(57)【要約】【課題】定着部材材料の硬化／軟化によるニップ幅の変化を相殺し、あるいは複数のニップ幅基準値を用いて、定着目標値を可能にするようにニップ幅を測定する手段を提供し、ニップ幅を閉ループ制御する方法を可能にする定着システムを提供する。【解決手段】電子写真装置の定着システムにおいて、少なくとも一組の定着部材１０と加圧部材２０を有し、所定のニップ幅ａを有する定着部材１０および加圧部材２０と、定着部材１０、加圧部材２０およびニップ３０を通過する媒体４０の内、少なくとも１つの速度をモニタするセンサ４５と、該センサ４５から速度データを受信し、該データから現在のニップ幅ａを特定し、該ニップ幅ａを基準ニップ幅範囲と比較するプロセッサと、該プロセッサと通信可能な状態にあり、該ニップ幅ａを基準ニップ幅の範囲内に収まるように調整するニップ幅調整装置を備える。【選択図】図１
2005182026.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真装置の定着システムであって、
一組または複数組の定着部材および加圧部材において、前記定着部材と前記加圧部材との間にニップ幅を有するニップを形成するように、前記加圧部材が、前記定着部材に対して圧力をかけるように構成されており、前記ニップ幅が、基準ニップ幅範囲の範囲内に収まるように設定された一組または複数組の定着部材および加圧部材と、
前記定着部材、前記加圧部材、および前記ニップを通過する媒体のうちの少なくとも１つについての速度をモニタする少なくとも１つのセンサと、
前記少なくとも１つのセンサと通信可能な状態にあり、前記少なくとも１つのセンサから速度データを受信し、前記速度データから現在のニップ幅を特定し、前記現在のニップ幅を前記基準ニップ幅範囲と比較するプロセッサと、
前記プロセッサと通信可能な状態にあり、前記現在のニップ幅を、前記基準ニップ幅範囲の範囲内に収まるように調整するニップ幅調整装置と、
を備える定着システム。
【請求項２】
一組の定着部材および加圧部材と連係しているニップ幅を閉ループ制御する方法であって、
前記定着部材と前記加圧部材との間にニップ幅を有するニップを形成するように、前記加圧部材が、前記定着部材に対して圧力をかけるように構成されており、前記ニップ幅が、基準ニップ幅範囲の範囲内に収まるように設定されており、
前記定着部材、前記加圧部材、および前記ニップを通過する媒体のうちの少なくとも１つについての速度をモニタして、
前記速度をプロセッサに提供して、前記プロセッサにおいて、前記速度から現在のニップ幅を特定し、前記現在のニップ幅を前記基準ニップ幅範囲と比較して、
前記現在のニップ幅が、前記基準ニップ幅範囲から外れている場合に、
前記現在のニップ幅を、前記基準ニップ幅範囲の範囲内に収まるように調整することを含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、代表的な媒体速度または部品速度をモニタすることによって、定着器のニップ幅を制御して、時間の経過とともにそのニップ幅を適切に調整することを可能にする閉ループ制御を含む定着システムおよびそのような定着システムにおいてニップ幅を制御する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真（xerography）技術またはその他の同様の画像複写技術において、電荷保持面上、すなわち、光導電体上あるいは光受容体上に静電潜像が形成される。その電荷保持面上に画像を形成するために、まず、その面に、均一な電荷が与えられて、その後、複写される元の原稿の光画像またはその他の適切な画像に対して、その面を露光する。続いて、このようにして形成された静電潜像を可視化するために、この目的のために特に設計された数々のトナーのいずれか１つを塗布する。
【０００３】
本発明の目的において、この静電潜像は、静電電荷を帯電させた感光部材を元の原稿の光画像に露光する以外の手段によって形成するようにしてもよいということは言うまでもない。例えば、この静電潜像を、電子的に保存または生成された情報から生成するようにしてもよく、デジタル形式のこの情報を、画像生成のための電子機器および光学機器によって、文字数字画像に変換するようにしてもよい。画像を形成するための個々の方法は、本発明において特に重要なことではなく、このような好適な方法であれば、どのような方法を用いるようにしてもよい。
【０００４】
