JP2004086038A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】厚紙又はカラー画像を担持した記録紙を定着する場合においても、十分な定着性能を確保することが可能な定着装置を提供すること。
【解決手段】定着装置１は、加熱定着器１０と加圧定着器２０とを備えている。このため、記録紙上のトナー画像は、加熱定着器１０で加熱及び加圧されるとともに、加圧定着器２０で加圧される。その結果、厚紙又はカラー画像を担持した記録紙を定着する場合のように、一方の定着器のみでは十分な定着性能を確保することができない場合でも、定着性能の不足分が他方の定着器で補われる。従って、厚紙又はカラー画像を担持した記録紙を定着する場合においても、十分な定着性能を確保することができる。
【選択図】　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式を用いて画データを記録紙に記録する複写機能付きファクシミリ装置（以下、複合機という）等の画像形成装置に関し、より詳しくは、記録プロセスに従って記録紙上に転写されたトナー画像を定着させる定着装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、複合機においては、電子写真方式を用いて画データを記録紙に記録する方式が多用されている。この電子写真方式を用いた複合機は、一般的には感光体の表面を一様に帯電させる帯電器、感光体の表面に光を照射して静電潜像を形成する露光器、静電潜像にトナーケースから供給されるトナーを付着させてトナー画像を形成する現像器を備えている。また、複合機は、トナー画像を記録紙に転写させる転写器、転写されたトナー画像を記録紙に定着させる定着器を備えている。尚、感光体への帯電、露光、現像、記録紙への転写、定着という一連のプロセスが、電子写真方式における一単位の記録プロセスである。
【０００３】
ところで、定着器は、ヒータを有するヒートローラと、このヒートローラに圧接するプレスローラとからなる。そして、画データを記録紙に記録する場合には、ヒータへの通電を開始してヒートローラの表面を昇温させ、所定の定着温度（例えば１８０度）に達すると、画データの記録動作を開始する。即ち、記録プロセスに従ってトナー画像が転写された記録紙は、ヒートローラとプレスローラとの間に搬送される。そして、トナー画像が転写された記録紙の記録側がヒートローラで加熱され、記録紙の反記録側がプレスローラで加圧される。その結果、トナー画像が記録紙に永久像として定着される。
【０００４】
ここで、ヒートローラの表面が所定の定着温度に達するまでの時間、つまりウォームアップタイムは、ヒートローラの熱容量によって異なる。そこで、ヒートローラを低熱容量化するために、中空構造かつ薄肉化したヒートローラを備えた複合機も提案されている。このような複合機によれば、ヒートローラの表面が所定の定着温度に達するまでの時間が短縮されるため、ヒータへの通電に伴う消費電力を抑制することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ヒートローラを中空構造かつ薄肉化すると、ヒートローラの強度が低下する。このため、プレスローラは、ヒートローラに対する圧力を低くせざるを得ない。従って、厚紙又はカラー画像を担持した記録紙を定着する場合に定着不良が発生するという問題もある。
【０００６】
また、ヒートローラを小径化すると、薄肉化した場合と同様に熱容量が低くなる。このため、ウォームアップタイムの短縮につながるものの、薄肉化した場合と同様の問題が生じる。
【０００７】
本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、その目的は、厚紙又はカラー画像を担持した記録紙を定着する場合においても、十分な定着性能を確保することが可能な定着装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、熱源を有するヒートローラと、このヒートローラに圧接するプレスローラとからなり、これら両ローラのニップ部を通過する記録紙上のトナー画像を加熱及び加圧する加熱定着手段と、プレスローラ対からなり、これら両ローラのニップ部を通過する記録紙上のトナー画像を加圧する加圧定着手段とを備えた定着装置であって、前記加熱定着手段と前記加圧定着手段との間で記録紙がループを形成するように搬送される。
【０００９】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の定着装置において、両定着手段のうち記録紙搬送方向の上流側に位置する定着手段の記録紙搬送速度は、下流側に位置する定着手段の記録紙搬送速度以上である。
【００１０】
請求項３に記載の発明では、請求項１又は請求項２に記載の定着装置において、両定着手段のうち記録紙搬送方向の上流側に位置する定着手段と下流側に位置する定着手段との間で記録紙がループを形成することが可能な空間を確保するように一対のガイド部材を配置した。
