(57)【要約】【課題】  定着速度を早くしてべた画像ののった転写紙を定着させると、厚紙を定着させる時に、定着ローラ表面についた紙こば傷や分離爪跡等がグロスむらとして画像に目立ってしまうという問題を解消する。【解決手段】  厚紙通紙時には荒し部材でローラ表面を均一に荒す構成にする。厚紙通紙時には定着ローラ表面から分離爪を離間する構成にする。【選択図】  図１
2009294453.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
定着部材と、前記定着部材に圧接して定着ニップを形成する加圧部材と、前記定着部材外周上に表層が＃1000〜＃4000番手の砥粒を均一に備えた回転可能で定着部材を荒す荒し部材と、前記荒し部材を前記定着部材に対して接離可能な脱着手段とを有する定着装置において、転写材が厚紙の時には、定着前に前記荒し部材で前記定着部材が荒らされている状態になっていることを特徴とした定着装置。
【請求項２】
転写材を前記定着部材から分離させる分離爪と、前記分離爪を前記定着部材に対して接離可能な脱着手段とを有し、前記転写材が厚紙の時には前記分離爪を定着部材から離間していることを特徴とした請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記転写材が薄紙の時には前記分離爪は前記定着部材に対して当接していることを特徴とした請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記薄紙転写材は普通紙120ｇｓｍ以下であることを特徴とした請求項３に記載の定着装置。
【請求項５】
前記薄紙転写材が連続で続く時には、一定間隔で前記荒し部材で前記定着部材を荒すことを特徴とした請求項４に記載の定着装置。
【請求項６】
定着部材と、前記定着部材に圧接して定着ニップを形成する加圧部材と、前記加圧部材外周上に表層が＃1000〜＃4000番手の砥粒を均一に備えた回転可能で加圧部材を荒す荒し部材と、前記荒し部材を前記加圧部材に対して接離可能な脱着手段とを有する定着装置において、両面モードで転写材が厚紙の時には、定着前に前記荒し部材で前記加圧部材が荒らされている状態になっていることを特徴とした定着装置。
【請求項７】
転写材を前記加圧部材から分離させる分離爪と、前記分離爪を前記加圧部材に対して接離可能な脱着手段とを有し、両面モードで前記転写材が厚紙の時には前記分離爪を加圧部材から離間することを特徴とする請求項6に記載の定着装置。
【請求項８】
前記転写材が薄紙の時には前記分離爪は前記加圧部材に対して当接していることを特徴とした請求項７に記載の定着装置。
【請求項９】
前記薄紙転写材は普通紙120ｇｓｍ以下であることを特徴とした請求項８に記載の定着装置。
【請求項１０】
前記薄紙転写材が連続で続く時には、一定間隔で前記荒し部材で前記加圧部材を荒すことを特徴とした請求項9に記載の定着装置。
【請求項１１】
前記加圧部材にも加熱手段を有している定着装置において、両面モードで前記転写材が厚紙通紙の時には、片面モードで厚紙通紙時より前記加圧部材温調温度を低くすることを特徴とした請求項6に記載の定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を利用して、画像を記録材上に形成してハードコピーを得る複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置の定着装置に関し、特に離型剤を有するトナーからなる未定着画像を定着するニップ方式の定着装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式の画像形成装置における定着装置として、定着ローラと加圧ローラを用いた熱ローラ対方式の定着装置が一般的に用いられる。近年は離型剤を含むトナーからなる未定着画像を定着するオイルレス定着が普及しつつあり、これに応じて、定着ローラはAlや鉄の芯金にシリコーンゴムやフッ素ゴムからなる弾性層と表層にフッ素樹脂チューブやコーティングからなる離型層を備えている。このようなオイルレス定着方式では、オイル定着方式のようなオイルスジなどの光沢ムラが無いというメリットがあり、コート紙のような高光沢の記録材に対してトナーの改良と合せて、従来よりさらに高画質を追求することが可能である。
【０００３】
しかし、表層に離型層を備えた定着ローラの表層は通紙によるアタックや、紙粉、オフセットトナーなどの汚れにより、徐々に荒れてくるという問題点がある。特に通紙により、定着ローラに対して一定の位置に記録紙が多数枚通紙されると、通紙域、非通紙域および通紙域と非通紙域の境界の紙コバ部で定着ローラ表層の荒れ方が異なってくる。また、定着ローラ表面に定着ニップを通過した紙を定着ローラから剥離するための分離爪が当接していても分離爪当接部で定着ローラ表層の荒れ方が異なってくる。
【０００４】
