[0001]【産業上の利用分野】本発明は、プリンタ、複写機及びフアクシミリ等の電子写真方式を用いた記録装置に係り、特に記録体の表面に形成されるトナー画像を記録体に定着させるのに好適な定着装置及び定着方法並びに記録装置に関する。[0002]【従来の技術】従来の電子写真方式を用いた記録装置においては、トナーを記録体表面に画像として顕像化させる工程と、顕像化されたトナー画像を記録体に定着させる工程とを備える。トナーは加熱により溶融し冷却により凝固する。定着工程では、このトナーの性質を利用してトナーを加熱させることにより溶融させ、その後の自然冷却により記録体に溶着し定着させる。1本のローラと1本の支持ローラとよりなる1対の定着ローラを圧接させ、少なくともそのうち1本の定着ローラを加熱し、1対の定着ローラが相接する溶融挟持部を形成し、その溶融挟持部にトナー画像を配列した記録体を挿通させて定着する構成である。この溶融挟持部に記録体を挿通させることにより記録体の表面に画像として配列されたトナーは、加熱されると同時に加圧される。溶融挟持部における熱エネルギと圧力による仕事との2種類のエネルギ供給を受けることによりトナーは溶融し変形する。この作用によりトナーは記録体に定着する。ここで、定着ローラは、少なくとも一方が加熱されていればよい。記録体に形成されたトナー画像を溶融挟持部に挿通する際、トナー画像の担持面と加熱された定着ローラとが接触するように挿通する。この加熱された加熱定着ローラをヒートローラ(HR)と称し、支持ローラをバツクアツプローラ(BR)と称す。BRの両方のローラを定着ローラ対と称することがあり、また、HRとBRのうち任意のいずれか一方を定着ローラと称することがある。BR.【0004】HRはアルミニウム製の中空円筒で形成され、その中心部にヒータが設けられている。アルミニウム製の中空円筒を芯金と称し、ヒータにはハロゲンランプを用いることが多い。(HR)に付着する現象(オフセット現象)が発生することがある。オフセット現象が発生すると、第2回目の定着の際に、記録体に溶着部材からトナーが転移し、誤印字を招くという問題が発生する。これを防止するため、HRのトナーと接する外皮層に離型性の高いシリコンゴムやフッ素ゴム、あるいはフッ素樹脂を離型層として用いるのが一般的である。通常、外皮層にはフッ素あるいはシリコンゴムやフッ素ゴムが用いられている。フッ素樹脂は、離型性が高いことでよく知られており、外皮層材料として、パーフルオロアルコキシ(PFA)やポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等がよく用いられている。core,定着時には熱抵抗部として作用する。fixing.【0005】一方、支持ローラであるBRは、金属製の回転軸の外側に弾性層が設けられ、HRと圧接の際にこの弾性層が変形して溶融挟持部が形成される。pressure.【0006】主に用いられる記録体はファンフォールド紙と称される長尺紙で、長手方向の途中にある長さ間隔でミシン目が付けられたものである。この種の記録体を連続紙と称することもある。paper.【0007】従来、連続紙を高速で搬送させてトナー画像を定着させる場合、定着ローラ対だけでは十分な熱量をトナーに与えることができないため、定着ローラ対の直前にプレヒータを用いる手段が多く用いられていた。have.プレヒータは多くの場合、熱板で形成されて搬送路に設置され、連続紙のトナー画像の担持面の裏面から予熱を行うものである。プレヒータは連続紙のトナー画像の担持面の裏面からトナーを予熱するため、記録体の厚さ分の熱量を供給する必要があった。したがって、熱的な効率が優れず、十分な予熱効果を得るにはプレヒータ自体が大型化するという問題があった。通常、定着ローラ対が占める空間と同等以上の空間をプレヒータの設置のために用意する必要がある。以上説明した従来の技術として、例えば特開昭64−9483号公報等が挙げられる。[0008]【発明が解決しようとする課題】従来の定着装置にあっては、プレヒータを用いるため定着工程に必要な空間が大型化するという問題があった。