JP4881626B2 - ローラ定着装置ならびにそれを用いた電子写真記録装置 - Google Patents

Description

本発明は、プリンタ、ファクシミリ、複写機等のトナ−等の着色粒子を用いて画像を顕像化させる電子写真記録装置に係わり、特に記録媒体の表面に形成されるトナー像を記録媒体に定着させるローラ定着装置に関する。

電子写真方式を用いた記録装置は、着色粒子を記録媒体表面に画像として顕像化させる現像工程と顕像化された着色粒子画像を記録媒体に固着させる定着工程から成る。着色粒子には電子写真専用のトナーと呼ばれる粉末が用いられる。トナ−は加熱により融解し、冷却により凝固する。上記定着工程では、このトナ−の性質を利用して、トナ−を加熱させることにより融解させ、記録媒体に定着させる。

従来、記録媒体上のトナー像を定着する装置としてローラ内部に配置されたハロゲンヒーターにて加熱したヒートローラ（加熱ローラ）にバックアップローラ（対向ローラ）をコイルスプリングなどで押圧し、ローラ間に挟持部を形成し、その間にトナーが付着している記録媒体を通過させ、加圧及び加熱し定着する方法（ローラ定着）が用いられる。なお本明細書では簡単のためヒートローラをＨＲ、バックアップローラをＢＲと略記することがある。ＨＲとＢＲの両方のローラを定着ローラ対と呼ぶ。また、ＨＲとＢＲのうち任意のいずれか一方を定着ローラと呼ぶことがある。ＨＲは加熱され、ＨＲとＢＲは圧接され回転する。この接触面に記録紙を挿通させることにより記録紙の表面に画像として配列したトナーは定着する。ここで、定着ローラは、少なくとも一方が加熱されていればよい。また、記録紙上に形成されたトナー像を定着ローラに挿通する際、トナー像の担持面と加熱された定着ローラとが接触するように挿通する。ローラ定着装置では、トナー像を定着する際に、定着ローラにトナーが付着することがある。この現像をオフセットと呼び、定着ローラに付着したトナーをオフセットトナーと呼ぶ。オフセットトナーが多量に発生した場合、オフセットトナーが記録媒体に再転移し、記録情報との区別がつかなくなって誤印字をひきおこすという問題が発生する。クリーナを有する定着装置の場合、拭き取るトナーの量が増加するので、クリーニング部材の交換周期が短くなるという問題が発生する。

図１は、ローラ定着装置におけるオフセットトナーの発生特性を示す図である。１９は低温領域、２０は高温領域、２１は非オフセットバンドである。横軸に加熱ローラの温度、縦軸にオフセットトナーの量を示す。オフセットトナーの量は低温領域１９および高温領域２０で多く、低温領域１９で発生するオフセットを低温オフセット、高温領域２０で発生するオフセットを高温オフセットと呼ぶ。この低温領域１９と高温領域２０に狭まれた領域を非オフセットバンド２１と呼び、オフセットトナーの量は少ない。定着装置では、オフセットトナーの量を極力少なくするため、加熱ローラの温度を非オフセットバンド２１内に設定するのが通常である。

また、特許文献１に記載のように、定着時におけるＨＲ駆動源、たとえば、ＨＲ駆動モータの負荷変動の度合いにより、オフセットトナー量が増減することが知られている。負荷変動が著しい場合には、明確な非オフセットバンド２１が見出せなくなる場合もある。この負荷変動は主として、ＨＲとＢＲの間に形成される接触面に記録紙を挿通させる際の記録紙前端部の突入衝撃あるいは排出時の記録紙後端部の排出衝撃により発生する。

突入・排出衝撃は薄紙では大きくなく、突入・排出衝撃によるオフセットは問題にならない。厚紙を通紙すると大きな突入・排出衝撃が発生し、そのためオフセットも許容できない水準になる。この突入・排出衝撃によるオフセットを防止するために、特許文献１には、押圧機構の衝撃係数の範囲を低く抑える方法が記載されている。