定着ロ−ラ表面が荒れてくると、定着ローラの微小な表面状態が定着後のトナー像表面に転写される。定着ローラ上の表面状態が異なると、それに対応してトナー画像上に表面状態の差が生じてしまい、結果、光沢ムラ（グロスムラ）を生じてしまう。上記問題を解決するために、表層に＃1000〜＃4000番手の砥粒を均一に備えた荒し部材により定着部材（定着ローラ）上全域（通紙域、非通紙域および紙コバ部）に細かい摺擦傷を付けることで、定着部材表層に着いていた細かい摺擦傷を重畳させて表面状態の凹凸の差を無くし、画像上の紙コバ位置の低光沢のスジや通紙域と非通紙域の光沢差を解消する方法が特許文献１では提案されている。
【０００５】
また、画像形成装置内での定着装置としては、定着部材に荒し部材が常時当接していると定着部材上のオフセットトナ−などの汚れにより汚れてしまうため、定着ローラに対して荒し部材を接離可能な構成になっている。
【０００６】
そして、荒し動作を行うには、通紙カウンタを備えて、定期的に荒し動作を行う構成や、ユーザーが画像上のグロスムラが気になるときにユーザーモードとして、操作部に操作ボタンを設ける構成になっている。
【特許文献１】特開２００８−４０３６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来例によれば以下のような問題点があった。近年、画像形成装置はデジタル化が発達して大量の情報を処理して画像を形成することが可能となってきており、客ごとの情報を出版物にのせて出力するようなバリアブル印刷の需要が高まってきている。画像形成装置をバリアブル印刷機として使用する場合には、今まで以上に、画像品位が高く、かつ高い生産性が画像形成装置に求められるようになっている。生産性を向上させるためには転写紙の搬送速度を早くする必要があり、転写紙の搬送速度が速い状態でも定着可能な定着装置がのぞまれている。
【０００８】
しかしながら、定着速度を早くしてべた画像ののった転写紙を定着させると、厚紙を定着させる時に、上記従来例で記載した、定着ローラ表面についた紙こば傷や分離爪跡等がグロスむらとして画像に目立ってしまうという問題が発生してしまうことが分かった。
【０００９】
以下に、定着速度を早くしていくと定着ローラ表面についた紙こば傷や分離爪跡等がグロスむらになって発生する原理について以下に述べる。
【００１０】
まず、トナー溶融状態と定着ローラ表面形状が転写紙へ転写される転写性（以下定着転写性）の関係について述べる。トナー画像（出力物）の定着転写性は、定着部材の表面平滑性、転写材の表面平滑性、加圧力やスピード等の定着条件の他に、トナー量やトナー溶融状態によって決まる。
【００１１】
トナー量の定着転写性については、転写材の表面平滑性が高くない場合において顕著で、これはトナー量が少ない場合は、転写材の表面平滑性の影響を受けやすくなるためである。図１１に示すように、トナー量が少ない場合は、トナーが記録材上に定着されたときに、転写材の表面平滑性の影響を受けやすい。（図１１ａ）しかし、トナー量が多くなってくると、転写材の凹凸面にトナーが充填されてくるので、画像面最表層側は転写材の表面平滑性の影響を受けにくくなってくる。（図１１ｂ）従って、十分に定着される条件下においては、トナー量が増えるほうが定着転写性が高くなる（図１１ｃ）。
【００１２】
ここで、厚紙の上に未定着トナーをのせて、定着速度の低い場合と早い場合を比較すると定着速度の早い方が定着速度の遅い場合より定着転写性が高くなる。また、厚紙の上に未定着トナーをのせた場合と薄紙の上に未定着トナーをのせた場合を比較すると厚紙の上に未定着トナーをのせた場合の方が定着転写性が高くなる。
【００１３】
この現象について、出力物をレーザ顕微鏡（（株）キーエンス、ＶＫ８０００シリーズ）で観察した結果、トナー溶融状態が次のような状態になること分かったので、模式図及び図を用いて説明する。
【００１４】
図１２は定着転写性が低い場合のトナー溶融過程の模式図をしめしており、図１3は定着転写性が高い場合のトナー溶融過程の模式図をしめしている。図１２ａは、未定着トナーの転写材上での状態であり、図１２ｂは図１２ａの拡大図、図１２ｃは図１２ｂの状態からトナーが溶融した状態、図１２ｄは未定着トナーが溶融定着された場合の転写材上でのトナー画像面状態の模式図である。また、図１３ａも、未定着トナーの転写材上での状態であり、図１３ｂは図１３ａの拡大図、図１３ｃは図１３ｂの状態からトナーが溶融した状態、図１３ｄは未定着トナーが溶融定着された場合の転写材上でのトナー画像面状態の模式図である。
【００１５】
図１２ｄのように、一定のトナー量に対して、均一にトナーが溶融された場合、上層側のトナーも下層側のトナーも一様に転写材の表面にならい、画像面の最表面側のトナー面も転写材の表面状態の影響を受けやすくなり、従って定着転写性が下がりやすくなってしまう。
【００１６】
図１３ｄのように、トナー下層側のトナーが溶融しにくい場合、トナー下層側は溶融せずに転写材の表面状態の影響を受けにくくなり、画像面の最表面側のトナー面だけが溶融し、この結果、定着ローラ側の表面状態が転写されて画像表面側のトナーの定着転写性が上がる。上記より、搬送速度を早くしていくとトナーの表面のみにしか熱が伝わりにくくなるために図１２ｄの状態から図１３ｄの状態へトナーの溶融状態が変化していくために定着転写性が高くなっていく。また薄紙だと紙の熱容量が小さいため紙にトナーの熱が奪われにくくかつ紙裏側からの熱も伝わりやすいため、トナー下層部にも熱が伝わって図１２ｄの状態になりやすい。一方、紙が厚くなるほど紙にトナーの熱が奪われやすくかつ紙裏側からの熱も伝わりにくいために図１３ｄの状態になりやすい。
