JP2009258540A - 像加熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トナー画像を担持する記録材であって剛性が比較的小さい記録材を加熱用回転体から分離できるようにした像加熱装置の提供。
【課題を解決するための手段】
複数の加熱用回転体５１，５２と、前記複数の加熱用回転体のそれぞれと接触しニップ部Ｎ１，Ｎ２を形成する加圧用回転体５３と、を有し、前記ニップ部でトナー画像Ｔを担持する記録材Ｐを挟持搬送しつつ加熱する像加熱装置において、前記複数の加熱用回転体は、それぞれ、前記加圧用回転体の長手方向長さよりも短く形成され、かつ前記加圧用回転体の長手方向の異なる位置で前記加圧用回転体の周方向に重なり合わないように前記加圧用回転体の長手方向に沿って配されており、前記加圧用回転体が前記複数の加熱用回転体のそれぞれと接触することによって形成される複数のニップ部で前記トナー画像を担持する記録材を順次挟持搬送しつつ加熱することを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、電子写真複写機、電子写真プリンタなどの画像形成装置に搭載する加熱定着装置（定着器）として用いれば好適な像加熱装置に関する。

電子写真式の複写機やプリンタに搭載する加熱定着装置（定着器）として熱ローラ方式のものが知られている。この定着器は、加熱体と、この加熱体を内部に具備する定着ローラと、この定着ローラと接触しニップ部を形成する加圧ローラと、を有する。未定着のトナー画像を担持する記録材は定着器のニップ部で挟持搬送されつつ加熱されることによって、記録材上の画像は記録材に加熱定着される。

上記定着器を搭載する画像形成装置には、様々な種類の記録材が用いられる。具体的には、坪量の大小の記録材、表面に塗工を施している記録材、表面形状の凹凸が大きな記録材など、である。このような種類の記録材のうち、坪量が小さく、厚みの薄い記録材への画像形成の対応が特に大きな課題となっている。

厚みの薄い記録材（記録紙）へ画像形成を行う場合には、記録材自体の剛性が低いため、画像形成中に紙シワが発生したり、転写、定着工程で記録材が定着部材、定着ローラ等から分離できないという分離不良ジャムが発生したりして、取扱いが困難であった。特に定着器のニップ部でトナー画像を記録材に加熱定着する定着工程においては、トナー画像に定着ローラの外周面（表面）が接することによりトナー画像を溶融させ、同時にそのトナー画像を記録紙に加圧することでトナー画像を記録材に加熱定着している。このようにトナー画像を溶融するので、トナー画像と定着ローラ表面との付着力が増大する。そのトナー画像と定着ローラ表面との付着力より記録材の剛性による力が勝れば定着終了後に記録材は定着ローラ表面から分離する。しかしトナー画像と定着ローラ表面との付着力より記録材の剛性による力が劣れば記録材は定着ローラ表面から分離することができない。

定着ローラ表面から記録材を分離できようにするために、従来から様々な技術が提案されてきている。特許文献１には定着部材から記録材を剥離させる剥離爪を設けた定着装置が示されている。特許文献２には定着部材と加圧部材との変形量を異ならせて記録材の排紙方向を変化させて分離させる定着装置が示されている。特許文献３には定着部材のニップ後端において定着部材に局所的に歪みを与えて分離させる定着装置が示されている。
特開平５−１１３７３７号公報 特開２００３−３１６１９７号公報 特開平１１−１３３７７６号公報

ところで、記録材の剛性が極端に小さい坪量５０ｇ／ｍ^２以下の記録材は厚みが薄く且つ剛性が小さい。そのため、定着ローラ表面のニップ部下流側に設けた剥離爪で記録材を定着ローラ表面から分離させようとしても、剥離爪をすり抜けてしまったり、剥離爪に記録材の先端が引っ掛って記録材が折れ曲がったりしてしまい易い。また、上記記録材は厚みが薄いため記録材自体の熱容量が小さく、坪量８０ｇ／ｍ^２程度の普通紙の記録材と同条件で定着を行うとトナー画像は普通紙より多くの熱量をうける。そのため、トナー画像の溶融状態が普通紙より進み、その結果定着ローラとの付着力が大きくなるという点も分離性の観点からは不利となっていた。

また近年、画像形成の速度アップが求められてきており、その結果、ニップ部を記録材が通過する時間が短くなる傾向にあるため、良好な定着を行うために定着温度が高温化になる傾向にある。そのような状態ではトナー画像と記録材との界面の定着性を良好にするために、トナー画像の最上層部の定着ローラ表面との接触部はより高温になっており、トナー画像と定着ローラ表面との付着力が更に大きくなることに繋がっている。同時に画像形成の高速化に伴い、トナー画像中にある離型剤としてのＷＡＸ成分がトナー画像と定着ローラ表面との界面に染み出してくる時間も短くなる為、記録材を定着ローラ表面から剥離させるにはより厳しい条件になっていた。

以上のような理由から坪量５０ｇ／ｍ^２以下の記録材を良好に定着したのち、確実に定着部材から剥離させることは困難となっていた。

従って定着器では、記録材の剛性が極端に小さい坪量５０ｇ／ｍ^２以下の記録材すなわち剛性が比較的小さい記録材を定着ローラ表面から分離できるようにすることが望まれている。

そこで、本発明の第１の目的は、トナー画像を担持する記録材であって剛性が比較的小さい記録材を加熱用回転体から分離できるようした像加熱装置を提供することにある。

また本発明の第２の目的は、トナー画像を担持する記録材であって剛性が比較的小さい記録材を加熱用回転体から分離でき、かつトナー画像のグロス差を低減できるようした像加熱装置を提供することにある。

上記第１の目的を達成するための構成は、複数の加熱用回転体と、前記複数の加熱用回転体のそれぞれと接触しニップ部を形成する加圧用回転体と、を有し、前記ニップ部でトナー画像を担持する記録材を挟持搬送しつつ加熱する像加熱装置において、
前記複数の加熱用回転体は、それぞれ、前記加圧用回転体の長手方向長さよりも短く形成され、かつ前記加圧用回転体の長手方向の異なる位置で前記加圧用回転体の周方向に重なり合わないように前記加圧用回転体の長手方向に沿って配されており、前記加圧用回転体が前記複数の加熱用回転体のそれぞれと接触することによって形成される複数のニップ部で前記トナー画像を担持する記録材を順次挟持搬送しつつ加熱することを特徴とする。