特開平６−１９３５７号公報

以上述べた従来の定着装置では、突入・排出衝撃によるオフセットを防止する際に、押圧機構のばね定数やアーム比を低くするなどする必要があり、押圧機構の設計自由度を低くするという問題があった。すなわち、衝撃係数を低く抑えるには、押圧機構のばね定数やアーム比（＝(押圧される定着ローラの回転中心までの距離)／(押圧部材の回転中心から押圧ばねの押圧部材への継止位置までの距離))を低くするなどする必要があり、押圧機構の設計自由度を低くするという問題があった。 また、押圧機構のばね定数やアーム比を低くすることは、同時に押圧機構のばねの自由長を長くすることになり、押圧機構の巨大化を招くという問題があった。

そこで、本発明の目的は、定着装置の押圧機構の設計自由度を低下させず、かつ押圧機構の巨大化を招くことなく、厚紙挿通時の突入・排出衝撃によるオフセットの発生を防ぎ、誤印字が無く、長いクリーニング部材交換周期を実現した良好な定着装置ならびにそれを用いた電子写真記録装置を提供することにある。

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば以下の通りである。

本発明のローラ定着装置は、表面に弾性層を有する対向ローラと、熱源を有する加熱ローラと、記録媒体の厚さに応じて該加熱ローラの軸と該対向ローラの軸との間の軸間距離を変更するための軸間距離調節部材と接触し、且つ前記対向ローラを押圧して前記対向ローラを前記加熱ローラに押圧させるアームを有する押圧機構とを備え、前記対向ローラを該押圧機構により前記加熱ローラに押圧して挟持部を形成させ、該挟持部に記録媒体を挿通させて該記録媒体にトナー画像を定着させるローラ定着装置において、前記加熱ローラと前記対向ローラとの前記軸間距離は、前記挟持部に前記記録媒体が挟持されていない状態において前記対向ローラが前記加熱ローラに接触して前記加熱ローラから駆動力を受けるとともに、前記記録媒体として薄紙が前記挟持部に突入した場合に実質的に突入・排出衝撃によるオフセットが問題にならない値の定着条件に設定されており、前記記録媒体として厚紙を定着する際には、前記加熱ローラと前記対向ローラとの軸間距離を前記薄紙の定着条件より長く、かつ、前記対向ローラが前記加熱ローラに接触して前記加熱ローラから駆動力を受ける状態の定着条件に設定し、前記薄紙の定着条件時に、前記記録媒体が前記加熱ローラと前記対向ローラの間に挟持されていない状熊での、前記加熱ローラ軸と前記対向ローラ軸上の間の軸間距離を第１の記録体無挟持状態軸間距離Ｌｏ、前記加熱ローラの半径をｒＨ、前記対向ローラの半径をｒＢとし、前記突入・排出衝撃によるオフセットが問題にならない記録媒体の厚さをＤｏとし、該Ｄｏより厚い記録媒体の厚さをＤとしたとき、該Ｄｏより厚い記録媒体を挟持し定着する際に、前記記録媒体が前記加熱ローラと前記対向ローラの間に挟持されていない状熊での、前記加熱ローラ軸と前記対向ローラ軸との軸間距離である第２の記録体無挟持状態軸間距離Ｌを、
Ｌｏ＋（Ｄ−Ｄｏ）≦Ｌ＜Ｌｏ＋Ｄ−−−−−−−−−−−−−−−（１）
の条件を満たし、かつ、
Ｌｏ＋Ｄ＜ｒＨ＋ｒＢ −−−−−−−−−−−−−−−−−−（２）
の条件を満たす範囲に設定し、
前記ローラ定着装置の挟持部に前記Ｄｏより厚い記録媒体が挟持されている際には、前記軸間距離調節部材と前記アームとが離間していることを特徴とする。

本発明の特徴の１つは、定着ローラの押圧にばね等を用いた押圧機構により、厚紙印刷時には、定着ローラ対の軸間を予め所定間隔だけ広げることにある。軸間距離をＬ（紙が挟持されていない状態）とし、特に軸間が広げられていない状態での軸間距離をＬoとする。紙厚をDとし、突入・排出衝撃によるオフセットが問題にならない紙厚（薄紙）をDoとすると、厚紙通紙時の軸間距離Ｌを次の（１）式に示す範囲に設定する。

