JP2012108461A - 定着装置及びそれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小サイズ用紙の連続通紙を続けた後に大サイズ用紙の通紙を行っても光沢スジが発生しない定着装置及びそれを用いた画像形成装置を提供する。
【解決手段】用紙に未定着画像を定着させるための定着部材と、用紙を圧接するための加圧部材とを有し、定着部材及び加圧部材のうちの少なくとも一方が回転体であって、定着部材と圧接部材との間の圧接部にて未定着画像を用紙に加熱及び加圧により定着させる定着装置において、回転体の最大通紙幅内にて少なくとも両端部の外径を中央部の外径より大きくした。
【選択図】図１

Description

本発明は、定着装置及びそれを用いた画像形成装置に関する。

表層にフッ素樹脂で被覆した定着部材を使用する定着装置において、定着ローラが軟らかい弾性体の構成とすると、用紙が加圧ローラとの圧接部を通過した時、用紙のエッジ部は定着ローラと加圧ローラとで用紙を圧接する圧接部となり、用紙のエッジ部外側の定着ローラと加圧ローラとの直接の圧接部との間で線速度が生じ、用紙のエッジ部と定着ローラの表面とが線速差により、強く摺動する。

そのため、小サイズ用紙（例えば、はがき）の連続通紙を続けると小サイズ幅の位置にキズが発生し、そのキズが小サイズ用紙より幅の広い用紙（例えば、Ａ４サイズの用紙）でベタ画像印字を行ったときに光沢のスジとして現れる。

また、最大通紙サイズが市場にてもっとも多く使用されるA4やLTである装置においては、特定小サイズは頻繁に通紙されないので発生しづらいがA4やLT以上の用紙が最大通紙サイズである装置は頻繁にA4やLTが通紙されるため、最大通紙サイズ印字時に問題が発生しやすかった。

そこで、クリーニング部材による定着ローラ表層のキズを均すことやキズ発生を促進する紙粉の除去を行なうことなどが提案されている（例えば、特許文献１〜４参照。）。

しかしながら、特許文献１、２に記載の技術では、クリーニング部材の表層は通常は摺動性が良いため、短時間では効果が小さく、表層を粗くするとトナーが固着して、冷えた状態で回転させる場合には逆に定着ローラ表層をキズ付けてしまう。
また、特許文献３に記載の技術ではキズを検知して、停止することは対策となりえず、特許文献４に記載の技術ではトナーの付着量を増加することは、画像に凸が発生して対策とはならない。

そこで、本発明の目的は、小サイズ用紙の連続通紙を続けた後に大サイズ用紙の通紙を行っても光沢スジが発生しない定着装置及びそれを用いた画像形成装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、用紙に未定着画像を定着させるための定着部材と、前記用紙を圧接するための加圧部材とを有し、前記定着部材及び前記加圧部材のうちの少なくとも一方が回転体であって、前記定着部材と前記圧接部材との間の圧接部にて前記未定着画像を前記用紙に加熱及び加圧により定着させる定着装置において、前記回転体の最大通紙幅内にて外径を端部側が大きい、テーパとなる段差を前記加圧部材に設け、前記加圧部材の方が前記定着部材よりもローラ硬度を硬くすることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記回転体は、前記定着部材よりローラ硬度が硬いことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、前記回転体は、前記用紙の未定着画像が定着される面と反対側の面と接触する、冷却された回転体であることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１から３の何れか一項記載の発明において、前記回転体は、両端の外径が中央の外径より大きい外径段差部を有する鼓形状に形成されていることを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明において、前記回転体の前記外径段差部の高さは、前記用紙の厚みより大きいことを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項４または５記載の発明において、前記回転体の両端部の外径段差部間は、アメリカ向けの装置に用いられる場合には２８０ｍｍ以上とし、その他の外国向けの装置に用いられる場合には２９７ｍｍ以上とすることを特徴とする。

請求項７記載の発明は、請求項４から６の何れか一項記載の発明において、前記回転体の両端部の外径段差部の端部側の面は、端部に向かって、なだらかに傾斜するように形成されていることを特徴とする。

請求項８記載の発明は、請求項４から７の何れか一項記載の発明において、前記回転体の両端部の外径段差部は、前記回転体の中央に対して対称に形成されていることを特徴とする。

請求項９記載の発明は、請求項４から８の何れか一項記載の発明において、前記回転体の両端部には複数の外径段差部が形成され、かつ各外径段差部の高さは、端部側ほど高くしたことを特徴とする。

請求項１０記載の発明は、請求項１から９の何れか一項記載の定着装置を用いた画像形成装置であることを特徴とする。

請求項１１記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記定着部材及び前記定着部材を圧接する加圧部材の少なくとも一方が回転体であって、その圧接部にて未定着画像を加熱及び加圧により定着する構成において、少なくとも一方の回転体の最大通紙用紙幅内における外形形状を、中央から端部に向かって外径が大きく、かつ段差を有し、その段差の端部側に環状の溝部を有する溝付き回転体としたことを特徴とする。