プレヒータを削除するのみでは一対の定着ローラだけでトナーの定着に必要な熱量を加えることは困難であり、HRの離型層厚さを減じて熱抵抗を減じ投入熱量を増加させると、HRの耐摩耗性が著しく損なわれ、HRの寿命を低下させるため、実用に供することができないという問題が発生する。performed,記録体が熱により収縮し記録体の収縮とHR表面との間のずれにより画像ブレが発生するという問題が起きる。occurs.【0009】以上の問題点を解決する手段として、記録体が溶融挟持部を通過した後も引き続きHRに接触させる手段がある。トナーが挟持されながら加熱されるため画像ブレの発生がない状態でトナーが記録体に接着される。挟持直後の状態では、定着という観点からはまだ接着力は不十分であるが、その後に記録体の熱収縮によるHR表面との間のずれが発生しても少なからずトナーと記録体との間に接着力が存在するため、画像ブレが発生することはない。記録体の熱収縮は加熱直後に著しいため、著しい熱収縮力は溶融挟持部内で発生するが、BRによる記録体の挟持に妨げられて、収縮そのものは発生しない。溶融挟持部を通過した後の接触部では記録体の熱収縮量は僅かである。HRからの投入熱量を増加するのは従来の手段と同じであるが、薄い記録体と同じ加熱条件を用いるとトナーの記録体への定着強さが低下するため、記録体の厚さに依らずトナーの記録体への定着強さを十分に高めることは解決すべき技術課題の一つである。HRの長手方向に著しい温度差の温度分布を発生する。そのため、特にHRの中央部でトナーの記録体への定着強さが低下する定着不良が発生する。したがって、連続して長時間印刷を行う場合のHR中央部の温度低下を抑え、HR中央部の定着不良を防止することが解決すべき技術課題の一つである。printed.【0011】(3)溶融挟持部における記録体及びトナーに対する熱エネルギと圧力による仕事の2種類のエネルギ供給に加え、後方の接触部における熱エネルギ供給が行われるため、定着に供される熱エネルギの比率が圧力による仕事に対して多くなる。これにより、定着終了後の記録体の温度低下が遅れ、トナーの凝固も遅れるため、排紙後のスタッカ(記録後の用紙貯め)でもトナーが溶融状態を保ち、記録体がスタッカに折りたたまれることにより、定着すべき個所以外の記録体表面や他のトナー画像にも固着する現象(トナースティック)が発生する。トナースティックが発生すると必要な情報が他の記録体の面に乗り移り、記録終了後に必要な情報以外の誤印字が発生したり、必要な情報が抜け落ちる画像欠損を発生する。トナースティックによる誤印字および画像欠損を防止することは解決すべき技術課題の一つである。sticks.【0012】本発明の目的は、プレヒータを削除することにより、小型で十分な寿命を有するHRを備え、画像ブレのない定着装置を提供することにある。device,記録体の厚さに依らずトナーの記録体への定着強さを十分に高めることにある。member.【0014】また、本発明の他の目的は、定着装置において、連続して長時間印刷を行う場合のHR中央部の温度低下を抑え、HR中央部の定着不良を防止することにある。portion.【0015】さらに、本発明の他の目的は、トナースティックによる誤印字および画像欠損を防止することにある。[0016]【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するため、本発明に係る定着装置は、一対の定着ローラを互いに圧接させるとともに、少なくともいずれか一方の定着ローラを加熱して溶融挟持部を形成し、溶融挟持部にトナー画像を配列した記録体を挿通させ、記録体にトナー画像を定着させる定着装置において、溶融挟持部に接続して溶融挟持部を通過した記録体が加熱した加熱定着ローラに接触する接触部を設け、接触部の長さを記録体の厚さに応じて変化させる手段を具備した構成とする。member.【0017】そして一対の定着ローラを互いに圧接させるとともに、少なくともいずれか一方の定着ローラを加熱して溶融挟持部を形成し、溶融挟持部にトナー画像を配列した記録体を挿通させ、記録体にトナー画像を定着させる定着装置において、溶融挟持部に接続して溶融挟持部を通過した記録体が加熱した加熱定着ローラに接触する接触部を設け、接触部の長さを記録体の厚さに応じて変化させる手段と、変化させる手段を制御する制御手段とを具備した構成でもよい。