特許 6018836 定着装置、及びこれを備えた画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6018836

(24)【登録日】2016年10月7日

(45)【発行日】2016年11月2日

(54)【発明の名称】定着装置、及びこれを備えた画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   G03G 15/20 20060101AFI20161020BHJP

【ＦＩ】

   G03G15/20 555

【請求項の数】6

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2012-182473(P2012-182473)

(22)【出願日】2012年8月21日

(65)【公開番号】特開2014-41201(P2014-41201A)

(43)【公開日】2014年3月6日

【審査請求日】2015年8月5日

(73)【特許権者】

【識別番号】593122789

【氏名又は名称】ユーテック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001841

【氏名又は名称】特許業務法人梶・須原特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】高最 宏幸

【審査官】 國田 正久

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−２２１７１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１７０７８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０８５７８７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０３Ｇ １５／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

芯金と、前記芯金の周囲に形成された断熱層、及び当該断熱層の周囲に形成された熱保持層からなる弾性層とを有する定着ローラと、
前記定着ローラの表面に接触し、内部に第１ヒータを有する加熱ローラと、
前記定着ローラに圧接して当該定着ローラとでニップ部を形成し、内部に第２ヒータを有する加圧ローラと、
前記第１ヒータ及び前記第２ヒータそれぞれに供給する供給電力を制御する制御手段と
を備え、
前記制御手段が、前記第１ヒータに電力を供給して前記定着ローラを前記加熱ローラにより加熱し、且つ、前記第２ヒータに電力を供給して前記加圧ローラを内部から加熱することで、前記ニップ部を通過する記録媒体に担持された未定着トナーを当該記録媒体に定着させる定着装置であって、
前記制御手段は、
前記第１ヒータへの供給電力ＰＷ１を前記加熱ローラの熱容量で除算した値をＷ１とし、前記第２ヒータへの供給電力ＰＷ２を前記加圧ローラの熱容量で除算した値をＷ２としたとき、
前記未定着トナーを記録媒体に定着させる定着動作時において、前記定着ローラの温度が前記未定着トナーを溶融可能な温度に維持されるようにするとともに、前記供給電力ＰＷ２が前記供給電力ＰＷ１の１倍以上２倍以下で、且つ、前記Ｗ２が前記Ｗ１の０．７５倍以上１．５倍以下となるように、前記第１ヒータ及び前記第２ヒータそれぞれに供給する供給電力を制御することを特徴とする定着装置。

【請求項2】

前記熱保持層の厚みが、前記断熱層の厚みよりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。

【請求項3】

前記断熱層がスポンジゴム層であり、前記熱保持層がソリッドゴム層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】

前記定着ローラは、その表面に、前記熱保持層よりも小さい厚みのフッ素系保護層が形成されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の定着装置。

【請求項5】

前記加熱ローラ及び前記加圧ローラそれぞれは、荷重を受けて前記定着ローラに圧接されており、前記加圧ローラが受ける荷重は、前記加熱ローラが受ける荷重より大きいことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の定着装置。

【請求項6】

請求項１〜５の何れか一項に記載の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、定着装置、及びこれを備えた画像形成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

記録媒体に担持された未定着トナーを記録媒体に定着させる定着装置が知られている。例えば、特許文献１に記載された定着装置では、定着ローラと、当該定着ローラに圧接する加圧ローラとを備えている。そして、定着ローラの表面温度を昇温させた状態で、定着ローラ及び加圧ローラのニップ部に未定着トナーを担持した記録媒体を通過させることで、未定着トナーを記録媒体に定着させている。また、この定着装置では、定着ローラの表面温度の昇温効率を上げるために、定着ローラの内部に発熱源を設けず、当該定着ローラに接触する加熱ローラの表面を加熱することで定着ローラの表面温度を昇温させている。加熱ローラの表面の加熱は、当該加熱ローラの内部に設けられたヒータにより行われている。