【００１１】
従って、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の発明によれば、記録紙上のトナー画像は、加熱定着手段で加熱及び加圧されるとともに、加圧定着手段で加圧される。このため、厚紙又はカラー画像を担持した記録紙を定着する場合のように、一方の定着手段のみでは十分な定着性能を確保することができない場合でも、定着性能の不足分が他方の定着手段で補われる。しかも、加熱定着手段と加圧定着手段との間で記録紙がループを形成するように搬送されることから、加熱定着手段と加圧定着手段とで記録紙を互いに引っ張り合うことはない。換言すれば、加熱定着手段を構成するローラ及び加圧定着手段を構成するローラが記録紙上でスリップすることはない。その結果、画像ズレが生じることはなく、また記録紙にローラのスリップ痕が生じないことから、画質異常が防止される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の定着装置を具体化した一実施形態を図面を用いて説明する。
図１に示すように、定着装置１は、加熱定着器１０と、その加熱定着器１０の下流側直近に配置された加圧定着器２０とを備えている。
【００１３】
加熱定着器１０は、ヒートローラ１１と、このヒートローラ１１に圧接するプレスローラ１２とからなる。そして、加熱定着器１０は、両ローラ１１，１２のニップ部を通過する記録紙上のトナー画像を加熱及び加圧する。
【００１４】
ヒートローラ１１は、鉄、アルミニウム、ステンレス等の金属からなる中空構造に形成されている。ヒートローラ１１は、内部にヒータＨを有している。このヒートローラ１１を表面硬度の硬い金属製としてもよいが、金属からなる中空構造に形成し、その外周面を耐熱性に優れたシリコンゴム等の弾性体によって被覆してもよい。ヒートローラ１１は、低熱容量化するために小径化されている。即ち、好適な外径は８．４ｍｍ〜３０ｍｍであり、最適な外径は１５ｍｍ以下である。このヒートローラ１１の外径は、ヒータＨの形状及びプリンタ速度等に応じて変更される。また、ヒートローラ１１は、低熱容量化するために薄肉化されている。即ち、好適な肉厚は０．１ｍｍ〜０．８ｍｍであり、最適な肉厚は０．５ｍｍ以下である。このヒートローラ１１の肉厚は、材質、つまり熱伝導率に応じて変更される。例えば、肉厚が０．２ｍｍのヒートローラ１１の内部に、外径が８ｍｍのヒータＨを有している構成の場合には、外径が８．４ｍｍのヒートローラ１１を使用することができる。
【００１５】
本実施形態では、ヒートローラ１１の材質はアルミニウムであり、外径は１５ｍｍであり、肉厚は０．５ｍｍである。また、ヒータＨとして５００Ｗのハロゲンランプを使用している。ここで、ヒートローラ１１は、中空構造かつ薄肉化されて低熱容量化されているため、ヒートローラ１１の表面が所定の定着温度（例えば１７５度）に達するまでの時間、つまりウォームアップタイムが短縮される。また、ヒートローラ１１の表面には、フッ素系樹脂によるコーティングが施されている。このため、両ローラ１１，１２間に搬送されてきた記録紙上のトナーは、ヒートローラ１１の表面に付着し難くなる。従って、ヒートローラ１１が小径化されていることからも、記録紙がヒートローラ１１に巻き付く可能性は低くなる。その結果、ジャムの発生が抑制される。
【００１６】
プレスローラ１２は、中実構造の芯金１２ａと、その芯金１２ａの外周面を被覆するシリコン系のスポンジゴム１２ｂとを備えている。尚、シリコン系のスポンジゴム１２ｂの表面は、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コポリマー）チューブで被覆されている。そして、プレスローラ１２は、バネ１２ｃで下方からヒートローラ１１側に付勢されている。本実施形態では、プレスローラ１２の外径は２３ｍｍである。尚、プレスローラ１２は、芯金１２ａをソリッドゴムで被覆したものであってもよい。又は、プレスローラ１２は、芯金１２ａをソリッドゴムで被覆し、そのソリッドゴムの表面をコーティングしたものであってもよい。又は、プレスローラ１２は、芯金１２ａをソリッドゴムで被覆し、そのソリッドゴムの表面をＰＦＡチューブで被覆したものであってもよい。即ち、プレスローラ１２は、表面硬度の軟らかい弾性体からなる軟質プレスローラであることが好ましい。
【００１７】
ここで、前記ヒートローラ１１は、中空構造かつ薄肉化したことに伴って強度が低下する。しかし、ヒートローラ１１は小径化されているため、中空構造かつ薄肉化に伴って低下した強度が一部補われている。そこで、バネ１２ｃの付勢力をヒートローラ１１の強度に応じて設定している。従って、両ローラ１１，１２間に搬送されてきた記録紙は、バネ１２ｃの付勢力によりプレスローラ１２で加圧される。即ち、記録紙上のトナー画像は、加熱定着器１０で主に加熱定着されると同時に加圧定着される。
【００１８】