請求項１２記載の発明は、請求項１１記載の発明において、前記溝部を有する回転体は前記圧接部にて、前記溝部上に用紙がある場合に外径形状が中央から端部に向かって略フラットになることを特徴とする。

請求項１３記載の発明は、請求項１１または１２記載の発明において、周面から外側に向かう外部段差を有する回転体は、未定着トナーと接触しない側の冷却された回転体であることを特徴とする。

請求項１４記載の発明は、請求項１１から１３の何れか一項記載の発明において、前記回転体の前記段差はツヅミ形状の中に設けたことを特徴とする。

請求項１５記載の発明は、請求項１１から１４の何れか一項記載の発明において、前記回転体の前記段差は円周方向にスパイラルに形成されていることを特徴とする。

請求項１６記載の発明は、請求項１１から１５の何れか一項記載の発明において、周面から外側に向かう外部段差間は、アメリカ向け装置を２８０ｍｍ以上とし、その他の国向け装置を２９７ｍｍ以上両側に設けたことを特徴とする。

請求項１７記載の発明は、請求項１１から１６の何れか一項記載の発明において、前記回転体の周面から外側に向かう外部段差は、前記環状の溝部の深さより小さいことを特徴とする。

請求項１８記載の発明は、請求項１１から１７の何れか一項記載の発明において、前記回転体の周面から外側に向かう外部段差は、両側対称に設けたことを特徴とする。

請求項１９記載の発明は、請求項１１から１８の何れか一項記載の発明において、前記回転体の周面から外側に向かう外部段差は、中央の最内外径段差から端部側に向かって、段差が徐々に大きくなるように複数設けたことを特徴とする。

請求項２０記載の発明は、請求項１１から１９の何れか一項記載の定着装置を用いた画像形成装置であることを特徴とする。

本発明によれば、小サイズ用紙の連続通紙を続けた後に大サイズ用紙の通紙を行っても光沢スジが発生しない定着装置及びそれを用いた画像形成装置の提供を実現することができる。

本発明に係る画像形成装置としてのデジタルカラー複写機の装置本体を示す図である。 図１に示した画像形成装置に用いられる定着装置の構成図の一例を示す概念図である。 図１に示した画像形成装置に用いられる定着装置の構成図の他の一例を示す概念図である。 画像形成装置の定着装置に用いられるローラの一実施の形態を示す概念図である。 画像形成装置の定着装置に用いられるローラの他の実施の形態を示す概念図である。 画像形成装置の定着装置に用いられるローラの他の実施の形態を示す概念図である。 画像形成装置の定着装置に用いられるローラの他の実施の形態を示す概念図である。 画像形成装置の定着装置に用いられるローラの他の実施の形態を示す概念図である。 画像形成装置の定着装置に用いられるローラの他の実施の形態を示す概念図である。 画像形成装置の定着装置に用いられるローラの他の実施の形態を示す概念図である。 画像形成装置の定着装置に用いられるローラの他の実施の形態を示す概念図である。 画像形成装置の定着装置に用いられるローラの他の実施の形態を示す概念図である。 画像形成装置の定着装置に用いられるローラの他の実施の形態を示す概念図である。 画像形成装置の定着装置に用いられるローラの他の実施の形態を示す概念図である。 画像形成装置の定着装置に用いられるローラの他の実施の形態を示す概念図である。 画像形成装置の定着装置に用いられるローラの他の実施の形態を示す概念図である。 画像形成装置の定着装置に用いられるローラの他の実施の形態を示す概念図である。 画像形成装置の定着装置に用いられるローラの他の実施の形態を示す概念図である。 画像形成装置の定着装置に用いられるローラの他の実施の形態を示す概念図である。 画像形成装置の定着装置に用いられるローラの他の実施の形態を示す概念図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
＜実施形態１＞
まず、図１にて、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
図１は、本発明に係る画像形成装置としてのデジタルカラー複写機の装置本体を示す。
図１において、1は原稿の画像情報を光学読み取りするスキャナー部、2はスキャナー画像情報、外部画像情報に基づいた露光光を照射して潜像を形成する書込み部である。但し、露光光はカラー画像に対応するため、其々黒、マゼンダ、イエロー、シアン（以下説明は黒のみで説明）があり、其々の感光体ドラム31に照射される。

露光光が照射された部分にトナーを感光体ドラム31に転送する現像部3、感光体ドラム31上に形成されたトナー像を各色重ね合わせる中間転写部30により画像形成が成され、転写後の感光体ドラム31の残留トナーはクリーニング部36で回収される。