varying.【0018】また加熱定着ローラを、銅製の芯金とフッ素樹脂の離型層とにより形成した構成でもよい。fluororesin.【0019】さらに加熱定着ローラを、銅製の芯金とフッ素樹脂の離型層とにより形成しかつ少なくとも一つのヒートパイプを内設した構成でもよい。pipe.【0020】そして加熱定着ローラの長手方向に、発熱量の異なる複数の加熱体を内設し、それぞれの加熱体の前記発熱量が最大位置に前記加熱定着ローラの表面温度を検出する検出器を配設した構成でもよい。disposed.【0021】そして変化させる手段に、変化させる手段より排紙スタッカに至る間に記録体を冷却する迂回路を接続した構成でもよい。changing.【0022】また定着方法においては、一対の定着ローラを互いに圧接させるとともに、少なくともいずれか一方の定着ローラを加熱して溶融挟持部を形成し、溶融挟持部にトナー画像を配列した記録体を挿通させ、記録体にトナー画像を定着させる定着方法において、溶融挟持部を通過した記録体を引き続き加熱した加熱定着ローラの接触部に接触させ、接触部の長さを記録体の厚さに応じて変化させる構成とする。change.【0023】さらに記録装置においては、前記いずれか1項記載の定着装置を搭載してなる構成とする。portions,トナーへの投入熱量が増加する。increased.【0025】記録体の厚さが厚い場合は、溶融挟持部を通過後に接触部で記録体のHRへの接触長さを増加させることにより、定着強さに対して最適な熱量が記録体の厚さに応じて投入されるため、記録体の厚さに応じてトナーの定着強さが十分となる。member.【0026】HRの芯金の熱伝導性を向上させることにより、HRの長手方向への熱拡散を促し、HRの長手方向の温度分布が均一化し、連続して長時間印刷を行う場合のHR中央部の温度低下が抑えられ、HR中央部における定着不良が防止される。HR中央部の定着不良が防止される。prevented.【0027】記録体が溶融挟持部を通過後にHRへの接触部を通過し終わってから、スタッカに到達するまでの時間を伸長させることにより、記録体の冷却がその伸長時間中に行われる。したがって、スタッカでは記録体の温度が低下しているため、トナースティックの発生がなくなり、誤印字及び画像欠損が防止される。《実施例1》本発明の一実施例を図1を参照しながら説明する。図1に示すように、一対の定着ローラ1,3を互いに圧接させるとともに、少なくともいずれか一方の定着ローラ1を加熱して溶融挟持部8を形成し、溶融挟持部8にトナー画像(未定着トナー)5を配列した記録体4を挿通させ、記録体4にトナー画像5を定着させる定着装置であって、溶融挟持部8に接続して溶融挟持部8を通過した記録体4が加熱した定着ローラ(加熱定着ローラ)1に接触する接触部9を設け、接触部9の長さを記録体4の厚さに応じて変化させる手段(後方巻き付け部材)10を具備した構成とする。HR1との間の圧接により形成された溶融挟持部8に挿通される。溶融挟持部8で、未定着トナー5は加熱による熱エネルギの供給と加圧による圧縮仕事を受けて溶融し変形する。溶融挟持部8の出口では、未定着トナー5は半定着状態の半定着トナー6となる。この状態では、定着強さは十分ではないが、その後に接触する接触部9で画像ブレの発生がない程度に半定着トナー6と記録体4との間に接着力が発生する。記録体4とその表面に形成された半定着トナー6は後方巻き付け部材10による導きで接触部9に至り、接触部9でさらに加熱による熱エネルギの供給を受け、十分な定着強さが与えられる。その結果、プレヒータを用いることなく良好な定着強さを有する定着後トナー7が得られる。preheater.【0029】実験的に後方巻き付け部材10を外し、接触部9を設けない状態で定着動作を行うと、記録体4からHR1の表面にトナーが転移するオフセット現象が発生しなければトナーは画像ブレの発生がない程度に半定着状態となる。