Ｌo＋（D−Do）≦Ｌ＜Ｌo＋D -----------------------（１）
厚紙通紙時には、軸間距離は（１）式右辺（Ｌo＋D）まで拡げられるので定着に必要な押圧力を作用させることができる。さらに、厚紙を通紙した際の軸間距離の拡大は、突入・排出衝撃によるオフセットが問題にならない薄紙の場合より少なくなるので、厚紙通紙といえども突入・排出衝撃は増加せず、したがってオフセットも問題とならない。
もし、（１）式で示した所定間隔だけ広げた軸間距離ＬにおいてＨＲとＢＲが接することなく離間した場合、かつＨＲまたはＢＲのいずれか一方が駆動ロールで他方が従動ロールであった場合、従動ロールの速度が低下し、ＨＲとＢＲに速度差が発生し、定着時のトナーにせん断応力が作用する。これもオフセットの原因となり、本発明の効果が得られなくなる。

従って、本発明の定着装置や電子写真記録装置では、たとえ軸間距離を広げた場合でも、その拡張はバックアップローラの弾性層の変形範囲に止め、絶えずヒートローラとバックアップローラが接する状態を維持し、ヒートローラとバックアップローラの回転に速度差が発生しないようにしている。そのため、（１）式を満たし、かつ次の（２）式を満たせることにより、ヒートローラとバックアップローラが接する状態を維持し、ヒートローラとバックアップローラの回転に速度差が発生しないようにするので、オフセットの発生をより確実に防止することができる。

Ｌo＋D＜ｒ_Ｈ＋ｒ_Ｂ -----------------------------（２）
ここで、ｒ_ＨはＨＲの半径、ｒ_ＢはＢＲの半径を示す。

以上のべた、本発明によれば、厚紙を定着装置に挿通させる際には予め軸間距離を拡大させておくので、厚紙が挟持部に突入する際の軸間距離の拡大が、突入・排出衝撃によるオフセットが問題にならない薄紙の場合より少なくなるので、突入・排出衝撃は増加せず、したがってオフセットも問題とならない。これにより、特に押圧機構のばね定数やアーム比を低くするなどすることなく突入・排出衝撃を防止しオフセットの発生を問題ない水準に抑えることができる。したがって、誤印字が無く、長いクリーニング部材交換周期を実現した良好な定着装置や電子写真記録装置を提供することができる。

また、より好ましい方法として、上述のように厚紙を定着装置に挿通させる際に予め軸間距離を拡大させておいた場合、ＨＲとＢＲのいずれか一方のみが駆動されている定着装置においてもＨＲとＢＲを接触させているので、ＨＲとＢＲに速度差が発生せず、厚紙定着時のトナーに作用するせん断応力の発生を防止できる。これにより、オフセットの発生をより確実に防止することができ、誤印字が無く、長いクリーニング部材交換周期を実現した良好な定着装置や電子写真記録装置をより好ましい水準で提供することができる。

以下、本発明の実施例を説明する。

以下、本発明の一実施例を、図２〜図６を用いて説明する。
図２は本実施例の電子写真装置の断面側面図である。１００は感光体ドラム、２００は帯電器、３００はトナー、４００は現像機、５００は記録媒体、６００は転写機、７００はヒートロール定着装置、８００はクリーナ、９００は露光装置である。帯電器２００により一様に帯電された感光体ドラム１００表面に、レーザドライバ等から成る露光制御手段により発光を制御された半導体レーザおよび光学系から成る露光装置９００によって静電潜像が形成される。この後、現像機４００により静電潜像をトナー３００で現像する。トナー３００は、転写機６００によって記録紙などの記録媒体５００に転写される。この後、転写されたトナー画像は定着機７００で加熱融解され記録媒体５００に定着する。ヒートロール定着装置７００により加熱された記録媒体５００は排紙スタッカ（図示略）にスタックされる。

図３および図４は図２に示す本発明の記録装置のヒートロール定着装置７００を模式的に示した断面側面図である。１はバックアップローラ（対向ローラ）、２はヒートローラ（ＨＲ）、４は記録紙、９は押圧用のばね、１０は押圧機構におけるアーム、１１はアームの支点、１２は軸間距離調節用カムである。ヒートローラ（ＨＲ）２は、その表面が耐熱離型層によりコーティングされ、その内部には熱源としてのハロゲンヒーターを有し、この熱源によりＨＲやＢＲの温度が所定の値になるように制御される。バックアップローラ１は、表面に耐熱ゴム層等の弾性層を有している。

