(57)【要約】【課題】  各メディアにおいて、それぞれの紙（薄紙、厚紙）の定着性と積載性を機械を大型化させずに両立させる。【解決手段】  一つの定着ローラに複数の加圧ローラが設置され、且つ加圧ローラと同じ数だけの分離部材により構成される。分離部材の接離機能により、薄紙、厚紙の搬送経路を変えて、どちらの紙も定着性と定着後の積載性を両立させる。またメディアセンサーにより、その動作を自動に行う。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上のトナー画像を転写材に静電的に転写して形成された転写材上の未定着トナー画像を加熱、加圧定着する定着装置を有する画像形成装置において、1つの定着部材に対して、複数の加圧部材を有し、且つ、該定着部材から該転写材を分離する分離部材が該加圧部材と同数有し、該定着部材回転方向最下流に設置してある該分離部材以外、該定着部材から接離可能である分離部材を有する事を特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記転写材の厚さや坪量によって、前記定着部材と前記加圧部材とが互いに圧接してなる定着ニップを通過する経路を変化させることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記転写材の厚さや坪量が大きくなると、該転写材が通過する前記定着ニップの数も多くなることを特徴とする請求項1又は、請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記転写材の情報を外部から入力が可能であることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
転写材搬送経路途中に、前記転写材の厚さや坪量を自動検知することのできるメディア検知センサを有し、検知結果により前記定着ニップを通過する経路を変化させることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記加圧部材の表面は前記定着部材の表面より離型性が高いことを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真法を用いる画像形成装置の定着装置に係わり、特に定着部材と加圧部材間のニップ幅を調整するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の画像形成装置の一例を図3〜図4を用いて説明する。
【０００３】
図3のように画像形成装置となる複写機101 は帯電装置102 により一様に帯電した像担持体103 の表面に画像情報に応じてレーザ光を照射し、静電潜像を形成する。
【０００４】
前記静電潜像を現像装置104 によりトナー画像に現像した後、像担持体103 上のトナー画像を転写装置105 により転写材Ｓ上に転写する。この状態の転写材Ｓ上の未定着トナー画像を定着装置106 により加熱、加圧定着し、電子写真画像を得る。
【０００５】
定着装置106 は図4に示すように内部にハロゲンヒータ107 を設けた定着ローラ108 、該定着ローラ108 に対向して配置された加圧ローラ109 、定着ローラ108 を清掃するためのクリーニングウェブ110 等を有しており、定着ローラ108 は厚さ１２mmの中空のアルミニウムの芯金上に中間層として２５０μｍ程度のシリコンゴム層を設け、該シリコンゴム層の上に２０μｍ程度のＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等のフッ素樹脂を被覆して表層を形成している。
【０００６】
加圧ローラ109 はステンレスの芯金上に５mmのシリコンゴム層を設け、該シリコンゴム層の上に100μｍ程度のＰＦＡ（テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂）チューブを被覆して表層を形成している。
定着ローラ108 及び加圧ローラ109 の外径は６０mmである。クリーニングウェブ110 はポリアミド等の不織布からなり、シリコンオイルが含浸され、定着ローラ108 の表面に当接され、画像形成中のみ０．０５mm/sの速度で定着ローラ108の回転に逆らう方向に巻き取られて、定着ローラにオフセットしたトナーをクリーニングする。
【０００７】
定着ローラ108 の表面の転写材Ｓの通過領域に該定着ローラ108 の温度を検知するためのサーミスタ111 が当接されており、該サーミスタ111 が検知した温度によりハロゲンヒータ107 の出力を制御している。
【０００８】
