JP4903017B2

JP4903017B2 - ページ内クリープ変化による自己剥離性改善

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Publication number: JP4903017B2
Application number: JP2006172075A
Authority: JP
Inventors: ジェイルーフブライアン; エムボットドナルド; エスコンデロアンソニー
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 2005-06-24
Filing date: 2006-06-22
Publication date: 2012-03-21
Anticipated expiration: 2026-06-22
Also published as: US7139496B1; JP2007004170A

Description

本発明は、フューザロール等の融着部材と加圧ロール等の加圧部材を備え、電子写真装置にて使用されるフューザシステムに関する。より詳細には、本発明は、融着部材加圧部材間に形成されたニップ（隙間）から出ていくときに融着部材から媒体が自ずと剥がれていく性質、即ち自己剥離性(self-stripping capability/stripping ability/strippability)を改善する技術に関する。

電子写真技術やこれに類する画像複製技術の分野においては、フォトコンダクタ、フォトレセプタ等と称される電荷保持面上に、静電潜像を形成する。電荷保持面上に静電潜像を形成する際には、まずは電荷保持面を均一に帯電させ、次いでその面を複製対象たる原画像の像例えば光像に対して適宜露出する。こうして形成した静電潜像を可視化するには、多々あるトナーの中からこの用途向けに作成されているものを、その潜像上に被着させればよい。

ご理解頂きたいことであるが、静電的に帯電させてある感光部材を原文書の光像に対して露出させるという上掲の手法とは異なる手法で、静電潜像を形成することもできる。例えば、ディジタル的に格納又は作成してある情報を画像発生用電子回路及び光学系によって文字画像に変換する等、原文書の光像に対する露出ではなく電子的に格納又は作成してある情報に基づき静電潜像を形成する手法もある。静電潜像形成手法の仔細は本発明にとり肝要なことではなく、後述の本発明は各種静電潜像形成手法と併用できるので、本発明の実施に際しては適当な手法で静電潜像形成を行えばよい。

電子写真装置においては、通常、トナーの被着により形成した像即ちトナー像を用紙等の画像受容媒体（以下単に「媒体」(media)；支持体(substrate)とも呼ばれる）の上に転写し、転写したトナー像をその媒体上に固着させる。トナー像を媒体に固着させる手段としては様々な手段があるが、今日最も広く実用されているのは融着装置（フューザ）、特に熱と接触圧の同時印加によりトナー像を融着させる方式のものである。フューザは、一般に、一対のロールを互いに加圧接触させるシステム構成を有している。

なお、この加圧接触ロール型トナー像固着装置は、特許文献１〜５に記載の通り本件技術分野において周知である。

電子写真装置の初期セットアップ時には、そのフューザシステムにおけるニップ幅、媒体送り速度（例えば用紙送り速度）、クリープ等が所定仕様範囲内に入るようにする。これらのうちニップ幅は画像固着度及び画質を大きく左右する事項の一つであり、また媒体送り速度は媒体ハンドリングにおける重要な要素である。クリープはニップ内におけるリリース面の伸長度のことであり、画像が形成された媒体を融着部材（例えばフューザロール）からうまくリリース（分離）できるようにする上で重要である。フューザシステムに対する仕様上の要求は、ロール回転速度やニップ幅の設定によって充足させる。例えば、ロール回転速度の設定によって媒体送り速度の仕様を、またニップ幅の設定によって遅延時間及びクリープの仕様を、それぞれ充足させる。

米国特許第６６１８８９０号明細書（Ｂ２）米国特許第６２８９５８７号明細書（Ｂ１）米国特許第５９９８７６１号明細書（Ａ）米国特許第４０４２８０４号明細書（Ａ）米国特許第３９３４１１３号明細書（Ａ）米国特許第４２５７６９９号明細書米国特許第５０１７４３２号明細書米国特許第５０６１９６５号明細書米国特許第４７１１８８１号明細書米国特許第５７２９８１３号明細書米国特許第６５８１４５６号明細書米国特許第６７７２６２８号明細書