本実施例のヒートロール定着装置７００では、ローラ内部に配置されたハロゲンヒーターにて加熱したヒートローラ２にバックアップローラ１をばね９とアーム１０からなる押圧機構で押圧し、一対のローラ間に挟持部を形成し、その間にトナーが付着している記録紙４を通過させ、加圧及び加熱し定着する方法（ローラ定着）が用いられる。挟持部は、紙の無い状態でもヒートローラが対向ローラの弾性層に接触するように構成されている。ヒートローラ２が駆動され、バックアップローラ１はヒートローラ２と接することにより従動される。本実施例のヒートローラ２の駆動モータとしては、ＤＣブラシレスモータを用いるのが望ましい。

本実施例のヒートロール定着装置７００では、ＢＲ１とＨＲ２の軸間距離Ｌを、紙厚さによって変更する。まず、図３は記録紙４が薄紙の場合の構成である。

ＢＲ１とＨＲ２の軸間距離Ｌは、紙が挟持されていない状態においてＢＲ１の弾性層がＨＲ２の表面に加圧接触してＢＲ１がＨＲ２から駆動力を受けるとともに、薄紙の記録紙４がＢＲ１とＨＲ２間に突入した場合に実質的に突入・排出衝撃によるオフセットが問題にならない値（Ｌ＝Ｌｏ）の薄紙定着条件に初期設定されている。これにより、記録紙４が薄紙の場合、ＢＲ１とＨＲ２の接触面における薄紙突入時の周方向の速度差はなく、また弾性層の変形により軸間距離の変化分の衝撃を吸収するので、突入・排出衝撃によるオフセットは問題とならない。

次に、厚紙の場合には、ＢＲ１とＨＲ２の軸間距離Ｌが薄紙の場合よりも例えば紙厚さ相当分だけ広げられる。図４は記録紙４が厚紙の場合の構成である。記録紙４が薄紙の場合と同じ軸間距離を保ったまま、厚紙を挿通すると突入・排出衝撃によるオフセットが発生するので、これを回避すべく、厚紙の突入前に、軸間距離調節用カム１２によりＢＲ１とＨＲ２の軸間を広げる。ただし、軸間を広げる範囲は、ＢＲ１の弾性層の変形範囲内とし、ＢＲ１がＨＲ２と接した従動状態を維持する。

なお、紙厚に応じたＢＲ１とＨＲ２の軸間距離Ｌの変更は、印刷時にオペレーターの操作によりなされるものとするが、電子写真記録装置で使用される印刷媒体を判定して自動的に制御するようにしても良い。

ＢＲ１とＨＲ２間に紙を挿通した場合の突入・排出衝撃は、ヒートローラ２を駆動するモータ(図示略)に投入される電流波形でモニターできる。

図５に、駆動モータとしてＤＣブラシレスモータを採用し、薄紙の場合と同じ軸間距離を保ったまま、薄紙または厚紙を挿通したときの電流波形を模式的に示す。突入時の突入衝撃電流及び排出時の排出衝撃電流は、紙厚さが厚いほど、大きくなることが判る。本実施例の記録装置は、紙厚さを用紙連量で表して、５５ｋｇ紙(紙厚さ：約８０ミクロン)をサポートしている。このうち、投入衝撃によるオフセットが問題にならないのは、７０ｋｇ紙までである。従って、９０ｋｇ紙、１１０ｋｇ紙、１３５ｋｇ紙を定着する際には、（１）式に従って軸間を広げる。これにより、厚紙を挿通したときの突入衝撃電流及び排出衝撃電流は、薄紙を挿通したときと同じ程度の低い値に抑えられる。以下、本実施例において、７０ｋｇ紙以下の連量の記録紙を薄紙と呼び、９０ｋｇ紙以上の連量の記録紙を厚紙と呼ぶ。

