JP2006184488A - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数枚のシート材を同時に処理した場合でもスキュー発生を防ぐことができ、レジストずれ及びシワ発生を防止する。
【解決手段】 定着ローラ４１は、ローラ全幅の加熱領域を有するメインヒータ４３と、両端部及び中央部に加熱領域を有するサブヒータ４４とを内蔵する。大サイズ用紙Ｐ２を通紙する場合はメインヒータ４３のみを点灯させ、小サイズ用紙Ｐ１を２枚同時に通紙する場合は両方のヒータを点灯させる。両ヒータ点灯時のローラ温度分布は（ｂ）図に示すようになり、ローラ両端部及び中央部で温度が高くなり、ローラ径が膨張することによって、ニップ幅の分布が（ｅ）図に示すようになる。これにより、２枚の用紙Ｐ１に対し、それぞれ用紙両端部を用紙の外側へ引っ張る作用が生じ、用紙のシワ及びスキューが防止され、レジストずれも防止される。
【選択図】 図１２

Description

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における定着装置に関するものである。

特開平６−１８３５８６号公報 特開２００１−３０５９０６号公報 特開２０００−１８１２５８号公報 特開平６−１９３４５号公報 特開２００２−８２５５１号公報

用紙サイズがＡ２、Ａ０等の広幅の画像形成装置は、主な用途は新聞や新聞広告、設計図面等の特殊用途で使われる。 しかしながら、そのような画像形成装置においては、それ以下のサイズであるＡ３サイズやＡ４サイズの一般文書にも兼用で利用されている。 例えばＡ２サイズの画像形成装置を例にとると、Ａ２サイズのプリント速度が１分間に２０枚の速度だと仮定すると、用紙搬送速度は大サイズの場合も小サイズの場合も一定であるためＡ４のプリント速度は紙間距離を５０ｍｍ離したとすると１分間に３４枚程度のプリント速度になる。
２０×５９４ｍｍ÷（２９７ｍｍ＋５０ｍｍ）＝３４．２（枚／分）
５９４ｍｍ：Ａ２用紙長手サイズ
２９７ｍｍ：Ａ４用紙長手サイズ
５０ｍｍ ：紙間距離
小サイズのプリントでも思ったほどプリント速度は上がらない。

そこで、プリント速度の向上を目的として、特許文献１においては、複数枚の小サイズシートを同時に画像形成部に給送して、単位時間当たりの処理能力を高めることが提案されている

特許文献１の実施例はインクジェット方式の画像形成装置であり、インクの定着方式は自然乾燥やヒーターによる雰囲気加熱であるため、複数のシート材を同時に搬送しても比較的斜行（スキュー）を生じない状態で搬送可能である。ところが電子写真方式の様に、トナーを静電的に転写材に付着させて、その後ヒートローラーもしくは定着ベルト等により加圧と加熱を同時に行う定着方式においては、複数枚のシートを同時に定着しようとすると大きくスキューしてしまう欠点がある。

スキューする原因としては、従来の定着装置がシート材を１枚づつ搬送することを前提に構成されており、１枚搬送時のしわ防止のため定着ローラーの長手方向につづみを持たせ（鼓形状とし）、中央部のローラー径が端部のローラー径よりもわずかに小さく構成されている。そのため、ローラ端部におけるニップ幅がローラ中央部に比較してわずかに広くなっており、端部の搬送速度が中央に比較して、僅かに速くなることになる。この作用により、１枚の用紙を搬送する場合は外側に引張りながら搬送することになり、シワの発生を押さえることができる。

ところが、この構成のまま、小サイズの用紙を２枚同時に搬送すると、端部の用紙搬送速度が僅かに速いことにより、各用紙が徐々にスキューしながら離れていってしまいレジスト不良やスキュー画像が発生してしまうという問題があった。

本発明は、複数枚のシート材を同時に定着する場合の上述の問題を解決し、複数枚のシート材を同時に処理した場合でもスキュー発生を防ぐことができ、レジストずれ及びシワ発生を防止することのできる定着装置及び画像形成装置を提供することを課題とする。

前記の課題は、本発明により、加熱手段により加熱される定着部材を有し、複数枚の用紙を同時に通紙可能な定着装置において、前記定着部材の用紙幅方向における温度分布を、通紙される用紙枚数に応じて変更可能なことにより解決される。