【００１７】
よって、定着ローラ表面に紙こば傷や分離爪跡があると、図１３ｄの模式図のようなトナー溶融状態では、定着転写性が高いために分離爪跡が目立つようになる。よって、厚紙を定着速度の速い状態で定着させようとすると、分離爪あとがグロスむらとして目立つようになる。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記課題を解決するため、本発明における定着装置は、
定着部材と、前記定着部材に圧接して定着ニップを形成する加圧部材と、前記定着部材外周上に表層が＃1000〜＃4000番手の砥粒を均一に備えた回転可能で定着部材を荒す荒し部材と、前記荒し部材を前記定着部材に対して接離可能な脱着手段とを有する定着装置において、転写材が厚紙の時には、定着前に前記荒し部材で前記定着部材が荒らされている状態になっていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１記載の発明によれば、高速化によりトナー表面のみ溶けて、トナー層が紙の凹凸にならわずに、ローラの表面にならうようになっても、厚紙通紙時には荒し部材でローラ表面を均一に荒すため、画像に紙こば傷や分離爪跡などの光沢ムラがなくなり良好な画像を得ることが可能となる。
【００２０】
請求項２記載の発明によれば、厚紙通紙時には定着ローラ表面から分離爪を離間するために通紙中もローラ表面に分離爪跡がつかなくなるため、画像に分離爪跡（光沢ムラ）がなくなり良好な画像を得ることが可能となる。
【００２１】
請求項３記載の発明によれば、薄紙通紙時においては分離爪は定着ローラに当接しているため、分離性能は従来機同等の性能が維持できるようになる。
【００２２】
請求項４記載の発明によれば、普通紙の場合120ｇｓｍ以下で定着ローラ分離爪を当接し120ｇｓｍより上で分離爪を離間することによりどんな坪量の紙を定着させても、画像不良なく分離性能も良好な状態が維持できるようになる。
【００２３】
請求項５記載の発明によれば、薄紙と厚紙の比率が薄紙のほうが極端に多いような使用状態で定着ローラ表面に分離爪が当接した状態が多い場合においても、定期的に荒し部材で定着ローラ表面を均一に荒すために、荒し部材で定着ローラ表面を荒すと荒しむらは発生することがなくなり、耐久性も問題なくなる。
【００２４】
請求項６記載の発明によれば、両面通紙時においても、厚紙通紙時には加圧ローラ表面を荒し部材で均一に荒すため、画像に紙こば傷や分離爪跡などの光沢ムラがなくなり良好な画像を得ることが可能となる。
【００２５】
請求項７記載の発明によれば、厚紙通紙時には加圧ローラ表面から分離爪を離間するために通紙中もローラ表面に分離爪跡がつかなくなるため、両面通紙においても画像に分離爪跡（光沢ムラ）がなくなり良好な画像を得ることが可能となる。
【００２６】
請求項８記載の発明によれば、薄紙通紙時においては分離爪は加圧ローラに当接しているため、両面通紙においても分離性能は従来機同等の性能が維持できるようになる。
【００２７】
請求項９記載の発明によれば、普通紙の場合120ｇｓｍ以下で加圧ローラに分離爪を当接し120ｇｓｍより上で分離爪を離間することによりどんな坪量の紙を定着させても、画像不良なく分離性能も良好な状態が維持できるようになる。
【００２８】
請求項１０記載の発明によれば、薄紙と厚紙の比率が薄紙のほうが極端に多いような使用状態で定着ローラ表面に分離爪が当接した状態が多い場合においても、定期的に荒し部材で加圧ローラ表面を均一に荒すために、荒し部材で加圧ローラ表面を荒すと荒しむらは発生することがなくなり、耐久性も問題なくなる。
【００２９】
請求項１１記載の発明によれば、両面時に加圧ローラの温調を下げることにより両面2面目定着時の1面目のグロスが高くなることを防止できるため、1面目と2面目とのグロス差が小さくなり、更に良好な画像を得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
次に、本発明の詳細を実施例の記述に従って説明する。
【００３１】
以下に、実施例を挙げて、本発明をより具体的に説明する。なお、これら実施例は、本発明における最良の実施形態の一例ではあるものの、本発明はこれら実施例により限定されるものではない。
【実施例１】
【００３２】
図１に示す装置内には第1、第2、第3、第4の画像形成部Pa、Pb、Pc、Pdが併設され、各々異なった色のトナー像が潜像、現像、転写のプロセスを経て形成される。
【００３３】