上記第２の目的を達成するための構成は、複数の加熱用回転体と、前記複数の加熱用回転体のそれぞれと接触しニップ部を形成する加圧用回転体と、を有し、前記ニップ部でトナー画像を担持する記録材を挟持搬送しつつ加熱する像加熱装置において、
前記複数の加熱用回転体は、それぞれ、前記加圧用回転体の長手方向長さよりも短く形成され、かつ前記加圧用回転体の長手方向の異なる位置で前記加圧用回転体の周方向に重なり合わないように前記加圧用回転体の長手方向に沿って配されており、前記複数の加熱用回転体の長手方向長さよりも長い第２の加熱用回転体を有し、前記第２の加熱用回転体は、前記複数の加熱用回転体よりも記録材搬送方向下流側に前記加圧用回転体の長手方向に沿って配されており、前記加圧用回転体は、前記複数の加熱用回転体のそれぞれと接触し前記トナー画像を担持する記録材を順次挟持搬送しつつ加熱する複数のニップ部と、前記第２の加熱用回転体と接触し前記トナー画像を担持する記録材を前記複数のニップ部で加熱した後に挟持搬送しつつ加熱する第２のニップ部を、それぞれ形成していることを特徴とする。

また上記第１の目的を達成するための構成は、複数の加圧用回転体と、前記複数の加圧用回転体のそれぞれと接触しニップ部を形成する加熱用回転体と、を有し、前記ニップ部でトナー画像を担持する記録材を挟持搬送しつつ加熱する像加熱装置において、
前記複数の加圧用回転体は、それぞれ、前記加熱用回転体の長手方向長さよりも短く形成され、かつ前記加熱用回転体の長手方向の異なる位置で前記加熱用回転体の周方向に重なり合わないように前記加熱用回転体の長手方向に沿って配されており、前記加熱用回転体が前記複数の加圧用回転体のそれぞれと接触することによって形成される複数のニップ部で前記トナー画像を担持する記録材を順次挟持搬送しつつ加熱することを特徴とする。

本発明によれば、トナー画像を担持する記録材であって剛性が比較的小さい記録材を加熱用回転体から分離できるようした像加熱装置を提供することができる。

また本発明によれば、トナー画像を担持する記録材であって剛性が比較的小さい記録材を加熱用回転体から分離でき、かつトナー画像のグロス差を低減できるようした像加熱装置を提供することができる。

本発明を図面に基づいて説明する。

［実施例１］
（１）画像形成装置例
図１は本発明に係る像加熱装置を加熱定着装置として搭載する画像形成装置の一例の構成模型図である。図２は図１の画像形成ステーションＰｍ，Ｐｃ，Ｐｙ，Ｐｂｋと搬送ベルト６の拡大図である。この画像形成装置は、電子写真式のフルカラー複写機である。

本実施例１に示すフルカラー複写機は、記録材の搬送方向に沿って４つの画像形成ステーションＰｍ，Ｐｃ，Ｐｙ，Ｐｂｋを有する。画像形成ステーションＰｍ，Ｐｃ，Ｐｙ，Ｐｂｋのうち、Ｐｍはマゼンタ用の画像形成ステーション、Ｐｃはシアン用の画像形成ステーション、Ｐｙはイエロー用の画像形成ステーション、Ｐｂｋはブラック用の画像形成ステーションである。画像形成ステーションＰｍ，Ｐｃ，Ｐｙ，Ｐｂｋは、それぞれ、像担持体としてドラム型の電子写真感光体(以下、感光ドラムと記す）１と、帯電装置２と、露光装置３と、現像装置４と、クリーナー５と、を有する。画像形成ステーションＰｍ，Ｐｃ，Ｐｙ，Ｐｂｋの上方には原稿台上に載置した原稿に記載されている画像を読み取るリーダ部Ｒが、下方には記録材Ｐを積載収納する給送トレイＴがそれぞれ設けられている。Ｃは所定サイズの記録材Ｐを多量に積載収納できる大容量給送ユニットである。Ｈは所望の記録材Ｐを給送できる手差しトレイである。

本実施例１のフルカラー複写機は、コピージョブに応じてまず画像形成ステーションＰｍの感光ドラム１が所定方向に回転され、その感光ドラム１の外周面（表面）が帯電装置２により所定の電位・極性に一様に帯電される。その感光ドラム１表面の帯電処理面に対し露光装置３はリーダ部Ｒより出力される画像データに応じて変調されたレーザービームＬによる像露光を行う。これにより感光ドラム１表面には画像データに応じた静電潜像が形成される。その潜像は現像装置４によりマゼンタ色のトナーを用いて現像される。

上記のような帯電、露光、現像の各工程が画像形成ステーションＰｃ，Ｐｙ，Ｐｂｋにおいて順次なされる。

一方、給送トレイＴ、大容量給送ユニットＣ又は手差しトレイＨから記録材Ｐが給送機構６によって矢印方向に周回移動している搬送ベルト７の外周面（表面）上に搬送される。この搬送ベルト７は、画像形成ステーションＰｍ，Ｐｃ，Ｐｙ，Ｐｂｋの各感光ドラム１と対向するように駆動ローラ８ａとテンションローラ８ｂに巻き掛けられコピージョブに応じて矢印方向に周回移動される。その搬送ベルト７の周回移動によって記録材Ｐは画像形成ステーションＰｍの感光ドラム１とこの感光ドラム１と搬送ベルト７を介して対向するように配された転写装置９の間に搬送される。そして感光ドラム１表面のマゼンタ色のトナー画像が転写装置９によって記録材Ｐ上に転写される。

上記のような転写工程が画像形成ステーションＰｃ，Ｐｙ，Ｐｂｋにおいて順次なされることによって、記録材Ｐは感光ドラム１表面のシアン、イエロー、ブラックの各色のトナー画像の重畳転写を順次に受ける。これにより記録材Ｐ上に未定着のフルカラートナー画像が形成される。

マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの４色のトナー画像の重畳転写を受けた記録材Ｐは搬送ベルト６の周回移動によって搬送ベルト６表面から曲率分離し加熱定着装置（以下、定着装置と記す）１０に導入される。そしてその記録材Ｐは定着装置１０のニップ部Ｎで挟持搬送される。その搬送過程において記録材Ｐに熱と圧力を付与することによって未定着のトナー画像が記録材Ｐ上に加熱定着される。ニップ部Ｎを出た記録材Ｐは排出ローラ１１によって排出トレイ１２上に排出される。

本実施例１のフルカラー複写機は、使用可能な各種サイズの記録材Ｐをその記録材の幅方向中央を基準として搬送する（中央搬送基準）ように構成してある。ここで、記録材に関し、幅方向とは記録材の面において記録材搬送方向と直交する方向である。

（２）定着装置
以下の説明において、定着装置及びこの定着装置を構成する部材に関し、長手方向とは記録材の面において記録材搬送方向と直交する方向である。短手方向とは記録材の面において記録材搬送方向と平行な方向である。幅とは短手方向の寸法である。長さとは長手方向の寸法である。

（２−１）定着装置の構成
図３は定着装置１０の一例の横断側面模型図である。図４は図３に示す定着装置１０の定着ローラ５１，５２と加圧ローラ５３の配置態様を表わす斜視図である。

本実施例１に示す熱ローラ方式の定着装置１０は、複数の加熱用回転体として２つの定着ローラ５１，５２と、熱源としてのハロゲンランプ等のヒータ５４，５５と、加圧用回転体としての加圧ローラ５３と、を有する。定着ローラ５１，５２とヒータ５４，５５と加圧ローラ５３は何れも長手方向に細長い部材である。

定着ローラ５１は、Ａｌ製又はＦｅ製の円筒状の芯金５１ｃを有し、この芯金５１ｃの長手方向一端部側の周囲に厚さ２ｍｍの弾性層５１ｂをローラ状に設け、その弾性層５１ｂの周囲をＰＦＡの離型層５１ａにより被覆したものである。定着ローラ５２も定着ローラ５１と同様、Ａｌ製又はＦｅ製の円筒状の芯金５２ｃを有し、この芯金５２ｃの長手方向他端部側の周囲に厚さ２ｍｍの弾性層５２ｂをローラ状に設け、その弾性層５２ｂの周囲をＰＦＡの離型層５２ａにより被覆したものである。定着ローラ５１，５２は同じ構成であり、定着ローラ５１，５２の直径は１５ｍｍである。そしてその定着ローラ５１，５２の長さ（長手方向長さ）は加圧ローラ５３の長さより短くしてある。本実施例では、複数の加熱用回転体として２つの定着ローラ５１，５２を用いているため、その定着ローラ５１，５２の長さは少なくとも加圧ローラ５３の長さの半分以上の長さであることが望ましい。この定着ローラ５１，５２は、加圧ローラ５３の長手方向の異なる位置で加圧ローラ５３の周方向に重なり合わないように加圧ローラ５３の長手方向に沿って配されている。そして定着ローラ５１，５２の長手方向に延びる芯金５１ｃ，５２ｃの長手方向両端部が装置フレーム（不図示）に軸受を介して回転自在に保持されている。

定着ローラ５１の芯金５１ｃの内部には、定着ローラ５１の長さと対応する領域に、熱源としてハロゲンランプ等のヒータ５４が配設されている。ヒータ５４は、ヒータ５４の長手方向両端部に設けられている口金部５４ａ，５４ｂが円筒状のヒータホルダー５６ａ，５６ｂによって保持されている。そしてそのヒータホルダー５６ａ，５６ｂを装置フレームに固定保持させている。つまりヒータ５４は、ヒータホルダー５６ａ，５６ｂを介して装置フレームに固定保持されている。５４ｒはヒータ５４の口金部５４ａ，５４ｂに接続されている給電用リード線である。定着ローラ５２の芯金５２ｃの内部にも、定着ローラ５２の長さと対応する領域に、熱源としてハロゲンランプ等のヒータ５５が配設されている。ヒータ５５は、ヒータ５５の長手方向両端部に設けられている口金部５５ａ，５５ｂが円筒状のヒータホルダー５７ａ，５７ｂによって保持されている。そしてそのヒータホルダー５７ａ，５７ｂを装置フレームに固定保持させている。つまりヒータ５５は、ヒータホルダー５７ａ，５７ｂを介して装置フレームに固定保持されている。５５ｒはヒータ５５の口金部５５ａ，５５ｂに接続されている給電用リード線である。

加圧ローラ５３は、定着ローラ５１，５２の下方において定着ローラ５１，５２と並列に配設されている。この加圧ローラ５３は、ステンレス製の芯金５３ｃの周囲に厚さ４０ｍｍのシリコンスポンジの弾性層５３ｂをローラ状に設け、その弾性層５３ｂの周囲をＰＦＡの離型層５３ａにより被覆したものである。そして加圧ローラ５３の長手方向に延びる芯金５３ｃの長手方向両端部が装置フレーム（不図示）に軸受を介して回転自在に保持されている。そしてその軸受を加圧ばね（不図示）などにより加圧ローラ５３の芯金５３ｃの軸線に向け加圧することによって加圧ローラ５３の外周面（表面）を定着ローラ５１，５２表面に加圧状態に接触させている。これによって加圧ローラ５３の弾性層５３ｂと定着ローラ５１の弾性層５１ｂを弾性変形させ、加圧ローラ５３表面と定着ローラ５１表面の間に所定幅のニップ部Ｎ１を形成している。また加圧ローラ５３の弾性層５３ｂと定着ローラ５２の弾性層５２ｂを弾性変形させ、加圧ローラ５３表面と定着ローラ５２表面の間に所定幅のニップ部Ｎ２を形成している。従って加圧ローラ５３表面と定着ローラ５１，５２表面とにより複数のニップ部として２つのニップ部Ｎ１，Ｎ２が形成されている。