前記定着部材は、通紙される各用紙の両端部の温度が中央部の温度よりも高くなるように前記温度分布を設定可能であると好適である。
前記定着部材に圧接される加圧部材を有し、前記定着部材と前記加圧部材で形成されるニップ長さの用紙幅方向における分布を、通紙される用紙枚数に応じて変更可能であると好適である。

前記ニップ長さの用紙幅方向における分布を、通紙される各用紙の両端部のニップ長さが中央部のニップ長さよりも大きくなるように設定可能であると好適である。

前記ニップ長さの用紙幅方向における分布の変更は、前記定着部材と加圧部材とを圧接させる加圧機構の、前記定着部材または加圧部材に対する加圧位置を変更することにより行われると好適である。

また、前記の課題は、本発明により、加熱手段により加熱される定着部材と、該定着部材に圧接される加圧部材とを有し、複数枚の用紙を同時に通紙可能な定着装置において、前記定着部材と前記加圧部材で形成されるニップ長さの用紙幅方向における分布を、通紙される用紙枚数に応じて変更可能なことにより解決される。

前記ニップ長さの用紙幅方向における分布を、通紙される各用紙の両端部のニップ長さが中央部のニップ長さよりも大きくなるように設定可能であると好適である。

記ニップ長さの用紙幅方向における分布の変更は、前記定着部材と加圧部材とを圧接させる加圧機構の、前記定着部材または加圧部材に対する加圧位置を変更することにより行われると好適である。

また、前記の課題は、本発明により、請求項１〜８のいずれか１項に記載の定着装置を備え、画像形成可能な最大サイズの用紙を収納する用紙収納手段内に、前記最大サイズの用紙の１／４以下の用紙を複数セット可能に設け、該複数セット分の用紙に対応する給紙手段を前記用紙収納手段に対して設け、前記最大サイズの用紙の１／４以下の用紙を同時に複数枚前記用紙収納手段から給送して画像形成可能なことを特徴とする画像形成装置により解決される。

形成すべき画像のサイズ及び枚数を判定する判定手段と、前記最大サイズの用紙の１／４以下の用紙複数枚に対応する画像を書き込みデータとして再配置する再配置手段とを有すると好適である。

請求項１及び請求項６の定着装置によれば、定着部材の用紙幅方向における温度分布、あるいは定着部材と加圧部材で形成されるニップ長さの用紙幅方向における分布を、通紙される用紙枚数に応じて変更可能なので、複数枚の用紙を同時に並列通紙して搬送する場合でも、用紙のシワ及びスキューを防止し、レジストずれの発生も防ぐことができる。

請求項２の構成により、定着部材は、通紙される各用紙の両端部の温度が中央部の温度よりも高くなるように温度分布を設定可能なので、各用紙の端部側に対応する部分のローラ径を熱膨張によってわずかに大きくさせることができ、用紙両端部に対する搬送速度をおおむね同じにしてスキュー発生の防止とレジストずれの発生を防止することができる。

請求項３の構成により、ニップ長さの用紙幅方向における分布を通紙される用紙枚数に応じて変更可能なことで、用紙複数枚の並列搬送における搬送性を変えることができ、用紙のシワ及びスキュー防止を図ることができる。

請求項４及び請求項７の構成により、用紙両端部に対応する部分のニップ長さを大きくして、用紙のシワ及びスキュー防止を図ることができる。
請求項５及び請求項８の構成により、定着部材または加圧部材に対する加圧位置を変更することによりニップ長さの分布を変えるので、比較的容易な構成で用紙両端部に対する搬送速度をおおむね同じにすることができ、スキュー発生の防止とレジストずれの発生を防止することができる。

請求項９の画像形成装置によれば、最大サイズ用紙を収納する用紙収納手段内にその１／４以下の用紙を複数セットして給紙し、同時に画像形成して定着することができるので、小サイズ用紙における画像形成速度を向上させることができる。また、その場合の用紙のシワ及びスキューを防止し、レジストずれの発生も防ぐことができる。

請求項１０の構成により、画像のサイズ及び枚数を判定する判定手段とデータ再配置手段とを有するので、複数枚の用紙を並列搬送して同時に画像形成することが実現できる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る定着装置を備える画像形成装置の一例であるデジタル複写機の概略構成を示す断面図である。この図に示す複写機１００は、装置の上部にスキャナ１を備え、その下にレーザ書込みユニット２を配置している。レーザ書込みユニット２の下方には、感光体ドラム３を中心とする作像部が設けられている。感光体ドラム３の周囲には、電子写真プロセスに必要な帯電器，現像装置，転写ユニット，クリーニング装置，除電器等の各機器が配置されている。その作像部の図において左方には、定着装置４が配置されている。