画像形成部Pa、Pb、Pc、Pdは、それぞれ専用の像担持体、本例では電子写真感光ドラム3a、3b、3c、3dを具備し、各感光ドラム3a、3b、3c、3d上に各色のトナー像が形成される。各感光ドラム3a、3b、3c、3dに隣接して中間転写体130が設置され、感光ドラム3a、3b、3c、3d上に形成された各色のトナー像が、中間転写体130上に1次転写され、2次転写部で記録材p上に転写される。さらにトナー像が転写された記録材pは、定着部9で加熱及び加圧によりトナー像を定着した後、記録画像として装置外に排出される。
【００３４】
感光ドラム3a、3b、3c、3dの外周には、それぞれドラム帯電器2a、2b、2c、2d、現像器1a、1b、1c、1d、1次転写帯電器24a、24b、24c、24d及びクリーナー4a、4b、4c、4dが設けられ、装置の上方部にはさらに図示しない光源装置およびポリゴンミラーが設置されている。
【００３５】
光源装置から発せられたレーザー光をポリゴンミラーを回転して走査し、その走査光の光束を反射ミラーによって偏向し、fθレンズにより感光ドラム3a、3b、3c、3dの母線上に集光して露光することにより、感光ドラム3a、3b、3c、3d上に画像信号に応じた潜像が形成される。
【００３６】
現像器1a、1b、1c、1dには、現像剤としてそれぞれシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックのトナーが、図示しない供給装置により所定量充填されている。現像器１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄは、それぞれ感光ドラム3a、3b、3c、3d上の潜像を現像して、シアントナー像、マゼンタトナー像、イエロートナー像及びブラックトナー像として可視化する。
【００３７】
中間転写体130は矢示の方向に感光ドラム3と同じ周速度をもって回転駆動されている。
【００３８】
感光ドラム3a上に形成担持された上記第1色のイエロートナー画像は、感光ドラム3と中間転写体130とのニップ部を通過する過程で、中間転写体130に印加される1次転写バイアスにより形成される電界と圧力により、中間転写体130の外周面に中間転写されていく。
【００３９】
11は2次転写ローラで、中間転写体130に対応し平行に軸受させて下面部に接触させて配設してある。2次転写ローラ11には、2次転写バイアス源によって所望の2次転写バイアスが印加されている。中間転写体130上に重畳転写された合成カラートナー画像の転写材Pへの転写は、給紙カセット10からレジストローラ12、転写前ガイドを通過して中間転写体130と2次転写ローラ11との当接ニップに所定のタイミングで転写材Pが給送され、同時に2次転写バイアスがバイアス電源からに印加される。この2次転写バイアスにより中間転写体130から記録材Pへ合成カラートナー画像が転写される。
【００４０】
以下、同様に第2色のマゼンタトナー画像、第3色のシアントナー画像、第4色のブラックトナー画像が順次中間転写体130上に重畳転写され、目的のカラー画像に対応した合成カラートナー画像が形成される。
【００４１】
一次転写が終了した感光ドラム3a、3b、3c、3dは、それぞれのクリーナ4a、4b、4c、4dにより転写残トナーをクリーニング、除去され、引き続き次の潜像の形成以下に備えられる。転写ベルト130上に残留したトナー及びその他の異物は、転写ベルト130の表面にクリーニングウエブ（不織布）19を当接して、拭い取るようにしている。
【００４２】
トナー画像の転写を受けた転写材Pは定着器9へ順次導入され、転写材に熱と圧力を加えることで定着される。
次に、本発明に係る画像加熱定着装置の構成について図2を用いて詳細に説明する。
【００４３】
図２において、内部に発熱手段であるハロゲンヒータ40ａを有する定着部材となる定着ローラ40と、同じく内部に発熱手段であるハロゲンヒータ41ａを有する定着部材となる加圧ローラ41とが、図示しない加圧機構によって総圧力約17０［kg］で互いに圧接しながら回転可能に配置された定着部材対として構成されている。
【００４４】
定着ローラ40及び加圧ローラ41には温度検知手段であるサーミスタ42ａ，42ｂが当接されており、該サーミスタ42ａ，42ｂによって定着ローラ40及び加圧ローラ41の温度を検知し、この検知情報に基づいて制御装置43によりハロゲンヒータ40ａ，41ｂを制御して、定着ローラ40及び加圧ローラ41の温度を共に約１80［℃］に一定に維持するように制御することにより、転写材Ｐ上に転写された未定着画像が定着ローラ40と加圧ローラ41とのニップ部を通過して加熱、加圧されて転写材Ｐ上に定着されるようになっている。
【００４５】
また、定着ロ−ラへの駆動入力は定着ロ−ラの一端に設けてある駆動入力ギア44へ不図示の駆動手段により行われており、シートの搬送速度が700ｍｍ/ｓｅｃになるように設定されている。
【００４６】
定着ローラ40は、外形φ66ｍｍのＡｌからなる中空芯金上に、弾性層としてゴム硬度２０°（ＪＩＳ−Ａ１ｋｇ加重）のシリコーンゴムを2.0mm成形し、さらにその表面に50μm厚みのフッ素樹脂を被覆した外径φ70mmである。表面離型層はフッ素樹脂チューブである。一般に、フッ素樹脂チューブはPFA樹脂（４フッ化エチレン樹脂、パーフロロアルコキシエチレン樹脂の共重合体）、PTFE（４フッ化エチレン樹脂）等で構成されている。