（２−２）定着装置の加熱定着動作
コピージョブに応じて定着モータＭが回転駆動される。その定着モータＭの回転駆動により加圧ローラ５３の芯金５３ｃの長手方向一端部に設けられている駆動ギア（不図示）が回転され、加圧ローラ５３は矢印方向へ回転する。この加圧ローラ５３の回転に伴い定着ローラ５１，５２はニップ部Ｎにおいて加圧ローラ５３から回転力を受け加圧ローラ５３と略等しい回転速度をもって矢印方向へ従動回転する。

制御手段としてのＭＰＵ（マイクロプロセッサユニット）１０１は、コピージョブに応じて給手段としての給電回路１０２をオンする。これによりその給電回路１０２から給電用リード線５４ｒ，５５ｒを通じてヒータ５４，５５に給電がなされヒータ５４，５５が点灯し発熱する。ヒータ５４，５５の発熱によって定着ローラ５１，５２は加熱される。その定着ローラ５１，５２の温度を定着ローラ５１，５２表面に接触又は非接触に配設されている温度検知部材としてサーミスタ５６，５７が検知しその検知温度に応じた信号を出力する。ＭＰＵ１０１は、サーミスタ５６，５７からの出力信号を取り込み、その出力信号に基づいて給電回路１０２からヒータ５４，５５に給電する電圧を制御することによって、定着ローラ５１，５２表面の温度を所定の定着温度（目標温度）に維持する。

加圧ローラ５３及び定着ローラ５１，５２の回転が安定し、かつ定着ローラ５１，５２の表面温度が所定の定着温度に維持された状態において、未定着のトナー画像Ｔを担持する記録材Ｐは入口ガイド５８によりニップ部Ｎ１に導入される。その記録材Ｐはニップ部Ｎ１で挟持搬送され、次いでニップ部Ｎ２に導入されそのニップ部Ｎ２で挟持搬送される。そしてその２つのニップ部Ｎ１，Ｎ２による搬送過程において、トナー画像Ｔに定着ローラ５１，５２表面が接することによりトナーが溶融し、かつその溶融トナーをニップ部Ｎ１，Ｎ２による圧力で記録材Ｐに加圧する。これによってトナー画像Ｔは記録材Ｐ上に加熱定着される。つまり、２つのニップ部Ｎ１，Ｎ２でトナー画像Ｔを担持する記録材Ｐを順次挟持搬送しつつ加熱することによって、トナー画像Ｔを記録材Ｐ上に加熱定着している。そしてニップ部Ｎ２において記録材Ｐはトナー画像Ｔ側の記録材面が定着ローラ５２表面から分離し排出ガイド５９により排出ローラ１１に向け送られる。

（３）比較実験
ここで、本実施例１の熱ローラ方式の定着装置１０と従来の熱ローラ方式の定着装置５を用いて定着実験を行い、その定着実験の分離性を比較した。

従来の定着装置１１０は、定着ローラの長さが加圧ローラの長さと同じある点、定着ローラの長さと対応する領域にハロゲンランプ等のヒータが配設されている点を除いて、本実施例１の定着装置１０の定着ローラ５１，５２と同じ構成としてある。

図１４は従来の定着装置１１０の横断側面模型図である。図１５は図１４に示す定着装置１１０の定着ローラ１１１と加圧ローラ１１２の配置態様を表わす斜視図である。

従来の定着装置１１０において、定着ローラ１１１と加圧ローラ１１２の長さは同じであり（図１５参照）、加圧ローラ１１２はその加圧ローラ１１２表面が定着ローラ１１１表面と接触しニップ部Ｎを形成している（図１４、図１５参照）。定着ローラ１１１は、本実施例１の定着装置１０の定着ローラ５１，５２と同様、芯金１１１ｃと弾性層１１１ｂと離型層１１１ａによって構成されている。１１６は定着ローラ１１１の表面温度を検知するサーミスタである。また加圧ローラ１１２も、本実施例１の定着装置１０の加圧ローラ５３と同様、芯金１１２ｃと弾性層１１２ｂと離型層１１２ａによって構成されている。定着ローラ１１１の芯金１１１ｃ内部には、定着ローラ１１１の長さと対応する領域に、ハロゲンランプ等のヒータ１１３が配設されている。ヒータ１１３は、ヒータ１１３の長手方向両端部に設けられている口金部１１３ａ，１１３ｂが円筒状のヒータホルダー１１４ａ，１１４ｂによって保持されている。１１５ｒはヒータ１１１の口金部１１３ａ，１１３ｂに接続されている給電用リード線である。１１７は入口ガイド、１１８は排出ガイドである。

なお、本実施例１の定着装置１０のニップ部Ｎ１，Ｎ２と従来の定着装置１１０のニップ部Ｎは同じ面積となっている。また本実施例１の定着装置１０のニップ部Ｎ１，Ｎ２と従来の定着装置１１０のニップ部Ｎが形成する曲率は同じ曲率である。

本実施例１の定着装置１０と従来の定着装置１１０において、未定着のトナー画像を記録材に加熱定着する定着工程の相違点は、定着工程１回当たりのトナー画像と定着ローラ表面との当接面積（接触面積)が本実施例１の定着装置１０の方が小さい点である。

本実施例１の定着装置１０における定着ローラ表面からの記録材の分離性向上の効果を確認するために、次のような実験を行った。

坪量が異なる薄紙（６４ｇ／ｍ^２、５２ｇ／ｍ^２、４０ｇ／ｍ^２）を用いて、従来の定着装置１１０によりトナー画像の加熱定着を行う定着実験の分離性と本実施例１の定着装置１０によりトナー画像の加熱定着を行う定着実験の分離性を比較した。

表１に実験結果を示すと、従来の定着装置１１０では、坪量６４ｇ／ｍ^２、５２ｇ／ｍ^２の薄紙を定着ローラ１１１表面から良好に分離することができるが、坪量４０ｇ／ｍ^２の薄紙については分離不良が発生する。これに対して、本実施例の定着装置１０では、坪量６４ｇ／ｍ^２、５２ｇ／ｍ^２、４０ｇ／ｍ^２の何れの薄紙についても定着ローラ５１，５２表面から良好に分離することができる。よって、本実施例の定着装置１０では、定着ローラ５１，５２表面からの記録材Ｐの分離性を向上できることを確認できた。

