JP2004205620A - 定着装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】転写材として封筒、重ね用紙を用いる場合でも、封筒や重ね用紙のしわを防止しつつ、また普通紙でも不良画像を発生させることなく、２本のローラの耐久性や定着性の向上を図る定着装置を提供すること。
【解決手段】封筒および複数枚重ね用紙を転写材として使用する場合のみ、加熱ローラ部材と加圧ローラ部材との線速度を異ならせることを特徴とする定着装置。
【選択図】 図２
【解決手段】封筒および複数枚重ね用紙を転写材として使用する場合のみ、加熱ローラ部材と加圧ローラ部材との線速度を異ならせることを特徴とする定着装置。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ＦＡＸ等の電子写真方式を用いる画像形成装置に用いられる定着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、複写機、プリンタ、ＦＡＸ等の電子写真方式の画像形成装置に用いられている定着装置として、弾性層を有して芯金内部に設置された発熱体によって所定の温度に維持された加熱ゴムローラと、該加熱ゴムローラに圧接し、弾性層を有する加圧ゴムローラとによって、未定着のトナー画像が形成された転写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、発熱ゴムローラの熱抵抗や熱容量が大きいため、ウォーミングアップ時間が長くなると共に、弾性層内側の温度が高くなり、発熱ゴムローラの寿命を短くしていた。
【０００４】
このため、主として内部に加熱部材を有する金属部材で形成されたハードローラを加熱ローラ（加熱ローラ部材）として用い、また金属性の芯金に弾性体を被覆したソフトローラを加圧ローラ（加圧ローラ部材）として用い、該加熱ローラと加圧ローラとで定着装置の一対のローラ部材（上下２本のローラ）を構成し、該加熱ローラと加圧ローラとの間にニップ部を形成するものが、近来多く用いられるようになってきている。また、金属性の芯金に弾性体を被覆したソフトローラを加熱ローラ（加熱ローラ部材）として用い、ソフトローラとしての加熱ローラと加圧ローラとで定着装置の一対のローラ部材（上下２本のローラ）を構成し、該加熱ローラと加圧ローラとの間にニップ部を形成するものも、多く用いられるようになってきている。
【０００５】
例えば、加熱ローラの線速度に対し、加圧ローラの線速度が１〜６％低くなるように設定し、２本のローラの線速度の切り替えはなしとする構成の定着装置が知られている（特許文献１参照。）。しかしながら、特許文献１の定着装置においては、２本のローラに常に線速度の差があるので、普通紙コピー時（封筒、重ね用紙以外のコピー時）での摩擦帯電によるオフセット等の不良画像、摩擦熱によるローラ表層の劣化（寿命の短縮）が起きやすい。
【０００６】
また、加熱ローラの線速度に対し、加圧ローラの線速度が１〜５％低くなるように設定し、ギアの組み合わせ変更で２本のローラの線速度も変更可能とする構成の定着装置が知られている（特許文献２参照。）。しかしながら本構成も上記と同様に、２本のローラに常に線速度の差があるので、普通紙コピー時（封筒、重ね用紙コピー時）での摩擦帯電によるオフセット等の不良画像、摩擦熱によるローラ表層の劣化（寿命の短縮）が起きやすい。
【０００７】
また、ソレノイドの制御により、加圧ローラの駆動ギアのうち２つギアを噛み合わせて加圧ローラを駆動ローラとしたり、２つギアを離間させて加圧ローラを従動ローラとし、転写材として封筒や重ね用紙を使用する場合のみ、２本のローラを単独駆動して、２本のローラの表面線速度を一致させ、その他の紙では加圧ローラを従動とする構成の定着装置が知られている（特許文献３参照。）。しかしながら、本構成においては、ギアの噛み合わせ不良による異常音や、ギア破損（コピー不可能）や、２本のローラの回転ムラによる不良画像（しわ、光沢ムラ等）等が懸念される。
【０００８】
【特許文献１】
特開昭６３−２０６７８８号公報
【０００９】
【特許文献２】
特開昭６４−８１９８１号公報
【００１０】
【特許文献３】
特開平７−２６１５９２号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述したように、加熱ローラとしてソフトローラを、また加圧ローラとしてソフトローラを用いる構成の定着装置においては、高耐久性や高定着性が得られるものの、転写材として封筒、重ね用紙を用いる場合、しわが発生するという問題が起こる。また加熱ローラとしてソフトローラを、加圧ローラとしてハードローラを用いる構成の定着装置においては、転写材として封筒、重ね用紙を用いる場合において、しわの発生が生じぬものの、２本のローラの耐久性や定着性が劣るという問題が起こる。
【００１２】
具体的には、加熱ローラとしてハードローラを、また加圧ローラとしてソフトローラを用いる構成の定着装置においては、上下ローラのソフトローラ側が変形し、上下ローラ間にある曲率を持ったニップ部が形成される。このニップ部を、封筒や重ね用紙が通過するとき、その曲率によって、ハードローラ側とソフトローラ側の紙（転写材）の回転半径が異なるために線速度（紙送り量）差が生じ、回転半径の大きいソフトローラ側の紙（転写材）が速く進む。そうすると、封筒は３辺が接着剤で固定されているために、ソフトローラ側の紙（転写材）にたるみが生じ、このたるみがニップ部で押しつぶされてしわとなる。
【００１３】
また、弾性体のゴム硬度を同じとし、加熱ローラとしてソフトローラを、加圧ローラとしてソフトローラを用いる構成の定着装置においては、上下ローラとも同じように変形し、ストレートなニップ部（曲率なしの平面状のニップ部）が形成される。ニップ部に曲率がないため、転写材として用いる封筒や重ね用紙にしわが発生することはない。ただし、加熱ローラの表層近傍に弾性体（シリコーンゴム等）を用いているために、転写材分離爪との接触によって、弾性体に傷や破損が生じたり、また、加熱ローラの表面温度を２００℃近い高温度にすると芯金の近傍の弾性体が溶融したり剥がれたりするという問題が発生する。これを防ぐために、加熱ローラの温度は低めに制御しなければならず、そうすると、弾性体なので、元々の熱効率が悪いために、トナー溶融が不十分となり、特に厚紙や表面平滑性の低い紙（転写材）の場合、低温環境下での定着性が悪くなり、高速機での実用化が困難となる。
【００１４】
本発明は上記の不具合を解消し、転写材として封筒、重ね用紙を用いる場合でも、封筒や重ね用紙のしわを防止しつつ、また普通紙でも不良画像を発生させることなく、２本のローラの耐久性や定着性の向上を図る定着装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、内部に加熱部材を有する加熱ローラ部材と、該加熱ローラ部材に圧接する加圧ローラ部材との一対のローラ部材を有し、転写材上のトナー像を定着する定着装置において、封筒および複数枚重ね用紙を転写材として使用する場合のみ、前記加熱ローラ部材と前記加圧ローラ部材との線速度を異ならせることを特徴とする定着装置によって達成される。
【００１６】
本発明は上記の如き構成をとることにより、転写材として封筒、重ね用紙を用いる場合でも、封筒や重ね用紙のしわを防止しつつ、また普通紙でも不良画像を発生させることのない定着装置の提供を可能とするものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の実施の形態を説明する。なお、本欄の記載は請求項の技術的範囲や用語の意義を限定するものではない。また、以下の、本発明の実施の形態における断定的な説明は、ベストモードを示すものであって、本発明の用語の意義や技術的範囲を限定するものではない。