ところで、プレスローラ１２の表面の材質はＰＦＡ、前記ヒートローラ１１の材質はアルミニウムであるから、プレスローラ１２の表面硬度は、ヒートローラ１１の表面硬度よりも軟らかい。このため、両ローラ１１，１２間に搬送されてきた記録紙に対してプレスローラ１２で加圧すると、プレスローラ１２の表面がヒートローラ１１の表面形状に沿って若干窪む（第１要素）。また、プレスローラ１２の外径は２３ｍｍ、前記ヒートローラ１１の外径は１５ｍｍであるから、プレスローラ１２の外径は、ヒートローラ１１の外径よりも大きい（第２要素）。このため、前記第１要素及び第２要素から、両ローラ１１，１２の表面硬度を同一、両ローラ１１，１２の外径を同一とした場合と比較して、両ローラ１１，１２のニップ幅は広くなる。従って、加熱定着器１０による定着時には、ニップ時間が十分に確保される。その結果、ヒートローラ１１からの熱が記録紙に確実に付与される。よって、加熱定着器１０でトナーが融解され、記録紙に定着される。
【００１９】
また、上記のように両ローラ１１，１２間に搬送されてきた記録紙に対してプレスローラ１２で加圧すると、プレスローラ１２の表面がヒートローラ１１の表面形状に沿って若干窪む。このため、両ローラ１１，１２間を通過する記録紙は、下に凸の形状（略Ｕ字状）にカールされる。従って、加熱定着器１０による定着後の記録紙は、下に凸にカールされて両ローラ１１，１２間から排出される。即ち、記録紙は、両ローラ１１，１２間から両ローラ１１，１２の接線方向よりもヒートローラ１１側（上側）に排出される。
【００２０】
そこで、加圧定着器２０を構成するプレスローラ２１とプレスローラ２２とのニップ部を、加熱定着器１０を構成する両ローラ１１，１２の接線方向の一側に配置している。本実施形態では、両ローラ２１，２２のニップ部を、両ローラ１１，１２の接線方向よりもヒートローラ１１側に配置している。また、加熱定着器１０と加圧定着器２０との間には、一対のガイド部材Ｇを配設している。そして、これら一対のガイド部材Ｇによって、加熱定着器１０と加圧定着器２０との間の記録紙搬送経路を形成している。本実施形態では、加熱定着器１０から加圧定着器２０に向かって上方に傾斜する記録紙搬送経路を形成している。このため、両ローラ１１，１２間から排出された記録紙は、一対のガイド部材Ｇで案内されて、両ローラ２１，２２のニップ部までスムーズに搬送される。
【００２１】
次に、加圧定着器２０について説明する。
加圧定着器２０は、プレスローラ２１と、このプレスローラ２１に圧接するプレスローラ２２とからなる。即ち、加圧定着器２０は、加熱定着器１０とは異なり、ヒータＨを有しておらず、プレスローラ対からなる。そして、加圧定着器２０は、両ローラ２１，２２のニップ部を通過する記録紙上のトナー画像を加圧する。
【００２２】
特に、両ローラ２１，２２のニップ部の軸方向の長さは、それぞれ最大印字領域以上である。本実施形態では、Ａ３縦サイズ（幅２９７ｍｍ×長さ４２０ｍｍ）の記録紙の両幅に余白領域をそれぞれ３ｍｍ確保する構成を想定している。従って、かかる構成の場合には、印字領域は２９１ｍｍであり、両ローラ２１，２２のニップ部の軸方向の長さは、それぞれ２９１ｍｍである。換言すれば、本実施形態の両ローラ２１，２２は、加熱定着器１０による定着後の記録紙、つまりカールされた記録紙のカールを矯正する、いわゆるデカールローラ（一般的に軸方向の長さは印字領域未満）とは異なる。即ち、本実施形態の両ローラ２１，２２は、加熱定着器１０による定着後の記録紙のカールを矯正する機能を有することは勿論のこと（詳細は後述する）、両ローラ２１，２２のニップ部を通過する記録紙上のトナー画像を全幅に亘って積極的に加圧する。ちなみに、前記デカールローラは、軸方向の長さが印字領域未満であることから、デカールローラを構成する両ローラのニップ部を通過する記録紙上のトナー画像の一部しか加圧できない結果、十分な定着性能を確保できない。
【００２３】
プレスローラ２１は、鉄、アルミニウム、ステンレス等の金属からなる中実構造に形成されている。即ち、プレスローラ２１は、表面硬度の硬い硬質プレスローラであることが好ましい。本実施形態では、プレスローラ２１の材質はアルミニウムであり、外径は１５ｍｍである。ここで、前記ヒートローラ１１を中空構造かつ薄肉化したことに伴って、ヒートローラ１１の強度が低下することから、プレスローラ１２は、ヒートローラ１１に対する圧力を低くせざるを得ない。このため、厚紙又はカラー画像を担持した記録紙を定着する場合には、加熱定着器１０のみでは十分な定着性能を確保することができない。そこで、定着性能の不足分を補うために、本実施形態では、加熱定着器１０の下流側に加圧定着器２０を設けている。そして、プレスローラ２１を中実構造とし、両ローラ２１，２２間に搬送されてきた記録紙に対して、プレスローラ２２から高圧力で加圧できるようにしている。従って、加熱定着器１０による定着後のトナー画像が、さらに加圧定着器２０により定着される。
【００２４】