ここで、定着工程１回当たりのトナー画像と定着ローラとの当接面積が小さくなることによる分離性向上のメカニズムを確認するために、図５に示すような定着器１２０で実験を行った。

図５はトナーと定着ローラとの付着力測定に用いた定着器１２０の構成模型図である。

定着器１２０は、定着ローラ１２１と、この定着ローラ１２１表面と接触しニップ部Ｎａを形成する加圧ローラ１２２と、ハロゲンランプ等のヒータ１２３と、定着ローラ１２１表面に先端部が接触している剥離爪１２４と、を有する。

定着ローラ１２１は、Ａｌ製の円筒状の芯金１２１ｃを有し、この芯金１２１ｃの周囲に弾性層１２１ｂとして厚さ３ｍｍのシリコーンゴムをローラ状に設け、その弾性層１２１ｂの周囲をＰＦＡの離型層１２１ａにより被覆したものである。定着ローラ１２１の直径は６０ｍｍである。

加圧ローラ１２２は、Ａｌ製の円筒状の芯金１２２ｃを有し、この芯金１２２ｃの周囲に弾性層１２２ｂとして厚さ２ｍｍのシリコーンゴムをローラ状に設け、その弾性層１２２ｂの周囲をＰＦＡの離型層１２２ａにより被覆したものである。加圧ローラ１２２の直径も６０ｍｍである。

定着ローラ１２１の芯金１２１ｃの内部には、定着ローラ１２１の長さと対応する領域にヒータ１２３が配設されている。

未定着のトナー画像Ｔを担持する記録材Ｐは、ニップ部Ｎａにおいて挟持されながら矢印方向に搬送される。その搬送過程においてトナー画像Ｔが記録材Ｐ上に加熱定着され記録材Ｐの先端が剥離爪１２４に接触することによって記録材Ｐが定着ローラ１２１表面から剥離する。

剥離爪１２４は、ロードセル１２５と接続されており、記録材Ｐの定着ローラ１２１表面からの剥離時に生じる剥離力を計測することができる。

図６は図５に示す定着器１２０の剥離爪１２４に生じる剥離力を計測するための記録材Ｐの説明図である。

図６に示すように、記録材Ｐの幅方向において記録材Ｐ上の未定着トナー画像の幅を３水準（７２ｍｍ、１０８ｍｍ、２９７ｍｍ）に分け、記録材Ｐの先端に余白を３ｍｍとり、それぞれの記録材Ｐについて定着装置１２０によりトナー画像の加熱定着を行った。そしてそれぞれの記録材Ｐについて定着装置１２０の剥離爪１２４に生じる剥離力を計測した。

記録材Ｐには、２９７×３２０のサイズに裁断したＣＡＮＯＮ製ＣＬＣ用紙（坪量８１．４ｇ／ｍ^２）を使用した。

測定条件は、ヒータ１２３の温調温度を１８０℃、加圧ローラ１２２の荷重（加圧力）を３２．２Ｎ（４０ｋｇｆ）、定着ローラ１２１の回転速度：３００ｍｍ／ｓ（一定）、加圧ローラ１２２の回転速度：２９８．３〜３００ｍｍ／ｓ（可変）で実験を行った。

図７は実験で得られた未定着トナー画像の幅の大きさによる剥離力の変化の推移を示したグラフである。図７から明らかなように未定着トナー画像の幅が大きくなるほど剥離力が増加していることがわかる。すなわち、トナー画像と定着ローラ１２１表面との接触面積が大きいほどトナー画像と定着ローラ１２１表面との付着力が大きくなることがわかる。

従来の定着装置１１０では、記録材Ｐの幅方向全域を１つニップ部Ｎａでカバーし、そのニップ部Ｎａにより記録材Ｐが担持するトナー画像Ｔを１回で加熱定着している。

本実施例１の定着装置１０では、記録材Ｐの幅方向全域を２つのニップ部Ｎ１，Ｎ２で分割することによってカバーし、その２つのニップ部Ｎ１，Ｎ２により記録材Ｐが担持するトナー画像Ｔを２回に分けて順次加熱定着している。このように２つのニップ部Ｎ１，Ｎ２で記録材Ｐが担持するトナー画像Ｔを加熱定着することによりトナー画像Ｔと定着ローラ５１，５２表面との当接面積を小さくでき、トナー画像Ｔと定着ローラ５１，５２表面との付着力を小さくすることができる。

記録材と定着ローラの分離は、記録材の剛性がトナー画像と定着ローラ表面との付着力に勝ることにより分離されるが、記録材の剛性はトナー画像Ｔと定着ローラ表面との当接面積によって変化しない。

本実施例１の定着装置１０では、記録材Ｐが担持するトナー画像Ｔを２つのニップ部Ｎ１，Ｎ２で順次加熱するので、トナー画像Ｔと定着ローラ５１，５２表面との当接面積が小さくなる。そのため、トナー画像Ｔと定着ローラ５１，５２表面との付着力が記録材Ｐの剛性に勝り、記録材Ｐと定着ローラ５１，５２との分離性を向上することが可能となる。

本実施例１の定着装置１０ではヒータ５４，５５を定着ローラ５１，５２に設けるように構成したが、本実施例１の定着装置１０はこれ限られず定着ローラ５１，５２にヒータ５４，５５を設けずに加圧ローラ５３にヒータを設けるように構成してもよい。或いは定着ローラ５１，５２と加圧ローラ５３の双方にヒータを設けるように構成してもよい。このように本実施例１の定着装置１０を構成しても同様の作用効果を得ることができる。