【００１８】
本発明に係わる定着装置と定着装置の比較例を用いる画像形成装置の一実施形態の画像形成プロセスおよび各機構について、図１ないし図５を用いて説明する。図１は、本発明に係わる定着装置と定着装置の比較例を用いる画像形成装置の一実施形態を示すカラー画像形成装置の断面構成図であり、図２は、本発明に係わる定着装置の例を示す概要断面構成図であり、図３は、図２の変形例を示す図であり、図４は、定着装置の比較例を示す概要断面構成図であり、図５は、本発明の定着装置における転写材として封筒、重ね用紙を用いた場合のニップ部での転写材の送り量の説明図である。なお、定着装置の各例において、機能構造を同じくする部材には同一の符号を付す。
【００１９】
図１において、画像形成装置ＧＳ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。
【００２０】
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。この際、原稿台上から搬送される原稿Ｄは、光沢レベル選択手段として用いられる光沢度レベル検出センサＰＫａにより、原稿画像の光沢度、および原稿画像のモノクロ、カラーの判別や両面画像の判別が行われる。
【００２１】
ラインイメージセンサＣＣＤにより光電変換されたアナログ信号は、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、画像圧縮処理等を行った後、画像書き込み部（露光手段）３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋに信号を送る。
【００２２】
自動原稿送り装置２０１は自動両面原稿搬送手段を備えている。この自動原稿送り装置２０１は原稿載置台上から搬送される多数枚の原稿Ｄの内容を、連続して一挙に読み取り、記憶手段に蓄積する事が可能であるから（電子ＲＤＨ機能）、複写機能により多数枚の原稿内容を複写する場合、或いはファクシミリ機能により多数枚の原稿Ｄを送信する場合等に便利に使用される。
【００２３】
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、画像形成手段としては、複数組の画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと、ベルト状の中間転写体としての中間転写ベルト６と、再給紙機構（ＡＤＵ機構）を含む給紙搬送手段と、定着手段としての定着装置１７（或いは定着装置１７Ａ）とからなる。
【００２４】
イエロー（Ｙ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｙは、像形成体としての感光体ドラム１Ｙと、感光体ドラム１Ｙの周囲に配置されたＹのトナー像形成手段としての帯電手段２Ｙ、露光手段３Ｙ、現像装置４Ｙ及び像形成体クリーニング手段８Ｙを有する。マゼンタ（Ｍ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｍは、像形成体としての感光体ドラム１Ｍと、Ｍのトナー像形成手段としての帯電手段２Ｍ、露光手段３Ｍ、現像装置４Ｍ及び像形成体クリーニング手段８Ｍを有する。シアン（Ｃ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｃは、像形成体としての感光体ドラム１Ｃと、Ｃのトナー像形成手段としての帯電手段２Ｃ、露光手段３Ｃ、現像装置４Ｃ及び像形成体クリーニング手段８Ｃを有する。黒（Ｋ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｋは、像形成体としての感光体ドラム１Ｋと、Ｋのトナー像形成手段としての帯電手段２Ｋ、露光手段３Ｋ、現像装置４Ｋ及び像形成体クリーニング手段８Ｋを有する。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と露光手段３Ｃ及び帯電手段２Ｋと露光手段３Ｋとは、潜像形成手段を構成する。現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋによる現像は、使用するトナー極性と同極性（本実施形態においては負極性）の直流電圧に交流電圧を重畳した現像バイアスが印加される反転現像にて行われる。
【００２５】
中間転写ベルト６は、複数のローラにより巻回され、回動可能に支持されている。
【００２６】
画像形成プロセスの概要について以下に説明する。
画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ及び１０Ｋより形成された各色の画像は、使用するトナーと反対極性（本実施形態においては正極性）の１次転写バイアス（不図示）が印加される１次転写手段としての１次転写ローラ７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ及び７Ｋにより、回動する中間転写ベルト６上に逐次転写されて（１次転写）、合成されたカラー画像（カラートナー像）が形成される。給紙カセット２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ内に収容された記録紙Ｐは、給紙カセット２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃにそれぞれ設けられる送り出しローラ２１および給紙ローラ２２Ａにより給紙され、搬送ローラ２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ、レジストローラ２３等を経て、２次転写手段としての２次転写ローラ７Ａに搬送され、記録紙Ｐ上の一方の面（表面）にカラー画像が一括して転写される（２次転写）。
【００２７】
カラー画像が転写された記録紙Ｐは、定着装置１７（或いは定着装置１７Ａ、定着装置１７Ｂ）により定着処理され、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。
【００２８】
転写後の感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの周面上に残った転写残トナーは、像形成体クリーニング手段８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋによりクリーニングされ次の画像形成サイクルに入る。
【００２９】
一方、２次転写ローラ７Ａにより記録紙Ｐにカラー画像を転写した後、記録紙Ｐを曲率分離した中間転写ベルト６は、中間転写体クリーニング手段８Ａにより残留トナーが除去される。
【００３０】
なお、上記画像形成プロセスにおいてはカラー画像形成にて説明したが、カラー画像形成のみならずモノクロ画像の形成や両面画像形成も行われることは勿論である。
【００３１】
本発明に係わる定着装置１７は、図２に示す構成となっていて、加熱ローラ部材として加熱ローラ１７ａと、加圧ローラ部材としての加圧ローラ１７ｂを用い、加熱ローラ１７ａの内部に加熱部材としてのハロゲンランプＨＬａを備えたものである。
【００３２】
加熱ローラ１７ａと加圧ローラ１７ｂとの間にニップ部Ｎを形成し、ニップ部Ｎを通して熱と圧力とを加えることにより、図１にて説明した記録紙Ｐ上のトナー像（或いはカラートナー像）を定着するものである。上記において、加圧ローラ１７ｂの内部にも加熱部材としてのハロゲンランプＨＬａ（不図示）を配設するようにしてもよい。