【0003】

ここで、定着ローラ及び加圧ローラのニップ部に記録媒体を通過させると、定着ローラの表面の熱が記録媒体に奪われて表面温度が直ちに低下する。そこで、特許文献１に記載された定着装置では、加圧ローラの内部にヒータを設けている。そして、定着ローラに接触する加熱ローラの表面を加熱するだけでなく、加圧ローラのヒータにより当該加圧ローラの表面を補助的に加熱することで、未定着トナーを記録媒体に定着させている。なお、このときの加圧ローラのヒータへの供給電力は、加熱ローラのヒータへの供給電力よりも小さく設定されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００９−１５０９３３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、本願の発明者は、未定着トナーの記録媒体への定着性について鋭意研究した結果、上記の特許文献１に記載された定着装置のように加圧ローラの表面を補助的に加熱した場合でも、定着ローラ及び加圧ローラのニップ部に複数の記録媒体を連続して通過させると、未定着トナーの記録媒体への定着性が悪化する問題が生じることを新たに見出した。

【0006】

そこで、本発明の目的は、記録媒体に担持された未定着トナーの、記録媒体への定着性を向上させることが可能な定着装置、及びこれを備えた画像形成装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記の課題を解決するために、本発明の定着装置は、芯金と、前記芯金の周囲に形成された断熱層、及び当該断熱層の周囲に形成された熱保持層からなる弾性層とを有する定着ローラと、前記定着ローラの表面に接触し、内部に第１ヒータを有する加熱ローラと、前記定着ローラに圧接して当該定着ローラとでニップ部を形成し、内部に第２ヒータを有する加圧ローラと、前記第１ヒータ及び前記第２ヒータそれぞれに供給する供給電力を制御する制御手段とを備え、前記制御手段が、前記第１ヒータに電力を供給して前記定着ローラを前記加熱ローラにより加熱し、且つ、前記第２ヒータに電力を供給して前記加圧ローラを内部から加熱することで、前記ニップ部を通過する記録媒体に担持された未定着トナーを当該記録媒体に定着させる定着装置であって、前記制御手段は、前記第１ヒータへの供給電力ＰＷ１を前記加熱ローラの熱容量で除算した値をＷ１とし、前記第２ヒータへの供給電力ＰＷ２を前記加圧ローラの熱容量で除算した値をＷ２としたとき、前記未定着トナーを記録媒体に定着させる定着動作時において、前記定着ローラの温度が前記未定着トナーを溶融可能な温度に維持されるようにするとともに、前記供給電力ＰＷ２が前記供給電力ＰＷ１の１倍以上２倍以下で、且つ、前記Ｗ２が前記Ｗ１の０．７５倍以上１．５倍以下となるように、前記第１ヒータ及び前記第２ヒータそれぞれに供給する供給電力を制御することを特徴とする。

【0008】

上記の構成によれば、記録媒体による、定着ローラ及び加圧ローラの表面温度の低下幅を小さくすることができる。その結果、未定着トナーの記録媒体への定着性を向上させることができる。

【0009】

加えて、前記Ｗ２が前記Ｗ１の１．５倍以下であるため、未定着トナーを確実に溶融させることができる。

【0010】

また、本発明の定着装置においては、前記熱保持層の厚みが、前記断熱層の厚みよりも小さくていてもよい。これにより、定着ローラの表面温度を効率良く昇温させることができる。

【0011】

また、本発明の定着装置においては、前記断熱層がスポンジゴム層であり、前記熱保持層がソリッドゴム層であってもよい。これにより、定着ローラの表面温度を効率良く昇温させることができ、且つ、定着動作時の表面温度の低下幅を小さくすることができる。

【0012】

また、本発明の定着装置において、前記定着ローラは、その表面に、前記熱保持層よりも小さい厚みのフッ素系保護層が形成されていてもよい。これにより、トナーに対する離型性を良くすることができるので、定着ローラの表面が汚れることがない。

【0013】

また、本発明の定着装置において、前記加熱ローラ及び前記加圧ローラそれぞれは、荷重を受けて前記定着ローラに圧接されており、前記加圧ローラが受ける荷重は、前記加熱ローラが受ける荷重より大きくてもよい。加圧ローラと加熱ローラとの間に形成されるニップ部のニップ幅を広くすることができる。その結果、定着ローラや加圧ローラが、ニップ部を通過する記録媒体や、当該記録媒体に担持された未定着トナーに対して熱を与える時間を長くすることができる。