本実施例１の定着装置１０において、複数の加圧用回転体として２つの定着ローラ５１，５２を用い、加熱用回転体として加圧ローラ５３を用いても、記録材Ｐと定着ローラ５１，５２との分離性の向上を図れる。その場合、定着ローラ５１，５２にヒータ５４，５５を設けずに加圧ローラ５３にヒータを設けるように構成してもよい。或いは定着ローラ５１，５２と加圧ローラ５３の双方にヒータを設けるように構成してもよい。

［実施例２］
定着装置の他の例を説明する。

（１）定着装置
本実施例２に示す定着装置は、実施例１の定着装置１０の加圧ローラ５３に代えてベルト６１を用いるとともに、そのベルト６１を定着ローラ５１，５２に接触させた点を除いて、実施例１の定着装置１０と同じ構成としてある。本実施例２では、実施例１の定着装置１０と同じ部材及び部分には同一符号を付して再度の説明を省略する。後述の実施例３についても同様とする。

（１−１）定着装置の構成
図８は本実施例２の定着装置１０の一例の横断側面模型図である。図９は図８に示す定着装置１０の定着ローラ５１，５２とベルト６１の配置態様を表わす斜視図である。

ベルト６１としてエンドレスベルトを用いている。ベルト６１は、ポリイミド等の樹脂またはニッケル等の金属からなる基材の表面にフッ素樹脂等からなる表面層を有したものである。また基材と表面層との間に弾性体層を設けても良い。このベルト６１は、ベルト６１の外周面（表面）が定着ローラ５１，５２表面と接触するように駆動ローラ６２とテンションローラ６３に巻き掛けられている。駆動ローラ６２とテンションローラ６３は装置フレームに軸受を介して回転自在に保持されている。

ベルト６１の内側において定着ローラ５１と対向する位置には、ゴムや耐熱性不職布からなる加圧パッド６４が設けられている。加圧パッド６４は、ベルト６１の内周面（内面）に接触しベルト６１表面を所定の加圧力により定着ローラ５１表面に加圧状態に接触させるように装置フレームに保持されている。これによって定着ローラ５１の弾性層５１ｂを弾性変形させ、ベルト６１表面と定着ローラ５１表面の間に所定幅のニップ部Ｎ１を形成している。ベルト６１の内側において定着ローラ５２と対向する位置には、ゴムや耐熱性不職布からなる加圧パッド６５が設けられている。加圧パッド６５は、ベルト６１内面に接触しベルト６１表面を所定の加圧力により定着ローラ５２表面に加圧状態に接触させるように装置フレームに保持されている。これによって定着ローラ５２の弾性層５２ｂを弾性変形させ、ベルト６１表面と定着ローラ５２表面の間に所定幅のニップ部Ｎ２を形成している。なお、図９では加圧パッド６４の図示を省略してある。

（１−２）定着装置の加熱定着動作
コピージョブに応じて定着モータＭが回転駆動される。その定着モータＭの回転駆動により駆動ローラ６２ａの軸に設けられている駆動ギア（不図示）が回転され、これによって駆動ローラ６２ａが矢印方向へ回転する。駆動ローラ６２ａの回転によりベルト６１が矢印方向へ移動し始めるとそのベルト６１の回転に伴いテンションローラ６３も矢印方向へ従動回転する。これによってベルト６１は矢印方向へ周回移動する。そしてベルト６１の周回移動が安定し、かつ定着ローラ５１，５２の表面温度がＭＰＵ１０１による給電回路１０２の電圧制御により所定の定着温度に維持された状態において、未定着のトナー画像Ｔを担持する記録材Ｐがベルト６１表面上に搬送されてくる。その記録材Ｐはベルト６１によってまずニップ部Ｎ１に導入されそのニップ部Ｎ１で挟持搬送される。次いで未定着のトナー画像Ｔを担持する記録材Ｐはニップ部Ｎ２に導入されそのニップ部Ｎ２で挟持搬送される。そしてその２つのニップ部Ｎ１，Ｎ２による搬送過程において、トナー画像Ｔに定着ローラ５１，５２表面が接することによりトナーが溶融し、かつその溶融トナーをニップ部Ｎ１，Ｎ２による圧力で記録材Ｐに加圧する。これによってトナー画像Ｔは記録材Ｐ上に加熱定着される。つまり、２つのニップ部Ｎ１，Ｎ２でトナー画像Ｔを担持する記録材Ｐを順次挟持搬送しつつ加熱することによって、トナー画像Ｔを記録材Ｐ上に加熱定着している。そしてニップ部Ｎ２において記録材Ｐはトナー画像Ｔ側の記録材面が定着ローラ５２表面から分離しベルト６１によって排出ローラ１１に向け送り出される。

（２）記録材の分離性向上の確認実験
本実施例２の定着装置１０における定着ローラ５１，５２表面からの記録材の分離性向上の効果を確認するために、実施例１と同様、次のような実験を行った。

坪量が異なる薄紙（６４ｇ／ｍ^２、５２ｇ／ｍ^２、４０ｇ／ｍ^２）を用いて、本実施例２の定着装置１０によりトナー画像の加熱定着を行う定着実験の分離性を評価した。

表１に実験結果を示すと、本実施例２の定着装置１０では、坪量６４ｇ／ｍ^２、５２ｇ／ｍ^２、４０ｇ／ｍ^２の何れの薄紙についても定着ローラ５１，５２表面から良好に分離することができる。本実施例２の定着装置１０は、実施例１の定着装置１０と同様、定着ローラ５１，５２表面からの記録材Ｐの分離性を向上できることを確認できた。

従って、本実施例の定着装置１０においても、実施例１の定着装置１０と同じ作用効果を得ることができる。

［実施例３］
定着装置の他の例を説明する。

（１）定着装置
実施例１、２の定着装置１０は、２つのニップ部Ｎ１，Ｎ２で記録材Ｐが担持するトナー画像Ｔを２回に分けて順次加熱定着している。そのため、実施例１、２の定着装置１０には、加熱定着後の定着トナー画像のニップ部Ｎ１，Ｎ２と対応する２つの領域間に微小なグロス差（光沢差、グロスムラ）が生じるという課題がある。図１２は実施例１、２の定着装置１０による定着トナー画像の記録材搬送方向のある断面におけるグロス差のイメージ図である。