溶融挟持部8の出口でオフセット現象が発生した場合は、接触部9で画像ブレが発生するだけでなく、接触部9では圧力が加わらないためオフセットしたトナーは記録体4側には戻らず、オフセットトナーをHR1表面に残したままにするため、オフセット現象の防止が重要となる。important.【0030】記録体が厚い場合、定着不良を防止するためHRからの投入熱量を増加する必要があり、薄い記録体と同じ加熱条件を用いるとトナーの記録体への定着強さが低下することは明らかであって、記録体の厚さに応じてトナーの記録体への定着強さを高めることが必要である。embodiment,図1に示す矢印Aの時計方向に回動させることができる。110Kg35Kgの時に45°に設定される。printing,後方巻き付け部材10の設定角度θが自動的に所定の角度に設定される。記録体4の厚さを検出する検出器を定着装置より記録体4の搬送方向前方に設置し、この検出温度出力に応じて自動的に設定角度θを制御するようにしてもよい。設定角度θにより、記録体4が厚いほど接触部9が長く制御され、HR1からの投入熱量が増加する。この操作は定着強さを十分にするのに必要な最適熱量を半定着トナー6に加えることであって、記録体4の厚さに応じて、いつも良好な定着強さが得られるという効果がある。there.【0031】《実施例2》本発明の他の実施例を図2を参照しながら説明する。HR1の断面側面図である。離型層12、芯金13以外の他の記号は実施例1と同じである。芯金13は銅製の中空円筒で形成される。離型層12はPFA(フッ素樹脂:パーフルオロアルコキシ)よりなり、その厚さは60μmである。ヒータ2にハロゲンランプを用い、ヒータ2の発光により芯金13及び離型層12を加熱する。HR1の投入熱量が多くなって中央部と各端部との熱供給量の差が拡大し、連続して長時間印刷を行うとHR1の中央部の温度低下が大きく、HRの長手方向に著しい温度差のある温度分布が発生し、特にHR1の中央部において定着後トナー7の記録体4への定着強さが低下する定着不良を発生する恐れがある。したがって、連続して長時間印刷を行った場合のHR1の中央部の温度低下を抑え、HR1の中央部の定着不良を防止するため、本実施例では芯金13の材質に熱伝導率が従来の材質であるアルミニウムに比較して約3倍高い銅を用い、HR1の長手方向の熱拡散性を著しく改良した。HR1の中央部と各端部とでは30°C近くの温度差が発生していたものを、本実施例では15°C程度にできる。これにより、HR1の中央部において定着後トナー7の記録体4への定着強さが低下する定着不良の発生を防止することができる。HR1を長時間使用することが困難であるという問題があるため、本実施例のHR1では、図示しないが、銅製の芯金13の外表面にPFAと優れた接着性を有するニッケルをメッキした後、離型層12のPFAコ−ティングを行うようにした。本実施例によれば、HR1中央部の定着不良を防止することができ、かつHR1の芯金13と離型層12との接着性が良好なため寿命の長い定着装置を提供することができる。.【0033】《実施例3》本発明の他の実施例を図3を参照しながら説明する。HR1の断面側面図である。芯金13の材質はアルミニウムであり、外表面にニッケルメッキが施されていない。芯金13内に、HR1の長手方向の中央部に向けて両端部より熱を移動させる複数のヒートパイプ14が埋め込まれている。芯金13の熱伝導はアルミニウム単体で製作された芯金に比較して約5倍高くなる。本実施例では芯金13に各端部より中央部に向けて熱移動させるヒートパイプ14を内設することにより、HR1の長手方向の熱拡散性が著しく改良された。長時間の連続印刷を行った場合、従来のアルミニウム製芯金では、HR1中央部と端部で30°C近くの温度差が発生していたものを、本実施例では10°C以下にできる。HR1の中央部において定着後トナー7の記録体4への定着強さが低下する定着不良の発生を実施例2よりさらに防止することができる。1.【0034】《実施例4》本発明の他の実施例を図4を参照しながら説明する。本実施例も実施例2及び実施例3と同様に連続して長時間印刷を行った場合のHR中央部の温度低下の防止、及びHRの中央部における定着後トナーの記録体への定着強さの低下防止を図ったものである。HR1の斜視図である。