【００４７】
加圧ローラ41は外形φ66ｍｍのＡｌからなる中空芯金上に、弾性層としてゴム硬度２０°（ＪＩＳ−Ａ１ｋｇ加重）のシリコーンゴムを2.0mm成形し、さらにその表面に50μm厚みのフッ素樹脂を被覆した外径φ70mmである。
【００４８】
上記のような構成の定着ローラ40及び加圧ローラ41を組み合わせることによってトナーに対する離型性をより一層高めている。
【００４９】
定着ローラ周りには、荒しローラ93を定着ロ−ラ表面に当接可能なように設けてある。
【００５０】
図３を用いて荒しロ−ラの構成を説明する。荒しローラはφ12mmのSUSの芯金97上に接着層98を介して砥粒99を密に接着させたものである。砥粒は＃1000〜＃4000番手であり、砥粒の粒径は、分布をもつものの、平均粒径では#1000が16μｍ程度、＃4000が3μｍ程度である。砥粒はアルミナ系（通称「アランダム」または「モランダム」とも称される）のものである。アルミナ系は最も幅広く用いられる砥粒で、定着ローラの比べて十分硬度が高く、鋭角形状のため切削性に優れている。
【００５１】
図４を用いて、荒しロ−ラ98の定着装置への取り付けを説明する。
【００５２】
荒しロ−ラ98は両端を回転自在なベアリング45ａ，46ｂを介して荒し部材支持部材46ａ，46ｂにより支持されている。荒し部材支持部材46ａ，46ｂは回動軸47ａ，47ｂ不図示により回動自在に支持されている。また、荒し部材支持部材46ａ，46ｂには加圧ばね48ａ，48ｂが掛けられており、荒し部材98を定着ロ−ラ40に対して総圧10〜150Nにて押し付ける力を発生させている。また、荒し部材の長手方向はＥ形止め輪６２ａ不図示、６２ｂによりベアリング45ａ，46ｂにたいして荒しロ−ラが熱膨張してもつっぱらないようなGAPを設けて固定されている。
【００５３】
次に、荒しロ−ラの定着ロ−ラに対する着脱機構を説明する。
【００５４】
退避ア−ム5２ａ，５２ｂは回動軸５３ａ，５３ｂ不図示により回動可能に取り付けられている。退避ア−ム5２ａ，５２ｂは退避ばね５４ａ，５４ｂ不図示により付勢されており、荒し部材支持部材46ａ，46ｂと55ａ，５５ｂ不図示で接触するようになっている。また、退避ばね５４ａ，５４ｂの力により荒し部材支持部材46ａ，46ｂは加圧ばね48ａ４８ｂの力に抗して回動する構成になっており、荒し部材支持部材46ａ，46ｂが退避ばね５４ａ，５４ｂの力により回動すると、荒しロ−ラ98が定着ロ−ラから離間するようになる。
【００５５】
退避ア−ム5２ａ，５２ｂは退避ア−ム作動ア−ム５６ａ，５６ｂが５７ａ，５７ｂで接触するようになっている。退避ア−ム作動ア−ム５６ａ，５６ｂはア−ム軸５８を中心に回動可能になっている。ア−ム軸５８の一端に設けられた駆動入力ギア59を介して不図示の駆動手段によりア−ム軸５８は回転駆動されるようになっている。ア−ム軸５８の他端には回動検知フラグ60が取り付けてあり、回動検知フラグ60の位相を検知するフォトセンサ−61も取り付けてある。上記構成により退避ア−ム作動ア−ム５６ａ，５６ｂの回転位相が制御可能となっている。退避ア−ム作動ア−ム５６ａ，５６ｂが退避ア−ム5２ａ，５２ｂを５７ａ，５７ｂで押すと退避ア−ム5２ａ，５２ｂは退避ばね５４ａ，５４ｂ不図示の力に抗して回動する。そして、退避ア−ム5２ａ，５２ｂが回動により荒し部材支持部材46ａ，46ｂから離間して、荒しロ−ラ98が定着ロ−ラに押し圧されるようになる。
【００５６】
以上により、荒しロ−ラは定着ロ−ラに対して脱着可能になっている。
【００５７】
図２を用いて、荒しロ−ラの駆動について説明する。定着ロ−ラの非駆動入力側には荒しロ−ラ駆動伝達ギア49が設けられている。荒しロ−ラ93の一端には荒しロ−ラ駆動入力ギア50が設けられている。また、荒しロ−ラ駆動伝達ギア49と荒しロ−ラ駆動入力ギア50との間にはアイドラギア51を介しておりアイドラギアを介すことにより荒しロ−ラは定着ロ−ラに対してカウンタ−方向に回転するように構成されている。ここで定着ロ−ラの周速は700mm/sec、荒しロ−ラの周速は350mm/secになるように設定されており、定着ローラに対して荒しロ−ラがカウンタ方向に回転駆動することにより定着ローラと荒しロ−ラとの相対速度差は1050mm/secに設定している。荒しロ−ラ駆動入力ギア50は荒しロ−ラの定着ロ−ラへの脱着により、荒しロ−ラが定着ロ−ラに対して押し圧されているときにはアイドラギア51と噛み合い駆動伝達され、荒しロ−ラが定着ロ−ラに対して離間されているときにはアイドラギア51と噛み合わず駆動伝達されない構成になっている。
【００５８】
次に図５を用いて分離爪の構成について説明する。上記定着ローラ40には上分離爪３４及び下分離爪３５が当接するように配設されており、上記ニップ部を通過したシートは、上分離爪３４及び下分離爪３５により定着ローラ40及び加圧ローラ41から分離され、図１に示す搬送ローラ対9ａによってさらに搬送される。
【００５９】
