(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
転写された記録紙上のトナー像に対して加熱する加熱手段と、
前記加熱手段との間で定着ニップを形成し、前記定着ニップを通過する前記記録紙に対して加圧する加圧手段と、
前記加熱手段又は前記加圧手段を記録紙搬送方向と平行な面に沿って撓ませる撓み形成手段と、
を有し、
前記加熱手段又は前記加圧手段の軸芯部は、記録紙搬送方向に対して平行な方向と垂直な方向とで異なる剛性を有することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
転写された記録紙上のトナー像に対して加熱する加熱手段と、
前記加熱手段との間で定着ニップを形成し、前記定着ニップを通過する前記記録紙に対して加圧する加圧手段と、
前記加熱手段又は前記加圧手段を記録紙搬送方向と平行な面に沿って撓ませる撓み形成手段と、を有し、
前記撓み形成手段は、前記加熱手段又は前記加圧手段への押圧量に基づいて、前記加熱手段又は前記加圧手段の撓み量を制御することを特徴とする定着装置。
【請求項３】
前記撓み形成手段は、前記加熱手段又は前記加圧手段の軸芯部の両端を記録紙搬送方向と平行な方向に押圧することを特徴とする請求項１または２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記撓み形成手段は、記録紙の種類に基づいて、前記加熱手段又は前記加圧手段への押圧量を制御することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の定着装置を搭載したことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着装置及び画像形成装置に関し、特に、電子写真方式を利用した画像形成装置の定着動作において好ましく適用される技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を利用した画像形成装置では、記録紙に転写された未定着トナー像を定着させるための定着装置が搭載されている。定着装置は、例えば定着ローラと加圧ローラとで形成された定着ニップ部にトナー像が転写された記録紙を通過させることで記録紙上にトナー像を定着させる。
【０００３】
この種の定着装置においては、定着工程時に記録紙にしわが生じてしまうことがあった。そのため、特許文献１には、図６に示すように、駆動モータにより回転駆動する定着ローラ２５における弾性層２６の両端部の厚みを中央部よりも厚くして、定着ローラ２５の形状について両端部よりも中央部が小径の所謂「逆クラウン形状」とした定着装置が記載されている。定着ローラ２５の形状を逆クラウン形状にすることで、外径の大きい端部の周速が中央部に比べて速くなり、定着ニップの記録紙に紙幅方向外側に引っ張る力が働く。記録紙が、このような紙幅方向外側に引っ張る力を受けることで、しわの発生を抑制することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、定着ローラ２５を逆クラウン形状にした場合、中央部のニップ圧が低下してしまい、中央部の定着性能が両端部に比べて低下してしまう。特に、記録紙として厚紙を用いた場合、中央部に定着不良が生じるおそれがあった。そこで、定着ローラ２５の両端部の外径と中央部の外径との差を小さくし、中央部のニップ圧の低下を抑制し、中央部の定着性能の低下を抑制することも考えられる。しかし、この場合、定着ニップから定着ローラ２５の回転中心までの距離が定着ローラ２５の両端部と中央部とでほぼ同じなり、記録紙のしわを経時で抑制できなくなってしまうという問題があった。さらに、薄紙などのしわが生じやすい記録紙の場合は、十分にしわを抑制できないという問題もあった。
【０００５】