クリープは融着部材加圧部材間負荷やそれらの部材の弾性乃至柔軟性を含む各種パラメタによって左右される量であり、これを大きくすれば広範な媒体種類についてフューザシステムの自己剥離性が良好になることがわかっている。しかしながら、クリープが大きいということは、フューザロール（又は加圧ロール）のうちニップ近傍部分を形成する素材内に、エネルギ的にみて高水準の歪が発生しているということでもあり、こうした高エネルギ歪を発生させるとフューザロール（又は加圧ロール）の寿命が短くなる。

以上のことから、より様々な種別の媒体について高い自己剥離性が得られる特性(self-stripping latitude)があるフューザシステムを実現することができ、しかも融着部材（又は加圧部材）を形成する素材内の歪エネルギがさほど高くならない新規且つ有用な手法が求められている、といえよう。

ここに、本発明の一実施形態に係る電子写真装置用フューザシステムは、融着部材と、（少なくとも対媒体通常融着動作実行中に）有幅のニップが融着部材との間に形成されるよう且つ（少なくとも）対媒体通常融着動作実行中に融着部材との間に所定の大きさのクリープが生じるよう融着部材上に所定の圧力負荷を加える加圧部材と、媒体（の先端辺その他の部位）がニップ内又はその周辺を通るときに当該圧力負荷を一時的に増大させそれによってクリープを一時的に増大させる負荷調整装置と、を備える。これによって、フューザシステムにおける自己剥離性がより良好になる。

本発明の一実施形態に係る電子写真装置は、トナー像を形成するトナー像形成ステーションと、このトナー像を画像受容媒体に転写する転写ステーションと、フューザシステムと、を備え、フューザシステムが、融着部材と、有幅のニップが融着部材との間に形成され所定の大きさのクリープ（及び圧力）が生じるよう融着部材上に所定の圧力負荷を加える加圧部材と、媒体の先端辺（その他の部位）がニップ内又はその周辺を通り抜けるときに（上記圧力負荷ひいては）クリープを一時的に増大させるクリープ調整システムと、を有する。これによって、フューザシステムにおける自己剥離性がより良好になる。

本発明の一実施形態に係る方法は、有幅のニップが融着部材との間に形成され少なくとも対媒体通常融着動作実行中に所定の大きさのクリープが生じるよう加圧部材から融着部材上へと圧力負荷を加える方法であって、融着部材及び加圧部材に対して良好な自己剥離性を呈する媒体種別の範囲が拡がるよう、媒体の先端辺がニップ内又はその周辺を通り抜けるときに（上記圧力負荷ひいては）クリープを一時的に増大させる方法である。

本発明の一実施形態に係る電子写真システムは、ユーザからの指示を受け取り且つユーザに対しシステム状態メッセージを提示するユーザインタフェースと、融着部材と、少なくとも対媒体通常融着動作実行中に有幅のニップが融着部材との間に形成され所定の大きさのクリープが生じるよう融着部材上に所定の圧力負荷を加える加圧部材と、媒体がニップ内又はその周辺を通るときに当該圧力負荷ひいてはクリープの大きさを調整する負荷調整システムと、媒体特性判別結果に基づき負荷調整システムを制御する制御システムと、を備える。

以下、本発明の実施形態に係る方法、装置及びシステムについて説明する。まず、本発明に係る方法、装置及びシステムを実施するに当たっては、熱及び圧力の印加により最終出力媒体上に画像を固着させる融着装置乃至フューザを用いる。本発明の実施形態に係る方法、装置及びシステムによれば、好適に且つ再現性よく様々な媒体種別について自己剥離性を良好にすることができ、多様な性能要求を満たすことができ、それでいて装置の摩耗を最小限に抑えることができる。また、以下詳細に説明する実施形態は電子写真式の印刷エンジンを対象としているが、これは本発明の一実施形態に過ぎない。即ち、他種の画像形成又は画像可視化手法の許でも本発明を実施し得ることや、そうした実施形態も本発明の技術的範囲に包含されることを、了解されたい。

電子写真式のマシン、装置乃至システムは、通常、トナー像を形成するトナー像形成ステーションと、形成されたトナー像を画像受容媒体に転写する転写ステーションと、転写されたトナー像を画像受容媒体に固着させるフューザシステムとを、少なくとも備えている。それらのうちトナー像形成ステーションにおいては、フォトコンダクタやフォトレセプタ等の表面上に形成されており原文書（原画像）に相応している静電潜像を、適当なトナー素材を用いて現像する。次いで、転写ステーションにおいては、現像によって形成されたこのトナー像を用紙や透明媒体等の画像受容媒体へと転写する。画像受容媒体上への転写が済んだらそのトナー像をその画像受容媒体上に固着させねばならない。これはフューザシステムが行う。そのため、フューザシステムは、トナー像が形成されている画像受容媒体に熱及び圧力を印加する。