【0014】

また、本発明の画像形成装置は、上述した何れかの定着装置を備えている。この場合においても、上述の効果を奏することができる

【発明の効果】

【0015】

記録媒体に担持された未定着トナーの、記録媒体への定着性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。

【図2】図１に示す定着装置の概略構成図である。

【図3】実施例１に係る定着ローラ、加熱ローラ、及び加圧ローラの表面温度の変化を示す図であり、（ａ）はウォームアップ動作開始から７０秒間の温度変化を示す図であり、（ｂ）は定着ローラと加圧ローラのニップ部への連続通紙時の温度変化を示す図である。

【図4】実施例２に係る定着ローラ、加熱ローラ、及び加圧ローラの表面温度の変化を示す図であり、（ａ）はウォームアップ動作開始から７０秒間の温度変化を示す図であり、（ｂ）は定着ローラと加圧ローラのニップ部への連続通紙時の温度変化を示す図である。

【図5】比較例に係る定着ローラ、加熱ローラ、及び加圧ローラの表面温度の変化を示す図であり、（ａ）はウォームアップ動作開始から７０秒間の温度変化を示す図であり、（ｂ）は定着ローラと加圧ローラのニップ部への連続通紙時の温度変化を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。

【0018】

先ず、図１を参照し、画像形成装置１０１の全体構成について説明する。画像形成装置１０１は、たとえばネットワーク上のＰＣ等の端末装置から送信される画像データなどに基づいて、記録媒体である用紙Ｐに対して多色又は単色の画像を形成する装置である。画像形成装置１０１は、給紙機構２０、搬送機構３０、排紙トレイ４０、４つのトナー像形成ユニット５０ａ〜５０ｄ（以下、総称して「トナー像形成ユニット５０」と称すこともある）、及び定着装置１００を備えている。

【0019】

給紙機構２０は、複数の用紙Ｐを収納可能であり、最も上方にある用紙Ｐを搬送機構３０に給紙する。搬送機構３０は、給紙機構２０から給紙された用紙Ｐを搬送方向に搬送するものであり、駆動ローラ３１、従動ローラ３２、及びこれらの両ローラ３１，３２間に架け渡されるように巻回された無端状の搬送ベルト３３を備えている。駆動ローラ３１は、図示しない搬送モータから駆動力が与えられることで回転する。従動ローラ３２は、駆動ローラ３１の回転により搬送ベルト３３が走行するのに伴って回転する。搬送ベルト３３の外周面に載置された用紙Ｐは、図１右方へと搬送される。

【0020】

トナー像形成ユニット５０各々は、ブラック（Ｂ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、及びシアン（Ｃ）の４色にそれぞれ対応し、用紙Ｐの搬送方向に沿って所定間隔隔てて並設されている。搬送ベルト８によって搬送されてきた用紙Ｐが４つのトナー像形成ユニット５０のすぐ下方を通過する際に、各トナー像形成ユニット５０は用紙Ｐの上面に各色のトナー像を転写する。トナー像は、たとえば非磁性一成分現像剤（非磁性トナー）、非磁性二成分現像剤（非磁性トナーおよびキャリア）、および磁性現像剤（磁性トナー）などの現像剤（以下、「トナー」とも称する）Ｔによって形成される。

【0021】

トナー像形成ユニット５０各々は、それぞれ略同一の構成を有し、それぞれに、感光体ドラム５１、帯電器５２、レーザ光照射手段５３、現像器５４、転写ローラ５５、及び清掃ユニット５６が設けられている。