薄紙での定着の場合の記録紙４が挟持されていない状態でのバックアップローラ１とヒートローラ２の軸間距離をＬoとし、記録紙４が薄紙の場合の紙厚さをDoとすると、記録紙４が挟持されている間のバックアップローラ１とヒートローラ２の軸間距離はDoだけ押し広げられて、Ｌo＋Doとなる。この薄紙通紙の条件では、突入・排出衝撃によるオフセットは問題とならない。突入・排出衝撃の強さはこの押し広げ距離に依存し、押し広げ距離が大きいほど突入・排出衝撃は強くなる。すなわち、厚紙の場合でも押し広げ距離をDoより少なくすれば、突入・排出衝撃によるオフセットは問題とならないのである。

そこで、本発明の定着装置では、軸間距離調節部材としての軸間距離調節用カム１２を動作させて、厚紙の場合には予めバックアップローラ１とヒートローラ２の軸間距離を広げておき、厚紙が挿通された場合でも押し広げ距離がDoを上回らないようにした。その条件は厚紙の場合、紙の厚さをDとすると（１）式で表される。
Ｌo＋（D−Do）≦Ｌ＜Ｌo＋D -----------------------（１）
軸間距離をＬ（紙が挟持されていない状態）とし、特に軸間が広げられていない状態での軸間距離をＬoとする。紙厚をDとし、突入・排出衝撃によるオフセットが問題にならない紙厚（薄紙）をDoとすると、厚紙通紙時の軸間距離Ｌを次の（１）式に示す範囲に設定する。

Ｌo＋（D−Do）≦Ｌ＜Ｌo＋D -----------------------（１）
厚紙通紙時には、軸間距離は（１）式右辺（Ｌo＋D）まで拡げられるので定着に必要な押圧力を作用させることができる。

この条件を満たすように、厚紙の場合予めバックアップローラ１とヒートローラ２の軸間距離を広げておけば、厚紙挿通時の押し広げ距離（δDとする）は薄紙の場合の押し広げ距離Doを上回ることがない。

なお、（１）式に関し、押圧機構のばね９はアーム１０により押されて自由長さよりも縮んだ状態にあり常時押圧力を発生している。一例として、薄紙の紙厚は８０μｍ、厚紙の紙厚は２００μｍである。紙押圧機構のばね９に関して、紙厚さの差によるばね９の変位量はミクロン単位の僅かな量なので、（１）式において紙厚さの差が押圧力に及ぼす影響は実質的に無視できる。そのため、本実施例によれば、押圧機構のばね９として常時薄紙用のばねを用いつつ、厚紙にも対応できる。

図６は、厚紙が挟持された状態でのヒートロール定着装置７００を模式的に示した断面側面図である。厚紙が挟持された状態での押圧機構の状態を示す。厚紙が挟持されている間、軸間距離調節部材としての軸間距離調節用カム１２はアーム１０から離間している。もし、軸間距離調節用カム１２がアーム１０に接していた場合には、ばね９による押圧力が定着中にも軸間距離調節用カム１２に分担されていることになり、適切な挟持部の形成がなされていないことを意味する。したがって、厚紙が挟持されている間、軸間距離調節用カム１２はアーム１０から離間している条件を満たすよう軸間距離を設定することも必要な条件となる。たとえ（１）式の条件を満たしても、軸間距離を広げすぎた場合にこの条件を満たさないことがあるので注意を要する。
次に、（１）式で示した所定間隔だけ広げた軸間距離Ｌにおいてバックアップローラ１とヒートローラ２が接することなく離間した場合、従動ロールであるバックアップローラ１の速度が低下し、バックアップローラ１とヒートローラ２に速度差が発生し、定着時のトナーにせん断応力が作用する。これもオフセットの原因となり本発明の効果が得られなくなる。従って、本発明の定着装置では、たとえ軸間距離を広げた場合でも、その拡張はバックアップローラの弾性層の変形範囲に止め、絶えずヒートローラとバックアップローラが接する状態を維持し、ヒートローラとバックアップローラの回転に速度差が発生しないようにしている。そのため、（１）式を満たし、かつ次の（２）式を満たせることにより、ヒートローラとバックアップローラが接する状態を維持し、ヒートローラとバックアップローラの回転に速度差が発生しないようにするので、オフセットの発生をより確実に防止することができる。