本発明の実施形態に係るフューザシステムは融着部材及び加圧部材を備える。本願における「融着部材」は、画像受容媒体にトナー像を固着させる際トナー像に接触させる融着用の部材即ちフューザのことであり、そうした部材であればその形態や構成の如何を問わず本願でいうところの「融着部材」に該当するものとする。従って、例えばフューザロールだけでなく、何個かの（フューザ）ロールを巡るフューザベルト等も、本願でいうところの「融着部材」に該当する。また、本願における「加圧部材」は、融着部材加圧部材間を通る媒体及びその上の画像に圧力を加え同時に融着部材に負荷を加える部材のことであり、そうした部材であればその形態や構成の如何を問わず本願でいうところの「加圧部材」に該当するものとする。従って、例えば加圧ロールだけでなく、何個かのロールを巡る加圧ベルト等も、本願でいうところの「加圧部材」に該当する。

また、本発明に係る思想は、ベルト使用型のフューザシステムにも等しく適用可能であるが、ロール使用型のフューザシステムを例にした方が説明が簡明になる。そのため、以下の欄ではロール使用型のフューザシステムを例にして説明を行うこととする。更に、ロール使用型のフューザシステムにはフューザロール及び加圧ロールを対にして設けるのが望ましいとされており、その場合のフューザロール及び加圧ロールの個数は少なくとも１対とされている。即ち、何対のフューザロール及び加圧ロールを設けるかは適宜決めればよいことであり、本発明はフューザロール及び加圧ロールを複数対有する形態でも実施できるが、図示説明の簡便化のため、以下の説明ではフューザロール及び加圧ロールを一対備える実施形態を示すこととする。

図１に、本発明を実施できるベルトレス電子写真装置の要部を示す。この図に示す構成においては、フューザロール１２と、このフューザロール１２に加圧接触している加圧ロール１０との間に、加圧ロール１０とフューザロール１２の接触エリア即ちニップ１４が形成されている。ニップ１４には空間的な広がりがあり、この広がりのことをニップ１４の幅即ちニップ幅と称している。画像受容媒体１６は、その上に形成されているトナー像１８がフューザロール１２の表面に接触し、熱及び圧力によって画像受容媒体１６に固着することとなるよう、ニップ１４に通される。図中のフューザシステムから出てくるとき、画像受容媒体１６はフューザロール１２から剥離する。このとき、他力によらず自然とフューザロール１２から剥離するようにすること、即ち自己剥離させることが望ましいが、本件技術分野で剥離補助手段として広く知られているストリッピングフィンガ等の剥離装置を用いて、画像受容媒体１６をフューザロール１２から剥離させてもよい。特に、画像受容媒体１６が軽量紙である場合等には既知の如く自己剥離させるのは難しいことであり、そうした場合には剥離装置の使用を余儀なくされる。本発明にて目的としていることの一つは、フューザシステムにおける自己剥離性を改善することであり、また、それによって、剥離装置の使用機会を最小限に抑え、或いは少なくとも、画像受容媒体１６を剥がす際に剥離装置から媒体１６等に加える力を最小限に抑えることである。

本発明の実施形態における融着部材の構成については、細大問わず、特にこれといった限定を要しない。しかし、ＮＦＰＭ型フューザシステムに適用するよりは図示のＮＦＦＭ型フューザシステムに適用した方が、本発明の実施形態による機能即ちフューザシステムにおける自己剥離性を改善するという機能を有益に利用でき、またその利用可能性が広まるといえる。このことは、後の説明を参照することにより追々明らかになっていくであろう。なお、ＮＦＦＭ(nip-forming fuser member)とは、加圧部材より融着部材の方がニップ内で大きく変形しそれによってニップが形成されるタイプのことであり、ＮＦＰＭ(nip-forming pressure member)とはこれとは逆の仕組みでニップが形成されるタイプのことである。