また、給紙部4の各給紙段41(各給紙段として41a,41b,41c,41dがある)から給紙された用紙は搬送路7を経由し、画像形成とのタイミングやスキュー補正をレジスト部38で行い、中間転写体30のトナー画像を用紙に２次転写部34にて転写を行なっている。10は原稿を連続してスキャナー部1に搬送するADF(自動給紙装置)、5は用紙上の未定着画像を定着する定着装置を示す。

転写工程後の用紙は、２次転写部34の位置を通過した後に、搬送ベルト35を経て定着装置5に達する。定着装置5に達した用紙は、熱と圧力とによって潜像がトナー像（可視像）として定着される。トナー像が定着された用紙は、排紙部6から送出された後に、出力画像として装置本体から排出されて、一連の画像形成プロセスが完了する。

図２は、図１に示した画像形成装置に用いられる定着装置の構成図の一例である。図３は、図２に示した定着装置に用いられるローラの一例である。
定着ローラ50は、表層にフッ素樹脂/フッ素ゴムを設けたゴム又は発泡シリコーンゴムで被覆されており、加熱ローラ60はその内部にヒータ65を持つ金属パイプである。この２本のローラ間に金属フィルム(例えば、Ni(ニッケル)、SUS(ステンレス)等)や樹脂フィルム(例えばPI(ポリイミド)、PAI(ポリアミドイミド))基材上にシリコーンゴムが有り、表層にフッ素樹脂を設けたベルト40が掛けられる。

定着ローラ50によりベルト40(以下定着ベルト)は駆動回転されている。
また、定着ベルト40を挟んで定着ローラと圧接する加圧ローラ70は加熱ローラと同様に、その内部にヒータ75を持ち、表層にフッ素樹脂を設けたゴムが被覆されて、駆動回転されている。それぞれのローラ60、70内にあるヒータ65、75は加熱ローラ60上にある定着ベルト40や加圧ローラ70の温度をセンサー62、72で検知して点灯制御している。

画像形成されたトナーを付着させた用紙は、定着ローラ50と加圧ローラ70のゴム部の変形による圧接する部分(ニップ部)で加熱ローラ60により暖められた定着ベルト40により熱と圧力を得て、トナーを用紙に定着させる。そして、分離部材81,82により定着ベルト40や加圧ローラ70から用紙を分離して、排紙部6に送られる。尚、76は加圧ローラ70を定着ローラ50に離接させるためのアームの先端部を（紙面に垂直な方向に）折り曲げた舌片であり、77はアームを定着ローラ50から離す方向に付勢するためのスプリングであり、78は図示しないモータにより回動することにより加圧ローラ70を定着ローラ50に離接させるためのカムである。
90は定着ベルト40を支持するためのローラであり、91は定着ベルト40の張力を調整するためのスプリングである。

このように、定着ベルト40の表層にフッ素樹脂被覆し、内部に配置された定着ローラ50が軟らかい弾性体を構成とすると、用紙が加圧ローラ70との圧接部を通過した時、定着ベルト40の表層は用紙端部において、図３に示すように、用紙との圧接となるXと加圧ローラ70との圧接であるYとで線速差が生じる。この線速差により用紙エッジ部は定着ベルト40の表面と強く擦れ表層にキズを発生させる。

更に用紙エッジ部の裁断面が粗かったり、紙粉が多く溜まったりすると線速差は加速する。そのため、最大通紙サイズの用紙はその用紙エッジ部に画像が印字されないので問題とならないが、小サイズを連続通紙した場合に発生したキズは大サイズのベタ画像印字時に光沢のスジとして出てしまう。
また、最大通紙サイズが市場にてもっとも多く使用されるA4やLTである装置においては、特定小サイズは頻繁に通紙されないので発生しづらいがA4やLT以上の用紙が最大通紙サイズである装置は頻繁にA4やLTが通紙されるため、最大通紙サイズ印字時に問題が生じやすかった。

そこで、実施形態１では、図４に示すように、加圧ローラ70の頻繁に使用する小サイズエッジの近傍から、対応用紙厚み相当（100〜200μm）の段差を端部に向けてテーパ（20〜45度）を設けている。これにより、小サイズのエッジ部において、加圧ローラ70の段差により、定着ベルト40と用紙との圧接となるＸと加圧ローラ70との圧接であるＹとの線速差が小さくなり、かつ、エッジに掛かる圧力も減少するため、定着ベルト40の表層キズの発生を防止できる。また、大サイズにおいては、紙の剛性は小さいので、段差のテーパ部形状に習って変形するため、特に定着性に大きな差を生じさせない。従って、特定小サイズ用紙において安定して用紙サイズ光沢スジの防止できる。