装置下部は給紙部となっており、本例の場合、Ａ３サイズまでの用紙を収納可能なＡ３カセット７と、Ａ２サイズまでの用紙を収納可能な３段のＡ２カセット８とからなる４段構成である。Ａ３カセット７の上には両面トレイ６が配置されている。

給紙部の構成を詳しく示す図２に示すように、各給紙カセット７，８ａ，８ｂ，８ｃにはそれぞれ給紙ユニット９が付設されている。給紙ユニット９は、呼び出しコロ１１，給紙ローラ１２及び逆転ローラ（分離ローラ）１３によって構成されている。また、給紙ユニットによって送出された用紙は、縦搬送路中の適所に配置された搬送ローラ１４によって上方に搬送され、レジストローラ５へと送られる。

図１に戻り、装置の図において右側面には手差しトレイ１５が設けられ、左側面には排紙トレイ１０が設けられている。図１には、用紙経路が太線の矢印で示されている。定着後の用紙は、矢印Ａの如く排紙トレイ１０に排出されるが、図示しないソータ等のオプション装置を装着した場合は、矢印Ｂの如く機内から排出されてソータ等に受け渡される。

スキャナ１は、露光ランプ，ミラー群，レンズ，ＣＣＤイメージセンサ等々で構成される走査光学系を有している。コンタクトガラス上に載置された原稿画像は、ＣＣＤイメージセンサによって読み取られ、電気信号（アナログ画像信号）に変換され、そしてデジタルデータ（画像データ）に変換される。その画像データには更に所定の画像処理が施される。なお、圧板に代えてＡＤＦ（原稿自動送り装置）を取り付けることも可能である。

レーザ書込みユニット２は、レーザ出力ユニット，結像レンズおよびミラー等で構成され、レーザ光源であるレーザダイオード及びモータによって高速で定速回転する回転多面鏡（ポリゴンミラー）を有している。レーザ出力ユニットより照射されるレーザ光は、定速回転するポリゴンミラーで偏光され、結像レンズを通り、ミラーで折り返され、作像部の感光体面上に集光結像する。

上記のように構成されたデジタル複写機１００における複写動作について簡単に説明する。
コンタクトガラス上に置かれた原稿はスキャナ１によって読み取られ、原稿画像がデジタルデータに変換された後に所定の画像処理が施される。その画像データに基づいて書き込みユニット２のレーザ出力ユニットが駆動され、書き込みユニット２からのレーザー光によって感光体ドラム３に書き込まれる。

感光体ドラム３は帯電器により所定の電位に帯電されており、書き込みユニット２からのレーザー光が照射されることにより感光体上に静電潜像が形成される。その静電潜像に現像装置よりトナーが付与されてトナー像として可視化される。

一方、給紙部の給紙カセット７，８または手差しトレイ１５のいずれかより（裏面記録の場合は両面トレイ６から）、用紙が給紙ユニット９及び搬送ローラ１４によりレジストローラ５へ給送されており、感光体３上のトナー像とタイミングを合わせてレジストローラ５より用紙が転写部へ送出される。転写ユニットにより感光体３上のトナー像が用紙上に転写され、トナー像を担持した用紙が定着装置４へ搬送される。定着装置４において加熱及び加圧によりトナー像が用紙に定着され、その後用紙は排紙トレイ１０へと排出される。

さて、本例の複写機１００は、用紙サイズとしてＡ２（縦）に対応する広幅の画像形成装置であるが、もちろんＡ２よりも小さなサイズの用紙も使用可能である。また、小サイズシートを２枚同時に作像部に給送して画像形成可能に構成されている。これを可能にするため、Ａ２カセット８には、Ａ２用紙の４分の１以下のサイズの用紙を２列収納可能となっている。Ａ２カセット８にＡ２用紙の４分の１以下のサイズの用紙を２列収納する場合の様子を図３に示す。

図３において、矢印Ｃは給紙方向を示しており、この給紙方向Ｃは、図１では図の左から右方向が給紙方向である。図３に示すように、Ａ２カセット８内には、Ａ２サイズの用紙Ｐ２が短辺を給紙方向に面してセット可能であるが、その４分の１以下のサイズの用紙（ここではＡ４サイズ）Ｐ１を２列並べて収納可能にしてある。小サイズ用紙を２列並べて収納する場合、Ａ５サイズ以下の用紙であればその長辺を給紙方向に面してセット可能であるが、それ以上（Ａ４まで）のサイズの用紙の場合は短辺を給紙方向に面してセットする必要がある。