本発明を実施する際に融着部材として好適に用い得るのは、例えば、シリコーン素材層を備えるタイプのフューザロール１２である。フューザロール１２に設けるシリコーン素材層は１層でもよいし複数層でもよい。図中のフューザロール１２は、好ましくも、中実又は中空の円筒又はコアとして形成された適当な基礎部材２４の周囲に中間層２２を設け、更にその周囲に外側層２０を設けた構成を有している。中間層２２は必須ではなく省略することもできる。基礎部材２４は、アルミニウム、陽極酸化アルミニウム、鋼、ニッケル、銅等、金属の中から適当なものを選んで形成すればよい。基礎部材２４たる円筒又はコアが図示の例のように中空であれば、その中空部内に適当な加熱素子２６を設けて、内側（芯側）から基礎素材２４を加熱することができる。勿論、適当と認められる限り、熱源が外部又は外殻にある構成としてもかまわない。

融着部材例えばフューザロール１２の外側層２０は、従来から知られているフルオロエラストマ(fluoroelastomer)やフルオロプラスチック(fluoroplastic)によって形成するとよい。フルオロエラストマの中にはシリコーン素材を含有するものがあり、またフルオロエラストマの中でも好適に使用できるものとしては、ＦＦＫＭエラストマやヒドロフルオロエラストマ(hydrofluoroelastomer)のうちの何種類かを挙げられる。ＦＦＫＭエラストマの例としては、そのポリマ鎖上の全ての基がフルオロ基、過フルオロアルキル基又は過フルオロアルコキシ基により置換されたポリメチレンタイプの過フルオロラバー(perfluororubbers)がある。ヒドロフルオロエラストマはＦＫＭエラストマとしても知られるエラストマであり、ＡＳＴＭディジグネーションＤ１４１８−９０によって定義されている通り、主として、そのポリマ鎖上の置換基としてフルオロ基及び過フルオロアルキル基又は過フルオロアルコキシ基を有するポリメチレンタイプのフルオロラバーのことを指している。なお、フルオロエラストマについては特許文献６〜８も参照されたい。

また、外側層２０には、本件技術分野において周知の通り、アルミナフィラ、ヒートスタビライザ等といったフィラを含有させるとよい。これについては特許文献９及び１０を参照されたい。更に、融着部材の表層例えば外側層２０の厚みは、約１〜約２０ミルの範囲内とするのが望ましい（１ミル＝約２．５４×１０^-5ｍ）。

更に、基体例えば基礎部材２４とその外側の層２０例えばフルオロポリマ(fluoropolymer)／シリコーン層の間には、必須ではないが、中間層２２を１層又は複数層配置するとよい。この中間層２２は、コンフォーマブルな層になるよう、厚みを有するシリコーンラバーによって形成するとよい。中間層２２に適するシリコーンラバーは、ＲＴＶ(room temperature vulcanization)シリコーンラバー、ＨＴＶ(high temperature vulcanization)シリコーンラバー、ＬＴＶ(low temperature vulcanization)シリコーンラバー等に分類できる。これらのシリコーンラバーのうち既知のものは、例えばＤｏｗＣｏｒｎｉｎｇ社（商品シリーズ名：ＳＩＬＡＳＴＩＣ）やＧｅｎｅｒａｌＥｌｅｃｔｒｉｃ社（商品シリーズ名：ＲＴＶＳｉｌｉｃｏｎｅＲｕｂｂｅｒ）から、容易に購入することができる（「Ｄｏｗ」「Ｃｏｒｎｉｎｇ」「ＳＩＬＡＳＴＩＣ」「ＧｅｎｅｒａｌＥｌｅｃｔｒｉｃ」は何れも登録商標）。この他の好適なシリコーン素材としては、例えばフルオロシリコーン(fluorosilicones)等のシロキサン（siloxanes）（好ましくはポリジメチルシロキサン（polydimethylsiloxanes））や、ジメチルシリコーン(dimethylsilicones)や、ビニル架橋熱硬化性ラバー(vinyl crosslinked heat curable rubbers)或いはシラノール室温架橋素材(silanol room temperature crosslinked materials)といった液状シリコーンラバー(liquid silicone rubbers)がある。更に、適当なものである限りどのようなフィラを中間層２２に含有させてもよい。そして、中間層２２の厚みは普通約０．０５〜約１０ｍｍの範囲内、より好ましくは約０．１〜約７ｍｍの範囲内、更に好ましくは約１〜約５ｍｍの範囲内とするのがよかろう。