一般的な電子写真装置において、形成されたトナー画像は、例えば、紙のような画像受像基材に転写される。該基材に転写された後に、その画像は、定着装置を用いて、その被印刷体に接着させられる。これまで、トナー画像を定着させるために、同時に、熱および接触圧力を用いることが、市販用として最も広く受け入れられてきており、最も一般的なものとしては、一対の加圧係合ロールを用いるシステムがある。
【０００５】
トナー画像を固定するために加圧係合ロールを用いることは、当該技術分野においてよく知られている（例えば特許文献１〜特許文献４参照）。
【０００６】
【特許文献１】米国特許第６，２８９，５８７号明細書
【特許文献２】米国特許第５，９９８，７６１号明細書
【特許文献３】米国特許第４，０４２，８０４号明細書
【特許文献４】米国特許第３，９３４，１１３号明細書
【０００７】
電子写真装置の初期設定時において、定着システムは、例えば、滞留時間（ニップ幅／処理速度）、用紙速度、およびクリープ（creep）について、特定の基準値の範囲内に収まるように設定されている。滞留時間とは、画像固定および画質における比較的影響の大きい要因の１つである。用紙速度とは、用紙搬送における重要な要素である。クリープとは、ニップにおける剥離面の伸張（release surface’s extension）であって、定着ロールから用紙が自動的に取り除かれること（self-stripping）を可能にするという点において重要である。これらの基準値を設定するために、例えば、用紙速度として、ロール回転速度を設定するとともに、滞留時間およびクリープとして、ニップ幅を設定する。
【０００８】
一旦、初期設定されると、一般的な定着器のニップ幅は、その電子写真装置の動作中を通じて変更されない。困ったことに、いくつかの内因および外因によって、定着システムが、指定された基準値から逸脱することになる場合がある。例えば、一般的なソフトオンハードロール対において、ソフトロールが、駆動ロールであるときに、例えば、時間の経過とともに、そのロール材料が硬化するため、定着システムは、基準値から外れて動作し始める場合がある。一般的な定着ロールシステムには、例えば、シリコーン材料のような、予測できない速度で、時間の経過とともに硬化する傾向がある何らかの材料が含まれる。この硬化によって、滞留時間およびクリープの両方が、大幅に減少することになり、これが、早過ぎる故障の原因となる（例えば、ニップ幅が減少すると、結果として、トナー画像の固定が不十分になったり、画質が低下したりするばかりではなく、画像受像基材の剥離不良（poor stripping）につながる）。
【０００９】
これらの故障状態に加えて、場合によっては、定着器におけるニップ幅を、要望に応じて変更することが望ましい。例えば、厚い紙の上では、ニップ幅が大きい場合に定着品質が向上して、薄い紙の上では、ニップ幅が小さい場合に定着品質が向上することが多い。従って、様々な媒体および画像が存在するなかで、定着自由度（fusing latitude）は、ニップ幅を的確に設定および制御できる場合に向上する。
【００１０】
定着自由度を向上させるために、あるいは定着システムが基準値から外れることによるシステム故障を取り除くために、ニップ幅を再設定することは、一般に、（ａ）技術者によって、ニップを現場で再設定すること、および／または（ｂ）ニップ幅を工場において基準値よりもはるかに上に設定することで、基準値から外れるまでに、より長い時間、その装置が動作可能となるようにすることによって対処されてきている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、これらの「解決策」には、いずれも深刻な問題がある。技術者によって、ニップを再設定するのであれば、技術者が現場に出向くことが必要になるとともに、その装置を動作停止させる時間が必要になる。最初に、ニップ幅を基準値よりも上に高く設定しておくのであれば、通常、用紙搬送および剥離に関する問題が、特に、軽量紙の場合に生じることになる
【００１２】