図２に示すように定着ローラ50が加圧ローラ70より硬度が低いのでニップ部で定着ローラ50の方が押しつぶされて変形する。そのため、図５に示すように小サイズ外側に段差50bを定着ローラ50に設けると、段差50bの方が軟らかいので押しつぶされてしまって、用紙エッジの圧が低減できないため、定着ベルト40が用紙エッジでキズができる。これとは逆に、図４に示すような硬度が硬い加圧ローラ70に段差を設けることにより、段差部が変形しないので、用紙厚み分のクリアランスを保つので、用紙エッジの圧を低減でき、定着ベルト40のキズを防止できる。これにより、用紙サイズ光沢スジを防止することの信頼性を向上できる。

＜実施形態２＞
図２に示した実施形態では、現象として光沢スジが発生するのは、定着ローラ50と加圧ローラ70のゴム部の変形により圧接する部分（ニップ部）とで加熱ローラ60により暖められた定着ベルト40により熱と圧力とを得て、トナーを用紙に定着させる時である。一方、図３に示す実施形態２においては、両面印刷時に、既に片面に定着した画像が加圧ローラ70に接触することによって光沢変動しないように、加圧ローラ70をファン85によって冷却するため、光沢スジは発生しない。これにより、両面印刷時においても、用紙サイズ光沢スジを防止することの信頼性を向上できる。

＜実施形態３＞
図７は、図５に示したローラの他の実施の形態を示す概念図である。図５では、特に、特定小サイズ用紙がA4横(297mm)等の場合は、加圧ローラ70の段差間隔距離が軸芯に平行な領域が大きくなり、用紙搬送の引き伸ばしが無いので、シワが発生し易い。そこで、図７では、段差間隔に用紙搬送の引き伸ばし効果によりシワの発生を防ぐことのできるツヅミ形状を形成し、そのツヅミ形状に平行になるように段差ａを作成している。これにより、用紙搬送の引き伸ばしが行なえるため、シワが防止でき、定着動作の他の問題点との共存化させることができる。

＜実施形態４＞
図８は、図５に示したローラの他の実施の形態を示す概念図である。図８では、加圧ローラ70の段差ｂは、装置の最大通紙厚みの用紙厚みより大きくしている。これにより、段差部で定着ベルト40の用紙エッジに掛かる圧力を受けるので、定着ベルト40のキズを防止できる。そのため、用紙サイズ光沢スジを防止することの信頼性を向上できる。

＜実施形態５＞
図９は、図５に示したローラの他の実施の形態を示す概念図である。図９では、加圧ローラ70の段差同士の間隔を280mm以上または297mm以上としている。一般的に良く使用される用紙のサイズはA4、LT、A3、DLTであるが、LTとA4とは横通紙されてDLT（279.4mm）、A3（297mm）と同じ通紙幅で使用される。また、主にアメリカ向けはDLTが使用され、その他の国向けはA3が使用される。DLTやA3より小サイズ通紙では、LT横やDLT通紙またはA4横やA3通紙により、定着ベルト40の用紙サイズのキズは通紙領域内の磨耗により発生が押さえられるが、280mm以上や297mm以上の用紙は通紙される機会が少ないため、この幅の用紙を通紙すると光沢スジが発生する。そのため、280mmや297mmの外に段差を設けることにより用紙サイズ光沢スジが防止でき、段差による搬送的な影響も少なくできる。これにより、用紙サイズ光沢スジを防止することの信頼性を向上できる。

＜実施形態６＞
図１０では、図５に示したローラの他の実施の形態を示す概念図である。図１０では、段差の端部に向かっての外側が端部まで均一の外径であると良く使用する小サイズ幅が複数ある場合は、対応できない。そのため、段差の外側でなだらかに端部に向かって、段差の内側と同一線状になるような突起形状ｃとすることにより、複数個配置可能となり、特定小サイズ用紙が複数ある場合に対応できる。

＜実施形態７＞
図１０では、加圧ローラ70の段差より広幅の用紙は段差の影響により、用紙を外側に伸ばす力が加わるが複数の小サイズ幅に対応する時に複数の段差になるとその力が大きくなり、左右でそのバランスが崩れるとシワを発生させる。そのため、図１１では、加圧ローラ70の中心から両側対象に段差を設けることにより、力のバランスを取り、シワを防止している。これにより、特定小サイズ用紙が複数ある場合の対応できる。

＜実施形態８＞
図１２は、図５に示したローラの他の実施の形態を示す概念図である。図１２では、中央部近辺にある最内段差量ｄから端部に向かって、段差の高さを大きくしている（ｄ＜e＜ｆ）。これにより段差部でツヅミ形状と同じような力を用紙に与えることができるため、シワ発生が防止できる。これにより、形成特定小サイズ用紙が複数ある場合の対応できる。

ここで、上述した実施形態１〜８において、小サイズの位置にテーパを持つ段差をローラに設けて、用紙エッジ部位置で定着ベルトの線速差が緩和して表層のキズを防ぐ方法が提示されている。しかし、表層のキズは緩和できるが、大サイズ通紙での段差部での光沢ムラやシワが発生しやすかった。