ここで、上分離爪３４について詳しく説明する。該上分離爪３４は支軸３６を中心として回動自在に支持され、バネ３７によって所定圧（5ｇｆ）をもって定着ローラ40に当接している。また、上分離爪３４の後端には駆動手段たるソレノイド３８に連結されたワイヤー３９が取り付けられており、ソレノイド３８がＯＮすると上分離爪３４の後端が引き上げられ先端部は僅かに定着ローラ40表面から離れる。その再の定着ローラ40と分離爪34先端との距離は定着ローラ41加熱時に1〜1.5ｍｍになるように設定されている。その状態を示したのが図6である。ソレノイドはラッチングソレノイドを使用している。ラッチングソレノイドはON,OFFするときにソレノイドに電流が流れるようになっており電流が流れた後はその状態を電流を流さなくても磁力で維持できるようになっている。ここで、ソレノイド38は各分離爪にそれぞれついていてもよいし、1つのソレノイド38ですべての分離爪の着脱動作を行ってもよい。また、分離爪34の着脱機構としては支軸を中心に回動させる構成を説明したが、分離爪支台ごとスライドさせるような構成にしてもよい。また、上分離爪３４は定着ローラ長手方向に各シートサイズに合わせて適宜配置されている。図７に示したのは、シート搬送中心が長手方向中心位置にあるセンター給紙の場合の上分離爪３４の配置例である。Ａ４の大きさのシートには上分離爪の３４ａ〜３４ｆが対応しており、Ｂ５の大きさのシートの場合は３４ｂ〜３４ｅが対応しており、Ｂ５Ｒの大きさのシートには３４ｃ〜３４ｄの上分離爪が対応してバネ３７により定着ローラ40に当接している。
【００６０】
次に、荒しロ−ラが必要な理由を説明する。
【００６１】
定着ローラ40に対して一定の位置に転写紙が多数枚通紙されると、通紙域、非通紙域および通紙域と非通紙域の境界の紙コバ部で定着ローラ表層の荒れ方が異なってくる。
【００６２】
表層にフッ素樹脂等の離型層を備えた定着ローラ40の表面は、鏡面状態であり表面粗さは通常Rz0.1μm〜0.3μm程度である。これに対し、定着ローラ記録紙通紙部では紙の繊維、内外添剤等のアタックにより、定着ローラ表層が徐々に均され、表面粗さRz1.0μm程度まで徐々に大きくなっていく。
【００６３】
紙コバ部では紙を切断するときに発生するバリがあるため、より定着ローラに対してアタックが大きく、表面粗さRz1.0〜2.0μm程度まで徐々に大きくなっていく。紙のバリは、大判からの裁断工程で、裁断の刃が磨耗して切れ味が悪くなったときなどに発生しやすい。
【００６４】
非通紙部では、転写紙の通過がなく、定着ローラ表層は対向の加圧部材に当接しながら表面粗さRz1.0μm程度まで通紙域に比べてゆっくりと大きくなっていく。
【００６５】
分離爪当接部では、分離爪が定着ローラ表面を磨くために、表面粗さは粗くならずRz0.5μm程度である。
【００６６】
この結果、連続通紙後の定着ローラ40の表面粗さは
紙コバ部＞通紙域＞非通紙域＞分離爪当接部＞初期状態
の順に変化する。従って、定着ローラは長手位置により表面状態が異なってくる。
【００６７】
そして、厚紙定着時には定着転写性が高いために、定着ローラの微小な表面状態が定着後のトナー像表面に転写される。定着ローラ上の表面状態が異なると、それに対応してトナー画像上に表面状態の差が生じてしまい、結果、光沢ムラ（グロスムラ）を生じてしまう。
【００６８】
そこで、荒しローラ93により定着ローラ40上全域（通紙域、非通紙域および紙コバ部）に細かい摺擦傷を付けることで、定着部材表層に着いていた細かい摺擦傷を重畳させて表面状態の凹凸の差を無くし、画像上の紙コバ位置の低光沢スジや通紙域と非通紙域の光沢差を解消できる。
【００６９】
ここで、荒し部材93により定着ローラ40に細かい摺擦傷を付けるためには、定着ローラ40の回転に対して、荒し部材93の回転に周速差をつけないとならないために、上述したように荒しロ−ラ93は、定着ロ−ラ40に対して相対速度差が1050mm/secになるように駆動入力されている。
【００７０】
ここで、定着転写性が高く定着ローラ40表面の紙こば傷や分離爪跡が画像に見えるようになるのは普通紙で160ｇｓｍ以上であった。また、定着転写性がよい状態では、定着前に荒し部材93で定着ローラ40表面を荒しても、通紙中に分離爪34を当接していると分離爪跡は画像に見える。すなわち、荒し部材93で定着ローラ40を荒しつづけないと分離爪34の跡が画像に転写される。一方、紙こば傷は紙のこばで傷が発生するために紙サイズがかわらないかぎり画像にはでてこない。
【００７１】
分離爪跡を防止するためには、通紙中も荒し部材93で定着ローラ40を荒しつづけるとよいが、通紙中に定着ローラ40の表面に付着した微量のオフセットトナーや紙粉、或いは現像剤のキャリアなどの汚れ（異物）が、荒し部材93表面に付着することがある。異物が付着した荒し部材93で定着ローラ40を荒すと、定着ローラ40の表層が傷付けられて、画像上に光沢ムラや傷などの画像スジが発生することがある。
【００７２】