そこで、本発明は、以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、幅広い紙種に対して、良好な定着性を実現するとともに、記録紙にしわが発生することを経時にわたって抑制できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の一側面である定着装置は、転写された記録紙上のトナー像に対して加熱する加熱手段と、加熱手段との間で定着ニップを形成し、定着ニップを通過する記録紙に対して加圧する加圧手段と、加熱手段又は加圧手段を記録紙搬送方向と平行な面に沿って撓ませる撓み形成手段と、を有し、加熱手段又は加圧手段の軸芯部は、記録紙搬送方向に対して平行な方向と垂直な方向とで異なる剛性を有する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、定着装置における加熱手段および加圧手段に撓みを持たせる機構を備え、定着装置を通過する記録紙にしわが発生しないよう撓み量を調整でき、また定着ニップのニップ幅を記録紙幅方向でほぼ一律に維持できることから、幅広い紙種に対して、良好な定着性を実現するとともに、記録紙にしわが発生することを経時にわたって抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る定着装置の概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係る定着装置の定着ニップ周辺における側面図（記録紙搬送方向から見た図）である。
【図３】本発明の実施形態に係る定着装置の定着ニップ周辺における上面図（装置上部から見た図）である。
【図４】本発明の実施形態に係る定着装置の加熱ローラおよび加圧ローラの断面図である。
【図５】本発明の実施形態において定着ニップでの用紙に働く力およびニップ幅を説明するための図である。
【図６】従来の定着ローラを示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１は本実施形態の定着装置の外観および制御ブロックを示した概略構成図であり、図２は定着ニップ周辺を記録紙搬送方向から見た図、図３は定着ニップ周辺を定着装置上部から見た図、図４は加熱ローラおよび加圧ローラの断面図である。
【００１６】
本実施形態の定着装置１は、電子写真方式を利用した画像形成装置に搭載される装置で、加熱手段たる加熱ローラ２、加圧手段たる加圧ローラ３、駆動ローラ４からなり、加熱ローラ２に加圧ローラ３が、加圧ローラ３に駆動ローラ４がそれぞれ圧接するように設けられている。加熱ローラ２および加圧ローラ３は、金属とシリコンゴムなどの弾性体からなる芯金部５と、芯金部を囲んで設けられたシリコンゴムなどからなる円筒状の弾性層１７、１８とによって構成されている。
【００１７】
加熱ローラ２および加圧ローラ３の断面は図４のように構成されており、軸芯は金属２１が弾性体２２で挟まれた構成となっており、軸芯全体としては円柱状の形状となっている。上記軸芯の外周には円筒状の弾性層１７が回転自在に配置されている。加熱ローラ２および加圧ローラ３において芯金部５（金属部２１、弾性体２２）と周囲の弾性層１７の間には潤滑剤２３が塗布されており、また、弾性層の外側には金属薄膜１６が巻かれている。
【００１８】
さらに、加熱ローラ２および加圧ローラ３には、図３に示すように撓み形成手段たる撓み量調整機構１９が当接しており、これとは別の図２に示す押し付け力調整機構１３により定着ニップを形成する。各ローラの芯金部の両端は、用紙搬送方向については固定の軸受け１５ａ、１５ｂを介して、装置本体の不図示の側壁に取り付けられている。
【００１９】
図３に示すように、加熱ローラ２および加圧ローラ３の撓み量調整機構１９のプランジャ２０を、用紙搬送方向Ａとは反対側へ移動させていくと、各ローラは軸受け１５ａを支点として２点削線Ｂに示すように用紙搬送方向Ａへ撓む。撓み量調整機構１９のプランジャ２０の移動量が増加すると、加熱ローラ２および加圧ローラ３の撓み量が増加するので、撓み量調整機構１９のプランジャ２０の移動量を制御することにより、各ローラの撓み量を制御することができる。すなわち、本実施形態においては、撓み量調整機構１９が撓み形成手段として機能する。
【００２０】
また、図４に示すように、各ローラが撓みを持つ状態で加熱ローラの押し付け力調整機構１３のプランジャ１４を加圧ローラ側へ移動させることで定着ニップを形成する。
【００２１】
加熱手段たる加熱ローラ２は、不図示の電磁誘導加熱器により表面の金属層１６が加熱される。
【００２２】
図５は、定着ニップでの用紙幅方向へ働く力の向きを示している。図５（ａ）に示すように、加熱ローラ２および加圧ローラ３に撓みを持たせた場合、各ローラがニップ内で用紙Ｐを搬送しようとする力は図５（ｂ）の矢印の向きになる。用紙幅方向へ働く力は外向きとなるため定着ニップ２４内では、用紙の幅方向両端部が外側へ引っ張られるため、用紙のしわは発生しにくくなる。