また、外側層２０と中間層２２の間や、基体例えば基礎部材２４と中間層２２の間に、接着層その他の望ましい層を何層か組み込むこととしてもかまわない。

また、これも必須ではないが、フューザロール１２の外面にリリース剤を被着させられるよう、リリース剤搬送用配管を有する送給システムをフューザロール１２に連結した構成にするとよい。

フューザロール１２と協働してニップ１４を形成する加圧ロール（バックアップロール）１２は、好ましくは、アルミニウムその他の適当な硬質素材から形成されたリジッドな中空コア２８の上に、表面層３０を設けた構成とする。また、ここではＮＦＦＭ型フューザシステムを採っている。ＮＦＦＭ型フューザシステムでは、フューザロール１２のうちその外寄りにある柔軟な層２０及び２２が加圧ロール１２によって加圧圧縮され、その結果として、主としてフューザロール１２にてニップ１４が形成される。従って、加圧ロール１０やその表面層３０は、硬質であって差し支えない。加圧部材たる加圧ロール１０に望まれる初期硬度は、例えば約３０〜約１２０ショアＡ硬度である。更に好ましくは、約４０〜約９０ショアＡ硬度とするとよい。

ここに、融着に際し媒体１６の自己剥離に影響を与える作用乃至機序は複数種類ある。そのうち一つは接着作用、もう一つは弾性体作用、更に一つは媒体作用である。接着作用とは、トナー像１８が融着ロール１２から物理的に剥がれようとしているときに、それを妨げる方向に融着ロール１２の張力が働くことである。弾性体作用とは、フューザロール１２の表層に設けられている弾性体例えば外側層２０のうち、ニップ１４から遠ざかりつつある部分で、歪エネルギが解放されることである。媒体作用とは、用紙その他の媒体１６がニップ１４の出口で曲がろうとすることである。直観的に理解できるように、媒体１６例えば用紙を自己剥離させるためには、弾性体作用と媒体作用の結合作用が接着作用に優るようにすべきであろう。本発明における改良点のうち特に注目すべきことは、弾性体作用を暫時増大させて自己剥離を促進する（自己剥離が生じる蓋然性を高める）ようにしたことである。

ご理解頂けようが、ＮＦＦＭ型フューザシステムにおいては、エラストマ等により被覆された部材即ちフューザロール１２のニップ外での周速度は、加圧ロール１０の周速度や媒体１６の速度に比べ、僅かではあるが低くなる。これら周速度間の相違率はニップ内表面歪に等価であり、以下の実施形態ではこの周速度相違率のことをクリープと称している。

クリープについては、トナー像１８が載っている媒体１６に対する接着作用に抗して自己剥離を促す作用があることや、白黒画像形成時における典型的なクリープ値が２．５〜３％の範囲内でありカラー画像形成時におけるそれが５％オーダであることや、図１に示した如きＮＦＦＭ型フューザシステムであればニップ１４内に基本的に３個の表面速度領域が生じることが、既に分かっている。生じる３個の表面速度領域とは、図２に示す初期ストレッチング領域３２、スピードロックアップゾーン３４及び減速領域３６のことである。図２はニップ１４内におけるフューザロール１２の周速度変化を示した図である。この図からも読み取れるように、図中一番左にある初期ストレッチング領域３２はフューザロール１２上のエラストマ例えば外側層２０がニップ１４に接したため周速度がニップ外での値Ｖ₀からニップ内での値へと変化する領域であり、その右にあるスピードロックアップゾーン３４はフューザロール１２が加圧ロール１０によって加圧駆動される領域であり、更に右にある減速領域３６はエラストマ例えば外側層２０がニップ外に出たためその周速度が元の値即ちニップ外での値Ｖ₀に戻っていく領域である。エラストマ例えば外側層２０の表面のうち、ニップ１４の外にまさに出たばかりの箇所では弾性エネルギが解放されるので、これによって、フューザロール１２に対する接着作用を克服して媒体１６が自己剥離する傾向が強められる。