【００３３】
内部に加熱部材としてのハロゲンヒータＨＬａが設けられる加熱ローラ１７ａは、基体として金属部材、例えばアルミ材を用いた、肉厚５〜２０ｍｍ程度の円筒状の金属パイプ１７１ａと、該金属パイプ１７１ａの外周面に厚さ５〜３０μｍ程度のＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ）コーティング、或いはＰＦＡチューブを被覆した離型層１７３ａとを形成した、外径５０〜８０ｍｍ程度のハードローラとして構成される。加熱ローラ１７ａは、駆動減速系ＧＫａを介して加熱ローラ駆動モータＭａによて独立駆動される。
【００３４】
加圧ローラ１７ｂとしては、基体として例えば鉄材を用いた、肉厚５〜１０ｍｍ程度の円筒状の芯金としての金属パイプ１７１ｂと、該金属パイプ１７１ｂの外周面に、例えばシリコーン材を用い、厚さ３〜１５ｍｍ厚の肉厚で、ゴム硬度が３０Ｈｓ〜５０Ｈｓ（ＪＩＳ、Ａゴム硬度）の軟らかめのゴム部材からなる弾性体としてのゴムローラ層１７２ｂと、該ゴムローラ層１７２ｂの表面に厚さ１５〜１００μｍ程度のＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ）チューブ、或いはＰＦＡチューブを被覆した離型層１７３ｂとを形成した、外径５０〜８０ｍｍ程度の軟らかめのソフトローラとして構成される。また、加圧ローラ１７ｂも駆動減速系ＧＫｂを介して加圧ローラ駆動モータＭｂによって独立駆動される。
【００３５】
加圧ローラ１７ｂの外周で、加熱ローラ１７ａと加圧ローラ１７ｂとのニップ部Ｎの上流側に、内部に加熱部材としてのハロゲンランプＨＬａを有する定着補助ローラ部材である定着補助ローラ１７ｃが設けられる。
【００３６】
定着補助ローラ１７ｃは、基体として例えばアルミ材を用いた、肉厚１〜３ｍｍ程度の円筒状の芯金にＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ）をコーティングした金属パイプ１７１ｃと、該金属パイプ１７１ｃの内部にハロゲンランプＨＬａを配置したローラ部材として構成される。定着補助ローラ１７ｃは加圧ローラ１７ｂに不図示のバネで押圧されて加圧ローラ１７ｂの回転に従動し、従動回転される。
【００３７】
ハードローラである加熱ローラ１７ａとソフトローラである加圧ローラ１７ｂとの間に形成させる下側に凸状のニップ部Ｎにより記録紙Ｐ上のトナー像（或いはカラートナー像）が定着される。
【００３８】
また、加熱ローラ１７ａに接触または非接触の温度センサＴＳ１を設け、加熱ローラ１７ａの温度制御を行う。定着補助ローラ１７ｃに接触或いは非接触の温度センサＴＳ２を設け、定着補助ローラ１７ｃの温度制御を行う。
【００３９】
本発明に係わる定着装置１７Ａは定着装置１７の変形例であり、図３に示す構成となっていて、上述した定着装置１７の加熱ローラ１７ａと加圧ローラ１７ｂとの上下を逆にしたものである。加熱ローラ１７ａと加圧ローラ１７ｂと定着補助ローラ１７ｃとは、図２に説明したと同様な機能、構成のものが用いられる。
【００４０】
加熱ローラ１７ａと加圧ローラ１７ｂとの間にニップ部Ｎを形成し、ニップ部Ｎを通して熱と圧力とを加えることにより、図１にて説明した記録紙Ｐ上のトナー像（或いはカラートナー像）を定着するものである。上記において、加圧ローラ１７ｂの内部にも加熱部材としてのハロゲンランプＨＬａ（不図示）を配設するようにしてもよい。
【００４１】
加熱ローラ１７ａは、駆動減速系ＧＫａを介して加熱ローラ駆動モータＭａによて独立駆動される。また、加圧ローラ１７ｂも駆動減速系ＧＫｂを介して加圧ローラ駆動モータＭｂによって独立駆動される。
【００４２】
ハードローラである加熱ローラ１７ａとソフトローラである加圧ローラ１７ｂとの間に形成させる上側に凸状のニップ部Ｎにより記録紙Ｐ上のトナー像（或いはカラートナー像）が定着される。
【００４３】
また、加熱ローラ１７ａに接触または非接触の温度センサＴＳ１を設け、加熱ローラ１７ａの温度制御を行う。定着補助ローラ１７ｃに接触或いは非接触の温度センサＴＳ２を設け、定着補助ローラ１７ｃの温度制御を行う。
【００４４】
定着装置１７Ｂは、図４に示す構成となっていて、本発明に係わる定着装置１７の比較例であり、加熱ローラ部材として加熱ローラ１７ｄと、加圧ローラ部材としての加圧ローラ１７ｂを用い、加熱ローラ１７ｄの内部に加熱部材としてのハロゲンランプＨＬａを備えたものである。
【００４５】
加熱ローラ１７ｄと加圧ローラ１７ｂとの間にニップ部Ｎを形成し、ニップ部Ｎを通して熱と圧力とを加えることにより、図１にて説明した記録紙Ｐ上のトナー像（或いはカラートナー像）を定着するものである。上記において、加圧ローラ１７ｂの内部にも加熱部材としてのハロゲンランプＨＬａ（不図示）を配設するようにしてもよい。
【００４６】
内部に加熱部材としてのハロゲンヒータＨＬａが設けられる加熱ローラ１７ｄは、基体として金属部材、例えばアルミ材を用いた、肉厚５〜２０ｍｍ程度の円筒状の芯金としての金属パイプ１７１ｄと、該金属パイプ１７１ｄの外周面に、例えばシリコーン材を用い、厚さ３〜１５ｍｍ厚の肉厚で、ゴム硬度が３０Ｈｓ〜５０Ｈｓ（ＪＩＳ、Ａゴム硬度）の軟らかめのゴム部材からなる弾性体としてのゴムローラ層１７２ｄと、該ゴムローラ層１７２ｄの表面に厚さ１５〜１００μｍ程度のＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ）チューブ、或いはＰＦＡチューブを被覆した離型層１７３ｄとを形成した、外径５０〜８０ｍｍ程度の軟らかめのソフトローラとして構成される。加熱ローラ１７ｄは、駆動減速系ＧＫｄを介して加熱ローラ駆動モータＭｄによて独立駆動される。
【００４７】
加圧ローラ１７ｂとしては、基体として例えば鉄材を用いた、肉厚５〜１０ｍｍ程度の円筒状の芯金としての金属パイプ１７１ｂと、該金属パイプ１７１ｂの外周面に、例えばシリコーン材を用い、厚さ３〜１５ｍｍ厚の肉厚で、ゴム硬度が３０Ｈｓ〜５０Ｈｓ（ＪＩＳ、Ａゴム硬度）の軟らかめのゴム部材からなる弾性体としてのゴムローラ層１７２ｂと、該ゴムローラ層１７２ｂの表面に厚さ１５〜１００μｍ程度のＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ）チューブ、或いはＰＦＡチューブを被覆した離型層１７３ｂとを形成した、外径５０〜８０ｍｍ程度の軟らかめのソフトローラとして構成される。また、加圧ローラ１７ｂも駆動減速系ＧＫｂを介して加圧ローラ駆動モータＭｂによって独立駆動される。
【００４８】
加圧ローラ１７ｂの外周で、加熱ローラ１７ｄと加圧ローラ１７ｂとのニップ部Ｎの上流側に、内部に加熱部材としてのハロゲンランプＨＬａを有する定着補助ローラ部材である定着補助ローラ１７ｃが設けられる。
【００４９】
定着補助ローラ１７ｃは、基体として例えばアルミ材を用いた、肉厚１〜３ｍｍ程度の円筒状の芯金にＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ）をコーティングした金属パイプ１７１ｃと、該金属パイプ１７１ｃの内部にハロゲンランプＨＬａを配置したローラ部材として構成される。定着補助ローラ１７ｃは加圧ローラ１７ｂに不図示のバネで押圧されており加圧ローラ１７ｂの回転に従動し、従動回転される。
【００５０】
ソフトローラである加熱ローラ１７ｄとソフトローラである加圧ローラ１７ｂとの間に形成させる平面状のニップ部Ｎにより記録紙Ｐ上のトナー像（或いはカラートナー像）が定着される。