ヒータA15は中央部の発熱量を多くするハロゲンランプ、ヒータB16は端部の発熱量を多くするハロゲンランプであり、発熱分布はともに中央線に対して対称分布である。HR1も中央線に対して対称形状で、記録体のサイズが異なっても記録体とHR1とは、各々の中央線を一致させた状態で記録体を搬送させる。温度センサA17はHR1の中央部の外表面温度を検出し、温度センサB18はHR1の端部の外表面温度を検出する。A17の検出した温度が所定の値を下回った時に発光するよう制御される。ヒータB16は温度センサB18の検出した温度が所定の値を下回った時に発光するよう制御される。温度センサA17と温度センサB18とに設定された所定の温度は両者とも等しく180°Cに設定されている。制御系は図示しないがヒータA15は温度センサA17の検出温度に基づき制御され、ヒータB16は温度センサB18の検出温度に基づき制御されて各々の制御系は独立している。HR1の中央部の温度センサA17の設置位置と端部の温度センサB18の設置位置の2点の温度を180°Cに制御できる。C.に制御可能であり、HR1の温度分布が均一化される。HR中央部のトナーの定着不良を防止することができる。HR表面の温度を検出する温度センサを設置し、各々のヒータを独立に制御することにより、本実施例と同様の効果が得られる。obtained.【0036】《実施例5》本発明の他の実施例を図5を参照しながら説明する。図5は本実施例の定着装置と定着後の搬送経路を示す断面側面図である。後方巻き付け部材10を通過後の記録体4は排紙スタッカ20に搬送され、記録体4に設けられているミシン目に従って折たたまれ、排紙スタッカ20内に貯められる。7の凝固も遅れるため、定着後の記録体4を最短距離で排紙スタッカ20に排紙した場合は、排紙スタッカ20内でもトナーが溶融状態を保ち、排紙スタッカ20で記録体4が折りたたまれることにより、指定外の記録体4表面や他の定着後トナー7にも固着する現象が発生する。7.この現象をトナースティックと呼ぶ。トナースティックが発生すると必要な情報が指定外の記録体4の面に乗り移り、記録終了後に必要な情報以外の誤印字がアウトプット画像に発生したり、必要な情報が抜け落ちる画像欠損を発生する。10を通過後の記録体4が排紙スタッカ20に至る搬送距離を伸長させ、記録体4の冷却時間を確保するようにした。air程度の冷却速度で行えるが、一旦排紙スタッカ内に貯えられると、用紙自体の断熱効果によりその冷却速度は極めて遅くなり、毎秒10°C程度の冷却速度になる。したがって、冷却搬送部材19により空気中における冷却時間を確保することにより、十分な記録体4の冷却ができる。20における記録体4の温度は60°C以下である。本実施例では、後方巻き付け部材10を通過後の記録体4が最短距離で排紙スタッカ20に至った場合の記録体4の温度は90°Cであった。冷却搬送部材19により記録体4の冷却時間を最短距離で排紙する場合でも0.7秒確保した。これにより、排紙スタッカ20での記録体4の温度は55°Cとなり、トナースティックの発生が防止された。prevented.【0037】《実施例6》本発明の他の実施例を図6を参照しながら説明する。図6は本実施例の制御手段を備えた定着装置を示す断面側面図である。21と、制御回路22と、記録体厚さ検出装置23とが図示されている。その他の部材及び符号は図1に示す実施例と同様であり、動作及び作用も同様である。本実施例は記録体4の厚さに応じて接触部9の長さを変化させる制御手段を備えた構成である。角度調整装置21はサーボモータで形成され、制御回路22の信号に基づき時計方向又は反時計方向に回動する。角度調整装置21の回転軸は後方巻き付け部材10の設定角度θを変化させる回転軸に直結しており、後方巻き付け部材10の設定角度θは角度調整装置21の動作により設定される。記録体厚さ検出装置23は記録体4の厚さを検出して、その情報を電気信号として制御回路22へ出力する。制御回路22はこの信号に基づき記録体4の厚さに対応する所定の設定角度θを設定するよう角度調整装置21を動作させる電気信号を角度調整装置21へ出力する。