図３に、通常のＮＦＦＭ型フューザシステムにおける負荷４２に対するクリープ４０の関数的関係を示す。この図から読み取れるように、加圧ロール１０からフューザロール１２に加える圧力性の負荷４２が増していくと、クリープ４０も増していく。また、負荷４２に対する歪エネルギ４４の関数的関係を示す図４から読み取れるように、負荷４２従ってクリープ４０が増していくとこれに呼応して歪エネルギ４４も増していく（図３及び図４中１ポンド＝約０．３７３２ｋｇ）。従って、負荷４２を増しクリープ４０を増すと歪エネルギ４４が増して自己剥離性が改善される。ここで問題となるのは、“クリープ４０を増大させれば自己剥離性が顕著に改善されるならクリープ４０を高レベルに保って連続運転しないのは何故なのか”ということである。この問いに対する答えは、フューザロール１２を覆うエラストマ素材例えば外側層２０内に発生する歪エネルギ４４にある。自明なことに、高負荷状態で強い歪エネルギ４４を発生させながら連続運転を行うとフューザロール１２の素材寿命が損なわれる。一般に、歪エネルギ４４が増大すればする程素材寿命が短くなる。以上のことから、本発明における特徴的な動作、即ち負荷４２を増大させクリープ４０を増大させはするが、そのクリープ増大は一時的なもの即ち短時間のものにとどめる、という動作の有益性が、明らかであろう。こうした点を考慮に入れるならば、本願にて説明する負荷４２とクリープ４０の操作は、負担の大きなトナー像１８の融着や薄い媒体１６への融着と組み合わせたときに、特に有益な発想であることがわかろう。

図５に示すように、本発明の実施形態においては、少なくとも対媒体通常融着動作実行中に、クリープ及び負荷５０を時刻５２と共に変化させる負荷増大／クリープ拡張サイクルを実行する。この図の例では、重要なことに、例えば媒体１６の先端辺がニップ１４の出口に達した時点或いは達しかけている時点（図中破線５４）で、クリープ及び負荷５０を、自己剥離を成功裡に行えるようなレベルまで高めている。フューザシステムを設計するに当たっては、こうした負荷／クリープサイクルの実行による自己剥離性の改善と、短時間であれ高歪エネルギ状態が発生することによる素材寿命の短縮や、フューザロール１２から媒体１６をうまく自己剥離できないことによる潜在的ダメージ乃至否定的影響とが、互いにうまくバランスするようにすべきであるし、またそうすることは十分に可能である。例えば図６に例示する自己剥離性曲線６０から読み取れるように、自己剥離性指標６２はクリープ６４に対して関数的関係を有している。このグラフの自己剥離性指標６２は破線６６によって上の部分と下の部分とに分けられており、そのうち上の部分を用いれば自己剥離を好適に即ち信頼性良く実現することができる。しかしながら、自己剥離性が良好になる程大きなクリープ６４で動作させると、システムにおける摩耗の進行が早まってしまう。そこで、本発明の実施形態においては、自己剥離性指標６２を大きくすることで際立った効果を期待できるとき、例えばシート状の媒体１６の先端辺がニップ１４の出口又はその近傍にあるときに限って、自己剥離性指標６２の値を自己剥離が好適に生じる望ましい値に保つようにし、当該媒体１６の残りの部分についてはクリープ６４を小さくして、システムにおける摩耗の進行を抑えるようにしている。

図７に、媒体１６の先端辺がニップ１４に入るとクリープを一時的に増大させるフューザシステムの装置構成例を示す。この図に示す装置は、融着部材たるフューザロール１２に圧力を印加する加圧ロール１０を、支持部材７１周りで回動させ得るよう支持部材７１により支持されている実装構造物７０によって支持し、更に、回転するカム７２から実装構造物７０に外圧を印加することによって、加圧ロール１０からフューザロール１２に印加される圧力を一時的に増大させる、というロール中心間距離可調型の構成を採っている。カム７２から実装構造物７０への外圧印加タイミングは、媒体１６の先端辺がニップ１４を通るときは加圧ロール１０からフューザロール１２への印加圧力が増大し、その後間もなく通常の負荷状態に復帰することとなるよう、媒体１６がニップ１４内に送給されるタイミングを基準として決める（制御する）。また、カム７２の外周には、実現したい負荷増大／クリープ拡張サイクルに応じて、ローブ（出っ張り、ディテント、ドウェル等とも称し得る）７４を形成しておく。こうした構成によって、先に図５に示した負荷増大／クリープ拡張サイクルを、好適に実現することができる。更に、負荷を調整するためこの他にも負荷調整機構７６を使用するとなおよい。負荷調整機構７６は、例えば、可調スプリング、シム等、本件技術分野において既知の機構を利用して実現することができる。