上記のように、Ａ２カセット８内に並列セットした小サイズ用紙を給紙可能とするため、本例においては、図４に示すように、１段のＡ２カセット８に対して２セット（１対）の給紙ユニット９を備えている。図４において、２列並べてカセット内に収納されたＡ４サイズの用紙束Ｐ１は、２セットの給紙ユニット９により矢印Ｃ方向に給紙される。ここでは並列セットする小サイズ用紙としてＡ４サイズのもので説明するが、もちろん、Ａ４サイズ以下の用紙であればセット可能である。

図５は、Ａ２カセット８を給紙方向の後側（図１の左側）から見た断面図で、（ａ）はＡ４サイズの用紙Ｐ１を並列セットした場合、（ｂ）はＡ２サイズの用紙Ｐ２をセットした場合を示している。（ａ）に示すように、小サイズ用紙を並列セットする場合は、各用紙束の間に中央規制部材１６をカセット底板に装着可能に構成されている。各用紙束の外側には、それぞれ端部規制部材１７，１７が設けられる。（ｂ）に示すように、Ａ２サイズの用紙Ｐ２をセットする場合は、用紙両側に端部規制部材１７，１７が設けられる。Ａ２サイズの用紙Ｐ２を給紙する場合は、図６に示すように、２セット（１対）の給紙ユニット９を両方とも使用して給紙を行う。

また、図７，８に示すように、Ａ２カセット８内には３枚の押上板１８ａ〜ｃが設けられており、これに対応する押上げ機構１９が画像形成装置本体側に設けられている。各押上板１８ａ〜ｃは、軸２２によりカセット底板に回動可能に取り付けられている。小サイズ用紙を押し上げるときには、外側の押上板１８ａ，ｂが用いられ、Ａ２サイズの用紙を押し上げるときには、３枚の押上板すべてが用いられる。すなわち、中央に位置する押上板１８ｃは、幅方向（図７の上下方向）において両外側の押上板１８ａ，ｂと重なるように設けられており、押上板１８ｃが加圧レバー２１により押し上げられると、３枚の押上板すべてが上昇される。また、外側の押上板１８ａ，ｂは、加圧レバー２０ａ，ｂにより押し上げられる。

加圧レバー２０ａ，ｂと２１は、一本の軸１９ａの反対側に（約１８０度の関係で）それぞれ固定され、装置本体側に回動可能に支持されており、図示しない駆動機構により回動（揺動）される。そして、Ａ２カセット８を装置本体にセットしたときに、押上板１８ａ〜ｃの下に加圧レバー２０ａ，ｂ及び２１が位置するよう設けられている。カセット側には図示しない切り欠きが有り、その切り欠きから加圧レバー２０ａ，ｂまたは加圧レバー２１がカセット内に進入して各押上板を押し上げる。小サイズ用紙用の押上板１８ａ，ｂを押し上げるときは、軸１９ａが図８において反時計回りに回動され、また、Ａ２サイズ用の押上板１８ｃを押し上げるときは、軸１９ａが図８において時計回りに回動される。Ａ２サイズの用紙Ｐ２を押し上げるときは、３枚の押上板１８ａ〜ｃによってＡ２用紙のほぼ全幅が押し上げられる。

押上板１８ａ，ｂまたは１８ａ〜ｃによって用紙束が押し上げられると、最上位の用紙が呼び出しコロ１１（図２参照）に当接されて呼び出される。そして、給紙ローラ１２及び逆転ローラ（分離ローラ）１３によって１枚に分離されて給送される。カセット８から送り出されたＡ２用紙または小サイズ用紙は、搬送ローラ１４によってレジストローラ５へと給送され、レジストローラ５に突き当たって一端停止する。そして、画像の出力タイミングにしたがってレジストローラ５が回転し、画像と用紙の位置が合うように送出される。小サイズ用紙の場合は２枚が同時に給紙されるものであり、転写・定着も２枚同時に行われる。

