱源のハロゲンヒータ７６に通電され、その照射光は定着ベルト７３と加圧ローラ７１とを加熱する。定着ベルト７３の温度は温度センサ７８によって検知され、所定温度に達するまでハロゲンヒータ７６に通電が行われる。
【００７０】加圧ローラ７１，７２の圧接を解除したままの状態で、ハロゲンヒータ７６による加熱を行う場合、加圧ローラ７１をハロゲンヒータ７６による加熱だけで所定の温度になるまで予熱すると、加圧ローラ７１と定着ベルト７３との熱容量と照射面積の違いから、定着ベルト７３の温度が過剰に上昇する。
【００７１】逆に、定着ベルト７３の温度が所定温度に達した時点で、定着処理を開始すると、加圧ローラ７１の温度上昇が不十分で、定着開始時に、加圧ローラ７１，７２と定着ベルト７３との圧接により、定着ベルト７３の熱が加圧ローラ７１に奪われることにより、定着ベルト７３の温度が低下し、定着不良を発生する。
【００７２】これらの問題点を回避するため、定着ベルト７３の加熱時間中、一定の時間割合で加圧ローラ７１，７２を圧接することによって、定着ベルト７３の熱を一定量、加圧ローラ７１に移す。加圧ローラ７１，７２を圧接する時間の割合は、加圧ローラ７１，７２の直径や材質、定着ベルト７３の厚さや周長や材質等の諸条件によって異なる。
【００７３】以下に、一実施例の条件を示す。
加圧ローラ７１のゴム層：直径φ５０ｍｍ、厚さ３ｍｍのシリコーンゴム 加圧ローラ７２のゴム層：直径φ５０ｍｍ、厚さ５ｍｍのシリコーンゴム 定着ベルト７３の構成： 金属基体：厚さ０．０５ｍｍのニッケル金属 外側層：厚さ０．２ｍｍのシリコーンゴム 内側層：厚さ０．２ｍｍのカーボンを分散させたシリコーンゴムなお、定着ベルトを加熱中の圧接も、定着ベルト７３の片寄りやしわ発生を防止するために、加圧ローラ７１，７２により断続的な圧接と解除を繰り返すことが好ましい。
【００７４】本発明の定着装置の構成及び定着方法を採ることにより、定着動作開始後の定着ベルトの温度低下を防止し、高効率の熱供給が実現される。
【００７５】
【発明の効果】本発明によるときは、以上説明した構成により、以下の効果が奏せられる。
（１）本発明の定着ベルトと加圧ローラとから成る定着装置及び定着方法は、加圧ローラのニップ部の配置及び形状を改善して、加圧定着以前に定着ベルトに転写材を接触させる事により、転写材に予熱効果を持たせ、加熱時間を長くして、定着性能を向上させることができる（請求項１〜４）。
（２）本発明の定着ベルトと加圧ローラとから成る定着装置は、定着ベルトの予熱時に、加圧ローラにより断続的に加圧動作を行い、定着ベルトの所定温度までの加熱と、加圧ローラとの予備加熱を行うことにより、定着動作開始後の定着ベルトの温度低下を防止し、高効率の熱供給が実現される（請求項５）。
（３）本発明の加圧ローラ、支持ローラ、定着ベルト、加熱源、反射板から成る定着装置を備えた画像形成装置により、高効率の熱供給が実現され、熱効率向上による省電力化と、ウォーミングアップ時間の短縮と、高速定着及び高画質の定着、安定化と、耐用寿命の長いメンテナンス性に優れた画像形成装置が提供される（請求項６）。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００１２７０
【氏名又は名称】コニカ株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年１１月４日（１９９９．１１．４） |
| 【代理人】 |
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１３２８０５（Ｐ２００１−１３２８０５Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年５月１８日（２００１．５．１８） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−３１３４９８ |
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