ここで、分離爪34を定着ローラ40に当接しておかなければいけないのは、転写紙上の未定着トナーが定着ニップで押しつぶされた時にトナーが定着ローラ表面に付着するために転写紙が定着ローラ40から分離せずに定着ローラ40に巻きついてしまうからである。一方、転写紙が定着ローラ40から分離せずに定着ローラ40に巻きついている状態では、転写紙はまだ定着ニップで挟持搬送されているため紙のこしで転写紙は定着ローラ40から離れる方向に剥離力が働いている。
【００７３】
そして、その紙のこしによる剥離力が定着ローラ40と紙との付着力より大きくなれば転写紙が定着ローラから分離して定着ローラに巻きつかなくなる。紙のこしは紙の厚さに影響しており、薄紙は小さく厚紙になるほど大きくなる。よって、薄紙の方が定着ローラ40に巻きつきやすく厚紙の方が定着ローラ40に巻きつきにくい。定着ローラ40に転写紙が巻きつかなくなれば分離爪34で転写紙を定着ローラ40から剥離させる必要がなくなり、分離爪34を定着ローラ40表面から離間した状態にすることが可能となる。本実施例の条件では、普通紙で100ｇｓｍ以上であれば分離爪34に頼らなくても搬送可能であった。そこで本実施例では、分離爪34が定着ローラ40表面を磨かないようにするために、普通紙は120ｇｓｍ以下では定着ローラ40に分離爪34を当接し、120ｇｓｍより大きい坪量の場合は定着ローラ40から分離爪34を離間させるように構成している。
【００７４】
本実施例では記載しないが、荒し部材93に付着した異物による光沢ムラや傷などの画像スジの発生防止するために、荒し部材93表面のトナー等の汚れ（異物）を除去するためのクリーニング部材（不図示）を追加してもよい。
【００７５】
次に、図８のフローチャートを用いて動作を説明する。まず、プリントアウトする場合、ユーザーは転写紙条件、プリントアウト枚数を図示しない操作部により入力してプリントアウト条件を設定してからプリントアウト開始スイッチをオンさせてプリントアウトを開始する。プリントアウトが開始されると、装置のコントローラ（不図示）はユーザー入力値より定着する紙が160ｇｓｍ以下の場合は爪離間ソレノイド38をOFFして分離爪34を定着ローラ40に当接させる。そして装置は通紙を開始して画像形成が開始され、定着装置においても定着動作を開始する。ここで、装置のコントローラには定着ローラ40に対して分離爪34が当接された状態で紙が何枚定着されたかをカウントするカウント機能があり、分離爪34が当接された状態で5000枚以上通紙された場合には通紙JOBを中断して荒し部材93により荒し動作に入る。荒し動作は上記記載の条件で行われ、時間は定着ローラ40が荒し部材93に対して10回転する時間行う。定着ローラ40表面の粗さむらが大きくならないように一定間隔で荒し動作をおこなうようにしてある。荒し動作が終了すると通紙が再開される。上記ルーチンで設定枚数分プリントアウトが終了すると通紙終了となる。通紙が終了すると、爪離間ソレノイド38がONになり分離爪34は定着ローラ40から離間する。定着する紙が160ｇｓｍ以上の場合は通紙前に荒し動作を行う。荒し動作をおこなうことで定着ローラ40の表面状態は均一になっており、分離爪34も離間しているため定着ローラ40の表面状態は通紙されても均一な粗さ状態を保つことが可能となる。そして装置は通紙を開始して画像形成がなされ、設定枚数分プリントアウトが終了すると通紙終了となる。
【００７６】
本荒し動作を行うタイミングは上記説明以外にも紙サイズごとのカウンタ−をもって、紙こば傷荒さむらが大きくならないように、定期的に荒し動作を行う構成にもなっている。また、ユーザーが画像上のグロスムラが気になるときにはユーザーモードとして、操作部に操作ボタンを設けてスタンバイ状態で定着ローラを均一に荒せる構成にもなっている。更に、荒し時間もユーザーが調整可能に構成されている。
【実施例２】
【００７７】
図９を用いて実施例2を説明する。
【００７８】
近年は、転写紙の両面にプリントアウトすることが可能な装置が一般的になってきている。
【００７９】
そのため、両面画像を定着しようとした時には、加圧ローラ41側においても厚紙を高速で通紙すると加圧ローラ41表面についた分離爪跡35が画像にでるようになってしまう。そのため、実施例1で説明したのと同様に、加圧ローラ41側においても加圧ローラ41近傍に接離可能な荒し部材80を設けるとよい。また、分離爪35も同様に接離可能に設けるとよい。
【００８０】
次に、図１０のフローチャートを用いて動作を説明する。まず、プリントアウトする場合、ユーザーは転写紙条件、プリントアウト枚数を図示しない操作部により入力してプリントアウト条件を設定してからプリントアウト開始スイッチをオンさせてプリントアウトを開始する。プリントアウトが開始されると、装置のコントローラ（不図示）はユーザー入力値より定着する紙が160ｇｓｍ以下の場合は爪離間ソレノイド（不図示）をOFFして分離爪35を加圧ローラ41に当接させる。そして装置は通紙を開始して画像形成が開始され、定着装置においても定着動作を開始する。ここで、装置のコントローラには加圧ローラ41に対して分離爪35が当接された状態で紙が何枚定着されたかをカウントするカウント機能があり、分離爪35が当接された状態で5000枚以上通紙された場合には通紙JOBを中断して荒し動作に入る。