【0022】

感光体ドラム５１は、形成される画像を担持するものである。帯電器５２は、感光体ドラム５１の表面を所定の電位に均一に帯電させるものである。レーザ光照射手段５３は、画像形成装置１０１に入力された画像データに応じて、帯電器５２によって帯電した感光体ドラム５１の表面を露光して、該感光体ドラム５１の表面に静電潜像を形成する。現像器５４は、感光体ドラム５１の表面に形成された静電潜像を、各色のトナーＴによって顕像化する。転写ローラ５５は、トナーＴとは逆極性のバイアス電圧が印加されており、搬送機構３０によって搬送された用紙Ｐに、形成されたトナー像を転写させる。清掃ユニット５６は、現像器５４での現像処理、および、感光体ドラム５１に形成された画像の転写後に、感光体ドラム５１の表面に残留したトナーＴを、除去・回収する。

【0023】

トナー像形成ユニット５０各々によりトナー像が転写された用紙Ｐ（未定着トナーＴが担持された用紙Ｐ）は、搬送機構３０によってさらに図１右方に搬送され、定着装置１００に到達する。定着装置１００は、用紙Ｐに適度な熱と圧力とを与えて、用紙Ｐに担持された未定着トナーＴを溶融して熱定着させる。この後、用紙Ｐは排紙トレイ４０に排出される。

【0024】

次に、定着装置１００について、図２を参照しつつ説明する。定着装置１００は、未定着トナーＴを担持した用紙Ｐに対して、熱および圧力により未定着トナーＴを溶融して用紙Ｐ上に定着させるものである。

【0025】

定着装置１００は、定着ローラ６０、加圧ローラ７０、加熱ローラ８０、これらローラ６０，７０，８０各々の温度を検出する温度センサ９０ａ〜９０ｃ、電源ＰＷ、駆動モータＴＲ１，ＴＲ２及び定着装置１００全体の動作を司る制御装置９５を備えている。なお、本実施形態においては、定着ローラ６０の内部には発熱源が設けられておらず、定着ローラ６０の表面は、加熱ローラ８０や加圧ローラ７０によって加熱される。

【0026】

定着ローラ６０は、定着部材であって、その内側から順に、芯金６１、弾性層６２、および保護層６３が形成された３層構造からなる。芯金６１には、たとえば、鉄、ステンレス鋼、アルミニウム、銅等の金属、またはそれらの合金等が用いられる。弾性層６２は芯金６１の周囲に形成されており、内層を断熱層６２ａとし、外層を熱保持層６２ｂとした２層構造からなる。本実施形態においては、断熱層６２ａとしてスポンジゴム層、熱保持層６２ｂとしてソリッドゴム層が用いられている。

【0027】

ここで、弾性層６２を２層構造にし、内層をスポンジゴム層である断熱層６２ａとし、外層をソリッドゴム層である熱保持層６２ｂとした理由について説明する。弾性層６２がスポンジゴム層だけの場合には、用紙Ｐが後述のニップ部Ｎｄを通過したとき、スポンジゴム層の空胞部分で圧抜けを起こす虞があり、また、スポンジゴム層自体の密度が低いため熱容量が小さくなりすぎて用紙Ｐをニップしたときに定着ローラ６０の表面温度が下がりすぎて定着性が悪化する虞がある。一方、断熱層６２の内層がスポンジゴム層であっても外層がソリッドゴム層であればソリッドゴム層の抗力でスポンジゴム層の圧抜けを防止でき、また、ソリッドゴムはスポンジと比べて熱容量が大きいので、定着ローラ６０の表面温度が極端に低下することを防止できるためである。また、弾性層６２を全てソリッドゴム層にした場合には熱容量が大きくなりすぎて、定着ローラ６０の表面の昇温時間が長くなってしまうためである。

【0028】

また、熱保持層６２ｂの厚みは、断熱層６２ａの厚みよりも小さくされている。これにより、定着ローラ６０の表面温度を効率良く昇温することができる。

【0029】

保護層６３は、フッ素系樹脂からなるフッ素系保護層である。このように、保護層６３としてフッ素系保護層を用いることで、トナーＴに対する離型性を良くすることができるので、その結果として、定着ローラ６０の表面が汚れることを防ぐことができる。

【0030】

加圧ローラ７０は、その内側から順に、中空状筒体の金属性芯材７１、及び保護層７２が形成された２層構造からなる。金属性芯材７１は、例えばアルミニウムや鉄系材料からなる。保護層７２は、フッ素系樹脂からなるフッ素系保護層である。