ハロゲンヒータ107 の画像形成中の最大出力は1500Ｗであり、例えば、Ａ３サイズの転写材Ｓが毎分60枚加熱定着処理出来る。定着ローラ108 の回転速度は５００mm/sに制御されている。
【０００９】
定着ローラ108 の温度は制御装置112 により２００℃に維持されるように制御されて転写材Ｓ上の未定着トナー113は定着ローラ108と加圧ローラ109との定着領域（定着ニップ）で溶融し、転写材Ｓに永久定着される。
【００１０】
又、別の従来例としては、特許文献１をあげることが出来る。
【特許文献１】特開昭５６−１０９３８２号公報
【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、図4のような構成では、厚紙（本実施例では坪量106〜300g/m2の紙を示す）と薄紙（本実施例では坪量50〜105g/m2の紙を示す）とを同じ定着ニップ幅で未定着トナーを定着させることは、トナーの定着性と、転写材となる紙のカール量とを両立することが難しい。
【００１２】
例えば、図4の構成で定着ニップを7mmとすると薄紙の定着性は確保でき、良好な画像を保つが、厚紙は定着性が著しく悪く、オフセット等の画像不良が顕著に発生した。ここで厚紙の定着性を満足させるために、定着ニップを12ｍｍとすると、厚紙の定着性も確保でき、当然薄紙の定着性も確保できる。ただし、このニップ量では薄紙のカール量が極端に大きくなり、排紙部における積載性が著しく悪化し、十分に排紙部に積載することができなくなってしまった。
【００１３】
このような問題を解決するために、定着させる紙種によって、定着ローラと加圧ローラ間のニップ幅を調整する方法が有効である。従来、定着装置において定着ローラと加圧ローラ間のニップ幅を調整する方式としては、特許文献１に記載のように、加圧力をバネを介しているものが多く、バネ長さの変更で、ニップ幅を調整する方式や、バネを介さないタイプのものでも、加圧ロールの軸を直接、スクリューで調整する方式や、偏心カムによって、ニップ幅を調整する方式が知られている。
【００１４】
ただし、このような調整をする方法だと、ニップ幅を固定した時に調整量が変化しやすく、圧力を均一に作用させられないという問題点や、大型定着装置のように高圧バネを使用すると、かぎられたスペースに強いバネを入れることになりバネ定数が大きくなり、微調整しにくい欠点がある。
【００１５】
また複数の定着器を設置して、各紙種に対応する方法も広く知られているが、機械全体が大きくなり、また制御も複雑になるという欠点がある。
【００１６】
本発明は前記課題を解決するものであり、その目的とするところは、一つの定着ローラで2つ以上の定着ニップを持つことであり、定着経路を2つ以上設けることで薄紙、厚紙の各メディアに対応することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
（１）像担持体上のトナー画像を転写材に静電的に転写して形成された転写材上の未定着トナー画像を加熱、加圧定着する定着装置を有する画像形成装置において、1つの定着部材に対して、複数の加圧部材を有し、且つ、該定着部材から該転写材を分離する分離部材が該加圧部材と同数有し、該定着部材回転方向最下流に設置してある該分離部材以外、該定着部材から接離可能である分離部材を有する事を特徴とする画像形成装置。
（２）前記転写材の厚さや坪量によって、前記定着部材と前記加圧部材とが互いに圧接してなる定着ニップを通過する経路を変化させることを特徴とする（１）の画像形成装置。
（３）前記転写材の厚さや坪量が大きくなると、該転写材が通過する前記定着ニップの数も多くなることを特徴とする（１）、（２）の画像形成装置。
（４）前記転写材の情報を外部から入力が可能であることを特徴とする（１）〜（３）の画像形成装置。
（５）転写材搬送経路途中に、前記転写材の厚さや坪量を自動検知することのできるメディア検知センサを有し、検知結果により前記定着ニップを通過する経路を変化させることを特徴とする（１）〜（４）の画像形成装置。
（６）前記加圧部材の表面は前記定着部材の表面より離型性が高いことを特徴とする（１）〜（５）の画像形成装置。
【発明の効果】
【００１８】
本発明において画像形成装置として下記の構成をとることにより、広い範囲の坪量の紙種を定着でき、且つ定着後の良好な積載性を保つ事のできる定着器を提供することができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、本発明の詳細を実施例の記述に従って説明する。
【実施例１】
【００２０】