そこで、本発明者は、頻繁に通紙する小サイズ用紙に対して、定着部材の表層に用紙幅キズ発生を防止し、大サイズ用紙でも光沢ムラやシワを防止することができる定着装置及びそれを用いた画像形成装置について以下に述べる。

＜実施形態９＞
図１４は、図５に示したローラの他の実施の形態を示す概念図である。図１４では、加圧ローラ70の頻繁に使用する小サイズエッジの近傍から、対応用紙厚み相当（100〜200μm）の段差70aを端部に向けてテーパ（20〜45度）のとして設けている。

これにより、小サイズのエッジ部はその近傍の定着ベルト40が加圧ローラ70の段差70aにより線速差が小さくなり、かつ、エッジに掛かる圧力も減少するため、定着ベルト40の表層キズの発生を防止できる。また、大サイズにおいては、ニップ部の圧接力により、段差70aが溝部70bを埋めるように変形するため、面圧の大きな差を生じさせないので段差70aでの光沢ムラが防止できる。また、同様に段差が無くなるためシワも防止できる。

従って、特定小サイズ用紙において、安定して用紙サイズ光沢スジの防止と、大サイズ用紙での光沢ムラやシワを防止できる。

より詳しくは、図１４に係る発明では、段差70aは小サイズ用紙の場合、用紙によりできたエッジ脇の空間で段差70aは形を保つことが出来る。そのため、小サイズのエッジ部において、加圧ローラ70の段差70aにより、定着ベルト40と用紙との圧接となるxと加圧ローラ70との圧接であるYとの線速差が小さくなり、かつ、エッジに掛かる圧力も減少するため、定着ベルト40の表層キズの発生を防止できる。これとは逆に大サイズ用紙の場合、図１４の丸囲み内のように定着ローラ50と加圧ローラ70によるニップ部の圧接力にて、段差70aは溝部70ｂ内に埋まって、加圧ローラ70の外径形状とほぼ同一のフラット面となる。そのため、面圧の大きな差を生じさせないので段差70aでの光沢ムラが防止できる。また、同様に段差が無くなるためシワも防止できる。従って、特定小サイズ用紙での安定した光沢スジの防止と、大サイズ用紙での光沢ムラやシワの防止とが行える。

＜実施形態１０＞
図１４では、特に、特定小サイズ用紙がA4横(297mm)等の場合は、加圧ローラ70の段差間隔距離が軸芯に平行な領域が大きくなり、用紙搬送の引き伸ばしが無いので、シワが発生し易い。
そこで、図１６では、用紙搬送の引き伸ばし効果によりシワの発生を防ぐことのできる段差間隔にツヅミを作成し、そのツヅミ形状に平行になるように段差70ａを作成している。これにより、用紙搬送の引き伸ばしが行なえるため、シワが防止できる。そのため、大サイズ用紙でのシワを防止することの信頼性を向上できる。

＜実施形態１１＞
図１７では、加圧ローラ70の段差70aは、装置の最大通紙厚みの用紙厚みより大きくしている。これにより、小サイズ通紙においては、段差部で定着ベルト40の用紙エッジに掛かる圧力を受けるので、定着ベルト40のキズを防止でき、大サイズにおいては、ニップ部の圧接力により、段差70aが溝部70bを埋めるように変形する。更に、段差70aは加圧ローラ70の円周上にスパイラルになっているため、軸線方向に同一箇所での面圧差を生じさせないので段差70aでの光沢ムラが更に防止できる。そのため、大サイズ用紙での光沢スジを防止することの信頼性を向上できる。

＜実施形態１２＞
図１８では、加圧ローラ70の段差70a同士の間隔を280mm以上または297mm以上としている。一般的に良く使用される用紙はA4、LT、A3、及びDLTであるが、LTとA4とは横通紙されてDLT（279.4mm）、A3（297mm）と同じ通紙幅で使用される。また、主にアメリカ向け装置ではDLTを使用され、その他の地域向け装置ではA3を使用される。DLTやA3より小サイズ通紙では、LT横やDLT通紙またはA4横やA3通紙により、定着ベルト40の用紙サイズキズは通紙領域内の磨耗により発生が押さえられるが、280mm以上または297mm以上のサイズの用紙は通紙される機会が少ないため、この幅の用紙を通紙すると光沢スジが発生する。そのため、装置仕向けにより280mmや297mmの外に其々段差70aを設けることにより段差70a、溝部70ｂの形状確保ができるので、用紙サイズ光沢スジが防止できる。これにより、段差70aや溝部70ｂが複数の配置で近くに配置することが無く、形状が確保できるため、用紙サイズ光沢スジを防止することの信頼性を向上できる。