カム７２による実装構造物７０への外圧印加タイミングを媒体１６のニップ１４内への送給タイミングと調和・同期させるため、本実施形態では、媒体１６の先端辺を検知してアクチュエータ８０例えばカムアクチュエータに通知する先端辺検知器７８を設けている。アクチュエータ８０は、先端辺検知器７８との通信の結果に基づきカム７２を適当なタイミングで動作させる。即ち、上述の通り、加圧ロール１０からフューザロール１２への印加負荷（圧力負荷）が、媒体１６の先端辺がニップ１４を通るときに増大することとなるよう、カム７２を動作させる。先端辺検知器７８としては、例えばフラグ型センサや光学的接近検知センサ等、媒体送給路（用紙送給路）に沿って上流に配置されており或いは配置し得る各種の媒体センサ（例えば用紙センサ）の中から、適当なものを選んで使用すればよい。センサ（先端辺検知器）７８をニップ１４より前段に配置することで、カム７２の動作をオープンループ制御することができる。加えて、媒体送給路（用紙送給路）に沿ってフューザの前後双方にセンサを設ければ、より緻密にタイミング同期制御を行える。更に、タイミング同期化手法としては、本件技術分野において知られている手法の中から適当なものを選んで使用すればよい。例えば、上流側に設けられているセンサ（先端辺検知器）７８によりシート状の媒体１６の先端辺が検知されたら、その先端辺がニップ１４を通るまでの時間等を計算して遅延時間を決定し、決定した遅延時間と現在のプロセス速度とに基づき上掲の通りタイミングが調和するようにカム７２を動作させる、といった手法で、タイミング同期制御を実施すればよい。

なお、図７に示した実施形態では、ドウェルを伴った外形を有するカム７２を用いて本発明の目的を達成するようにしているが、ご理解頂きたいことに、本発明はこれとは異なる構成の装置を用いて実現することもできるのであって、本発明の技術的範囲にはそうした別種装置を用いた方法、装置乃至システムも包含される。例えば、媒体１６がニップ１４内に送給されるタイミングと同期して流体アクチュエータやステップモータを動作させ、それによって負荷ひいてはクリープを調整することによっても、所望の負荷増大／クリープ拡張サイクルを実現することができる。

図８に、電子写真システムの構成を模式的に示す。この図においては、トナー像形成ステーション８２、転写ステーション８４及びフューザシステム８６の相互関係が示されている。そのうちのフューザシステム８６は、これまで述べてきた機能を有するシステムであり、これには本発明の実施形態が組み込まれている。但し、フューザシステム８６に組み込めるのは上述した実施形態だけではなく、本願中で説明若しくは示唆したものもしていないものも含め、本発明の実施形態であれば何れもフューザシステム８６に組み込むことができる。更に、本願においては、「電子写真システム」なる語を、その目的は異なれど何らかの印刷物出力機能を備えるあらゆる装置を包含する意味で、使用している。従って、「電子写真システム」にはディジタル複写機、製本機、ファクシミリ機、多機能機等様々な装置が包含される。また、電子写真システムには図示のもの以外にも様々な構成要素があるが、説明のため、この図にはそのうちのユーザインタフェース（ＵＩ）８８、媒体送給システム９０及びコントローラシステム（制御システム）９２を示してある。コントローラシステム９２は、システム状態その他に関する情報やメッセージをＵＩ８８を介してユーザに提示し、またユーザからの指示を同じくＵＩ８８を介して受け取る。コントローラシステム９２は、この電子写真システムを構成するその他の構成要素ともそれぞれ機能的に接続・連結されており、この接続・連結を介してその構成要素の状態に関する情報を受け取ると共に、各種構成要素の動作を制御する。