荒し動作は上記記載の条件で行われ、時間は加圧ローラが10回転する時間行う。加圧ローラ41の表面の粗さむらが大きくならないように一定間隔で荒し動作をおこなうようにしてある。荒し動作が終了すると通紙が再開される。上記ルーチンで設定枚数分プリントアウトが終了すると通紙終了となる。通紙が終了すると、爪離間ソレノイド（不図示）がONになり分離爪35は加圧ローラ41から離間する。定着する紙が160ｇｓｍ以上の場合で両面モードの場合は通紙前に荒し動作を行う。荒し動作をおこなうことで加圧ローラ41表面状態は均一になっており、分離爪35も離間しているため加圧ローラ41表面状態は通紙されても均一な粗さ状態を保つことが可能となる。そして装置は通紙を開始して画像形成がなされ、設定枚数分プリントアウトが終了すると通紙終了となる。定着する紙が160ｇｓｍ以上の場合で方面モードの場合は、分離爪35も離間しているためそのまま通紙を開始して画像形成がなされ、設定枚数分プリントアウトが終了すると通紙終了となる。
【００８１】
上記構成にすることにより実施例１同様に、両面プリントアウト時においても良好な画像を得ることが可能となる。
【００８２】
また、実施例２では加圧ローラ41の荒しについてのみ説明したが、定着ローラ40と加圧ローラ41両側に荒しローラを設けてもよく、接離可能な分離爪を設けてもよい。
【実施例３】
【００８３】
紙搬送速度を早くすると、定着転写性が高くなることは上述したが、定着転写性が高くなると、紙表面の平滑性よりローラ表面の平滑性のほうが良いために紙グロスが高くなる。して、両面定着時には1回目の定着時よりも2回定着した（加圧ローラ41面でも定着）方がグロスが高くなる。グロスが高くなると加圧ローラ41表面についた分離爪35跡がわかりやすくなるし、１面目と２面目とのグロス差も大きくなってしまう。一方、紙両面プリントする場合には定着器を２回通るため、一回目の定着時には定着性を少しあまくしても2回目で定着性が確保できるとよい。そこで、両面プリント時には、加圧ローラ側の温度を下げて150℃に設定すると（定着ローラ温調は180℃のまま）、加圧ローラ41表面についた分離爪35跡がわかりにくくなり、１面目と２面目とのグロス差も小さくなる。更に、定着性も確保できより良好な画像を得ることが可能となる。
【００８４】
以上、本発明を具体的な実施例に則して説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではない。例えば、画像加熱装置は、転写材上の未定着のトナー像を転写材に定着させる定着装置として適用される場合に限定されるものではない。例えば、トナー像を転写材に定着した後に再加熱することにより、画像の平滑度や光沢度を増大させるための平滑度増大装置や光沢度増大装置としても適用することができ、上記と同様の効果を得ることができる。
【００８５】
また、以上では、定着ローラや加圧ローラのようにローラ状の部材により定着処理を施す例について説明したが、ベルト状の部材（定着ベルト、加圧ベルト）により定着処理を施す例であっても本発明を同様に適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の画像形成装置を説明する断面図である。
【図２】本発明の実施例1を説明する定着装置の斜視図である。
【図３】荒しローラの構成を説明する説明図である。
【図４】本発明の実施例1を説明する定着装置の斜視図である。
【図５】本発明の実施例1を説明する定着装置の断面図である。
【図６】本発明の実施例1を説明する定着装置の断面図である。
【図７】本発明の実施例1を説明する定着ローラと分離爪の位置を示した上面図である。
【図８】本発明の実施例1の動作を説明するフローチャートである。
【図９】本発明の実施例2を説明する定着装置の断面図である。
【図１０】本発明の実施例2の動作を説明するフローチャートである。
【図１１】本発明の問題点を説明する説明図である。
【図１２】定着転写性が低い場合のトナー溶融過程の模式図である。
【図１３】定着転写性が高い場合のトナー溶融過程の模式図である。
【符号の説明】
【００８７】
３４,３５  分離爪
４０  定着ローラ
４１  加圧ローラ
８０，９３  荒しローラ
Ｐ  転写材
【図１】
2009294453.tif 000003
【図２】
2009294453.tif 000004
【図３】
2009294453.tif 000005
【図４】
2009294453.tif 000006
【図５】
2009294453.tif 000007
【図６】
2009294453.tif 000008
【図７】
2009294453.tif 000009
【図８】
2009294453.tif 000010
【図９】
2009294453.tif 000011
【図１０】
2009294453.tif 000012
【図１１】
2009294453.tif 000013
【図１２】
2009294453.tif 000014
【図１３】
2009294453.tif 000015