Ｌo＋D＜ｒ_Ｈ＋ｒ_Ｂ-----------------------------（２）
ここで、ｒ_ＨはＨＲの半径、ｒ_ＢはＢＲの半径を示す。即ち、厚紙通紙の際にバックアップローラ１とヒートローラ２の軸間距離を広げても、バックアップローラ１とヒートローラ２の表面は接していることを条件としている。これにより、バックアップローラ２の回転速度は低下せず、オフセットの原因となる速度差によるせん断応力の作用を防止している。

以上述べた、本実施例によれば厚紙を挟持部に挿通しても、突入・排出衝撃は増加せず、オフセットは問題とならない。その際、厚紙にあわせて押圧機構のばね定数やアーム比を低く設計するなどの必要がないので、設計自由度を低下させず、かつ押圧機構の巨大化を招くこともない。
［実施例１の変形例］
実施例１においては、１個の軸間距離調節用カム１２を用い、９０ｋｇ紙以上の全種類の厚紙に対応させるようにしているが、用途によっては、特定の厚さの紙を相当枚数連続して使用することも考えられる。そこで、１１０ｋｇ紙、１３５ｋｇ紙などの紙厚さにも対応した複数個の軸間距離調節用カム１２を用意し、印刷時に交換できるようにしても良い。
また、軸間距離調節用カム１２を無段階型の形状とし、紙厚に応じて軸間距離を変更できるようにしても良い。

さらに、本実施例では軸間距離調節にアームを押圧するカム１２を用いたが、必ずしもカムを用いるばかりではなく、ソレノイドやリンク機構など他の軸間距離調節機構を用いてもよい。その場合でもＢＲ１とＨＲ２間に厚紙が挟持されている際の離間は必要条件である。すなわち、一般的には、厚紙が挟持されている間、軸間距離調節用の部材に力を作用させないことが必要とされる。

また、紙以外の記録媒体に関しても、本実施例と同様の考え方を適用することが可能である。本発明では、投入衝撃によるオフセットが問題にならない厚さの記録媒体を薄紙(もしくは薄記録媒体)とし、それよりも厚い記録媒体を厚紙(もしくは厚記録媒体)とする。

以下、本発明の実施例２について図７を用いて説明する。図７は実施例２の厚紙定着時における定着装置の断面側面図である。
１３は軸間距離調節部材、１４は紙厚さ検出手段、１５は紙厚検出手段の検出値に基づいて前記軸間距離を算出して制御する軸間距離算出・制御手段である。

本実施例の作像エンジンの構成と作用は実施例１と同様である。本実施例は、軸間距離Ｌの設定を転写する紙厚さにより変化させ、軸間距離をたえず（３）式で表される条件に固定したものである。突入・排出衝撃によるオフセットは問題とならない紙厚さ即ち薄紙の厚さをDoとし、このDoより厚い紙厚さをD、薄紙での定着の場合の記録紙４が挟持されていない状態でのバックアップローラ１とヒートローラ２の軸間距離をＬoとすると、軸間距離Ｌは次式に示される。

Ｌ＝Ｌo＋（D−Do）-----------------------------（３）
光透過センサーからなる紙厚さ検出手段１４は記録装置の記録紙４のホッパーから繰り出された記録紙の厚さを検出する。制御する軸間距離算出・制御手段は、（３）式に基づいて軸間距離Ｌを算定し、もし紙厚さが突入排出衝撃によるオフセットが問題にならない薄紙の厚さDoより厚い場合には、軸間距離が算定値となるよう軸間距離調節部材１３を制御する。本実施例の軸間距離調節部材１３は種々の紙厚に対応した軸間距離Ｌを設定可能とするため、カムは用いず偏芯ローラを用いている。他の方式の軸間距離調節機構を用いてもよいことは言うまでもない。

本実施例では、軸間距離Ｌは（１）式の範囲の最小値となる。この条件は、厚紙を挟持した場合に、突入排出衝撃によるオフセットが問題にならない薄紙の軸間距離の押し広げ距離と同じとなるため、軸間距離調節用の部材に力が分担されることはない。したがって、実施例１に述べたように、厚紙が挟持されている間、軸間距離調節用の部材に力を作用させない条件に配慮することなく、この条件が満たされるという利点がある。なお、本実施例においても実施例１の（２）式の条件を満たす必要がある。また、逆に実施例１においても、本実施例に示した紙厚さ検出方法と制御方法を用いることは可能である。