【００２３】
また、ニップ幅２４は、図５（ｃ）に示すとおり、記録紙幅方向に対してほぼ均一となる。加熱ローラ２および加圧ローラ３の撓み量を大きくすると中央部でのニップ幅２４は端部より狭くなり不均一となるが、加熱ローラ２および加圧ローラ３の実用上の撓み量におけるニップ幅２４は、逆クラウン形状のローラのニップ幅と比較すると、不均一の程度は無視できるほど小さい。このため、記録紙幅方向について一様な定着性能を持たせることができる。
【００２４】
また、加熱ローラ２および加圧ローラ３の撓み量は、記録紙の性質に応じてしわの発生しない必要最低限の量にするのが好ましい。さらに、加熱ローラ２および加圧ローラ３の経時劣化に起因するしわの発生を抑制する必要がある。そこで、図１の表示部９に出力された撓み量と実際に本画像形成装置で出力した画像を比較して、図１の操作部８により各ローラの撓み量を調整する。
【００２５】
本実施形態では、上述したように、定着装置における加熱ローラおよび加圧ローラに撓みを持たせる撓み量調整機構を備えているので、定着装置を通過する記録紙にしわが発生しないよう撓み量を調整することができる。具体的には以下のとおりである。
【００２６】
定着ニップ内で記録紙に幅方向内側に引っ張る力が働くなどすると、記録紙の定着ニップより後方にうねりが生じ、記録紙はうねりを生じたままの状態で定着ニップへ進入する。ここで、定着ニップ内で働く幅方向内側の力が大きければこのうねりも大きくなり、力が小さいまたは外側への力であれば発生するうねりは僅かとなる。そして、記録紙の定着ニップより後方に生じるうねりが大きければ、定着ニップを通過後に記録紙にしわが発生する確率は高くなるが、うねりが僅かであれば記録紙にしわが生じる確率は低い。したがって、しわが発生しないようにするには定着装置における加熱ローラおよび加圧ローラに撓みを持たせ、記録紙を搬送させると同時に幅方向外側へ引っ張る力を与えればよいことになる。
【００２７】
また、仮に撓み量調整機構により撓み量を大きくしても、逆クラウン形状の定着ローラ等において見られる局所的なニップ圧の低下は生じない。さらに、加熱ローラおよび加圧ローラの撓みの曲率が大き過ぎなければ定着ニップのニップ幅は記録紙幅方向でほぼ一律となる。
【００２８】
このように、本実施形態によれば、加熱ローラまたは加圧ローラの撓み量を制御することによって、記録紙にしわが発生しない必要最低限の撓み量にすることができ、定着ニップのニップ幅を極力均一に保ったまま、すなわち、記録紙幅方向で均一な定着性を保ちながら記録紙のしわが発生するのを抑制することができる。
【００２９】
なお、上述する実施形態は、本発明の好適な実施形態であり、上記実施形態のみに本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更を施した形態での実施が可能である。
【符号の説明】
【００３０】
１    定着ローラ
２    加熱ローラ
３    加圧ローラ
４    駆動ローラ
５    ローラ芯金
６    撓み量調整機構
７    電源
８    操作部
９    表示部
１０    制御部
１１    加熱ローラ芯金
１２    加圧ローラ芯金
１３    押し付け力調整機構
１４    押し付け力調整機構プランジャ
１５ａ    加熱ローラ芯金軸受け
１５ｂ    加圧ローラ芯金軸受け
１６    金属薄膜
１７    加熱ローラ弾性層
１８    加圧ローラ弾性層
１９    撓み量調整機構
２０    撓み量調整機構プランジャ
２１    芯金金属部
２２    芯金弾性体部
２３    潤滑剤
２４    定着ニップ
２５    逆クラウン形状定着ローラ
２６    逆クラウン形状定着ローラ弾性体部
Ｐ    記録紙
Ａ    記録紙搬送方向
Ｂ    定着ローラ撓み形状
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３１】
【特許文献１】特開平０５−０４０４２８号公報
【図１】
0005581786.tif 000002
【図２】
0005581786.tif 000003
【図３】
0005581786.tif 000004
【図４】
0005581786.tif 000005
【図５】
0005581786.tif 000006
【図６】
0005581786.tif 000007