＜実施形態１３＞
図１９では、段差70aの外径突出高さAよりも溝部70ｂの溝深さBの方が深くなっているため、大サイズ用紙の場合、図１４のように定着ローラ50と加圧ローラ70によるニップ部の圧接力にて、段差70aは溝部70ｂ内に確実に埋まって、加圧ローラ70の外径形状と同一のフラット面とできる。
そのため、加圧ローラ70の基本外径と同じ形になるため、シワが防止でき、大サイズ用紙でのシワを防止することの信頼性を向上できる。

＜実施形態１４＞
図１４では、加圧ローラ70の段差70aより大サイズの用紙を通紙したとき段差70aが溝部70ｂに埋まるが、若干の圧力の影響により、用紙を外側に伸ばす力が加わる。特に、複数の小サイズ幅に対応するよう複数の段差を設けた場合その力が大きくなり、左右でそのバランスが崩れるとシワを発生させる。そのため、図１３のように、加圧ローラ70の中心から両側対象に段差を設けることにより、力のバランスを取り、シワを防止している。これにより、シワを防止することの信頼性を向上できる。

＜実施形態１５＞
図２０では、中央部近辺にある最内段差70aから端部の段差70ｄに向かって、外径突出高さを大きくしている。これにより段差部でツヅミ形状と同じような力を用紙に与えることができるため、シワ発生が防止できる。これにより、シワを防止することの信頼性を向上できる。

以上において、本実施形態によれば、小サイズのエッジ部はその近傍の定着ベルト40が加圧ローラ70の段差により線速差が小さくなり、かつ、エッジに掛かる圧力も減少するため、定着ベルト40の表層キズの発生を防止できる。また、大サイズにおいては、紙の剛性は小さいので、段差のテーパ部形状に習って変形するため、特に定着性に大きな差を生じさせない。従って、特定小サイズ用紙にて安定して用紙サイズ光沢スジの発生を防止できる。

また、本実施形態によれば、硬度が硬い加圧ローラ70に段差を設けることにより、段差部が変形しないので、用紙厚み分のクリアランスを保つので、用紙エッジの圧を低減でき、定着ベルト40のキズを防止できる。これにより、用紙サイズ光沢スジを防止することの信頼性を向上できる。

また、本実施形態によれば、両面時は一度定着した画像が、光沢変動しないように加圧ローラ70をファン85等による冷却するため、加圧ローラ70にキズが発生しても光沢スジは発生せず、未定着トナーと接触する定着ベルト40側の小サイズエッジとの接触部線速、圧を低下させるので、定着ベルト40のキズを防止できる。これにより、用紙サイズ光沢スジを防止することの信頼性を向上できる。

また、本実施形態によれば、特定小サイズ用紙がA4横(297mm)等の場合は、段差間隔にツヅミを作成し、そのツヅミ形状に平行になるように段差ａを作成している。これにより、用紙搬送の引き伸ばしが行なえるため、シワが防止でき、定着動作の他の問題点との共存化させることができる。

、また、本実施形態によれば、加圧ローラ70の段差は、装置の最大通紙厚みの用紙厚みより大きくしている。これにより、段差部で定着ベルト40の用紙エッジに掛かる圧力を受けるので、定着ベルト40のキズを防止できる。そのため、用紙サイズ光沢スジを防止することの信頼性を向上できる。

また、本実施形態によれば、280mmや297mmの外に段差を設けることにより用紙サイズ光沢スジが防止でき、段差による搬送的な影響も少なくできる。これにより、用紙サイズ光沢スジを防止することの信頼性を向上できる。

また、本実施形態によれば、段差の内側と同一線状になるような外径Cに戻す突起形状とすることにより、複数個配置可能となり、特定小サイズ用紙が複数ある場合の対応できる。

また、本実施形態によれば、加圧ローラ70の段差より広幅の用紙は段差の影響により、用紙を外側に伸ばす力が加わるが複数の小サイズ幅に対応する時に複数の段差になるとその力が大きくなり、左右でそのバランスが崩れるとシワを発生させる。そのため、加圧ローラ70の中心から両側対象に段差を設けることにより、力のバランスを取り、シワを防止している。これにより、特定小サイズ用紙が複数ある場合の対応できる。

また、本実施形態によれば、中央部近辺にある最内段差高さｄから端部に向かって、段差量を大きくしている（ｄ＜e＜ｆ）。これにより段差部でツヅミ形状と同じような力を用紙に与えることができるため、シワ発生が防止できる。これにより、形成特定小サイズ用紙が複数ある場合の対応できる。