本発明の電子写真のローラ定着装置では、押圧機構の設計自由度を低下させず、かつ押圧機構の巨大化を招くことなく、厚紙挿通時の突入・排出衝撃によるオフセットを防止できるので、従来より厚い記録紙を印刷する用途に用いることが可能になる。また、従来記録装置を設置できなかった狭い空間においても設置できるようになる。

ローラ定着装置におけるオフセットトナーの発生特性を示す図。 本発明の実施例１の電子写真装置の断面側面図。 実施例１の薄紙定着時におけるヒートロール定着装置７００を模式的に示した断面側面図。 実施例１の厚紙定着時におけるヒートロール定着装置７００を模式的に示した断面側面図。 駆動モータとしてＤＣブラシレスモータを採用し、薄紙の場合と同じ軸間距離保ったまま、薄紙または厚紙を挿通したときの電流波形を模式的に示す図。 実施例１において、厚紙定着時の厚紙を挟持した状態でのヒートロール定着装置７００を模式的に示した断面側面図。 本発明の実施例２のヒートロール定着装置７００を模式的に示した断面側面図。

符号の説明

１…バックアップローラ、２…ヒートローラ、４…記録紙、９…押圧用のばね、１０…押圧機構におけるアーム、１１…アームの支点、１２…軸間距離調節用カム、１３…軸間距離調節部材、１４…紙厚さ検出手段、１５…軸間距離算出・制御手段、１９…低温領域、２０…高温領域、２１…非オフセットバンド、１００…感光体ドラム、２００…帯電器、３００…トナー、４００…現像機、５００…記録媒体、６００…転写機、７００…ヒートロール定着装置、８００…クリーナ、９００…露光装置。

Claims (9)