また、コントローラシステム９２は、印刷等に係るジョブ（又はそのセグメント；以下同様）の実行に当たりユーザがＵＩ８８を介して与えるジョブ情報を受け取れる構成とするとよい。特に好ましいのは、そのジョブ情報に、媒体特性情報を含められるようにすることである。ここでいう媒体特性情報とは、そのジョブを実行するときに媒体送給システム９０から供給される媒体１６例えば用紙の特性についての情報、例えばその媒体１６の種類や厚み等といった情報のことである。また、これまでの説明からご理解頂けるであろうが、必要に応じ加圧ロール１０からフューザロール１２上に印加する負荷を増大させてクリープを一時的に増大させる、という動作サイクルは、そのジョブの継続時間中、使用する媒体１６についての特性判別結果（この場合種類や厚み）に応じて実行すると効果的である。それには、例えば、負荷調整機構７６及びカム７２を単独で又は適宜組み合わせて負荷又はクリープ調整システムとして使用し、ジョブ継続時間中にクリープ調整動作を実行するよう、コントローラシステム９２を構成するとよい。

また、現在使用されている媒体１６の曲げスティフネスを自動計測する媒体曲げスティフネス検知器９４を設け、この検知器９４からコントローラシステム９２へと曲げスティフネスデータを送信するように構成してもよい。スティフネス検知器９４としては例えば特許文献１１又は１２に記載のものを用い得るが、それ以外のものを用い得ないわけではなく、どのような種類を用いたものでも本発明の技術的範囲に包含される。コントローラシステム９２は、例えば、実行するジョブにて使用する媒体１６の曲げスティフネスを検知器９４の出力に基づき又はこれを使用しないで自動判別し、得られた媒体特性判別結果（例えば曲げスティフネス又はそれと種類、厚み等との組合せ）に基づき必要に応じクリープを自動調整して、加圧ロール１０からフューザロール１２への印加負荷を上述の通り増減させる構成とする。

以上説明した実施形態によれば、媒体生産性（例えばｐｐｍ（ページ毎分）単位で測れる単位時間当たり媒体印刷ページ数）を向上させることができる。これは、本発明に係る思想の適用によって融着部材及び加圧部材に対する自己剥離性が良好になるためである。また、この実施形態によれば、トナー像１８を成功裡に融着できる媒体１６の種類が拡がり、例えば従来は自己剥離困難であった薄い用紙シートでも、自己剥離させることができる。更に、これらの効果を発生させるため歪エネルギが増大するけれども、それは僅かなものであり、従って、望ましくない付随効果はほとんど生じない。

ベルトレス電子写真装置用フューザロール及び加圧ロールを示す図である。図１に示したフューザロールの表面速度を示すグラフである。フューザロールに加わる負荷に対するクリープの関係を示すグラフである。フューザロールに加わる負荷に対する歪エネルギの関係を示すグラフである。クリープ／負荷曲線の好適例を示すグラフである。クリープに対する自己剥離性指標の関係を示すグラフである。ベルトレス電子写真装置用フューザロール及び加圧ロールをクリープ調整機構と共に示す図である。図７の実施形態が組み込まれた電子写真マシンを示す模式図である。

符号の説明

１０加圧ロール、１２フューザロール、１４ニップ、１６画像受容媒体、１８トナー像、４０，６４クリープ、４２負荷、５０クリープ及び負荷、６０自己剥離性曲線、６２自己剥離性指標、８２トナー像形成ステーション、８４転写ステーション、８６フューザシステム、８８ユーザインタフェース（ＵＩ）、９２コントローラシステム。

Claims

ユーザからの指示を受け取り且つユーザに対しシステム状態メッセージを提示するユーザインタフェースと、
融着部材と、
少なくとも対媒体通常融着動作実行中に有幅のニップが融着部材との間に形成され所定の大きさのクリープが生じるよう融着部材上に所定の圧力負荷を加える加圧部材と、
媒体の先端辺がニップ内又はその周辺を通るときに上記圧力負荷ひいてはクリープの大きさを一時的に増大させる負荷調整システムと、
媒体の曲げスティフネスを自動計測する媒体曲げスティフネス検知器と、
ユーザからの指示と、媒体曲げスティスフネス検知器から出力される媒体の曲げスティフネスとのうち、少なくとも１つに基づいて得られた媒体特性判別結果に基づき負荷調整システムを制御する制御システムと、
を備える電子写真システム。