【００５１】
また、加熱ローラ１７ｄに接触または非接触の温度センサＴＳ１を設け、加熱ローラ１７ｄの温度制御を行う。定着補助ローラ１７ｃに接触或いは非接触の温度センサＴＳ２を設け、定着補助ローラ１７ｃの温度制御を行う。
【００５２】
上記構成の定着装置においては、冒頭にて前述した如く、加熱ローラ部材としてソフトローラを、また加圧ローラ部材としてソフトローラを用いる構成の本発明の定着装置（定着装置１７Ｂ）においては、高耐久性や高定着性が得られるものの、転写材として封筒、重ね用紙を用いる場合、しわの発生が起こる。
【００５３】
かかる故に、定着装置の構成としては、加熱ローラ部材としてハードローラを、加圧ローラ部材としてソフトローラを用いることが好ましい。しかしながら、加熱ローラ部材としてハードローラを、加圧ローラ部材としてソフトローラを用いる構成の定着装置（定着装置１７或いは定着装置１７Ａ）においては、転写材として封筒、重ね用紙を用いる場合において、しわの発生は生じぬものの、２本のローラ（加熱ローラ部材と加圧ローラ部材）の耐久性や定着性が劣る。
【００５４】
また、転写材として封筒、重ね用紙を用いる場合、ニップ部の曲率の差によってソフトローラ側（加熱ローラ部材側）の転写材（紙）の方が、ハードローラ側（加圧ローラ部材側）の転写材（紙）の方よりも回転半径が大きくなり、転写材（紙）の送り量が多くなる。
【００５５】
具体的には、転写材として封筒、重ね用紙を用いる場合、図５に示すように、ニップ部Ｎに進入される封筒の転写材の厚さ（紙厚：紙２枚分）ΔＬに対し、ソフトローラ側（加熱ローラ部材側（加熱ローラ１７ａ側或いは加熱ローラ１７ｄ側））の転写材の送り量ＰＬ２が、ハードローラ側（加圧ローラ部材側（加圧ローラ１７ｂ側））の転写材の送り量ＰＬ１より大きくなる。本発明は、かかる問題を解消するため、封筒および複数枚重ね用紙を転写材として使用する場合のみ、加熱ローラ部材（加熱ローラ１７ａ或いは加熱ローラ１７ｄ）と加圧ローラ部材（加圧ローラ１７ｂ）との線速度を異ならせるように設定するものである。通常の転写材（紙）を用いる場合には、加熱ローラ部材（加熱ローラ１７ａ或いは加熱ローラ１７ｄ）と加圧ローラ部材（加圧ローラ１７ｂ）との線速度を等速に設定する。
【００５６】
前述したように、加熱ローラ部材（加熱ローラ１７ａ或いは加熱ローラ１７ｄ）と加圧ローラ部材（加圧ローラ１７ｂ）とは、それぞれ駆動モータにて独立駆動させるものであるが、封筒および複数枚重ね用紙を使用する際には、どちらか一方の線速度を切り替えるように設定するものである。
【００５７】
転写材として封筒および複数枚重ね用紙を使用する場合の、本発明の定着装置１７或いは定着装置１７Ａの加熱ローラ部材（加熱ローラ１７ａ或いは加熱ローラ１７ｄ）と加圧ローラ部材（加圧ローラ１７ｂ）との線速度比のテスト結果と、比較例の定着装置１７Ｂの加熱ローラ部材（加熱ローラ１７ｄ）と加圧ローラ部材（加圧ローラ１７ｂ）との線速度比のテスト結果を以下の表１に示す。
【００５８】
【表１】
【００５９】
上記表１のテストは、実験機としてＳｉｔｉｏｓ７０８５（コニカＫ．Ｋ．社製）と、図２または図３の本発明の定着装置と、図４の比較例の定着装置とを用い、図１にて説明した画像形成装置のプロセスにより、本発明の実施例と比較例とのテストを行ったものである。定着装置としては、Ｓｉｔｉｏｓ７０８５の２本のローラ（加熱ローラ部材と加圧ローラ部材と）を独立駆動させ、それぞれのローラ部材の線速度を切り替えられるように改造したものである。
【００６０】
環境条件としては、Ｌ．Ｌ．（１０℃／２０％ＲＨ）と、Ｎ．Ｎ．（２０℃／５０％ＲＨ）と、Ｈ．Ｈ．（３０℃／８０％ＲＨ）との３環境にて行った。
【００６１】
加熱ローラ部材と加圧ローラ部材との２本のローラの外径は、図２にて説明した上ローラ（ハードローラ：加熱ローラ１７ａ）の外径を７０ｍｍとし、下ローラ（ソフトローラ：加圧ローラ１７ｂ）の外径を６０ｍｍとし、ソフトローラに用いるゴムローラ層（ゴムローラ層１７２ｂ）のゴム硬度（アスカーＣ硬度）を６５°（アスカーＣ）に設定した。
【００６２】
加熱ローラ部材と加圧ローラ部材とを押圧する荷重としては、１００Ｎ／ｍに設定した。また、普通紙コピー時の定着線速度は、加熱ローラ部材、加圧ローラ部材とも４２０ｍｍ／ｓｅｃに設定した。
【００６３】
上記表１の結果の如く、加熱ローラ部材の加圧ローラ部材に対する線速度比は、１．０１〜１．０７であることが好ましく、加圧ローラ部材の加熱ローラ部材に対する線速度比は、０．９３〜０．９９であることが好ましい。
【００６４】
上記の如く、本発明の如き構成をとることにより、転写材として封筒、重ね用紙を用いる場合でも、封筒や重ね用紙のしわを防止しつつ、また普通紙でも不良画像を発生させることのない定着装置が得られる。
【００６５】
【発明の効果】
本発明によれば、転写材として封筒、重ね用紙を用いる場合でも、封筒や重ね用紙のしわを防止しつつ、また普通紙でも不良画像を発生させることなく、２本のローラの耐久性や定着性の向上が図られる定着装置の提供が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる定着装置と定着装置の比較例を用いる画像形成装置の一実施形態を示すカラー画像形成装置の断面構成図である。
【図２】本発明に係わる定着装置の例を示す概要断面構成図である。
【図３】図２の変形例を示す図である。
【図４】定着装置の比較例を示す概要断面構成図である。
【図５】本発明の定着装置における転写材として封筒、重ね用紙を用いた場合のニップ部での転写材の送り量の説明図である。
【符号の説明】
１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ 感光体ドラム
２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ 帯電手段
３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ 露光手段
４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ 現像装置
７Ａ ２次転写ローラ
７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋ １次転写ローラ
８Ａ 中間転写体クリーニング手段
８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｋ 像形成体クリーニング手段
１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ 画像形成部
１７，１７Ａ，１７Ｂ 定着装置
１７ａ，１７ｄ 加熱ローラ
１７ｂ 加圧ローラ
１７ｃ 定着補助ローラ
１７１ａ，１７１ｂ，１７１ｃ，１７１ｄ 金属パイプ
１７２ｂ，１７２ｄ ゴムローラ層
１７３ａ，１７３ｂ，１７３ｄ 離型層
ＨＬａ ハロゲンランプ
ＧＫａ，ＧＫｂ，ＧＫｄ 駆動減速系
Ｍａ，Ｍｄ 加熱ローラ駆動モータ
Ｍｂ 加圧ローラ駆動モータ
Ｎ ニップ部
Ｐ 記録紙