本実施例３に示す定着装置１０では、定着ローラ表面からの記録材の分離性を向上させ、かつ実施例１、２の定着装置１０において発生しうる微小なグロスムラを低減することを目的としている。

本実施例３に示す定着装置１０は、第２の加熱用回転体としての定着ローラ６６を定着ローラ５１，５２よりも記録材搬送方向下流側に設け、その定着ローラ６６にベルト６１を接触させた点を除いて、実施例２の定着装置と同じ構成としてある。

（１−１）定着装置の構成
図１０は本実施例３の定着装置１０の一例の横断側面模型図である。図１１は図１０に示す定着装置１０の定着ローラ５１，５２，６６とベルト６１の配置態様を表わす斜視図である。

定着ローラ６６は、Ａｌ製又はＦｅ製の円筒状の芯金６６ｃを有し、この芯金６６ｃの周囲に厚さ２ｍｍの弾性層６６ｂをローラ状に設け、その弾性層６６ｂの周囲をＰＦＡの離型層６６ａにより被覆したものである。この定着ローラ６６の長さは定着ローラ５１，５２の長さよりも長くしてある。本実施例では、定着ローラ６６の長さは加圧ローラ５３の長さと同じにしてある。この定着ローラ６６の長手方向に延びる芯金６６ｃの長手方向両端部が装置フレームに軸受を介して回転自在に保持されている。

６８は定着ローラ６６表面に接触又は非接触に配設されている温度検知部材としてサーミスタである。サーミスタ６８は定着ローラ６６の表面温度を検知しその検知温度に応じた信号をＭＰＵ１０１に出力する。ＭＰＵ１０１は、サーミスタ５６，５７，６８からの出力信号を取り込む。そしてその出力信号に基づいて給電回路１０２からヒータ５４，５５，６７に給電する電圧を制御し、定着ローラ５１，５２，６８表面の温度を所定の定着温度（目標温度）に維持する。

定着ローラ６６の芯金６６ｃの内部には、定着ローラ６６の長さと対応する領域に、ハロゲンランプ等のヒータ６７が配設されている。ヒータ６７は、ヒータ６７の長手方向両端部に設けられている口金部６７ａ，６７ｂが円筒状のヒータホルダー６８ａ，６８ｂによって保持されている。そしてそのヒータホルダー６８ａ，６８ｂを装置フレームに固定保持させている。つまりヒータ６７は、ヒータホルダー６８ａ，６８ｂを介して装置フレームに固定保持されている。６７ｒはヒータ６７の口金部６７ａ，６７ｂに接続されている給電用リード線である。

ベルト６１の内側において定着ローラ６７と対向する位置には、ゴムや耐熱性不職布からなる加圧パッド６９が設けられている。加圧パッド６９は、ベルト６１内面に接触しベルト６１表面を所定の加圧力により定着ローラ６７表面に加圧状態に接触させるように装置フレームに保持されている。これによって定着ローラ６７の弾性層６７ｂを弾性変形させ、ベルト６１表面と定着ローラ６７表面の間に第２のニップ部として所定幅のニップ部Ｎ３を形成している。なお、図１１では加圧パッド６９の図示を省略してある。

（１−２）定着装置の加熱定着動作
実施例２の定着装置１０と同様、コピージョブに応じて定着モータＭが回転駆動されることによって駆動ローラ６２ａが矢印方向へ回転する。駆動ローラ６２ａの回転によりベルト６１が矢印方向へ移動し始めるとそのベルト６１の回転に伴いテンションローラ６３も矢印方向へ従動回転する。これによってベルト６１は矢印方向へ周回移動する。そしてベルト６１の周回移動が安定し、かつ定着ローラ５１，５２，６６の表面温度がＭＰＵ１０１による給電回路１０２の電圧制御により所定の定着温度に維持された状態において、未定着のトナー画像Ｔを担持する記録材Ｐがベルト６１表面上に搬送されてくる。その記録材Ｐはベルト６１によってまずニップ部Ｎ１に導入されそのニップ部Ｎ１で挟持搬送される。次いで未定着のトナー画像Ｔを担持する記録材Ｐはニップ部Ｎ２に導入されそのニップ部Ｎ２で挟持搬送される。そしてその２つのニップ部Ｎ１，Ｎ２による搬送過程において、トナー画像Ｔに定着ローラ５１，５２表面が接することによりトナーが溶融し、かつその溶融トナーをニップ部Ｎ１，Ｎ２による圧力で記録材Ｐに加圧する。これによってトナー画像Ｔは記録材Ｐ上に加熱定着される。つまり、２つのニップ部Ｎ１，Ｎ２でトナー画像Ｔを担持する記録材Ｐを順次挟持搬送しつつ加熱することによって、トナー画像Ｔを記録材Ｐ上に加熱定着している。そしてニップ部Ｎ２において記録材Ｐはトナー画像Ｔ側の記録材面が定着ローラ５２表面から分離しベルト６１によってニップ部Ｎ３に導入されそのニップ部Ｎ３で挟持搬送される。ニップ部Ｎ３において記録材Ｐ上の定着トナー画像を溶かしすぎると定着トナー画像と定着ローラ６６表面との付着力が大きくなってしまう。そのため、定着ローラ６６の温度（定着温度（温調温度））は少なくとも定着ローラ５１，５２の温度（定着温度（温調温度））より低温であって、定着ローラ６６表面がトナー画像Ｔのトナーのガラス転移温度以上になることが望ましい。本実施例においては、定着ローラ５１，５２の温度を１８０℃、定着ローラ６６の温度を１３０℃とする。ニップ部Ｎ３において記録材Ｐはトナー画像側の記録材面が定着ローラ６６表面から分離しベルト６１によって排出ローラ１１に向け送り出される。

（２）記録材の分離性向上の確認実験
本実施例３の定着装置１０における定着ローラ５１，５２表面からの記録材Ｐの分離性向上の効果を確認するために、実施例２と同様、次のような実験を行った。