【0031】

また、金属性芯材７１の内部には、加圧ローラ７０を加熱する第２ハロゲンヒータ７３（第２ヒータ）が配置されている。第２ハロゲンヒータ７３は、制御装置９５による制御の下、電源ＰＷから電力が供給されることによって、赤外線を放射する。これによって、金属性芯材７１の内周面が赤外線を吸収して加熱され、加圧ローラ７０の表面全体が加熱される。

【0032】

加熱ローラ８０は、定着ローラ６０の外周面に接触して、当該定着ローラ６０加熱するものであって、加圧ローラ７０と同様に、その内側から順に、中空状筒体の金属性芯材８１、及び保護層８２が形成された２層構造からなる。金属性芯材８１は、例えばアルミニウムや鉄系材料からなる。保護層８２は、フッ素系樹脂からなるフッ素系保護層である。

【0033】

また、金属性芯材８１の内部には、加熱ローラ８０を加熱する第１ハロゲンヒータ８３（第１ヒータ）が配置されている。第１ハロゲンヒータ８３は、制御装置９５による制御の下、電源ＰＷから電力が供給されることによって、赤外線を放射する。これによって、金属性芯材８１の内周面が赤外線を吸収して加熱され、加熱ローラ８０の表面全体が加熱される。

【0034】

加圧ローラ７０は、圧接機構（不図示）により荷重を受けて定着ローラ６０に圧接されており、定着ローラ６０とでニップ部（圧接部）Ｎｄを形成している。また、加熱ローラ８０は、圧接機構（不図示）により荷重を受けて定着ローラ６０に圧接されており、定着ローラ６０とでニップ部Ｎｐを形成している。

【0035】

ここで、加圧ローラ７０が圧接機構により受ける荷重は、加熱ローラ８０が圧接機構により受ける荷重よりも大きい。これにより、定着ローラ６０と加圧ローラ７０の間に形成されるニップ部Ｎｄのニップ幅を広くすることができる。その結果、定着動作時において、定着ローラ６０や加圧ローラ７０が、ニップ部Ｎｄを通過する用紙Ｐや、当該用紙Ｐに担持された未定着トナーＴに対して熱を与える時間を長くすることができる。なお、用紙Ｐがニップ部Ｎｄを通過するときには、定着ローラ６０は用紙Ｐのトナー像形成面に当接し、加圧ローラ７０は用紙Ｐにおけるトナー像形成面とは反対の面に当接するように構成されている。

【0036】

また、加圧ローラ７０は駆動モータＴＲ１に接続されており、加熱ローラ８０は駆動モータＴＲ２に接続されている。制御装置９５による制御の下、駆動モータＴＲ１，ＴＲ２それぞれが駆動されることで、加圧ローラ７０及び加熱ローラ８０は回転駆動する。定着ローラ６０は、この加圧ローラ７０及び加熱ローラ８０の回転駆動に伴い従動回転する。

【0037】

定着ローラ６０、加圧ローラ７０、及び加熱ローラ８０の外周面には、サーミスタ等の温度センサ９０ａ〜９０ｃがそれぞれ配設されており、各ローラ６０，７０，８０の表面温度を検出する。各温度センサ９０ａ〜９０ｃは、検出した表面温度のデータを制御装置９５に出力する。

【0038】

制御装置９５は、駆動モータＴＲ１，ＴＲ２、及び、電源ＰＷを制御する。具体的には、制御装置９５は、定着動作前のウォームアップ動作時には、第２ハロゲンヒータ７３，８３に電力が供給されるように電源ＰＷを制御し、加圧ローラ７０、及び加熱ローラ８０の表面温度をそれぞれの目標温度まで昇温させる。また、制御装置９５は、加圧ローラ７０及び加熱ローラ８０が回転駆動されるように、駆動モータＴＲ１，ＴＲ２を制御する。これにより、定着ローラ６０が回転されながら、加圧ローラ７０、及び加熱ローラ８０により加熱されるので、当該定着ローラ６０の表面全体に亘り均一に昇温される。そして、制御装置９５は、温度センサ９０ａにより検出される定着ローラ６０の表面温度が目標温度に達すると、定着動作を開始する。