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ＦＡＸ等の電子写真方式を用いる画像形成装置に用いられる定着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、複写機、プリンタ、ＦＡＸ等の電子写真方式の画像形成装置に用いられている定着装置として、弾性層を有して芯金内部に設置された発熱体によって所定の温度に維持された加熱ゴムローラと、該加熱ゴムローラに圧接し、弾性層を有する加圧ゴムローラとによって、未定着のトナー画像が形成された転写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、発熱ゴムローラの熱抵抗や熱容量が大きいため、ウォーミングアップ時間が長くなると共に、弾性層内側の温度が高くなり、発熱ゴムローラの寿命を短くしていた。
【０００４】
このため、主として内部に加熱部材を有する金属部材で形成されたハードローラを加熱ローラ（加熱ローラ部材）として用い、また金属性の芯金に弾性体を被覆したソフトローラを加圧ローラ（加圧ローラ部材）として用い、該加熱ローラと加圧ローラとで定着装置の一対のローラ部材（上下２本のローラ）を構成し、該加熱ローラと加圧ローラとの間にニップ部を形成するものが、近来多く用いられるようになってきている。また、金属性の芯金に弾性体を被覆したソフトローラを加熱ローラ（加熱ローラ部材）として用い、ソフトローラとしての加熱ローラと加圧ローラとで定着装置の一対のローラ部材（上下２本のローラ）を構成し、該加熱ローラと加圧ローラとの間にニップ部を形成するものも、多く用いられるようになってきている。
【０００５】
例えば、加熱ローラの線速度に対し、加圧ローラの線速度が１〜６％低くなるように設定し、２本のローラの線速度の切り替えはなしとする構成の定着装置が知られている（特許文献１参照。）。しかしながら、特許文献１の定着装置においては、２本のローラに常に線速度の差があるので、普通紙コピー時（封筒、重ね用紙以外のコピー時）での摩擦帯電によるオフセット等の不良画像、摩擦熱によるローラ表層の劣化（寿命の短縮）が起きやすい。
【０００６】
また、加熱ローラの線速度に対し、加圧ローラの線速度が１〜５％低くなるように設定し、ギアの組み合わせ変更で２本のローラの線速度も変更可能とする構成の定着装置が知られている（特許文献２参照。）。しかしながら本構成も上記と同様に、２本のローラに常に線速度の差があるので、普通紙コピー時（封筒、重ね用紙コピー時）での摩擦帯電によるオフセット等の不良画像、摩擦熱によるローラ表層の劣化（寿命の短縮）が起きやすい。
【０００７】
また、ソレノイドの制御により、加圧ローラの駆動ギアのうち２つギアを噛み合わせて加圧ローラを駆動ローラとしたり、２つギアを離間させて加圧ローラを従動ローラとし、転写材として封筒や重ね用紙を使用する場合のみ、２本のローラを単独駆動して、２本のローラの表面線速度を一致させ、その他の紙では加圧ローラを従動とする構成の定着装置が知られている（特許文献３参照。）。しかしながら、本構成においては、ギアの噛み合わせ不良による異常音や、ギア破損（コピー不可能）や、２本のローラの回転ムラによる不良画像（しわ、光沢ムラ等）等が懸念される。
【０００８】
【特許文献１】
特開昭６３−２０６７８８号公報
【０００９】
【特許文献２】
特開昭６４−８１９８１号公報
【００１０】
【特許文献３】
特開平７−２６１５９２号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述したように、加熱ローラとしてソフトローラを、また加圧ローラとしてソフトローラを用いる構成の定着装置においては、高耐久性や高定着性が得られるものの、転写材として封筒、重ね用紙を用いる場合、しわが発生するという問題が起こる。また加熱ローラとしてソフトローラを、加圧ローラとしてハードローラを用いる構成の定着装置においては、転写材として封筒、重ね用紙を用いる場合において、しわの発生が生じぬものの、２本のローラの耐久性や定着性が劣るという問題が起こる。
【００１２】
具体的には、加熱ローラとしてハードローラを、また加圧ローラとしてソフトローラを用いる構成の定着装置においては、上下ローラのソフトローラ側が変形し、上下ローラ間にある曲率を持ったニップ部が形成される。このニップ部を、封筒や重ね用紙が通過するとき、その曲率によって、ハードローラ側とソフトローラ側の紙（転写材）の回転半径が異なるために線速度（紙送り量）差が生じ、回転半径の大きいソフトローラ側の紙（転写材）が速く進む。そうすると、封筒は３辺が接着剤で固定されているために、ソフトローラ側の紙（転写材）にたるみが生じ、このたるみがニップ部で押しつぶされてしわとなる。
【００１３】
また、弾性体のゴム硬度を同じとし、加熱ローラとしてソフトローラを、加圧ローラとしてソフトローラを用いる構成の定着装置においては、上下ローラとも同じように変形し、ストレートなニップ部（曲率なしの平面状のニップ部）が形成される。ニップ部に曲率がないため、転写材として用いる封筒や重ね用紙にしわが発生することはない。ただし、加熱ローラの表層近傍に弾性体（シリコーンゴム等）を用いているために、転写材分離爪との接触によって、弾性体に傷や破損が生じたり、また、加熱ローラの表面温度を２００℃近い高温度にすると芯金の近傍の弾性体が溶融したり剥がれたりするという問題が発生する。これを防ぐために、加熱ローラの温度は低めに制御しなければならず、そうすると、弾性体なので、元々の熱効率が悪いために、トナー溶融が不十分となり、特に厚紙や表面平滑性の低い紙（転写材）の場合、低温環境下での定着性が悪くなり、高速機での実用化が困難となる。
【００１４】
本発明は上記の不具合を解消し、転写材として封筒、重ね用紙を用いる場合でも、封筒や重ね用紙のしわを防止しつつ、また普通紙でも不良画像を発生させることなく、２本のローラの耐久性や定着性の向上を図る定着装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、内部に加熱部材を有する加熱ローラ部材と、該加熱ローラ部材に圧接する加圧ローラ部材との一対のローラ部材を有し、転写材上のトナー像を定着する定着装置において、封筒および複数枚重ね用紙を転写材として使用する場合のみ、前記加熱ローラ部材と前記加圧ローラ部材との線速度を異ならせることを特徴とする定着装置によって達成される。
【００１６】
本発明は上記の如き構成をとることにより、転写材として封筒、重ね用紙を用いる場合でも、封筒や重ね用紙のしわを防止しつつ、また普通紙でも不良画像を発生させることのない定着装置の提供を可能とするものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の実施の形態を説明する。なお、本欄の記載は請求項の技術的範囲や用語の意義を限定するものではない。また、以下の、本発明の実施の形態における断定的な説明は、ベストモードを示すものであって、本発明の用語の意義や技術的範囲を限定するものではない。
【００１８】
本発明に係わる定着装置と定着装置の比較例を用いる画像形成装置の一実施形態の画像形成プロセスおよび各機構について、図１ないし図５を用いて説明する。図１は、本発明に係わる定着装置と定着装置の比較例を用いる画像形成装置の一実施形態を示すカラー画像形成装置の断面構成図であり、図２は、本発明に係わる定着装置の例を示す概要断面構成図であり、図３は、図２の変形例を示す図であり、図４は、定着装置の比較例を示す概要断面構成図であり、図５は、本発明の定着装置における転写材として封筒、重ね用紙を用いた場合のニップ部での転写材の送り量の説明図である。なお、定着装置の各例において、機能構造を同じくする部材には同一の符号を付す。
【００１９】
図１において、画像形成装置ＧＳ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。
【００２０】