図１を用いて本発明に係る画像形成装置の全体構成について説明する。図１において、本発明に係る画像形成装置となる複写機１の上部には図示しない原稿を載置するプラテンガラス２が設けられており、該プラテンガラス２の下部には原稿の画像面を照射する光源やミラー等が配置された画像読取手段３が設けられている。
【００２１】
画像読取手段３により読み取られた原稿画像に対応してレーザスキャナ４からレーザ光が出射され、ミラー５に反射されて一次帯電器６により一様に帯電された像担持体となる電子写真感光体ドラム７の表面に照射されて静電潜像が形成された後、該静電潜像に現像装置８からトナーが供給されてトナー画像が形成される。
【００２２】
一方、シートカセット９に収容された紙や合成樹脂等からなる転写材Ｓがシート給送手段10により１枚ずつ分離給送されてレジストローラ対11に到達し、該レジストローラ対11において斜行が矯正された後、感光体ドラム７の回転に同期してレジストローラ対11により感光体ドラム７と該感光体ドラム７に対向する転写帯電器12との間に搬送され、転写帯電器12の作用により感光体ドラム７上のトナー画像を転写材Ｓに静電的に転写する。
【００２３】
未定着トナー画像が形成された転写材Ｓは感光体ドラム７から剥離されて搬送ベルト13により定着装置14に送られ、該定着装置14において未定着トナー画像が加熱、加圧されて永久定着される。
【００２４】
定着装置14から排出された転写材Ｓは機外に設けられた排出トレイ15上に排出されるか、或いは反転搬送路16に導かれて表裏面が反転し、再度レジストローラ対11まで搬送されて同様に第２面に未定着トナー画像が形成された後、定着装置14により永久定着されて排出トレイ15上に排出される。
【００２５】
図２に示すように、定着装置14は熱源となるハロゲンヒータ17を内包して設置した定着回転体となる定着ローラ18と、該定着ローラ18に対して圧接された加圧回転体となる加圧ローラ19a、19bとを有しており、制御装置21によりハロゲンヒータ17に通電される電流が制御されて定着ローラ18の温度を調整し、定着ローラ18と加圧ローラ19a、19ｂとのニップ部で転写材Ｓが挟持搬送される間に加熱、加圧処理されて未定着トナー24が永久定着される。
【００２６】
定着ローラ18は芯金上に５００μｍ程度のゴム層を設け、ゴム層の上にＰＴＦＥ等のフッ素樹脂を被覆して表層を形成してある。加圧ローラ19a、19ｂは定着ローラ18よりゴム層を厚く、5ｍｍ程度にして、転写材Ｓが定着ニップを通過した後、定着ローラ18方向、つまり図２で上方向にカールするような挙動とした。また加圧ローラ19a、19ｂの表面もＰＴＦＥ等のフッ素樹脂を皮膜した。ここで定着ローラ18と加圧ローラ19a、19ｂとの接触角を測定し加圧ローラの方が定着ローラより接触角が高い、つまりトナーとの離型性が良い構成とした。（JIS R 3257 基板ガラス表面のぬれ性試験方法を参照）
また定着ローラ表面には巻き取りローラ20ａと送り出しローラ20ｂに巻回されたクリーニングウェブ20ｃが付勢ローラ20ｄにより圧接されて定着ローラ18の回転方向と反対方向に巻き取られることで該定着ローラ18の表面をクリーニングするようになっている。
【００２７】
定着装置14から転写材Ｓに単位時間当たりに供給される或いは供給された熱量を検知する熱量検知手段となるサーミスタ22が定着ローラ18の表面に接触して該定着ローラ18の温度を検知するように支持部材23により支持されている。サーミスタ22の位置は、カーボンヒータの最大加熱領域近傍で且つ定着ローラ回転方向下流に設置した。
【００２８】
25a，25bは定着ローラ18から夫々転写材Ｓを分離するための分離爪である。25aは任意のタイミングで自動に定着ローラ18に対して着脱できる。
【００２９】
ハロゲンヒータの画像形成中の最大出力は1500Ｗとし、例えば、Ａ３サイズの転写材Ｓが毎分60枚加熱定着処理出来る。定着ローラ18 の回転速度は５００mm/sに制御した。
【００３０】
定着ローラ18 の温度は制御装置21により２００℃に維持されるように制御されて転写材Ｓ上の未定着トナー24は定着ローラ18と加圧ローラ19aとの定着ニップＡ、もしくは定着ローラ18と加圧ローラ19a、19ｂとの定着ニップＡ，Ｂで溶融し、転写材Ｓに永久定着される。定着ニップＡは７ｍｍ、Ｂは5ｍｍとした。
【００３１】
本実施例ではこのような構成で、転写材Ｓが薄紙の場合、分離爪25aを定着ローラ18に接触した状態にし、転写材は定着ローラ18と加圧ローラ19aとの定着ニップＡを通過し、分離爪25aにより定着ローラ18から分離され、排紙部へと搬送される。
【００３２】