また、本実施形態によれば、加圧ローラ70の頻繁に使用する小サイズエッジの近傍から、対応用紙厚み相当（100〜200μm）の段差70aを端部に向けてテーパ（20〜45度）のとして設けている。これにより、小サイズのエッジ部はその近傍の定着ベルト40が加圧ローラ70の段差70aにより線速差が小さくなり、かつ、エッジに掛かる圧力も減少するため、定着ベルト40の表層キズの発生を防止できる。また、大サイズにおいては、ニップ部の圧接力により、段差70aが溝部70bを埋めるように変形するため、面圧の大きな差を生じさせないので段差70aでの光沢ムラが防止できる。また、同様に段差が無くなるためシワも防止できる。従って、特定小サイズ用紙において、安定した光沢スジの防止と、大サイズ用紙での光沢ムラやシワを防止できる。

また、本実施形態によれば、段差70aは小サイズ用紙の場合、用紙によりできたエッジ脇の空間で段差70aは形を保つことが出来る。そのため、小サイズのエッジ部はその近傍の定着ベルト40が加圧ローラ70の段差70aにより線速差が小さくなり、かつ、エッジに掛かる圧力も減少するため、定着ベルト40の表層キズの発生を防止できる。逆に大サイズ用紙の場合、定着ローラ50と加圧ローラ70によるニップ部の圧接力にて、段差70aは溝部70ｂ内に埋まって、加圧ローラ70の外径形状とほぼ同一のフラット面となる。そのため、面圧の大きな差を生じさせないので段差70aでの光沢ムラが防止できる。また、同様に段差が無くなるためシワも防止できる。従って、特定小サイズ用紙において安定して用紙サイズ光沢スジの防止と、大サイズ用紙での光沢ムラやシワを防止できる。

また、本実施形態によれば、現象として光沢スジが発生するのは、未定着トナーを定着する時であり、両面時は一度定着した画像が、光沢変動しないように加圧ローラ70をファン85等による冷却するため、加圧ローラ70にキズが発生しても画像上のトナーが再溶融せず、両面時に光沢ムラは発生しない。これにより、両面時の大サイズ用紙での光沢ムラを防止することの信頼性を向上できる。

また、本実施形態によれば、特定小サイズ用紙がA4横(297mm)等の場合は、加圧ローラ70の段差間隔距離が軸芯に平行な領域が大きくなり、一般的に設けているツヅミ形状による用紙搬送の引き伸ばしが無いので、シワが発生し易い。そこで、段差間隔にツヅミを作成し、そのツヅミ形状に平行になるように段差70ａを作成している。これにより、用紙搬送の引き伸ばしが行なえるため、シワが防止できる。そのため、大サイズ用紙でのシワを防止することの信頼性を向上できる。

また、本実施形態によれば、加圧ローラ70の段差70aは、装置の最大通紙厚みの用紙厚みより大きくしている。これにより、段差部で定着ベルト40の用紙エッジに掛かる圧力を受けるので、定着ベルト40のキズを防止でき、大サイズにおいては、ニップ部の圧接力により、段差70aが溝部70bを埋めるように変形する。更に、段差70aは加圧ローラ70の円周上にスパイラルになっているため、軸線方向に同一箇所での面圧差を生じさせないので段差70aでの光沢ムラが更に防止できる。そのため、大サイズ用紙での光沢スジを防止することの信頼性を向上できる。

また、本実施形態によれば、装置仕向けにより280mmや297mmの外に其々段差70aを設けることにより段差70a、溝部70ｂの形状確保ができるので、用紙サイズ光沢スジが防止できる。これにより、段差70aや溝部70ｂが複数の配置で近くに配置することが無く、形状が確保できるため、用紙サイズ光沢スジを防止することの信頼性を向上できる。

また、本実施形態によれば、段差70aの外径突出高さAよりも溝部70ｂの溝深さBの方が深くなっているため、大サイズ用紙の場合、図3のように定着ローラ50と加圧ローラ70によるニップ部の圧接力にて、段差70aは溝部70ｂ内に確実に埋まって、加圧ローラ70の外径形状と同一のフラット面とできる。そのため、加圧ローラ70の基本外径と同じ形になるため、シワが防止できる。そのため、大サイズ用紙でのシワを防止することの信頼性を向上できる。

また、本実施形態によれば、加圧ローラ70の段差70aより大サイズの用紙は段差70aが溝部70ｂに埋まるが若干の圧力の影響により、用紙を外側に伸ばす力が加わるが複数の小サイズ幅に対応する時に複数の段差になるとその力が大きくなり、左右でそのバランスが崩れるとシワを発生させる。そのため、加圧ローラ70の中心から両側対象に段差を設けることにより、力のバランスを取り、シワを防止している。これにより、シワを防止することの信頼性を向上できる。

また、本実施形態によれば、中央部近辺にある最内段差70aから端部の段差70ｄに向かって、外径突出高さを大きくしている。これにより段差部でツヅミ形状と同じような力を用紙に与えることができるため、シワ発生が防止できる。これにより、シワを防止することの信頼性を向上できる。