プレスローラ２２は、中実構造の芯金２２ａと、その芯金２２ａの外周面を被覆するシリコン系のソリッドゴム２２ｂとを備えている。そして、プレスローラ２２は、バネ２２ｃで上方からプレスローラ２１側に付勢されている。本実施形態では、プレスローラ２２の外径は２３ｍｍである。尚、プレスローラ２２は、芯金２２ａをソリッドゴムで被覆し、そのソリッドゴムの表面をコーティングしたものであってもよい。又は、プレスローラ２２は、芯金２２ａをソリッドゴムで被覆し、そのソリッドゴムの表面をＰＦＡチューブで被覆したものであってもよい。又は、プレスローラ２２は、芯金２２ａをスポンジゴムで被覆し、そのスポンジゴムの表面をＰＦＡチューブで被覆したものであってもよい。即ち、プレスローラ２２は、表面硬度の軟らかい弾性体からなる軟質プレスローラであることが好ましい。
【００２５】
ここで、加圧定着器２０は、加熱定着器１０の下流側直近に配置されている。本実施形態では、ヒートローラ１１の軸中心とプレスローラ１２の軸中心とを通る直線と、プレスローラ２１の軸中心とプレスローラ２２の軸中心とを通る直線との間の距離は、３５ｍｍである。このため、加圧定着器２０による定着時には、加熱定着器１０のヒータＨからの熱及び加熱定着器１０による定着後の記録紙に存在する余熱が活用される。即ち、記録紙上のトナー画像は、加圧定着器２０で主に加圧定着されると同時に加熱定着される。
【００２６】
ところで、プレスローラ２２の表面の材質はシリコン系のソリッドゴム、前記プレスローラ２１の材質はアルミニウムであるから、プレスローラ２２の表面硬度は、プレスローラ２１の表面硬度よりも軟らかい。このため、両ローラ２１，２２間に搬送されてきた記録紙に対してプレスローラ２２で加圧すると、プレスローラ２２の表面がプレスローラ２１の表面形状に沿って若干窪む（第３要素）。また、プレスローラ２２の外径は２３ｍｍ、前記プレスローラ２１の外径は１５ｍｍであるから、プレスローラ２２の外径は、プレスローラ２１の外径よりも大きい（第４要素）。このため、前記第３要素及び第４要素から、両ローラ２１，２２のニップ幅は広くなる。従って、加圧定着器２０による定着時には、ニップ時間が十分に確保される。その結果、厚紙又はカラー画像を担持した記録紙を定着する場合のように、加熱定着器１０のみでは十分な定着性能を確保することができない場合でも、定着性能の不足分が加圧定着器２０で確実に補われる。
【００２７】
また、上記のように両ローラ２１，２２間に搬送されてきた記録紙に対してプレスローラ２２で加圧すると、プレスローラ２２の表面がプレスローラ２１の表面形状に沿って若干窪む。このため、両ローラ２１，２２間を通過する記録紙は、上に凸の形状（略逆Ｕ字状）にカールされる。従って、前記加熱定着器１０による定着後の記録紙、つまり下に凸にカールされて両ローラ２１，２２間に搬送されてきた記録紙が両ローラ２１，２２を通過すると、カールが矯正される。換言すれば、加熱定着器１０のプレスローラ１２（軟質プレスローラ）と、加圧定着器２０のプレスローラ２２（軟質プレスローラ）とを、記録紙搬送経路を挟んで反対側に配置しているため、カールが矯正される。
【００２８】
しかも、ヒートローラ１１及びプレスローラ２１の材質はいずれもアルミニウムであるから、それらの表面硬度は略同一である（第５要素）。一方、プレスローラ１２の表面硬度は、プレスローラ２２の表面硬度よりも軟らかい（第６要素）。また、ヒートローラ１１は中空構造かつ薄肉化され、プレスローラ２１は中実構造であるから、バネ１２ｃの付勢力は、バネ２２ｃの付勢力よりも小さく設定している（第７要素）。このため、前記第５要素〜第７要素から、プレスローラ１２のヒートローラ１１に対する窪み量と、プレスローラ２２のプレスローラ２１に対する窪み量とを略同一に設定することができる（第８要素）。
【００２９】
加えて、ヒートローラ１１及びプレスローラ２１の外径はいずれも１５ｍｍ、プレスローラ１２及びプレスローラ２２の外径はいずれも２３ｍｍであるから、両定着器１０，２０の対角に位置する２つのローラ（１１と２１、１２と２２）の外径は、いずれも略同一である（第９要素）。このため、前記第８要素及び第９要素から、両ローラ１１，１２でニップされているときの記録紙の形状（略Ｕ字状）と、両ローラ２１，２２でニップされているときの記録紙の形状（略逆Ｕ字状）とは、曲率半径が略同一となり、かつカールの方向が逆となる。その結果、加圧定着器２０による定着後の記録紙は、加熱定着器１０による定着でのカールが略完全に矯正された良好な状態で両ローラ２１，２２間から排出される。
【００３０】
ところで、記録紙は、両ローラ１１，１２のニップ部と、両ローラ２１，２２のニップ部との両方でニップされる。ここで、加熱定着器１０の記録紙搬送速度ｖ１が加圧定着器２０の記録紙搬送速度ｖ２未満の場合には、両ローラ１１，１２のニップ圧ｐ１と、両ローラ２１，２２のニップ圧ｐ２との関係によって、いずれも駆動ローラである各ローラ１１，２１が記録紙上でスリップする。具体的には、「ｖ２＞ｖ１」であって、かつ「ｐ２＞ｐ１」の場合には、ヒートローラ１１が記録紙上でスリップする。一方、「ｖ２＞ｖ１」であって、かつ「ｐ２＜ｐ１」の場合には、プレスローラ２１が記録紙上でスリップする。他方、「ｖ２＞ｖ１」であって、かつ「ｐ２＝ｐ１」の場合には、ヒートローラ１１及びプレスローラ２１がいずれも記録紙上でスリップする。その結果、これらの場合には、画像ズレが生じるとともに、記録紙上にローラ１１，２１のスリップ痕が生じることから、画質異常が発生する。