1. 表面に弾性層を有する対向ローラと、熱源を有する加熱ローラと、
   記録媒体の厚さに応じて該加熱ローラの軸と該対向ローラの軸との間の軸間距離を変更するための軸間距離調節部材と接触し、且つ前記対向ローラを押圧して前記対向ローラを前記加熱ローラに押圧させるアームを有する押圧機構とを備え、
   前記対向ローラを該押圧機構により前記加熱ローラに押圧して挟持部を形成させ、該挟持部に記録媒体を挿通させて該記録媒体にトナー画像を定着させるローラ定着装置において、
   前記加熱ローラと前記対向ローラとの前記軸間距離は、前記挟持部に前記記録媒体が挟持されていない状態において前記対向ローラが前記加熱ローラに接触して前記加熱ローラから駆動力を受けるとともに、前記記録媒体として薄紙が前記挟持部に突入した場合に実質的に突入・排出衝撃によるオフセットが問題にならない値の定着条件に設定されており、
   前記記録媒体として厚紙を定着する際には、前記加熱ローラと前記対向ローラとの軸間距離を前記薄紙の定着条件より長く、かつ、前記対向ローラが前記加熱ローラに接触して前記加熱ローラから駆動力を受ける状態の定着条件に設定し、
   前記薄紙の定着条件時に、前記記録媒体が前記加熱ローラと前記対向ローラの間に挟持されていない状熊での、前記加熱ローラ軸と前記対向ローラ軸上の間の軸間距離を第１の記録体無挟持状態軸間距離Ｌｏ、前記加熱ローラの半径をｒＨ、前記対向ローラの半径をｒＢとし、前記突入・排出衝撃によるオフセットが問題にならない記録媒体の厚さをＤｏとし、該Ｄｏより厚い記録媒体の厚さをＤとしたとき、該Ｄｏより厚い記録媒体を挟持し定着する際に、前記記録媒体が前記加熱ローラと前記対向ローラの間に挟持されていない状熊での、前記加熱ローラ軸と前記対向ローラ軸との軸間距離である第２の記録体無挟持状態軸間距離Ｌを、
   Ｌｏ＋（Ｄ−Ｄｏ）≦Ｌ＜Ｌｏ＋Ｄ−−−−−−−−−−−−−−−（１）
   の条件を満たし、かつ、
   Ｌｏ＋Ｄ＜ｒＨ＋ｒＢ −−−−−−−−−−−−−−−−−−（２）
   の条件を満たす範囲に設定し、
   前記ローラ定着装置の挟持部に前記Ｄｏより厚い記録媒体が挟持されている際には、前記軸間距離調節部材と前記アームとが離間していることを特徴とするローラ定着装置。
2. 表面に弾性層を有する対向ローラと、熱源を有する加熱ローラと、
   記録媒体の厚さに応じて該加熱ローラの軸と該対向ローラの軸との間の軸間距離を変更するための軸間距離調節部材と接触し、且つ前記対向ローラを押圧して前記対向ローラを前記加熱ローラに押圧させるアームを有する押圧機構とを備え、
   前記対向ローラを該押圧機構により前記加熱ローラに押圧して挟持部を形成させ、該挟持部に記録媒体を挿通させて該記録媒体にトナー画像を定着させるローラ定着装置において、
   前記加熱ローラと前記対向ローラとの前記軸間距離は、前記挟持部に前記記録媒体が挟持されていない状態において前記対向ローラが前記加熱ローラに接触して前記加熱ローラから駆動力を受けるとともに、前記記録媒体として薄紙が前記挟持部に突入した場合に実質的に突入・排出衝撃によるオフセットが問題にならない値の定着条件に設定されており、
   前記記録媒体として厚紙を定着する際には、前記加熱ローラと前記対向ローラとの軸間距離を前記薄紙の定着条件より長く、かつ、前記対向ローラが前記加熱ローラに接触して前記加熱ローラから駆動力を受ける状態の定着条件に設定し、
   前記記録媒体が加熱ローラと前記対向ローラの間に挟持されていない状態での、前記加熱ローラ軸と前記対向ローラ軸との間の軸間距離を第１の記録体無挟持状態軸間距離Ｌｏ、前記突入・排出衝撃によるオフセットが問題にならない記録媒体の厚さをＤｏとし、該Ｄｏより厚い記録媒体の厚さをＤとしたとき、該Ｄｏより厚い記録媒体を挟持し定着する際に、前記記録媒体が前記加熱ローラと前記対向ローラの間に挟持されていない状態での、前記加熱ローラ軸と前記対向ローラ軸との軸間距離である第２の記録体無挟持状態軸間距離Ｌを、Ｌ＝Ｌｏ＋（Ｄ−Ｄｏ）の条件を満たすように設定し、
   前記ローラ定着装置の挟持部に前記Ｄｏより厚い記録媒体が挟持されている際には、前記軸間距離調節部材と前記アームとが離間していることを特徴とするローラ定着装置。
3. 前記ローラ定着装置に前記記録媒体が至る前に該記録媒体の厚さを検出する紙厚検出手段を有し、該紙厚検出手段の検出値に基づいて前記軸間距離を算出する軸間距離算出手段を有し、前記厚紙の定着条件時の、前記記録媒体が加熱ローラと前記対向ローラの間に挟持されていない状熊での、前記加熱ローラ軸と前記対向ローラ軸との軸間距離を前記軸間距離算出手段により算出された値に制御することを特徴とする請求項１または２に記載のローラ定着装置。
4. 前記軸間距離調節部材は少なくても１つのカムであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のローラ定着装置。
5. 前記軸間距離調節部材は無段階型形状のカムであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のローラ定着装置。
6. 前記軸間距離調節部材は偏芯ローラであることを特徴とする請求項２に記載のローラ定着装置。
7. 前記押圧機構は前記アームと接触し、前記対向ローラを押圧する押圧用のばねを有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のローラ定着装置。
8. 前記記録媒体の厚さを用紙連量で表したとき、前記薄紙は７０ｋｇ紙以下の連量の記録紙であり、前記厚紙は９０ｋｇ紙以上の連量の記録紙であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載のローラ定着装置。
9. 請求項１乃至８のいずれか一項に記載のローラ定着装置と、像担持体と、現像装置と、転写機とを有することを特徴とする電子写真記録装置。

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