また転写材Ｓが厚紙の場合、分離爪25aを定着ローラ18から離れた状態にし、転写材Ｓは定着ニップＡと定着ニップＢを通過し、分離爪25ｂにより定着ローラ18から分離され、排紙部へと搬送される。転写材Ｓの坪量、厚さ等の紙情報はユーザやサービスマンが外部から入力することができる。
【００３３】
このような構成により、厚紙と薄紙両方とも、「定着性」とカールによる「積載性」がどちらも満足され、広い坪量の紙種において、オフセットや文字の白抜け等の画像不良が発生すること無く、排紙トレイに問題なく積載することができた。
【実施例２】
【００３４】
本実施例では図１に記載しない転写材の搬送路中に一対のローラを設置し、このローラ対の間に転写材を挟んだ状態で一方のローラに所定の電圧（電流）を印加し、他方のローラに流れる電流（発生する電圧）を測定する。この検知した電流は転写材の抵抗値と関連することから、この抵抗値と関連する転写材の厚みを知ることができる。さらに、検出時、装置内の温度、湿度に基づいて転写材の厚みを判断すると検知精度が高まるのはいうまでもない。
【００３５】
上記のような、いわゆる「厚み検知手段」を転写材搬送中に設けることで、自動にその紙種が判別でき、実施例1のように紙種をユーザやサービスマンが外部から入力することなく薄紙と厚紙の判別ができ、実施例１に記載した通りの定着搬送システムにフィードバックできる。
【００３６】
また、厚み検知手段を設けることで、ユーザやサービスマンがシートカセット９に自らが入力した紙種と違う紙を入れたとしても、厚み検知手段により、適切な制御ができる。
【００３７】
このような構成により、メディアの入力する手間が省け、また間違った入力しても、定着不良などの問題がなく、良好な出力物を得ることができた。
【００３８】
（その他）
1）本発明の実施系では、定着ニップ部は２つとしたが、より多い複数であっても構わない。
【００３９】
また分離爪も2つ以上の複数であっても構わない。また爪の形ではなく、シート等の別の分離構成であっても構わない。
【００４０】
2）転写材Ｓは厚紙（本実施例では坪量106〜300g/m2の紙を示す）と薄紙（本実施例では坪量50〜105g/m2の紙を示す）のように範囲を決めたが、この範囲は任意にユーザが決定でき、また定着ニップ部が3つ以上の場合は、薄紙、中間紙、厚紙のように坪量の範囲を3つ以上に規定することも可能である。また転写紙は紙に限らず、合成樹脂等を含むコート紙やＯＨＰなどの他のメディアでも応用できる。
【００４１】
3）本発明の実施系では定着部材を定着ローラとしたが、定着ベルト等、他の定着部材の加熱手段や、また定着部材を加圧する加圧部材への加熱手段としても応用できる。
【００４２】
4）トナーは粉体であっても液体であっても構わない。
【００４３】
5）静電潜像のトナー現像方式・手段は任意である。反転現像方式でも正規現像方式でもよい。
【００４４】
一般的に、静電潜像の現像方法は非磁性トナーについてはこれをブレード等でスリーブ等の現像剤担持搬送部材上にコーティングし、磁性トナーについてはこれを現像剤担持搬送部材上に磁気力によってコーティングして搬送して像担持体に対して非接触状態で適用し静電潜像を現像する方法（1成分非接触現像）と、上記のように現像剤担持搬送部材上にコーティングしたトナーを像担持体に対して接触状態で適用し静電潜像を現像する方法（1成分接触現像）と、トナー粒子に対して磁性のキャリアを混合したものを現像剤（２成分現像剤）として用いて磁気力によって搬送して像担持体に対して接触状態で適用し静電潜像を現像する方法（2成分接触現像）と、上記の2成分現像剤を像担持体に対して非接触状態で適用し静電潜像を現像する方法（2成分非接触現像）との4種類に大別される。
【００４５】
6）転写手段はブレード転写、ベルト転写、その他の接触転写帯電方式であってもよいし、コロナ帯電器を使用した非接触転写帯電方式でもよい。
【００４６】
7）転写材に直接トナーを転写する方法や、転写ドラムや転写ベルトなどの中間転写体を用いて、単色画像形成ばかりでなく、多重転写等により多色、フルカラー画像を形成する画像形成装置にも本発明は適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明で用いた画像形成装置の構成を示す断面説明図である。
【図２】本発明で用いた定着装置周辺の構成を示す断面説明図である。
【図３】従来の画像形成装置の構成の一例を示す断面説明図である。
【図４】従来の定着装置周辺の構成の一例を示す断面説明図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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