次に、画像データの取り扱いについて図９，１０を参照して説明する。
本例の画像形成装置は図１に示すようにスキャナ１を備えているが、外部装置（パソコン等）からの出力データによるプリント機能やファクシミリ機能を備えた複合機として構成されてもよい。複写機として動作する場合、画像データはスキャナ１から入力される。プリンタとして動作する場合、画像データは複写機１００に直接接続された外部装置、あるいはネットワークなどを介して接続された外部装置から入力される。ファクシミリとして動作する場合、画像データは通信回線を介して入力される。いずれの場合も、画像データと同時あるいは画像データの直前に画像サイズや枚数等の情報も送られてくる。入力された画像データは、画像処理部１０１が有する画像メモリ１０２に記憶される。

入力された画像データの画像サイズや枚数は判定部１０３によって判定され、小サイズ、ここではＡ４サイズの画像データが送られてきた場合は、図９に示すように、Ａ４サイズで複数枚の場合はデータ再配置部１０４によって最終出力メモリ（最大用紙サイズの画像データに対応できるものである）１０５内にＡ４サイズのデータが複数（２つ）直列に配列される。このときのデータ配置は、カセット内の用紙配置に合うように調整可能となっている。

一方、Ａ２サイズの画像データが入力された場合は、図１０に示すように、判定部１０３によって画像サイズが判定され、データ再配置部１０４はそのまま（再配置せずに）データを最終出力メモリ１０５に受け渡す。

そして、小サイズ画像の場合もＡ２サイズ画像の場合も、最終出力メモリ１０５から書込みデータとしてプリントエンジン（書込み装置部）１０６にデータが出力される。

次に、定着装置について説明する。
図１１は、定着装置の断面構成図である。この図では、用紙搬送方向が図の左から右方向と、図１における用紙搬送方向（右から左）とは逆の向きで示してある。図１１に示すように、定着装置筐体内には定着ローラ４１と加圧ローラ４２が配置されている。定着ローラ４１内には２本の加熱ヒータ（本例ではハロゲンランプ）４３，４４が配設されている。加圧ローラ４２は、加圧レバー４９に押圧されて定着ローラ４１に圧接され、この加圧によって定着ローラと４１と加圧ローラ４２間にニップが形成され、通紙される用紙に熱と圧力を同時に供給し、トナーを用紙上に定着させる。

定着ローラ４１の周囲にはクリーニングローラ４６、分離爪４６、サーミスタ４７、温度ヒューズ４８が配置されている。また、加圧ローラ４２の周囲には分離爪５２、サーミスタ５４が配置されている。定着筐体のすぐ外部に位置して、加圧レバー４９を付勢するためのステッピングモータ５５が設けられている。なお、本例の定着装置４においては、加圧ローラ４２として、芯金上に弾性層を設けた通常構成の加圧ローラを用いることができるが、ヒータを内蔵するタイプも使用可能である。さらに、後述する第２実施形態の定着装置の加圧ローラ及び加圧機構を用いることも可能である。

図１２（ａ）に示すように、定着ローラ４１に内蔵された２本の加熱ヒータ４３，４４は、配光分布（加熱領域）が異なるように設けられている。すなわち、大サイズの用紙を通紙する場合に点灯されるメインヒータ４３は、定着ローラ４１の通紙領域全体に亘る加熱領域を有している。また、小サイズの用紙を通紙する場合に点灯されるサブヒータ４４は、ローラ軸方向の中央部及び両側端部所定範囲の加熱領域を有している。各ヒータ４３，４４は、図示しない定着制御手段により発熱（点灯）が制御される。

図１２（ｂ）は、加熱ヒータを点灯させた場合の軸方向のローラ温度分布を示すグラフである。このグラフにおいて、メインヒータ４３を点灯した場合の温度分布は実線で示すように、軸方向にほぼフラットな温度分布となっている。また、メインヒータ４３とサブヒータ４４の両方を点灯した場合の温度分布は破線で示すように、ローラ軸方向の中央部及び両側端部付近の温度が高い分布になっている。ただし、両ヒータ点灯時の全体の供給熱量は、メインヒータ４３を１本だけ点灯したときと同じになるように、メインヒータ４３の出力が（メインヒータ４３への供給電力が）、定着制御手段によって調整される。

図１２（ｃ）は、２枚の小サイズ用紙、ここではＡ４サイズの用紙２枚を同時に通紙する様子を示している。また、図１２（ｄ）は、大サイズ用紙、ここではＡ２サイズの用紙Ｐ２を通紙する様子を示している。