【００３１】
このようなことから、「ｖ２≦ｖ１」とする構成、つまりヒートローラ１１の周速度をプレスローラ２１の周速度以上とする構成が好適である。特に、「ｖ２＜ｖ１」とする構成が最適である。そこで、本実施形態では、「ｖ２＜ｖ１」としている。よって、本実施形態では、加熱定着器１０と加圧定着器２０との間で記録紙がループ（たるみ）を形成するように搬送される（図１参照）。このため、両ローラ１１，１２のニップ部と両ローラ２１，２２のニップ部とで記録紙を互いに引っ張り合うことはない。換言すれば、両ローラ１１，２１が記録紙上でスリップすることはない。その結果、画像ズレが生じることはなく、またｐ１とｐ２との関係に拘わらず、記録紙に両ローラ１１，２１のスリップ痕が生じないことから、画質異常が防止される。
【００３２】
特に、本実施形態では、前記一対のガイド部材Ｇを、加熱定着器１０と加圧定着器２０との間で記録紙がループを形成することが可能な空間を確保する一対のガイド部材と兼用している。しかも、１つのガイド部材Ｇではなく、一対のガイド部材Ｇを設けているため、また各ガイド部材Ｇをそれぞれ山型に形成しているため、記録紙のループが一定量以上に大きくならない。従って、記録紙のループが大きくなり過ぎない結果、記録紙のジャムの発生が抑制される。
【００３３】
以上、詳述したように本実施形態によれば、次のような作用、効果を得ることができる。
（１）定着装置１は、加熱定着器１０と加圧定着器２０とを備えている。このため、記録紙上のトナー画像は、加熱定着器１０で加熱及び加圧されるとともに、加圧定着器２０で加圧される。その結果、厚紙又はカラー画像を担持した記録紙を定着する場合のように、一方の定着器のみでは十分な定着性能を確保することができない場合でも、定着性能の不足分が他方の定着器で補われる。従って、厚紙又はカラー画像を担持した記録紙を定着する場合においても、十分な定着性能を確保することができる。
【００３４】
（２）加熱定着器１０と加圧定着器２０との間で記録紙がループ（たるみ）を形成するように搬送される。具体的には、加熱定着器１０の記録紙搬送速度ｖ１を加圧定着器２０の記録紙搬送速度ｖ２以上、つまり本実施形態では、加熱定着器１０の記録紙搬送速度ｖ１を加圧定着器２０の記録紙搬送速度ｖ２よりも速くしている。このようなことから、加熱定着器１０と加圧定着器２０とで記録紙を互いに引っ張り合うことはない。換言すれば、加熱定着器１０を構成するヒートローラ１１及び加圧定着器２０を構成するプレスローラ２１が記録紙上でスリップすることはない。その結果、画像ズレが生じることはなく、また記録紙に両ローラ１１，２１のスリップ痕が生じないことから、画質異常が防止される。従って、画像ズレによる画質異常や両ローラ１１，２１のスリップ痕による画質異常を防止することができる。
【００３５】
（３）加熱定着器１０と加圧定着器２０との間で記録紙がループを形成することが可能な空間を確保するように一対のガイド部材Ｇを配置している。しかも、これら一対のガイド部材Ｇを、加熱定着器１０と加圧定着器２０との間に形成される記録紙のループを一定量以上に大きくしないよう、それぞれ山型に形成している。このため、記録紙が上に凸又は下に凸のいずれにループされても、そのループが一定量以上に大きくならないように記録紙がガイド部材Ｇで規制される。従って、記録紙のループが大きくなり過ぎない結果、記録紙のジャムの発生を抑制することができる。
【００３６】
（４）加圧定着器２０を加熱定着器１０の近傍、つまり本実施形態では、加圧定着器２０を加熱定着器１０の下流側直近に配置している。このため、加圧定着器２０による定着時には、加熱定着器１０のヒータＨからの熱が活用される。換言すれば、加圧定着器２０により、記録紙上のトナー画像を主に加圧定着させると同時に加熱定着させている。従って、加圧定着器２０を加熱定着器１０の近傍に配置することで、加圧定着器２０にヒータＨを設けなくても、加熱定着器１０のヒータＨからの熱が有効に活用される。従って、省電力で十分な定着性能を確保することができる。
【００３７】
（５）加圧定着器２０を加熱定着器１０の下流側、つまり本実施形態では、加圧定着器２０を加熱定着器１０の下流側直近に配置している。このため、加圧定着器２０による定着時には、加熱定着器１０による定着後の記録紙に存在する余熱が活用される。換言すれば、加圧定着器２０により、記録紙上のトナー画像を主に加圧定着させると同時に加熱定着させている。従って、加圧定着器２０を加熱定着器１０の下流側に配置することで、加圧定着器２０にヒータＨを設けなくても、加熱定着器１０による定着後の記録紙に存在する余熱が有効に活用される。従って、省電力で十分な定着性能を確保することができる。
【００３８】