【0039】

制御装置９５は、定着動作では、用紙Ｐが所定の搬送速度でニップ部Ｎｄを通過するように、駆動モータＴＲ１，ＴＲ２を制御する。また、制御装置９５は、各温度センサ９０ａ〜９０ｃの検出結果に基づいて、各ローラ６０，７０，８０の表面温度が目標温度に維持されるように、電源ＰＷを制御する。

【0040】

以下、具体的に、制御装置９５の電源ＰＷの制御方法について説明する。加圧ローラ７０、及び加熱ローラ８０の目標温度は、定着ローラ６０の目標温度よりも高く設定されている。そして、制御装置９５は、温度センサ９０ｂにより検出される加圧ローラ７０の表面温度が、当該加圧ローラ７０の目標温度未満の場合には第２ハロゲンヒータ７３に電力を供給するオン動作を行うよう電源ＰＷを制御し、目標温度以上の場合には第２ハロゲンヒータ７３に電力を供給しないオフ動作を行うよう電源ＰＷを制御する。ここで、本実施形態において、「オン動作」とは、当該動作中に第２ハロゲンヒータ７３に常に通電を行う動作ではなく、動作中の或る一定時間（以下、通電時間）は第２ハロゲンヒータ７３に通電をし、残りの時間（以下、非通電時間）は通電をしないデューティ比制御を行う動作である。また、「オフ動作」とは、当該動作中に第２ハロゲンヒータ７３に通電を一切行わない動作である。

【0041】

制御装置９５は、同様に、温度センサ９０ｃにより検出される加熱ローラ８０の表面温度が、加熱ローラ８０の目標温度未満の場合には第１ハロゲンヒータ８３に電力を供給するオン動作を行うよう電源ＰＷを制御し、目標温度以上の場合には第１ハロゲンヒータ８３に電力を供給しないオフ動作を行うよう電源ＰＷを制御する。加圧ローラ７０の表面温度、及び加熱ローラ８０の表面温度がそれぞれ目標温度に達することで、定着ローラ６０の表面温度が目標温度に達することになる。

【0042】

また、電源ＰＷには、出力可能な最大出力電力（本実施形態においては１２００Ｗ）が存在する。制御装置９５は、電源ＰＷを制御して、当該最大出力電力を、第２ハロゲンヒータ７３及び第１ハロゲンヒータ８３に分配して供給する制御を行う。具体的には、制御装置９５は、第２ハロゲンヒータ７３，８３それぞれに係るオン動作時における通電時間と非通電時間との比率を変えることで、第２ハロゲンヒータ７３に供給する供給電力と第１ハロゲンヒータ８３に供給する供給電力を調節する。例えば、第２ハロゲンヒータ７３に係るオン動作の非通電時間に対する通電時間の比率を、第１ハロゲンヒータ８３に係るオン動作の非通電時間に対する通電時間の比率の２倍にすることで、第２ハロゲンヒータ７３に供給する供給電力を第１ハロゲンヒータ８３に供給する供給電力の２倍にすることができる。

【0043】

本実施形態においては、制御装置９５は、第１ハロゲンヒータ８３への供給電力を加熱ローラ８０の熱容量で除算した値をＷ１とし、第２ハロゲンヒータ７３への供給電力を加圧ローラ７０の熱容量で除算した値をＷ２としたとき、定着動作時において、定着ローラ６０の表面温度が未定着トナーＴを溶融可能な温度に維持されるようにするとともに、Ｗ２がＷ１の０．７５倍以上となるように、電源ＰＷを制御する。