必要とされているのは、改良されたインライン方法であって、当該装置それ自体において、ニップ幅を測定および調整することで、定着システムを、動作可能な基準値の範囲内に維持することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明によれば、電子写真装置の定着システムであって、一組または複数組の定着部材および加圧部材において、前記定着部材と前記加圧部材との間にニップ幅を有するニップを形成するように、前記加圧部材が、前記定着部材に対して圧力をかけるように構成されており、前記ニップ幅が、基準ニップ幅範囲の範囲内に収まるように設定された一組または複数組の定着部材および加圧部材と、被駆動部材の速度または前記ニップを通過する媒体の速度をモニタする少なくとも１つのセンサと、前記少なくとも１つのセンサと通信可能な状態にあり、前記少なくとも１つのセンサから、この速度データを受信し、前記速度データから現在のニップ幅を特定し、前記現在のニップ幅を前記基準ニップ幅範囲と比較するプロセッサと、前記プロセッサと通信可能な状態にあり、前記現在のニップ幅を、前記基準ニップ幅範囲の範囲内に収まるように調整するニップ幅調整装置と、を備える定着システムが提供される。
【００１４】
また、本発明によれば、少なくともトナー画像形成ステーションと、トナー画像を画像受像基材に転写する転写ステーションと、トナー画像を画像受像基材に固定する本発明による定着システムと、を備える電子写真装置が提供される。
【００１５】
また、本発明によれば、一組の定着部材および加圧部材と連係しているニップ幅を閉ループ制御する方法であって、前記定着部材と前記加圧部材との間にニップ幅を有するニップを形成するように、前記加圧部材が、前記定着部材に対して圧力をかけるように構成されており、前記ニップ幅が、基準ニップ幅範囲の範囲内に収まるように設定されており、被駆動部材の速度または前記ニップを通過する媒体の速度をモニタして、この速度をプロセッサに提供して、前記プロセッサにおいて、前記ロール速度から現在のニップ幅を特定し、前記現在のニップ幅を前記基準ニップ幅範囲と比較して、前記現在のニップ幅が、前記基準ニップ幅範囲から外れている場合に、前記現在のニップ幅を、前記基準ニップ幅範囲の範囲内に収まるように調整することを含む方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
上述したように、一般的な電子写真装置には、少なくとも、トナー画像形成ステーションと、トナー画像を画像受像基材に転写する転写ステーションと、トナー画像を画像受像基材に固定する定着システムと、が含まれる。トナー画像形成ステーションにおいては、好適なトナー材料を用いて、一般に、光導電体または光受容体の表面上に、元の画像の潜像を現像する。続いて、現像されたトナー画像は、転写ステーションにおいて、例えば、紙、透明シート等のような画像受像基材に転写される。画像受像基材に転写した後に、さらに、トナー画像を、画像受像基材に固定する必要があり、これは、定着システムによって、熱および圧力を、表面上にトナー画像を有する画像受像基材（被印刷体）に加えることによって達成される。
【００１７】
本発明の定着システムは、定着部材を含んでおり、これは、例えば、定着ロール、または１つまたは複数の（定着）ロールの周りを移動する定着ベルトで構成されることが可能である。ここで用いた「定着部材」という用語は、トナー画像を画像受像基材に固定する際にトナー画像に接触するように用いられる定着器のあらゆる構成を総称する。同様に、本発明の定着システムは、加圧部材を含んでおり、これは、例えば、加圧ロール、または１つまたは複数のロールの周りを移動する加圧ベルトで構成されることが可能である。ここで用いた「加圧部材」という用語は、定着部材に対して荷重をかけられた部材であって、定着部材と加圧部材との間を通過させられる画像および媒体に対して圧力を加えるように用いられるあらゆる部材を総称する。
【００１８】
定着システムは、望ましくは、少なくとも一対の定着部材、望ましくは、定着ロールと、加圧部材、望ましくは、ロールと、の組（セット）で構成される。本発明の定着システムにおける一組のロールを図１に示す。定着システムには、一組または複数組の定着ロールおよび加圧ロールを適宜含むことが可能である。二組の定着ロールおよび加圧ロールを用いるシステムが、米国特許第５，４３６，７１１号明細書に記載されており、これを本願に引用して援用する。図示および説明を簡単にするために、本発明は、ロールのみ（ベルトなし）の定着システムにおける一組の定着ロールおよび加圧ロールについて説明する。
【００１９】