（６）加圧定着器２０を構成する両ローラ２１，２２の軸方向の長さを、それぞれ印字領域以上としている。このため、両ローラ２１，２２により、加熱定着器１０による定着後の記録紙のカールが矯正されるとともに、両ローラ２１，２２のニップ部を通過する記録紙上のトナー画像が全幅に亘って積極的に加圧される。即ち、両ローラ２１，２２は、軸方向の長さが印字領域未満である単なるデカールローラとは異なる。従って、単なるデカールローラしか備えていない構成の定着装置と比較して、十分な定着性能を確保することができる。
【００３９】
（７）厚紙又はカラー画像を担持した記録紙を定着する場合には、薄紙又はモノクロ画像を担持した記録紙を定着する場合と比較して、より多くの熱を必要とする。このため、ヒートローラと、このヒートローラに圧接するプレスローラとしか備えていない定着器、つまり１段階で構成された従来の定着器で前記厚紙等を定着する場合には、１段階で十分な定着性能を確保する必要があるが故に、定着器の定着温度（定着器の目標温度）を高くせざるを得ない。その結果、ヒートローラの表面が所定の定着温度に達するまでの時間、つまりウォームアップタイムが長くなる。
【００４０】
一方、本実施形態では、加熱定着器１０による加熱及び加圧と、加圧定着器２０による加圧とが協働される。換言すれば、加熱定着器１０による加熱及び加圧のみで十分な定着性能を確保する必要はない。このため、厚紙又はカラー画像を担持した記録紙を定着する場合のように、一方の定着器のみでは十分な定着性能を確保することができない場合でも、定着性能の不足分が他方の定着器で補われる。即ち、厚紙等を定着する場合でも、加熱定着器１０と加圧定着器２０との２段階で十分な定着性能を確保すればよいが故に、加熱定着器１０の目標温度を低く設定することが可能である。具体的には、加熱定着器１０の目標温度は、トナーが融解される温度（例えば、従来の１８０度よりも低い１７５度）さえあればよい。従って、ウォームアップタイムを短縮することができる。
【００４１】
（８）一般的に複合機は、ヒートローラ１１が所定の定着温度（例えば１７５度）まで昇温されている状態の通常モード、ヒートローラ１１が所定の待機温度（例えば１５０度）に維持されている状態の待機モード、ヒータＨへの通電が遮断されている状態の省エネモードを備えている。そして、通常モードでの記録動作が終了してから所定時間が経過した場合には、待機モードに移行し、さらに記録動作がなく所定時間が経過した場合には、省エネモードに移行する。ところで、複合機の全消費電力のうち、約７０％が待機モード時の消費電力であることが知られている。そこで、本実施形態では、ヒートローラ１１を中空構造かつ薄肉化している。このため、ヒートローラ１１が低熱容量化される。その結果、ヒートローラ１１の表面が所定の定着温度に達するまでの時間、つまりウォームアップタイムが短縮される。従って、待機モードを省略することが可能であり、ヒータＨへの通電に伴う消費電力、ひいては複合機の消費電力を大幅に抑制することができる。
【００４２】
（９）ヒートローラ１１を中空構造かつ薄肉化すると、ヒートローラ１１の強度が低下する。このため、プレスローラ１２は、ヒートローラ１１に対する圧力を低くせざるを得ない。そこで、ヒートローラ１１の強度を向上させるために、ヒートローラ１１の内周面に複数のリブを形成することも考えられる。しかし、ヒートローラ１１の形状が複雑になってコストアップとなる。一方、本実施形態では、加熱定着器１０による定着不足を補うために加圧定着器２０を設けている。このため、ヒートローラ１１の内周面に複数のリブを形成する必要はない。従って、ヒートローラ１１の形状が簡易であり、ヒートローラ１１の製造コストを抑制することができる。
【００４３】
（１０）ヒートローラ１１を中空構造かつ薄肉化し、さらに小径化している。このため、ヒートローラ１１の表面積が狭くなる。その結果、ヒートローラ１１からの放熱に伴う熱損失が抑制される。従って、ヒータＨからの熱の殆どをヒートローラ１１を介して記録紙に付与できる。よって、加熱定着器１０による定着性を向上させることができる。
【００４４】
（１１）加圧定着を加熱定着器１０と加圧定着器２０とに分散させている。このため、バネ１２ｃ及びバネ２２ｃの付勢力は、いずれも小さくてもよい。
（１２）加熱定着器１０は、ヒートローラ１１と、このヒートローラ１１に圧接するプレスローラ１２とからなる。一方、加圧定着器２０は、プレスローラ２１と、このプレスローラ２１に圧接するプレスローラ２２とからなる。そして、加熱定着器１０のプレスローラ１２（軟質プレスローラ）と加圧定着器２０のプレスローラ２２（軟質プレスローラ）とが、記録紙搬送経路を挟んで反対側に配置されているため、カールが矯正される。従って、記録紙のカールを矯正することができる。
【００４５】
（１３）プレスローラ１２のヒートローラ１１に対する窪み量と、プレスローラ２２のプレスローラ２１に対する窪み量とを略同一としている。一方、両定着器１０，２０の対角に位置する２つのローラ（１１と２１、１２と２２）の外径をいずれも略同一としている。このため、両ローラ１１，１２でニップされているときの記録紙の形状（略Ｕ字状）と、両ローラ２１，２２でニップされているときの記録紙の形状（略逆Ｕ字状）とは、曲率半径が略同一となり、かつカールの方向が逆となる。従って、記録紙のカールを略完全に矯正することができる。