【0044】

次に、折り曲げ試験を行って、本実施形態に係る定着装置の技術的効果を検証した。

【0045】

（実施例１）
本実施形態に係る実施例１について説明する。実施例１に係る折り曲げ試験は、下記の方法で行った。
まず。定着ローラ６０の表面温度が常温（約２６〜２８℃）になっている状態から、ウォームアップ動作を開始した。このウォームアップ動作における、第２ハロゲンヒータ７３及び第１ハロゲンヒータ８３への供給電力は共に６００Ｗに設定した。その後、定着ローラ６０の表面温度が目標温度である１９０℃に達すると、ウォーミング動作を終了して定着動作を開始した。実施例１では、ウォームアップ動作開始から約２７秒後に定着ローラ６０の表面温度が目標温度に達した。

【0046】

定着動作では、重合トナー４色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブロック）により黒ベタの画像が形成された１０枚の用紙Ｐをニップ部Ｎｄに連続通紙した。この定着動作における、第２ハロゲンヒータ７３及び第１ハロゲンヒータ８３への供給電力は共に６００Ｗに設定した。なお、この第２ハロゲンヒータ７３及び第１ハロゲンヒータ８３の供給電力は、定着動作中（連続通紙中）において、定着ローラ６０の表面温度が未定着トナーＴを溶融可能な温度に維持することができる電力である。実施例１では、ウォームアップ動作開始から約３７秒後に、ニップ部Ｎｄへの連続通紙を開始し、ウォームアップ動作開始から約５４秒後に連続通紙が終了した。

【0047】

下記に、ウォームアップ動作時及び定着動作時におけるその他の試験条件を示す。

【0048】

「試験条件」
<定着ローラ>
定着ローラの直径：３０ｍｍ
芯金の直径：１８ｍｍ
断熱層（スポンジゴム層）の厚み：４ｍｍ
熱保持層（ソリッドゴム層）の厚み：２ｍｍ
保護層（フッ素系保護層）：０．０５ｍｍ
定着ローラの目標温度：１９０℃
<加熱ローラ>
加熱ローラの直径：３０ｍｍ
金属性芯材：中空アルミ素管（厚み０．３ｍｍ）
保護層（フッ素系保護層）：０．０５ｍｍ
加熱ローラの熱容量：１７．６０Ｊ／℃
加熱ローラが受ける荷重：５ｋｇ
加熱ローラの目標温度：２１０℃
加熱ローラの線速度：１９５ｍｍ／ｓｅｃ
<加圧ローラ>
加圧ローラの直径：３０ｍｍ
金属性芯材：中空アルミ素管（厚み０．４ｍｍ）
保護層（フッ素系保護層）：０．０５ｍｍ
加圧ローラの熱容量：２３．６０Ｊ／℃
加圧ローラが受ける荷重：１５ｋｇ
加圧ローラの目標温度：２１０℃
加圧ローラの線速度：１９５ｍｍ／ｓｅｃ
<用紙>
用紙の種類：Ａ４サイズの普通紙（坪量６４ｇ／ｍ^２）
用紙の通紙速度：用紙縦送りで３４枚／ｍｉｎ

【0049】

上記の定着動作により定着された連続通紙サンプル各々を、画像形成部分を内側にして折り曲げた。そして、連続通紙サンプル各々の折り曲げた部分におけるトナーの剥離率をあらかじめ作成した見本サンプルと比較して求め、そのトナーの剥離率を定量化することで定着性を評価した。実施例１に係るウォーミング動作開始時からの、定着ローラ６０、加圧ローラ７０、及び加熱ローラ８０それぞれの表面温度の変化を図３に示す。

【0050】

（実施例２）
実施例２に係る折り曲げ試験は、定着動作における、第２ハロゲンヒータ７３の供給電力を８００Ｗ、第１ハロゲンヒータ８３の供給電力を４００Ｗとした以外、実施例１と同様にして行った。なお、実施例２においても、第２ハロゲンヒータ７３及び第１ハロゲンヒータ８３の供給電力は、定着動作中において、定着ローラ６０の表面温度が未定着トナーＴを溶融可能な温度に維持することができる電力である。実施例２のウォーミング動作開始時からの、定着ローラ６０、加圧ローラ７０、及び加熱ローラ８０それぞれの表面温度の変化を図４に示す。