定着システムにおいて、加圧ロール２０が定着ロール１０に対して圧力をかけるようにさせることによって、加圧ロールと定着ロールとの間に、ニップ幅“ａ”を有するニップ３０が形成される。表面上にトナー画像を有する画像受像基材４０がニップを通過するようにさせることで、トナー画像が、定着ロール面に接触することになる。トナー画像は、熱および圧力によって画像受像基材に固定される。画像受像基材が定着システムから出ると、画像受像基材は、定着ロールから剥離させられる。この剥離は、自動的な剥離であることが望ましいが、当該技術分野において、よく知られているように、ストリッピングフィンガ（剥離用の指状部材）またはその他の剥離用の装置を用いて剥離を助けるようにしてもよい。
【００２０】
本発明の定着部材は、どのような構成および設計であってもよく、全く制限はない。但し、本発明は、寿命の間にわたって速度を維持することに関しており、定着部材の１つまたは複数の層が、時間の経過とともに硬化する傾向を有する材料で構成されている定着部材に、最も適用可能である。例えば、そのような材料としては、シリコーン材料が含まれうるので、従って、本発明は、シリコーン材料からなる１つまたは複数の層で構成されている定着部材に、最も適用可能である。
【００２１】
本発明の好適な実施の形態において、定着部材は、シリコーン材料を含む少なくとも１つの層を含む定着ロールである。定着ロール１０は、例えば、アルミニウム、陽極処理を施したアルミニウム、スチール、ニッケル、銅等のようないずれかの好適な金属から加工された中実または中空の円筒または芯材であるであろう好適な基礎部材１２の上に、外周層１５および省略可能な中間層１４を含むことが望ましい。中空円筒または中空芯材は、そのようなものであれば、その円筒または芯材の内部から加熱することが可能であるのでより好ましい。例えば、好適な加熱体１８を、この円筒または芯材の中空部分に配設することができる。また、代替的に、外部から加熱するためのいずれかの好適なオプションを用いるようにすることもできる。
【００２２】
定着部材の外周層１５は、望ましくは、当該技術分野における従来技術と同様に、フルオロエラストマ（fluoroelastomer）で構成される。フルオロエラストマは、そのなかにシリコーン材料を含みうる。
【００２３】
好適なフルオロエラストマとしては、ＦＦＫＭエラストマおよびハイドロフルオロエラストマが含まれる。具体例としてのＦＦＫＭエラストマは、高分子鎖上の全ての置換基が、フルオロ基、パーフルオロアルキル基、またはパーフルオロアルコキシ基のいずれかであるポリメチレンタイプのパーフルオロゴム（perfluororubbers）である。ハイ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ており）、ＡＳＴＭ規格Ｄ１４１８−９０に規定されたものであって、高分子鎖上に、置換フルオロ基および置換パーフルオロアルキル基または置換パー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ゴム（フッ素ゴム）を指す。
【００２４】
フルオロエラストマは、米国特許第４，２５７，６９９号明細書、米国特許第５，０１７，４３２号明細書、および米国特許第５，０６１，９６５号明細書に詳細に記載されているものであってもよい。これらの明細書中に記載されているように、これらのフルオロエラストマは、特に、フッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレン、テトラフルオロエチレン、および架橋点モノマー（cure site monomer）（臭素を含有していると考えられる）のコポリマー、ターポリマー、およびテトラポリマーの分類のものが、イー・アイ・デュポン・ドゥ・ヌムール（E.I. Dupont de Nemours, Inc.）社から入手可能なバイトン（VITON（登録商標））ラインのフルオロエラストマとして様々な名称で商業的に知られている。その他の商業的に入手可能な材料としては、スリーエム（3M Company）社から入手可能なフルオレル（FLUOREL（登録商標））ラインのフルオロエラストマが含まれる。さらにその他の商業的に入手可能な材料としては、同様に、スリーエム社から入手可能なアフラス（AFLAS（登録商標））のポリ（プロピレン−テトラフルオロエチレン）コポリマー、およびフルオレルＩＩ（FLUOREL II（登録商標））のポリ（プロピレン−テトラフルオロエチレン−フッ化ビニリデン）ターポリマーが含まれる。
【００２５】
充填材、例えば、アルミナ充填材、熱安定剤等を、当該技術分野においてよく知られているように外周層に含むことができる。例えば、米国特許第４，７１１，８１８号明細書、および米国特許第５，７２９，８１３号明細書を参照のこと。
【００２６】