【００４６】
（１４）加圧定着器２０を構成する両ローラ２１，２２のニップ部を、加熱定着器１０を構成する両ローラ１１，１２の接線方向の一側、つまり本実施形態では、両ローラ２１，２２のニップ部を、両ローラ１１，１２の接線方向よりもヒートローラ１１側に配置している。このため、両ローラ１１，１２間から排出された記録紙は、両ローラ２１，２２のニップ部までスムーズに搬送される。従って、記録紙のジャムの発生を抑制することができる。
【００４７】
尚、前記実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・加熱定着器１０の記録紙搬送速度ｖ１を加圧定着器２０の記録紙搬送速度ｖ２と等しくした構成、つまりヒートローラ１１の周速度をプレスローラ２１の周速度と等しくした構成としてもよい。
【００４８】
・図２に示す構成によって、記録紙に一時的にループを形成してもよい。即ち、図２に示すように、加熱定着器１０のヒートローラ１１及び加圧定着器２０のプレスローラ２１は、制御部５０による単一のモータＭの制御に基づいて回転駆動される。特に、加圧定着器２０のプレスローラ２１は、モータＭから電磁クラッチＣを介して回転力が付与される。具体的には、制御部５０は、記録紙の先端が加圧定着器２０を構成する両ローラ２１，２２のニップ部に達したことを検出するセンサＳが記録紙の先端を検出してから所定時間が経過した後、電磁クラッチＣをオンさせる。
【００４９】
その結果、記録紙の先端が両ローラ２１，２２のニップ部に達してから所定時間が経過するまでの間は、プレスローラ２１は回転されず、ヒートローラ１１のみが回転される。換言すれば、前記所定時間が経過した後、プレスローラ２１が回転されることから、加圧定着器２０による記録紙の搬送を一時的に遅らせて、記録紙に一時的にループを形成している。即ち、制御部５０は、加熱定着器１０による記録紙の搬送に対する加圧定着器２０による記録紙の搬送を一時的に遅らせ、記録紙に一時的にループを形成するように、加圧定着器２０の回転を制御する。このように構成すれば、前記実施形態と同様に、画像ズレによる画質異常やローラのスリップ痕による画質異常を防止することができる。勿論、ヒートローラ１１を駆動するモータと、プレスローラ２１を駆動するモータとを、それぞれ別個に設けた構成としてもよい。
【００５０】
・前記実施形態のように、加圧定着器２０を加熱定着器１０の下流側、好ましくは近傍、特に好ましくは直近に設けて、加圧定着器２０による定着時には、加熱定着器１０による定着後の記録紙に存在する余熱を活用する構成が好ましい。ただし、低温で融解するトナー、例えば融点が１００度程度のトナーを使用する場合には、前記余熱を活用しなくてもトナーが融解されるため、加圧定着器２０を加熱定着器１０の上流側、好ましくは近傍、特に好ましくは直近に設けた構成としてもよい。このように構成すれば、加圧定着器２０による定着時には、加熱定着器１０による定着後の記録紙に存在する余熱を活用することはできないが、少なくとも加熱定着器１０のヒータＨからの熱を活用することはできる。
【００５１】
・上記のように加圧定着器２０を加熱定着器１０の上流側に配置した構成であって、加圧定着器２０を構成するプレスローラ２２を上側に配置し、プレスローラ２１を下側に配置した構成を想定する。このように構成すれば、上側のプレスローラ２２の表面硬度は、下側のプレスローラ２１の表面硬度よりも軟らかいことから、上流側の加圧定着器２０による定着後の記録紙は、上に凸（略逆Ｕ字状）にカールされて両ローラ２１，２２間から排出される。即ち、記録紙は、両ローラ２１，２２間から両ローラ２１，２２の接線方向よりもプレスローラ２１側（下側）に排出される。
【００５２】
そこで、かかる構成の場合には、下流側の加熱定着器１０を構成する両ローラ１１，１２のニップ部を、上流側の加圧定着器２０を構成する両ローラ２１，２２の接線方向の一側、つまり両ローラ１１，１２のニップ部を、両ローラ２１，２２の接線方向よりもプレスローラ２１側（下側）に配置することとする。また、下流側の加熱定着器１０を構成するヒートローラ１１を上側に配置し、プレスローラ１２を下側に配置することとする。その結果、上側のヒートローラ１１の表面硬度は、下側のプレスローラ１２の表面硬度よりも硬いことから、両ローラ１１，１２間を通過する記録紙は、下に凸（略Ｕ字状）にカールされる。従って、上に凸（略逆Ｕ字状）にカールされて両ローラ１１，１２間に搬送されてきた記録紙が両ローラ１１，１２間を通過すると、カールが矯正される。
【００５３】
・加圧定着器２０には、記録紙搬送方向に対して直交する記録紙幅方向に記録紙を波打たせる湾曲付与手段を備えた構成としてもよい。例えば、加圧定着器２０のプレスローラ２２（軟質プレスローラ）を、記録紙幅方向の両端部が記録紙幅方向の中央部よりも細いクラウン形状に形成し、このクラウン形状のプレスローラ２２（軟質プレスローラ）で湾曲付与手段を構成してもよい。このように構成すれば、記録紙が記録紙搬送方向に沿ってカールしている場合であっても、記録紙が記録紙幅方向に波打たれることに伴ってカールが矯正される。従って、記録紙のカールを矯正することができる。