なお、上述した実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の一例を示すものであり、本発明はそれに限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々変形実施が可能である。

１ スキャナー
２ 書き込み部
３ 現像部
４ 給紙部
５ 定着装置
６ 排紙部
７ 搬送路
１０ ADF
３０ 中間転写体
３１ 感光体ドラム
３４ ２次転写部
３５ 搬送ベルト
３６ クリーニング部
３８ レジスト部
４０ （定着）ベルト
４１ 給紙段
５０ 定着ローラ
６０ 加熱ローラ
６２、７２ センサー
６５ ヒータ
７０ 加圧ローラ
７５ ヒータ
８５ ファン

特開２００３−２１９８０号公報 特開２００７−３９８５号公報 特開２００５−２０８４２２号公報 特開２００６−２５１１６５号公報

Claims (20)

1. 用紙に未定着画像を定着させるための定着部材と、前記用紙を圧接するための加圧部材とを有し、前記定着部材及び前記加圧部材のうちの少なくとも一方が回転体であって、前記定着部材と前記圧接部材との間の圧接部にて前記未定着画像を前記用紙に加熱及び加圧により定着させる定着装置において、
   前記回転体の最大通紙幅内にて外径を端部側が大きい、テーパとなる段差を前記加圧部材に設け、前記加圧部材の方が前記定着部材よりもローラ硬度を硬くすることを特徴とする定着装置。
2. 前記回転体は、前記定着部材よりローラ硬度が硬いことを特徴とする請求項１記載の定着装置。
3. 前記回転体は、前記用紙の未定着画像が定着される面と反対側の面と接触する、冷却された回転体であることを特徴とする請求項１または２記載の定着装置。
4. 前記回転体は、両端の外径が中央の外径より大きい外径段差部を有する鼓形状に形成されていることを特徴とする請求項１から３の何れか一項記載の定着装置。
5. 前記回転体の前記外径段差部の高さは、前記用紙の厚みより大きいことを特徴とする請求項４記載の定着装置。
6. 前記回転体の両端部の外径段差部間は、アメリカ向けの装置に用いられる場合には２８０ｍｍ以上とし、その他の外国向けの装置に用いられる場合には２９７ｍｍ以上とすることを特徴とする請求項４または５記載の定着装置。
7. 前記回転体の両端部の外径段差部の端部側の面は、端部に向かって、なだらかに傾斜するように形成されていることを特徴とする請求項４から６の何れか一項記載の定着装置。
8. 前記回転体の両端部の外径段差部は、前記回転体の中央に対して対称に形成されていることを特徴とする請求項４から７の何れか一項記載の定着装置。
9. 前記回転体の両端部には複数の外径段差部が形成され、かつ各外径段差部の高さは、端部側ほど高くしたことを特徴とする請求項４から８の何れか一項記載の定着装置。
10. 請求項１から９の何れか一項記載の定着装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
11. 前記定着部材及び前記定着部材を圧接する加圧部材の少なくとも一方が回転体であって、その圧接部にて未定着画像を加熱及び加圧により定着する構成において、
    少なくとも一方の回転体の最大通紙用紙幅内における外形形状を、中央から端部に向かって外径が大きく、かつ段差を有し、その段差の端部側に環状の溝部を有する溝付き回転体としたことを特徴とする請求項１記載の定着装置。
12. 前記溝部を有する回転体は前記圧接部にて、前記溝部上に用紙がある場合に外径形状が中央から端部に向かって略フラットになることを特徴とする請求項１１記載の定着装置。
13. 周面から外側に向かう外部段差を有する回転体は、未定着トナーと接触しない側の冷却された回転体であることを特徴とする請求項１１または１２記載の定着装置。
14. 前記回転体の前記段差はツヅミ形状の中に設けたことを特徴とする請求項１１から１３の何れか一項記載の定着装置。
15. 前記回転体の前記段差は円周方向にスパイラルに形成されていることを特徴とする請求項１１から１４の何れか一項記載の定着装置。
16. 周面から外側に向かう外部段差間は、アメリカ向け装置を２８０ｍｍ以上とし、その他の国向け装置を２９７ｍｍ以上両側に設けたことを特徴とする請求項１１から１５の何れか一項記載の定着装置。
17. 前記回転体の周面から外側に向かう外部段差は、前記環状の溝部の深さより小さいことを特徴とする請求項１１から１６の何れか一項記載の定着装置。
18. 前記回転体の周面から外側に向かう外部段差は、両側対称に設けたことを特徴とする請求項１１から１７の何れか一項記載の定着装置。
19. 前記回転体の周面から外側に向かう外部段差は、中央の最内外径段差から端部側に向かって、段差が徐々に大きくなるように複数設けたことを特徴とする請求項１１から１８の何れか一項記載の定着装置。
20. 請求項１１から１９の何れか一項記載の定着装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。

Images