定着部材の外周面層は、望ましくは、約１ミル〜約９ミル（２．５４×１０−３ｃｍ〜２．２９×１０−２ｃｍ）の厚さを有する。
【００２７】
一層または複数層の省略可能な中間層を、支持体と外側のフルオロポリマー／シリコーン層との間に配置することができる。中間層は、望ましくは、コンフォーマブルな層を形成するような厚さのシリコーンゴムで構成される。好適なシリコーンゴムには、室温加硫（ＲＴＶ）シリコーンゴム、高温加硫（ＨＴＶ）シリコーンゴム、および低温加硫（ＬＴＶ）シリコーンゴムが含まれる。このようなゴムは、例えば、ダウ・コーニング（Dow  Corning）社製のシラスティック（SILASTIC（登録商標））ライン、およびゼネラル・エレクトリック（General  Electric）社製のＲＴＶシリコーンゴムラインとして知られており、商業的に容易に入手可能である。その他の好適なシリコーン材料には、例えば、フルオロシリコーン、ジメチルシリコーン、例えば、ビニル架橋熱硬化ゴムまたはシラノール室温架橋材料のような液体シリコーンゴム等のようなシロキサン（望ましくは、ポリジメチルシロキサン）が含まれる。あらゆる好適な充填材を中間層に含むことができる。一般に、中間層は、望ましくは、約０．０５ｍｍ〜約１０ｍｍの厚さを、さらに望ましくは、約０．１ｍｍ〜約７ｍｍの厚さを、さらに望ましくは、約１ｍｍ〜約５ｍｍの厚さを有する。
【００２８】
その他の層、例えば、接着層またはその他の好適な層を、各実施の形態において、外周層と中間層との間に組み込んだり、各実施の形態において、支持体と中間層との間に組み込んだりすることができる。
【００２９】
必要に応じて、剥離剤を収容する貯留部（sump）を含む給送システムを、定着ロールと連係させて、定着ロールの外周面に剥離剤を塗布することを可能にすることもできる。
【００３０】
バックアップロールつまり加圧ロール２０が、定着ロール１０と連係することで、ニップ３０が形成される。加圧ロールは、望ましくは、高剛性中空スチール（またはその他の好適な硬質材料）の芯材２５で構成されており、その上に、軟質面層２２を備える。
【００３１】
定着部材は、当初の硬度として、約３０ショア（Ｓｈｏｒｅ）Ａ〜約１２０ショア（Ｓｈｏｒｅ）Ａを示すことが望ましく、約４０ショア（Ｓｈｏｒｅ）Ａ〜約９０ショア（Ｓｈｏｒｅ）Ａを示すことがさらに望ましい。時間の経過とともに、例えば、シリコーン材料のような定着部材の材料は、硬化する傾向がある。この硬化によって、２０ショア（Ｓｈｏｒｅ）Ａ以上の単位で硬度が高まる場合があり、このことが、問題であるのは、わずか５ショア（Ｓｈｏｒｅ）Ａ単位の定着部材の硬度変化によって、定着部材が、基準値から外れることになる場合もあるからである。これは、定着部材の硬度が、直接、ニップ幅に影響を及ぼすからである。定着部材が硬くなるに従って、ニップ幅は、減少して、結果として、画像の固定および剥離がうまくいかなくなる。
【００３２】
定着システムを含む電子写真装置の初期設定時において、数々の基準値が、定着システムに組み込まれる。定着システムにおいて重要な基準値としては、滞留時間（ニップ幅および処理速度）、用紙速度、およびクリープが含まれる。定着システムの動作可能な基準値ニップ幅の範囲は、定着システムの形状によって異なるが、そのシステムの形状を知っている当業者であれば、適切な動作可能範囲を、容易に特定することができる。例えば、ニップ幅は、動作可能な基準値範囲が、約１３．０ｍｍ〜約１７．５ｍｍである場合がある。
【００３３】
上述したように、時間の経過とともにニップ幅が変化することがあり、ニップ幅は、定着部材の材料の硬化によって、基準値範囲から逸脱する場合がある。また、クリープとは、ニップにおける剥離面の伸張であって、これもまた、定着部材の材料の硬化によって、時間の経過とともに変化して、基準値から外れて、結果として、画像受像基材の定着ロールからの剥離がうまくいかなくなる場合がある。
【００３４】
さらに、内部的な要因または外部的な要因によって、動作中の定着器のニップ幅を、新しい基準値範囲に合わせて調整することが必要とされる場合がある。例えば、厚い紙の定着処理においては、動作可能な基準値範囲を、約１３ｍｍ〜約１７．５ｍｍから、約１７ｍｍ〜約２１ｍｍに変更する場合もあるであろう。
【００３５】