図１２（ｅ）は、加熱ヒータ点灯状態によるローラ軸方向（用紙幅方向）のニップ幅（ニップ長さ）の分布を示すグラフである。本例の定着装置では、定着ローラ４１は鼓形状を有しており、ローラ中央部よりもローラ両端部の外径（ローラ径）が大きくなっている。Ａ２用紙の通紙時にメインヒータ４３を１本だけ点灯した場合、図１２（ｅ）に実線で示すように、定着ローラの鼓効果によりニップ幅はローラ両端部で大きく、用紙両端部を外側へ引っ張ることにより、シワの発生を防止している。

一方、Ａ４用紙２枚を同時に通紙するときはメインヒータ４３とサブヒータ４４の両方を点灯させるが（全体の供給熱量は、メインヒータ４３を１本だけ点灯したときと同じ）、このときの定着ローラ中央部と端部の温度差をΔＴ，ローラ径をｄ，ローラの線膨張係数をαとし、温度の最も低い部分と高い部分のローラ径の差をΔｄとすると、
Δｄ＝ΔＴ×ｄ×α
で表される。

一例として、ΔＴ＝３０ｄｅｇ，ｄ＝５０ｍｍ，α＝２３．１×１０^−６（アルミローラの場合）とすると、ローラ径の差Δｄは約０．０３５ｍｍの差が生じることになる。これにより、図１２（ｅ）に破線で示すように、ローラ軸方向の中央部と両端部でニップ幅が広くなる。

この状態で図１２（ｃ）に示すように小サイズ用紙、ここではＡ４用紙２枚を同時に通紙すると、各小サイズ用紙の幅方向の両側がそれぞれ用紙の外側に引っ張られながら搬送されることになる。そのため、小サイズ用紙を２枚同時に通紙する場合でも、用紙のシワ及びスキューが防止され、レジストずれも発生することなく、確実かつ適正に用紙が搬送される。

ちなみに、メインヒータ４３を１本だけ点灯した状態、すなわち図１２（ｅ）に実線で示すニップ幅分布（つまり、従来の定着装置）で小サイズ用紙を２枚同時に通紙した場合には、各小サイズ用紙の幅方向の一方側（ローラ端部側）のみが鼓効果によって外側に引っ張られながら搬送されるため、図１３に示すように、スキューを発生しながらそれぞれの用紙が離れる方向に搬送され、シワやスキューあるいはレジストずれが発生する。

しかし、本実施形態の定着装置によれば、小サイズ用紙を２枚同時に並列通紙する場合に上述したような発光分布のメインヒータ４３とサブヒータ４４の両方を点灯させることにより、定着ローラ軸方向の中央部と両端部のニップ幅が広くなる作用によって、用紙のシワ及びスキューを防止し、レジストずれの発生も防止することができる。

なお、定着ローラに内蔵した２つの熱源を個別に制御する技術に関しては上記した特許文献２，３に開示がある。

次に、定着装置の第２実施形態について説明する。
本第２実施形態の定着装置は、前記第１実施形態の定着装置と基本的に同様であり、同じ又は同等の部分には同じ符号を用いるとともに、異なる部分を中心に説明する。

図１４（ａ）は、本例の定着装置４Ｂの概略構成を示す斜視図であり、図１４（ｂ）は、加圧機構を示す説明図である。
図１４（ａ）に示すように、定着装置４Ｂは定着ローラ４１及び加圧ローラ４２を備えている。定着ローラ４１には、第１実施形態の定着装置と同様に２本のヒータ４３，４４を内蔵している。この２本のヒータ４３，４４は、前記第１実施形態と同じ配光分布を設けて同様に制御してもよいし、単にローラ全幅に亘る加熱領域を有する構成としてもよい。その場合、１本のヒータだけを有する構成でも構わない。

加圧ローラ４２は、本実施形態では、加圧ローラ４２を押し上げるための加圧軸５０を、ローラ内に貫通させている。本実施形態における加圧機構は、図１４（ｂ）に示すように、ステッピングモータ（パルスモータ）５３，５３によりリンク機構を介して加圧レバー４９を回動させ、加圧ローラ４２内を貫通する加圧軸５０を押し上げ、加圧ローラ内部で軸５０に装着されている加圧軸受５１〜５３（図１５，１６参照）によって加圧ローラ４２を定着ローラ４１に加圧する。なお、軸５０は定着側板６０（一方側のみを図１４に示す）に設けられた図示しないガイド部に沿って、定着ローラ４１におおむね平行に押圧される。