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。この際、原稿台上から搬送される原稿Ｄは、光沢レベル選択手段として用いられる光沢度レベル検出センサＰＫａにより、原稿画像の光沢度、および原稿画像のモノクロ、カラーの判別や両面画像の判別が行われる。
【００２１】
ラインイメージセンサＣＣＤにより光電変換されたアナログ信号は、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、画像圧縮処理等を行った後、画像書き込み部（露光手段）３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋに信号を送る。
【００２２】
自動原稿送り装置２０１は自動両面原稿搬送手段を備えている。この自動原稿送り装置２０１は原稿載置台上から搬送される多数枚の原稿Ｄの内容を、連続して一挙に読み取り、記憶手段に蓄積する事が可能であるから（電子ＲＤＨ機能）、複写機能により多数枚の原稿内容を複写する場合、或いはファクシミリ機能により多数枚の原稿Ｄを送信する場合等に便利に使用される。
【００２３】
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、画像形成手段としては、複数組の画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと、ベルト状の中間転写体としての中間転写ベルト６と、再給紙機構（ＡＤＵ機構）を含む給紙搬送手段と、定着手段としての定着装置１７（或いは定着装置１７Ａ）とからなる。
【００２４】
イエロー（Ｙ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｙは、像形成体としての感光体ドラム１Ｙと、感光体ドラム１Ｙの周囲に配置されたＹのトナー像形成手段としての帯電手段２Ｙ、露光手段３Ｙ、現像装置４Ｙ及び像形成体クリーニング手段８Ｙを有する。マゼンタ（Ｍ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｍは、像形成体としての感光体ドラム１Ｍと、Ｍのトナー像形成手段としての帯電手段２Ｍ、露光手段３Ｍ、現像装置４Ｍ及び像形成体クリーニング手段８Ｍを有する。シアン（Ｃ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｃは、像形成体としての感光体ドラム１Ｃと、Ｃのトナー像形成手段としての帯電手段２Ｃ、露光手段３Ｃ、現像装置４Ｃ及び像形成体クリーニング手段８Ｃを有する。黒（Ｋ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｋは、像形成体としての感光体ドラム１Ｋと、Ｋのトナー像形成手段としての帯電手段２Ｋ、露光手段３Ｋ、現像装置４Ｋ及び像形成体クリーニング手段８Ｋを有する。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と露光手段３Ｃ及び帯電手段２Ｋと露光手段３Ｋとは、潜像形成手段を構成する。現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋによる現像は、使用するトナー極性と同極性（本実施形態においては負極性）の直流電圧に交流電圧を重畳した現像バイアスが印加される反転現像にて行われる。
【００２５】
中間転写ベルト６は、複数のローラにより巻回され、回動可能に支持されている。
【００２６】
画像形成プロセスの概要について以下に説明する。
画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ及び１０Ｋより形成された各色の画像は、使用するトナーと反対極性（本実施形態においては正極性）の１次転写バイアス（不図示）が印加される１次転写手段としての１次転写ローラ７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ及び７Ｋにより、回動する中間転写ベルト６上に逐次転写されて（１次転写）、合成されたカラー画像（カラートナー像）が形成される。給紙カセット２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ内に収容された記録紙Ｐは、給紙カセット２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃにそれぞれ設けられる送り出しローラ２１および給紙ローラ２２Ａにより給紙され、搬送ローラ２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ、レジストローラ２３等を経て、２次転写手段としての２次転写ローラ７Ａに搬送され、記録紙Ｐ上の一方の面（表面）にカラー画像が一括して転写される（２次転写）。
【００２７】
カラー画像が転写された記録紙Ｐは、定着装置１７（或いは定着装置１７Ａ、定着装置１７Ｂ）により定着処理され、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。
【００２８】
転写後の感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの周面上に残った転写残トナーは、像形成体クリーニング手段８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋによりクリーニングされ次の画像形成サイクルに入る。
【００２９】
一方、２次転写ローラ７Ａにより記録紙Ｐにカラー画像を転写した後、記録紙Ｐを曲率分離した中間転写ベルト６は、中間転写体クリーニング手段８Ａにより残留トナーが除去される。
【００３０】
なお、上記画像形成プロセスにおいてはカラー画像形成にて説明したが、カラー画像形成のみならずモノクロ画像の形成や両面画像形成も行われることは勿論である。
【００３１】
本発明に係わる定着装置１７は、図２に示す構成となっていて、加熱ローラ部材として加熱ローラ１７ａと、加圧ローラ部材としての加圧ローラ１７ｂを用い、加熱ローラ１７ａの内部に加熱部材としてのハロゲンランプＨＬａを備えたものである。
【００３２】
加熱ローラ１７ａと加圧ローラ１７ｂとの間にニップ部Ｎを形成し、ニップ部Ｎを通して熱と圧力とを加えることにより、図１にて説明した記録紙Ｐ上のトナー像（或いはカラートナー像）を定着するものである。上記において、加圧ローラ１７ｂの内部にも加熱部材としてのハロゲンランプＨＬａ（不図示）を配設するようにしてもよい。
【００３３】
内部に加熱部材としてのハロゲンヒータＨＬａが設けられる加熱ローラ１７ａは、基体として金属部材、例えばアルミ材を用いた、肉厚５〜２０ｍｍ程度の円筒状の金属パイプ１７１ａと、該金属パイプ１７１ａの外周面に厚さ５〜３０μｍ程度のＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ）コーティング、或いはＰＦＡチューブを被覆した離型層１７３ａとを形成した、外径５０〜８０ｍｍ程度のハードローラとして構成される。加熱ローラ１７ａは、駆動減速系ＧＫａを介して加熱ローラ駆動モータＭａによて独立駆動される。
【００３４】