設定角度θは記録体4の厚さに応じて設定され、その結果、記録体4の厚さに応じた接触部9の長さが設定される。本実施例では、検出装置23は光透過性検知型の用紙厚さ検出装置であり、本定着装置を搭載した記録装置に備えられた給紙用ホッパ(図示しない)の記録体4出口部に設置されている。記録体厚さ検出装置23に代わるものとして、この記録装置のオペレータ自身により操作パネルに記録体厚さを入力するようにしてもよい。本実施例によれば、自動的に記録体の厚さを検出し、この厚さに基づいて接触部の長さが設定されるため、常に良好な定着強さが得られる効果がある。[0038]【発明の効果】本発明によれば、記録体が溶融挟持部を通過してトナーが半定着状態となった後にHRと接触する接触部を設け、記録体の厚さに応じて接触部の長さを変化させるため、プレヒータを不要とすることができるとともに、画像ブレを防止して定着強さを高めた定着装置を提供することができる。blur.【0039】そして、HR芯金の熱伝導率を高め、連続して長時間印刷を行う際のHR中央部の温度低下を抑え、HR中央部の定着不良を防止できる。portion.【0040】また、熱量消費の多い中央部に多くの熱量を投入するHR温度制御を行うため、連続して長時間印刷を行う際のHR中央部の温度低下を抑え、HR中央部の定着不良を防止できる。prevented.【0041】さらに、定着後に記録体のスタックまでの時間を伸長したため、記録体を冷却でき、トナースティックによる誤印字及び画像欠損を防止することができる。DRAWINGS【図1】本発明の一実施例を示す縦断面図である。invention.【図2】本発明の他の実施例に用いられるHRの断面図である。FIG.【図3】本発明の他の実施例に用いられるHRの断面図である。FIG.【図4】本発明の他の実施例に用いられるHRの斜視図である。FIG.【図5】本発明の他の実施例を示す縦断面図である。invention.【図6】本発明の他の実施例を示す縦断面図である。一対の定着ローラを互いに圧接させるとともに、少なくともいずれか一方の定着ローラを加熱して溶融挟持部を形成し、該溶融挟持部にトナー画像を配列した記録体を挿通させ、該記録体に前記トナー画像を定着させる定着装置において、前記溶融挟持部に接続して該溶融挟持部を通過した前記記録体が前記加熱した加熱定着ローラに接触する接触部を設け、該接触部の長さを前記記録体の厚さに応じて変化させる手段を具備したことを特徴とする定着装置。一対の定着ローラを互いに圧接させるとともに、少なくともいずれか一方の定着ローラを加熱して溶融挟持部を形成し、該溶融挟持部にトナー画像を配列した記録体を挿通させ、該記録体に前記トナー画像を定着させる定着装置において、前記溶融挟持部に接続して該溶融挟持部を通過した前記記録体が前記加熱した加熱定着ローラに接触する接触部を設け、該接触部の長さを前記記録体の厚さに応じて変化させる手段と、該変化させる手段を制御する制御手段とを具備したことを特徴とする定着装置。加熱定着ローラを、銅製の芯金とフッ素樹脂の離型層とにより形成したことを特徴とする請求項1又は2記載の定着装置。加熱定着ローラを、銅製の芯金とフッ素樹脂の離型層とにより形成しかつ少なくとも一つのヒートパイプを内設したことを特徴とする請求項1又は2記載の定着装置。加熱定着ローラの長手方向に、発熱量の異なる複数の加熱体を内設し、それぞれの加熱体の前記発熱量が最大位置に前記加熱定着ローラの表面温度を検出する検出器を配設したことを特徴とする請求項1又は2記載の定着装置。変化させる手段に、該変化させる手段より排紙スタッカに至る間に記録体を冷却する迂回路を接続したことを特徴とする請求項1又は2記載の定着装置。一対の定着ローラを互いに圧接させるとともに、少なくともいずれか一方の定着ローラを加熱して溶融挟持部を形成し、該溶融挟持部にトナー画像を配列した記録体を挿通させ、該記録体に前記トナー画像を定着させる定着方法において、前記溶融挟持部を通過した前記記録体を引き続き前記加熱した加熱定着ローラの接触部に接触させ、該接触部の長さを前記記録体の厚さに応じて変化させることを特徴とする定着方法。請求項1〜6のいずれか1項記載の定着装置を搭載してなることを特徴とする記録装置。