図１５及び図１６に示すように、加圧軸５０には３つの加圧軸受５１〜５３が固定されている。両外側の加圧軸受５１，５２は、軸５０を中心に同心円状に装着されているが、中央部の加圧軸受５３は軸５０に対して偏心して装着されている。また、加圧軸５０の一方側端部にはギヤ５８が取り付けられ、このギヤ５８にウォームホイール５９が噛み合わされ、ウォームホイール５９を図示しないモータで回転させることにより加圧軸５０を回動させる。

本例では、加圧軸５０の一端部にフィラー５６を設け、このフィラー５６をセンサ５７（本例では反射型光センサ）で検知して加圧軸５０の回転位置を検出するように構成している。これにより、加圧軸５０を１８０度回転させ、加圧軸５０に偏心して装着された中央部の加圧軸受５３が上側（加圧ローラ４２を押圧する位置）になった図１５の状態と、加圧軸受５３が下側に退避した図１６の状態とをとるように構成されている。

大サイズ（Ａ２）の用紙を定着する場合は、図１６に示す状態とし、加圧レバー４９により加圧軸５０を押し上げ、加圧ローラ４２の両端部を加圧軸受５１，５２で押圧し、加圧ローラ４２を定着ローラ４１に加圧する。このとき、中央部の加圧軸受５３は下側に退避している。このときのニップ分布は図１７のグラフに実線で示すように、ローラ軸方向の両端部においてニップ幅が大きくなり、用紙両端部を外側へ引っ張ることにより、大サイズ用紙であってもシワの発生を防止している。

小サイズ用紙を通紙する場合は、図１５に示すように、３つの加圧軸受５１〜５３が上側に来る状態とし、加圧レバー４９により加圧軸５０を押し上げ、加圧ローラ４２の両端部及び中央部を３つの加圧軸受５１〜５３で押圧し、加圧ローラ４２を定着ローラ４１に加圧する。このときのニップ幅の分布は図１７のグラフに破線で示すように、ローラ軸方向の中央部と両端部でニップ幅が広くなる。これにより、小サイズ用紙２枚を同時に通紙したときに各小サイズ用紙の幅方向の両側がそれぞれ外側に引っ張られながら搬送されることになるため、小サイズ用紙を２枚同時に通紙する場合でも、用紙のシワ及びスキューが防止され、レジストずれも発生することなく、確実かつ適正に用紙が搬送される。

加圧点の変更、すなわち加圧軸５０の回動は、加圧レバー４９により加圧軸５０を押し上げた状態（加圧した状態）で行っても良いし、加圧レバー４９による押し上げを解除して不可を少なくした状態で行っても良い。

なお、本例では、加圧点の数（加圧軸受の数）を３つとし、配置場所もローラ軸方向の両端部及び中央部としたが、用紙サイズに応じて最適なニップ幅（ニップ分布）を得るために任意の個数・任意の位置に設けることができる。また、加圧点の変更は本例では加圧軸５０の回転により行っているが、他の構成、例えば、加圧軸受のスライド移動等により実施しても良い。

また、本例では、加圧ローラ側に加圧機構を設けてニップ長さの分布（ローラ軸方向）を変更できるように構成したが、定着ローラ側に加圧機構を設けてニップ長さの分布（ローラ軸方向）を変更できるように構成しても良い。

なお、定着ニップ幅を調整する技術に関しては、上記した特許文献４，５に開示がある。

以上、本発明を図示例により説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、定着装置の第１実施形態及び第２実施形態は、それぞれ単独の構成としても良いし、両者を組み合わせて（両者の構成をともに有して）実施しても良い。また、定着ヒータの種類や、加熱領域の設定、ニップ長さの分布等も、適宜変更可能である。また、使用可能な用紙サイズも一例であり、任意の用紙サイズに対応可能である。

また、ヒートロール方式の定着装置に限らず、定着ベルトあるいは定着フィルムを用いる方式の定着装置にも本発明は適用可能である。また、第２実施形態では、誘導加熱方式にも適用可能である。

画像形成装置においては、作像部の構成や給紙段の数なども任意であり、カラー画像を形成可能な構成であっても良い。また、画像形成装置としては複写機に限らず、プリンタやファクシミリ、あるいは複数の機能を有する複合機でも構わない。