加圧ローラ１７ｂとしては、基体として例えば鉄材を用いた、肉厚５〜１０ｍｍ程度の円筒状の芯金としての金属パイプ１７１ｂと、該金属パイプ１７１ｂの外周面に、例えばシリコーン材を用い、厚さ３〜１５ｍｍ厚の肉厚で、ゴム硬度が３０Ｈｓ〜５０Ｈｓ（ＪＩＳ、Ａゴム硬度）の軟らかめのゴム部材からなる弾性体としてのゴムローラ層１７２ｂと、該ゴムローラ層１７２ｂの表面に厚さ１５〜１００μｍ程度のＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ）チューブ、或いはＰＦＡチューブを被覆した離型層１７３ｂとを形成した、外径５０〜８０ｍｍ程度の軟らかめのソフトローラとして構成される。また、加圧ローラ１７ｂも駆動減速系ＧＫｂを介して加圧ローラ駆動モータＭｂによって独立駆動される。
【００３５】
加圧ローラ１７ｂの外周で、加熱ローラ１７ａと加圧ローラ１７ｂとのニップ部Ｎの上流側に、内部に加熱部材としてのハロゲンランプＨＬａを有する定着補助ローラ部材である定着補助ローラ１７ｃが設けられる。
【００３６】
定着補助ローラ１７ｃは、基体として例えばアルミ材を用いた、肉厚１〜３ｍｍ程度の円筒状の芯金にＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ）をコーティングした金属パイプ１７１ｃと、該金属パイプ１７１ｃの内部にハロゲンランプＨＬａを配置したローラ部材として構成される。定着補助ローラ１７ｃは加圧ローラ１７ｂに不図示のバネで押圧されて加圧ローラ１７ｂの回転に従動し、従動回転される。
【００３７】
ハードローラである加熱ローラ１７ａとソフトローラである加圧ローラ１７ｂとの間に形成させる下側に凸状のニップ部Ｎにより記録紙Ｐ上のトナー像（或いはカラートナー像）が定着される。
【００３８】
また、加熱ローラ１７ａに接触または非接触の温度センサＴＳ１を設け、加熱ローラ１７ａの温度制御を行う。定着補助ローラ１７ｃに接触或いは非接触の温度センサＴＳ２を設け、定着補助ローラ１７ｃの温度制御を行う。
【００３９】
本発明に係わる定着装置１７Ａは定着装置１７の変形例であり、図３に示す構成となっていて、上述した定着装置１７の加熱ローラ１７ａと加圧ローラ１７ｂとの上下を逆にしたものである。加熱ローラ１７ａと加圧ローラ１７ｂと定着補助ローラ１７ｃとは、図２に説明したと同様な機能、構成のものが用いられる。
【００４０】
加熱ローラ１７ａと加圧ローラ１７ｂとの間にニップ部Ｎを形成し、ニップ部Ｎを通して熱と圧力とを加えることにより、図１にて説明した記録紙Ｐ上のトナー像（或いはカラートナー像）を定着するものである。上記において、加圧ローラ１７ｂの内部にも加熱部材としてのハロゲンランプＨＬａ（不図示）を配設するようにしてもよい。
【００４１】
加熱ローラ１７ａは、駆動減速系ＧＫａを介して加熱ローラ駆動モータＭａによて独立駆動される。また、加圧ローラ１７ｂも駆動減速系ＧＫｂを介して加圧ローラ駆動モータＭｂによって独立駆動される。
【００４２】
ハードローラである加熱ローラ１７ａとソフトローラである加圧ローラ１７ｂとの間に形成させる上側に凸状のニップ部Ｎにより記録紙Ｐ上のトナー像（或いはカラートナー像）が定着される。
【００４３】
また、加熱ローラ１７ａに接触または非接触の温度センサＴＳ１を設け、加熱ローラ１７ａの温度制御を行う。定着補助ローラ１７ｃに接触或いは非接触の温度センサＴＳ２を設け、定着補助ローラ１７ｃの温度制御を行う。
【００４４】
定着装置１７Ｂは、図４に示す構成となっていて、本発明に係わる定着装置１７の比較例であり、加熱ローラ部材として加熱ローラ１７ｄと、加圧ローラ部材としての加圧ローラ１７ｂを用い、加熱ローラ１７ｄの内部に加熱部材としてのハロゲンランプＨＬａを備えたものである。
【００４５】
加熱ローラ１７ｄと加圧ローラ１７ｂとの間にニップ部Ｎを形成し、ニップ部Ｎを通して熱と圧力とを加えることにより、図１にて説明した記録紙Ｐ上のトナー像（或いはカラートナー像）を定着するものである。上記において、加圧ローラ１７ｂの内部にも加熱部材としてのハロゲンランプＨＬａ（不図示）を配設するようにしてもよい。
【００４６】
内部に加熱部材としてのハロゲンヒータＨＬａが設けられる加熱ローラ１７ｄは、基体として金属部材、例えばアルミ材を用いた、肉厚５〜２０ｍｍ程度の円筒状の芯金としての金属パイプ１７１ｄと、該金属パイプ１７１ｄの外周面に、例えばシリコーン材を用い、厚さ３〜１５ｍｍ厚の肉厚で、ゴム硬度が３０Ｈｓ〜５０Ｈｓ（ＪＩＳ、Ａゴム硬度）の軟らかめのゴム部材からなる弾性体としてのゴムローラ層１７２ｄと、該ゴムローラ層１７２ｄの表面に厚さ１５〜１００μｍ程度のＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ）チューブ、或いはＰＦＡチューブを被覆した離型層１７３ｄとを形成した、外径５０〜８０ｍｍ程度の軟らかめのソフトローラとして構成される。加熱ローラ１７ｄは、駆動減速系ＧＫｄを介して加熱ローラ駆動モータＭｄによて独立駆動される。
【００４７】
加圧ローラ１７ｂとしては、基体として例えば鉄材を用いた、肉厚５〜１０ｍｍ程度の円筒状の芯金としての金属パイプ１７１ｂと、該金属パイプ１７１ｂの外周面に、例えばシリコーン材を用い、厚さ３〜１５ｍｍ厚の肉厚で、ゴム硬度が３０Ｈｓ〜５０Ｈｓ（ＪＩＳ、Ａゴム硬度）の軟らかめのゴム部材からなる弾性体としてのゴムローラ層１７２ｂと、該ゴムローラ層１７２ｂの表面に厚さ１５〜１００μｍ程度のＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ）チューブ、或いはＰＦＡチューブを被覆した離型層１７３ｂとを形成した、外径５０〜８０ｍｍ程度の軟らかめのソフトローラとして構成される。また、加圧ローラ１７ｂも駆動減速系ＧＫｂを介して加圧ローラ駆動モータＭｂによって独立駆動される。
【００４８】
加圧ローラ１７ｂの外周で、加熱ローラ１７ｄと加圧ローラ１７ｂとのニップ部Ｎの上流側に、内部に加熱部材としてのハロゲンランプＨＬａを有する定着補助ローラ部材である定着補助ローラ１７ｃが設けられる。
【００４９】
定着補助ローラ１７ｃは、基体として例えばアルミ材を用いた、肉厚１〜３ｍｍ程度の円筒状の芯金にＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ）をコーティングした金属パイプ１７１ｃと、該金属パイプ１７１ｃの内部にハロゲンランプＨＬａを配置したローラ部材として構成される。定着補助ローラ１７ｃは加圧ローラ１７ｂに不図示のバネで押圧されており加圧ローラ１７ｂの回転に従動し、従動回転される。
【００５０】
ソフトローラである加熱ローラ１７ｄとソフトローラである加圧ローラ１７ｂとの間に形成させる平面状のニップ部Ｎにより記録紙Ｐ上のトナー像（或いはカラートナー像）が定着される。
【００５１】
また、加熱ローラ１７ｄに接触または非接触の温度センサＴＳ１を設け、加熱ローラ１７ｄの温度制御を行う。定着補助ローラ１７ｃに接触或いは非接触の温度センサＴＳ２を設け、定着補助ローラ１７ｃの温度制御を行う。
【００５２】
上記構成の定着装置においては、冒頭にて前述した如く、加熱ローラ部材としてソフトローラを、また加圧ローラ部材としてソフトローラを用いる構成の本発明の定着装置（定着装置１７Ｂ）においては、高耐久性や高定着性が得られるものの、転写材として封筒、重ね用紙を用いる場合、しわの発生が起こる。
【００５３】
かかる故に、定着装置の構成としては、加熱ローラ部材としてハードローラを、加圧ローラ部材としてソフトローラを用いることが好ましい。しかしながら、加熱ローラ部材としてハードローラを、加圧ローラ部材としてソフトローラを用いる構成の定着装置（定着装置１７或いは定着装置１７Ａ）においては、転写材として封筒、重ね用紙を用いる場合において、しわの発生は生じぬものの、２本のローラ（加熱ローラ部材と加圧ローラ部材）の耐久性や定着性が劣る。
【００５４】