本発明において、ニップ幅および／またはニップ幅を導き出すことが可能な特性が、モニタされる。モニタリング装置によって、その特性の測定値が、プロセッサに提供されて、続いて、そのプロセッサが、測定／特定された定着部材の現在のニップ幅を、要求されている基準値ニップ幅と比較する。現在のニップ幅が、許容可能な基準値範囲から外れていると判断された場合に、プロセッサは、続いて、ニップ幅調整装置に対して、加圧ロールが定着部材にかける圧力を適切に調整するように信号を送信することによって、ニップ幅を調整して、ニップ幅を、適切な基準値範囲に戻すようにする。
【００３６】
モニタリング装置は、定着システム内における数多くの値のいずれについてのセンサであってもよく、例えば、ニップ幅を直接的にモニタするセンサ、または、ニップ幅を指示する値（indicators）、例えば、定着システムから出ていく用紙速度、定着システムに入っていく前の用紙の歪み（buckle）、定着ロールから加圧ロールの中心から中心の分布等を間接的にモニタするセンサであってもよいが、本発明において、最も望ましいのは、センサによって、ニップ幅を導き出すことが可能な、システム内における速度を測定することである。これに関連して、定着システムにおける被駆動部材、例えば、加圧部材または定着部材の速度および／または定着システムのニップから出ていく媒体の速度が測定される。最も好適な実施の形態においては、定着システムの動作中に、加圧部材が、駆動されて、センサは、この加圧部材の速度を測定する。ニップ幅を直接的に検知することは、極めて難しく、不正確になりやすい。
【００３７】
加圧部材の速度は、所定の定着器のニップ幅と直接的な関係があるので、加圧部材の速度を測定することが、定着システムにおける現在のニップ幅を間接的に特定するための、最も確実で、効率的な方法である。定着部材の劣化のために、あるいは、目標基準値の変更のために、ニップ幅が減少するのに伴って、加圧部材の速度も、同様に低下する。
【００３８】
図２に、モニタリングセンサ、加圧ロール、プロセッサ、およびニップ幅調整装置の関係を示す。モニタリングセンサは、図１において、符号４５によって図示されている。
【００３９】
速度、例えば、加圧ロール（被駆動部材）の速度および／または定着システムから出ていく媒体の速度をモニタするために、検出技術において知られているあらゆる好適なセンサを、全く制限なく、用いることができる。センサが、加圧ロールの速度を測定する場合に、センサは、加圧ロールの内部に配置してもよいし、加圧ロールの外側に配置してもよい。保守および交換を容易にするためには、センサを、加圧ロールの外側に配置することが望ましい。
【００４０】
モニタリングセンサは、このセンサによって測定されたデータをプロセッサに送信できるように、プロセッサと通信可能な状態にある。無線通信とすることも可能であるが、一般に、センサとプロセッサとの間に、従来からのケーブル配線を用いることで、プロセッサが、モニタリングセンサからのデータを確実に受け取ることができるようにすることが好適である。
【００４１】
プロセッサは、その受信データを評価して、定着システムの、測定されたニップ幅、つまり現在のニップ幅の値を求める。そのデータが、加圧ロール速度のデータである場合に、そのデータは、プロセッサによって、ニップ幅の値に変換される。これは、あらゆる好適な手段によって、例えば、プロセッサに保存された参照用テーブルを用いることによって行うことが可能である。そのような参照用テーブルに、所定の形状の定着システムについての様々な加圧ロールの速度に対応するニップ幅を保存しておくことが可能である。また、プロセッサは、このプロセッサに保存された適切な関数式を用いて、加圧ロールの速度データから現在のニップ幅の値を計算することもできる。
【００４２】
現在のニップ幅が求められると、支障なく、正常に動作するために定着システムに必要とされるニップ幅基準値範囲と比較される。現在のニップ幅が、そのニップ幅基準値範囲から外れていると判断された場合には、プロセッサは、続いて、ニップ幅調整装置に対して、定着システムにおける荷重を適切に調整するように、すなわち、加圧ロールが定着部材にかける圧力量を適切に調整するように信号を送信する。
【００４３】
例えば、定着部材の材料が硬化して、現在のニップ幅が減少して、ニップ幅基準値範囲から外れてしまっている場合には、ニップ幅調整装置に対して、そのシステムにおける荷重を増加させるように信号を送信することによって、加圧ロールが定着部材にかける圧力を増加させて、ニップ幅を増加させて、再度、所望の動作可能な基準値範囲内に収まるようにする。荷重を増加させることによって、ニップ幅および滞留時間を増加させて、基準値の範囲内に収まるようにすることが可能であり、これには、同様に、生じているかもしれない用紙速度におけるあらゆるずれを補正するという利点がある。