本発明に係る定着装置を備える画像形成装置の一例であるデジタル複写機の概略構成を示す断面図である。 その複写機の給紙部の構成を詳しく示す拡大図である。 給紙カセットに小サイズ用紙を２列収納する場合の様子を示す模式図である。 その給紙カセットに設けられた給紙ユニットを示す斜視図である。 その給紙カセットに小サイズ用紙を２列、または大サイズ用紙をセットした様子を示す断面図である。 その給紙カセットで大サイズ用紙を給紙する様子を示す斜視図である。 その給紙カセットの用紙押上板を示す平面図である。 用紙押上げ機構を示す側面からの断面図及び正面からの断面図である。 小サイズ用紙２枚に対する画像データの取り扱いを示すブロック図である。 大サイズ用紙に対する画像データの取り扱いを示すブロック図である。 定着装置の断面構成図である。 定着ヒータの発熱領域と温度分布及びニップ幅分布を関連して示す図である。 小サイズ用紙を２枚同時定着した場合のスキューについて説明する模式図である。 第２実施形態の定着装置の構成と加圧機構を示す斜視図である。 小サイズ用紙定着時の加圧機構の作用を説明するための模式図である。 大サイズ用紙定着時の加圧機構の作用を説明するための模式図である。 第２実施形態の定着装置のニップ幅の分布を示すグラフである。

符号の説明

８ 給紙カセット
９ 給紙ユニット
１１ 呼び出しコロ
１２ 給紙ローラ
１３ 分離ローラ
１９ 押上げ機構
１８ａ〜ｃ 押上板
２０，２１ 加圧レバー
４１ 定着ローラ
４２ 加圧ローラ
４９ 加圧レバー
４３ メインヒータ
４４ サブヒータ
５０ 加圧軸
５１〜５３ 加圧軸受
５９ ウォームホイール
１００ 複写機

Claims (10)

1. 加熱手段により加熱される定着部材を有し、複数枚の用紙を同時に通紙可能な定着装置において、
   前記定着部材の用紙幅方向における温度分布を、通紙される用紙枚数に応じて変更可能なことを特徴とする定着装置。
2. 前記定着部材は、通紙される各用紙の両端部の温度が中央部の温度よりも高くなるように前記温度分布を設定可能なことを特徴とする、請求項１に記載の定着装置。
3. 前記定着部材に圧接される加圧部材を有し、前記定着部材と前記加圧部材で形成されるニップ長さの用紙幅方向における分布を、通紙される用紙枚数に応じて変更可能なことを特徴とする、請求項１に記載の定着装置。
4. 前記ニップ長さの用紙幅方向における分布を、通紙される各用紙の両端部のニップ長さが中央部のニップ長さよりも大きくなるように設定可能なことを特徴とする、請求項３に記載の定着装置。
5. 前記ニップ長さの用紙幅方向における分布の変更は、前記定着部材と加圧部材とを圧接させる加圧機構の、前記定着部材または加圧部材に対する加圧位置を変更することにより行われることを特徴とする、請求項３または４に記載の定着装置。
6. 加熱手段により加熱される定着部材と、該定着部材に圧接される加圧部材とを有し、複数枚の用紙を同時に通紙可能な定着装置において、
   前記定着部材と前記加圧部材で形成されるニップ長さの用紙幅方向における分布を、通紙される用紙枚数に応じて変更可能なことを特徴とする定着装置。
7. 前記ニップ長さの用紙幅方向における分布を、通紙される各用紙の両端部のニップ長さが中央部のニップ長さよりも大きくなるように設定可能なことを特徴とする、請求項６に記載の定着装置。
8. 前記ニップ長さの用紙幅方向における分布の変更は、前記定着部材と加圧部材とを圧接させる加圧機構の、前記定着部材または加圧部材に対する加圧位置を変更することにより行われることを特徴とする、請求項６または７に記載の定着装置。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の定着装置を備え、
   画像形成可能な最大サイズの用紙を収納する用紙収納手段内に、前記最大サイズの用紙の１／４以下の用紙を複数セット可能に設け、
   該複数セット分の用紙に対応する給紙手段を前記用紙収納手段に対して設け、
   前記最大サイズの用紙の１／４以下の用紙を同時に複数枚前記用紙収納手段から給送して画像形成可能なことを特徴とする画像形成装置。
10. 形成すべき画像のサイズ及び枚数を判定する判定手段と、前記最大サイズの用紙の１／４以下の用紙複数枚に対応する画像を書き込みデータとして再配置する再配置手段とを有することを特徴とする、請求項９に記載の画像形成装置。
    

Images