【００５４】
・又は、加圧定着器２０には、プレスローラ２１（硬質プレスローラ）と、このプレスローラ２１の記録紙幅方向の中央部に圧接する第１軟質プレスローラと、プレスローラ２１の記録紙幅方向の両端部に圧接する複数の第２軟質プレスローラとを備えた構成としてもよい。そして、前記第１軟質プレスローラの軸方向の長さを印字領域以上とする。また、プレスローラ２１と前記第２軟質プレスローラとの接線方向を、プレスローラ２１と前記第１軟質プレスローラとの接線方向と異ならせる。このように構成すれば、前記第２軟質プレスローラにより記録紙が記録紙幅方向に波打たれる。従って、記録紙のカールを矯正することができる。
【００５５】
・プレスローラ２１を中空構造としてもよい。
・一対のガイド部材Ｇにおいて、その内側に記録紙搬送方向に沿って複数のリブを形成しても良い。勿論、上側のガイド部材Ｇのみに複数のリブを形成する構成、下側のガイド部材Ｇのみに複数のリブを形成する構成、一対のガイド部材Ｇのそれぞれに複数のリブを形成する構成のいずれであってもよい。このように構成すれば、記録紙のガイド部材Ｇに対する接触面積が狭くなる。従って、両ローラ１１，１２間から排出された記録紙を両ローラ２１，２２のニップ部までスムーズに搬送させることができる。その結果、ジャムの発生を確実に抑制することができる。
【００５６】
さらに、上記実施形態より把握される技術的思想について、以下にそれらの効果と共に記載する。
〔１〕請求項３に記載の定着装置において、前記一対のガイド部材は、上流側の定着手段と下流側の定着手段との間に形成される記録紙のループを一定量以上に大きくしないよう形成されている定着装置。このように構成すれば、記録紙のループが大きくなり過ぎない結果、記録紙のジャムの発生を抑制することができる。
【００５７】
〔２〕記録プロセスに従ってトナー画像が転写された記録紙を加熱及び加圧する加熱定着手段と、上流側の加熱定着手段から搬送されてきた記録紙を加圧してトナー画像を記録紙上に定着させる加圧定着手段と、前記加圧定着手段の回転を制御する回転制御手段とを備え、前記回転制御手段は、前記加熱定着手段による記録紙の搬送に対する前記加圧定着手段による記録紙の搬送を一時的に遅らせ、記録紙に一時的にループを形成するように、前記加圧定着手段の回転を制御する定着装置。このように構成すれば、画像ズレによる画質異常やローラのスリップ痕による画質異常を防止することができる。
【００５８】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成されているため、次のような効果を奏する。
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の発明によれば、厚紙又はカラー画像を担持した記録紙を定着する場合においても、十分な定着性能を確保することができる。また、画像ズレによる画質異常やローラのスリップ痕による画質異常を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】定着装置の構成を示す説明図。
【図２】別の実施形態の定着装置の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
１…定着装置、１０…加熱定着手段としての加熱定着器、１１…加熱定着器を構成するヒートローラ、１２…加熱定着器を構成するプレスローラ、２０…加圧定着手段としての加圧定着器、２１…加圧定着器を構成するプレスローラ、２２…加圧定着器を構成するプレスローラ、５０…回転制御手段としての制御部、Ｇ…ガイド部材、Ｈ…熱源としてのヒータ、ｖ１…加熱定着器の記録紙搬送速度、ｖ２…加圧定着器の記録紙搬送速度。

Claims (3)

1. 熱源を有するヒートローラと、このヒートローラに圧接するプレスローラとからなり、これら両ローラのニップ部を通過する記録紙上のトナー画像を加熱及び加圧する加熱定着手段と、プレスローラ対からなり、これら両ローラのニップ部を通過する記録紙上のトナー画像を加圧する加圧定着手段とを備えた定着装置であって、前記加熱定着手段と前記加圧定着手段との間で記録紙がループを形成するように搬送される定着装置。
2. 請求項１に記載の定着装置において、両定着手段のうち記録紙搬送方向の上流側に位置する定着手段の記録紙搬送速度は、下流側に位置する定着手段の記録紙搬送速度以上である定着装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の定着装置において、両定着手段のうち記録紙搬送方向の上流側に位置する定着手段と下流側に位置する定着手段との間で記録紙がループを形成することが可能な空間を確保するように一対のガイド部材を配置した定着装置。

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