また、転写材として封筒、重ね用紙を用いる場合、ニップ部の曲率の差によってソフトローラ側（加熱ローラ部材側）の転写材（紙）の方が、ハードローラ側（加圧ローラ部材側）の転写材（紙）の方よりも回転半径が大きくなり、転写材（紙）の送り量が多くなる。
【００５５】
具体的には、転写材として封筒、重ね用紙を用いる場合、図５に示すように、ニップ部Ｎに進入される封筒の転写材の厚さ（紙厚：紙２枚分）ΔＬに対し、ソフトローラ側（加熱ローラ部材側（加熱ローラ１７ａ側或いは加熱ローラ１７ｄ側））の転写材の送り量ＰＬ２が、ハードローラ側（加圧ローラ部材側（加圧ローラ１７ｂ側））の転写材の送り量ＰＬ１より大きくなる。本発明は、かかる問題を解消するため、封筒および複数枚重ね用紙を転写材として使用する場合のみ、加熱ローラ部材（加熱ローラ１７ａ或いは加熱ローラ１７ｄ）と加圧ローラ部材（加圧ローラ１７ｂ）との線速度を異ならせるように設定するものである。通常の転写材（紙）を用いる場合には、加熱ローラ部材（加熱ローラ１７ａ或いは加熱ローラ１７ｄ）と加圧ローラ部材（加圧ローラ１７ｂ）との線速度を等速に設定する。
【００５６】
前述したように、加熱ローラ部材（加熱ローラ１７ａ或いは加熱ローラ１７ｄ）と加圧ローラ部材（加圧ローラ１７ｂ）とは、それぞれ駆動モータにて独立駆動させるものであるが、封筒および複数枚重ね用紙を使用する際には、どちらか一方の線速度を切り替えるように設定するものである。
【００５７】
転写材として封筒および複数枚重ね用紙を使用する場合の、本発明の定着装置１７或いは定着装置１７Ａの加熱ローラ部材（加熱ローラ１７ａ或いは加熱ローラ１７ｄ）と加圧ローラ部材（加圧ローラ１７ｂ）との線速度比のテスト結果と、比較例の定着装置１７Ｂの加熱ローラ部材（加熱ローラ１７ｄ）と加圧ローラ部材（加圧ローラ１７ｂ）との線速度比のテスト結果を以下の表１に示す。
【００５８】
【表１】
上記表１のテストは、実験機としてＳｉｔｉｏｓ７０８５（コニカＫ．Ｋ．社製）と、図２または図３の本発明の定着装置と、図４の比較例の定着装置とを用い、図１にて説明した画像形成装置のプロセスにより、本発明の実施例と比較例とのテストを行ったものである。定着装置としては、Ｓｉｔｉｏｓ７０８５の２本のローラ（加熱ローラ部材と加圧ローラ部材と）を独立駆動させ、それぞれのローラ部材の線速度を切り替えられるように改造したものである。
【００６０】
環境条件としては、Ｌ．Ｌ．（１０℃／２０％ＲＨ）と、Ｎ．Ｎ．（２０℃／５０％ＲＨ）と、Ｈ．Ｈ．（３０℃／８０％ＲＨ）との３環境にて行った。
【００６１】
加熱ローラ部材と加圧ローラ部材との２本のローラの外径は、図２にて説明した上ローラ（ハードローラ：加熱ローラ１７ａ）の外径を７０ｍｍとし、下ローラ（ソフトローラ：加圧ローラ１７ｂ）の外径を６０ｍｍとし、ソフトローラに用いるゴムローラ層（ゴムローラ層１７２ｂ）のゴム硬度（アスカーＣ硬度）を６５°（アスカーＣ）に設定した。
【００６２】
加熱ローラ部材と加圧ローラ部材とを押圧する荷重としては、１００Ｎ／ｍに設定した。また、普通紙コピー時の定着線速度は、加熱ローラ部材、加圧ローラ部材とも４２０ｍｍ／ｓｅｃに設定した。
【００６３】
上記表１の結果の如く、加熱ローラ部材の加圧ローラ部材に対する線速度比は、１．０１〜１．０７であることが好ましく、加圧ローラ部材の加熱ローラ部材に対する線速度比は、０．９３〜０．９９であることが好ましい。
【００６４】
上記の如く、本発明の如き構成をとることにより、転写材として封筒、重ね用紙を用いる場合でも、封筒や重ね用紙のしわを防止しつつ、また普通紙でも不良画像を発生させることのない定着装置が得られる。
【００６５】
【発明の効果】
本発明によれば、転写材として封筒、重ね用紙を用いる場合でも、封筒や重ね用紙のしわを防止しつつ、また普通紙でも不良画像を発生させることなく、２本のローラの耐久性や定着性の向上が図られる定着装置の提供が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる定着装置と定着装置の比較例を用いる画像形成装置の一実施形態を示すカラー画像形成装置の断面構成図である。
【図２】本発明に係わる定着装置の例を示す概要断面構成図である。
【図３】図２の変形例を示す図である。
【図４】定着装置の比較例を示す概要断面構成図である。
【図５】本発明の定着装置における転写材として封筒、重ね用紙を用いた場合のニップ部での転写材の送り量の説明図である。
【符号の説明】
１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ 感光体ドラム
２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ 帯電手段
３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ 露光手段
４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ 現像装置
７Ａ ２次転写ローラ
７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋ １次転写ローラ
８Ａ 中間転写体クリーニング手段
８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｋ 像形成体クリーニング手段
１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ 画像形成部
１７，１７Ａ，１７Ｂ 定着装置
１７ａ，１７ｄ 加熱ローラ
１７ｂ 加圧ローラ
１７ｃ 定着補助ローラ
１７１ａ，１７１ｂ，１７１ｃ，１７１ｄ 金属パイプ
１７２ｂ，１７２ｄ ゴムローラ層
１７３ａ，１７３ｂ，１７３ｄ 離型層
ＨＬａ ハロゲンランプ
ＧＫａ，ＧＫｂ，ＧＫｄ 駆動減速系
Ｍａ，Ｍｄ 加熱ローラ駆動モータ
Ｍｂ 加圧ローラ駆動モータ
Ｎ ニップ部
Ｐ 記録紙
Claims (6)
- 内部に加熱部材を有する加熱ローラ部材と、該加熱ローラ部材に圧接する加圧ローラ部材との一対のローラ部材を有し、転写材上のトナー像を定着する定着装置において、
封筒および複数枚重ね用紙を転写材として使用する場合のみ、前記加熱ローラ部材と前記加圧ローラ部材との線速度を異ならせることを特徴とする定着装置。 - 前記加熱ローラ部材と前記加圧ローラ部材とは、それぞれモータにて独立駆動されるもので、封筒および複数枚重ね用紙を使用する際には、どちらか一方の線速度が切り替わることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
- 前記加熱ローラ部材は金属部材で形成されたハードローラであり、前記加圧ローラ部材は金属性の芯金に弾性体を被覆したソフトローラであることを特徴とする請求項１または２に記載の定着装置。
- 前記加熱ローラ部材の前記加圧ローラ部材に対する線速度比が１．０１〜１．０７であることを特徴とする請求項１または２に記載の定着装置。
- 前記加圧ローラ部材の前記加熱ローラ部材に対する線速度比が０．９３〜０．９９であることを特徴とする請求項１または２に記載の定着装置。
- 前記加圧ローラ部材の外周で、前記加熱ローラ部材と前記加圧ローラ部材とのニップ部の上流側に、内部に加熱部材を有する定着補助ローラ部材を設置することを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の定着装置。
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