【0051】

（比較例）
比較例に係る折り曲げ試験は、定着動作における、第２ハロゲンヒータ７３の供給電力を４００Ｗ、第１ハロゲンヒータ８３の供給電力を８００Ｗとした以外、実施例１と同様にして行った。なお、比較例においても、第２ハロゲンヒータ７３及び第１ハロゲンヒータ８３の供給電力は、定着動作中において、定着ローラ６０の表面温度が未定着トナーＴを溶融可能な温度に維持することができる電力である。比較例のウォーミング動作開始時からの、定着ローラ６０、加圧ローラ７０、及び加熱ローラ８０それぞれの表面温度の変化を図５に示す。

【0052】

実施例１、実施例２、及び比較例の折り曲げ試験の結果を表１に示す。表１において、定着性は、数値が小さいほど優れることを示す。また、表中の「Ｗ２／Ｗ１」の数値は、Ｗ２がＷ１の何倍かを示す数値である。なお、上記のように、加熱ローラ８０の熱容量と加圧ローラ７０の熱容量との比率は、約３対４となっている。また、加熱ローラ８０の保護層８２、及び加圧ローラ７０の保護層７２の熱容量は、それぞれの金属性芯材７１，８１の熱容量と比べて無視できるほど極めて小さい。

【0053】

【表1】

【0054】

表１に示すように、実施例１及び実施例２では、連続通紙における１枚目から１０枚目までの用紙Ｐにおいて、定着性に関する数値が低く定着性が優れていた。これに対して、比較例では、連続通紙における２枚目までの用紙Ｐについては、定着性に関する数値が低く定着性は優れているものの、３枚目以降の用紙Ｐについては、定着性に関する数値が高く、定着性が悪化した。この理由について、以下に説明する。

【0055】

図３〜図５に示すように、連続通紙時において、用紙Ｐに熱が直接奪われることがない加熱ローラ８０では、実施例１及び実施例２と比較例とでは、当該加熱ローラ８０の表面温度が目標温度（２１０℃）から低下した低下幅には殆ど差がない。一方、連続通紙時において、用紙Ｐに熱が直接奪われることがある加圧ローラ７０では、比較例は実施例１及び実施例２と比べて、加圧ローラ７０の表面温度が目標温度（２１０℃）から低下した低下幅が著しく大きい。これは、比較例では、「Ｗ２／Ｗ１」が０．３７５と小さく、その結果として、加圧ローラ７０の表面に関して、用紙Ｐにより奪われる熱量と比べて第２ハロゲンヒータ７３から与えられる熱量が著しく小さかったためだと考えられる。また、比較例では、この加圧ローラ７０の表面温度の低下により、定着ローラ６０の表面温度も、実施例１及び実施例２と比べて目標温度（１９０℃）から低下した低下幅が大きくなっている。このように、比較例では、連続通紙時において、加圧ローラの温度、及び加熱ローラの温度が低下したため、３枚目以降の用紙Ｐの定着性が悪化したものと考えられる。

【0056】

これに対して、実施例１では「Ｗ２／Ｗ１」が０．７５であり、実施例２では「Ｗ２／Ｗ１」が１．５０であるため、比較例と比べて、第２ハロゲンヒータ７３から加圧ローラ７０の表面に与えられる熱量が大きく、加圧ローラ７０の表面温度が低下することが抑制されている。その結果、実施例１及び実施例２では、連続通紙時において、２枚目以降の用紙に対しても、定着性が向上したものと考えられる。

【0057】

以上の結果から、「Ｗ２／Ｗ１」の数値が０．７５〜１．５の範囲では、用紙Ｐに担持された未定着トナーＴの、用紙Ｐへの定着性を向上させることが可能であることが分かった。

【0058】

以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態及び実施例に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態及び実施例の説明だけではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

【符号の説明】

【0059】

６０ 定着ローラ
７０ 加圧ローラ
７３ 第２ハロゲンヒータ（第２ヒータ）
８０ 加熱ローラ
８３ 第１ハロゲンヒータ（第１ヒータ）
９５ 制御装置（制御手段）
１００ 定着装置
１０１ 画像形成装置
Ｎｄ ニップ部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】