【００４４】
ニップ幅調整装置は、本発明の閉ループ処理において、あらゆる好適な手段によって、定着器荷重を、本来の状態（in situ）に調整するように、例えば、増加させるように設計することが可能である。望ましくは、荷重機構において、全体のカムリフト量、ばね予荷重、またはあらゆるその他の物理的な移動量を変更することによって、荷重を調整することが可能である。荷重機構は、望ましくは、定着システムにおける加圧ロールの取り付け構造と連係している。
【００４５】
このように、本発明による電子写真装置の定着システムは、プロセッサと通信可能な状態にあるニップ幅調整装置を含んでおり、これによって、定着システムにおける荷重を調整することによって現在のニップ幅を調整することが可能である。ニップ幅調整装置を加圧ロールと連係させて、定着システムにおける荷重を調整できるようにすることが最も望ましい。例えば、ニップ幅調整装置を、電子写真装置の内部において加圧ロールの取り付け構造と連係させることができる。
【００４６】
各実施の形態において、ニップ幅調整装置は、例えば、シリコーンの硬化のせいで、ニップ幅が減少してしまっているということを検出することによって、加圧ロールが定着部材にかける圧力を調整できるように、例えば、加圧ロールがかける圧力を増加させるように調整できるように加圧ロールと連係していることが望ましい。
【００４７】
ニップ幅調整装置としては、荷重の調整を行うことが可能な構成、例えば、加圧ロールが定着部材にかける圧力を増加させることが可能な構成であれば、どのような構成であっても、全く制限なく、用いることが可能である。例えば、定着部材に対する加圧ロールの物理的な移動を生じさせるように調整可能な装置であれば、どのような装置であっても用いることが可能である。望ましくは、ニップ幅調整装置を、加圧ロールの可動取り付け構造と連係させることで、ニップ幅調整装置が、加圧ロール取り付け構造の位置を調整して、これに対応して、加圧ロールと定着部材との間における圧力の程度を調整するようにすることが可能となる。
【００４８】
図３〜図６において、本発明に用いることができる４つの実施可能なニップ幅調整装置の各構成を示す。
【００４９】
１つの好適な実施の形態において、加圧ロールが定着部材にかける圧力は、加圧ロールの取り付け構造において、カムおよびカム従動子を用いて調整することが可能である。この実施の形態は、図３に図示されている。図中、カム５０は、加圧ロール２０の外側にあって、カム従動子５５に連結されている。さらに、カム従動子は、直接、または、ばねを含む場合もあるであろう取り付け構造を介して、加圧ロールに連結されている。カムの適切な回転によって、カム従動子が、加圧ロールに、より大きな荷重をかけるようにして、これによって、加圧ロールが、定着部材１０にかける圧力量を増加させる。カムとカム従動子との間における連結は、図３に示すように直接的である必要はなく、代替的に、さらに別の追加アームを介するようにしてもよく、その追加アームと連係させたばねを、含んでもよいし、含まなくてもよい。カムの回転は、プロセッサによって容易に制御することが可能であり、このことは、当業者であれば容易に理解されることである。
【００５０】
もう１つのニップ幅調整装置の構造を、図４に示す。この実施の形態において、加圧ロールが定着ロールにかける圧力は、回転カム６０を用いて調整することが可能である。回転カムは、図４において、加圧ロール２０の内部にあるように図示されているが、代替的な構成を、全く制限なく、用いることができる。上述した実施の形態と同様に、回転カムの適切な回転によって、加圧ロールの位置が調整される。従って、回転カムの適切な回転によって、加圧ロールを、定着部材の方に向かって移動させることが可能であり、これによって、加圧ロールが定着部材にかける圧力量を増加させることになる。プロセッサによる回転カムの制御は、当該技術分野においてよく知られているどのような手段によって実現するようにしてもよい。
【００５１】