坪量が異なる薄紙（６４ｇ／ｍ^２、５２ｇ／ｍ^２、４０ｇ／ｍ^２）を用いて、本実施例３の定着装置１０によりトナー画像の加熱定着を行う定着実験の分離性を評価した。

表１に実験結果を示すと、本実施例３の定着装置１０では、坪量６４ｇ／ｍ^２、５２ｇ／ｍ^２、４０ｇ／ｍ^２の何れの薄紙についても定着ローラ５１，５２表面から良好に分離することができる。本実施例３の定着装置１０は、実施例２の定着装置１０と同様、定着ローラ５１，５２表面からの記録材Ｐの分離性を向上できることを確認できた。

従って、本実施例３の定着装置１０においても、実施例２の定着装置１０と同じ作用効果を得ることができる。

また、本実施例３の定着装置１０におけるグロスムラの低減効果を確認するために、定着実験を行い、記録材Ｐ上の定着トナー画像のグロスを入射角６０°のグロス計を用いて評価した。

本実施例３の定着装置１０における定着トナー画像の記録材搬送方向のある断面におけるグロス差のイメージ図を図１３に示す。

本実施例３の定着装置１０では、図１３に示すように、図１２に示す実施例１、２の定着装置１０よりもグロス差が減少しており、かつグロスが向上していることが確認できる。
本実施例３の定着装置１０は、記録材Ｐの幅方向全域をカバーするニップ部Ｎ３において記録材Ｐ上の定着トナー画像を同時に溶融させ加圧している。そのため定着トナー画像のニップ部Ｎ１，Ｎ２と対応する２つの領域間に生じたグロス差を低減し、かつグロスを向上することが可能となる。

本実施例３の定着装置１０は、実施例１、２の定着装置１０と同様、分離性を向上することができ、かつニップ部Ｎ１，Ｎ２と対応する２つの領域間に生じるグロス差の低減とグロスの向上を両立することが可能となる。

画像形成装置の一例の構成模型図である。 画像形成装置の画像形成ステーションと搬送ベルトの拡大図である。 実施例１の定着装置の一例の横断側面模型図である。 実施例１の定着装置の定着ローラと加圧ローラの配置態様を表わす斜視図である。 トナーと定着ローラとの付着力測定に用いた定着器の構成模型図である。 定着器の剥離爪に生じる剥離力を計測するための記録材の説明図である。 未定着トナー画像の幅の大きさによる剥離力の変化の推移を示したグラフである。 実施例２の定着装置の一例の横断側面模型図である。 実施例２の定着装置の定着ローラとベルトの配置態様を表わす斜視図である。 実施例３の定着装置の一例の横断側面模型図である。 実施例３の定着装置の定着ローラとベルトの配置態様を表わす斜視図である。 実施例１、２の定着装置による定着トナー画像のグロス差のイメージ図である。 実施例３の定着装置における定着トナー画像のグロス差のイメージ図である。 従来の定着装置の横断側面模型図である。 従来の定着装置の定着ローラと加圧ローラの配置態様を表わす斜視図である。

符号の説明

１０：加熱定着装置（定着器）、５１，５２，６６：定着ローラ、５３：加圧ローラ、
５４，５５，６７：ヒータ、Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３：ニップ部、Ｐ：記録材、Ｔ：未定着トナー画像

Claims (4)

1. 複数の加熱用回転体と、前記複数の加熱用回転体のそれぞれと接触しニップ部を形成する加圧用回転体と、を有し、前記ニップ部でトナー画像を担持する記録材を挟持搬送しつつ加熱する像加熱装置において、
   前記複数の加熱用回転体は、それぞれ、前記加圧用回転体の長手方向長さよりも短く形成され、かつ前記加圧用回転体の長手方向の異なる位置で前記加圧用回転体の周方向に重なり合わないように前記加圧用回転体の長手方向に沿って配されており、前記加圧用回転体が前記複数の加熱用回転体のそれぞれと接触することによって形成される複数のニップ部で前記トナー画像を担持する記録材を順次挟持搬送しつつ加熱することを特徴とする像加熱装置。
2. 複数の加熱用回転体と、前記複数の加熱用回転体のそれぞれと接触しニップ部を形成する加圧用回転体と、を有し、前記ニップ部でトナー画像を担持する記録材を挟持搬送しつつ加熱する像加熱装置において、
   前記複数の加熱用回転体は、それぞれ、前記加圧用回転体の長手方向長さよりも短く形成され、かつ前記加圧用回転体の長手方向の異なる位置で前記加圧用回転体の周方向に重なり合わないように前記加圧用回転体の長手方向に沿って配されており、前記複数の加熱用回転体の長手方向長さよりも長い第２の加熱用回転体を有し、前記第２の加熱用回転体は、前記複数の加熱用回転体よりも記録材搬送方向下流側で前記加圧用回転体の長手方向に沿って配されており、前記加圧用回転体は、前記複数の加熱用回転体のそれぞれと接触し前記トナー画像を担持する記録材を順次挟持搬送しつつ加熱する複数のニップ部と、前記第２の加熱用回転体と接触し前記トナー画像を担持する記録材を前記複数のニップ部で加熱した後に挟持搬送しつつ加熱する第２のニップ部を、それぞれ形成していることを特徴とする像加熱装置。
3. 前記第２の加熱用回転体の温度は、前記複数の加熱用回転体の温度よりも低温であって、前記トナー画像のトナーのガラス転移温度以上であることを特徴とする請求項２に記載の像加熱装置。
4. 複数の加圧用回転体と、前記複数の加圧用回転体のそれぞれと接触しニップ部を形成する加熱用回転体と、を有し、前記ニップ部でトナー画像を担持する記録材を挟持搬送しつつ加熱する像加熱装置において、
   前記複数の加圧用回転体は、それぞれ、前記加熱用回転体の長手方向長さよりも短く形成され、かつ前記加熱用回転体の長手方向の異なる位置で前記加熱用回転体の周方向に重なり合わないように前記加熱用回転体の長手方向に沿って配されており、前記加熱用回転体が前記複数の加圧用回転体のそれぞれと接触することによって形成される複数のニップ部で前記トナー画像を担持する記録材を順次挟持搬送しつつ加熱することを特徴とする像加熱装置。