図５には、本発明のニップ幅調整装置のさらにもう１つの構成を示す。図５において、ばねを用いて、定着部材にかける圧力を調整することが可能な加圧ロールの取り付け構造が図示されている。ばねに対する荷重は、あらゆる好適なやり方で調整することが可能であり、これによって、加圧部材上の荷重を増加させることになる。例えば、上部ねじを回転させることによって、ばねを圧縮して、荷重を増加させることができる。また、ばね７０は、加圧ロール２０の可動取り付け構造８０と連係しているばかりではなく、電子写真装置の、例えば、回転カムのような荷重機構と連係している場合もある。この構成では、ばねの圧縮を高めることで、加圧ロールを、定着部材に近づけるように力を加えることが可能であり、これによって、加圧ロールが定着部材にかける圧力量を増加させるとともに、これに対応して、ニップ幅を増加させることになる。
【００５２】
ばね機構による１つの好適な構成において、ばねは、ねじ機構７２と連係しており、例えば、ねじの外側を取り囲むように設けられる。ねじを締め付けることで、ばねの圧縮が高まり、これによって、結果として、上述した物理的な移動が生じる。代替的に、定着部材とは反対側における加圧ロール取り付け構造の一部分において、単に、ばねを、この加圧ロール取り付け構造に接触させて、その加圧ロール取り付け構造に接触している端部とは反対側におけるばねの端部に、プレート（またはその他の好適な押圧可能な手段）を設けるようにしてもよい。この構成では、プレートを押圧する力によって、より大きな圧力を、ばねにかけることが可能であり、これによって、ばねに対する圧縮を高めるとともに、結果として、加圧ロールが定着部材にかける圧力を所望のように増加させて、さらに、ニップ幅を所望のように増加させることになる。
【００５３】
ニップ幅調整装置のさらにもう１つの実施の形態を、図６に示す。図６には、シムを用いて、定着部材にかける圧力を調整することが可能な加圧ロールの取り付け構造が図示されている。シムを調整することで、加圧ロールの、または加圧ロールに荷重をかけるばねの、荷重がかけられた位置を物理的に調整して、これによって、結果として、荷重を所望のように調整することができる。図６に示すように、シムを用いることで、荷重機構あるいはフレームにおけるあらゆる物理的な寸法を調整することができる。例えば、加圧ロールに対する荷重を大きくするために、長さｈを、好適なやり方で、例えば、ねじ機構によって拡大することが可能であるのに対して、長さｈを縮小すると、荷重が小さくなる。自動化されたシムは、当該技術分野においてよく知られているいずれかの手段を用いて、プロセッサによって制御することができる。
【００５４】
このように、本発明によれば、定着器自由度を向上させて、定着器寿命を長くして、定着器に対する保守を軽減するということを、定着器におけるニップ幅の調整を自動化した結果として可能にする。ニップ幅は、電子写真装置それ自体によって、その寿命の間にわたって定着性能が最大となるように調整されるとともに、例えば、定着器が、時間の経過および使用によって硬化するのに従って、ニップ幅を適切に調整することが可能なようにモニタされるので、画質および剥離性等は低下しない。
【００５５】
なお、本発明の好適な実施の形態（これらは、例示となるものであって、限定しようとするものではない）について説明してきたが、当業者であれば、上述の教示に鑑みて、様々な改良および変更を加えることが可能である。従って、添付の特許請求の範囲において定義された発明の範囲および精神から逸脱しない限りにおいて、開示された本発明の個々の実施の形態において様々な変更を加えることができるということは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】電子写真装置のための一組の定着ロールおよび加圧ロールを示す図である。
【図２】センサと、加圧ロールと、プロセッサと、ニップ幅調整装置との間における連係関係を示す図である。
【図３】カムとカム従動子によって、定着部材上に作用する圧力が調整可能である加圧ロールの取り付け構造を示す図である。
【図４】回転カムによって、定着部材上に作用する圧力が調整可能である加圧ロールの取り付け構造を示す図である。
【図５】ばねによって、定着部材上に作用する圧力が調整可能である加圧ロールの取り付け構造を示す図である。
【図６】シムによって、定着部材上に作用する圧力が調整可能である加圧ロールの取り付け構造を示す図である。
【符号の説明】
【００５７】
１０  定着ロール、２０  加圧ロール、３０  ニップ、４０  画像受像基材、４５  モニタリングセンサ、ａ  ニップ幅。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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