(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に加熱源を有する円筒状の定着ローラと、この定着ローラに当接するシート状加圧部材とを有し、トナー像が転写された記録紙を前記定着ローラと前記シート状加圧部材との間を通過させる際に加圧／加熱することにより記録紙にトナー像を定着させる定着装置であって、
前記シート状加圧部材を樹脂によって構成し、前記シート状加圧部材の長手方向を樹脂の結晶の成長方向に沿うように設定したことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
請求項１記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ファクシミリ装置，プリンタ，複写機またはこれらの機能を有する複合機等の電子写真装置に適用される定着装置および画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は従来の定着装置および画像形成装置を有するファクシミリ装置の内部構成を示す側面図であり、１はファクシミリ装置の本体、２は、本体１に対して着脱可能に構成され、電子写真プロセスによって画像形成を行うための各種プロセス装置を収納したプロセスカートリッジ、３はプロセスカートリッジ２に備えられている感光体、４は画像データに基づいて変調したレーザ光によって感光体３を走査させる光書込装置、５は記録紙を収納する給紙カセット、６は給紙カセット５から記録紙を給送する給紙ローラ、７は感光体３に当接して記録紙に感光体３上に形成されたトナー像を転写させる転写ローラ、８は、定着ローラ９と加圧ローラ１０とを有し、記録紙にトナー像を定着させる定着装置、１１は排紙ローラ、１２は密着センサ、１３は本体１の上面に形成された原稿載置台を示す。
【０００３】
原稿載置台１３にセットされた原稿は搬送系によって密着センサ１２を通過して外部に排出される。密着センサ１２を原稿が通過する際に原稿の画像が密着センサ１２によって光学的に読み取られる。密着センサ１２によって読み取られた画像データあるいは外部から入力した画像データは光書込装置４に送られ、光書込装置４が画像データに基づいて変調したレーザ光を均一に帯電された感光体３の表面に照射することによって、感光体３の表面に静電潜像が形成される。この静電潜像にトナーを付着させてトナー像化し、このトナー像が転写ローラ７によって記録紙に転写される。そして、定着装置８における定着ローラ９と加圧ローラ１０のニップ部を通過させて加圧／加熱することによりトナー像が記録紙に定着され、排紙ローラ１１によって外部に排出される。
【０００４】
ところで、従来、定着装置においては定着ヒータとして赤外線ヒータあるいはハロゲンヒータを採用し、定着ローラおよび加圧ローラの一対のローラで構成されるものが最も一般的であった。しかしながら、加圧ローラは芯金の上にシリコンゴム層を形成し、その上にテフロン（登録商標）チューブなどの離型層を形成する構造のために熱容量が大きくなり、加熱を開始しても加圧ローラがなかなか温まらず、定着不良の要因となっている。さらには部品コストも高いというデメリットもあった。また、定着ローラと加圧ローラとのニップ部において適度なニップ幅を確保するために、大きな加圧力を必要とし、その圧力のため記録紙にストレスが生じて定着しわの原因となっている。
【０００５】
そこで、加圧ローラの代わりにシート状の加圧部材を定着ローラに押し当てることによりニップを形成し、そのニップ部に記録紙を通過させることにより未定着画像を記録紙に定着する定着装置などが研究されている。そのように構成することにより、シート状の加圧部材であるため温まり易く、ニップ幅を確保することが可能になり、熱効率を従来機より上げることが可能となった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
加圧ローラの代わりにシート状加圧部材を適用した定着装置においては、シート状加圧部材を固定したときにシート状加圧部材の表面、特にニップ部となる部位の表面は長手方向に均一な面となっており、波打がないようにする必要がある。そのためには、シート状加圧部材の表面が平面であることが望ましい。
【０００７】
しかし、製造工程において、シート状加圧部材となる帯状のシート材の設置場所あるいは保管場所を削減するために、帯状のシート材を巻き取って円筒状にすることが行われるが、この時にカールが発生する可能性がある。あるいは、成型時において金型に樹脂を流した後の伸縮によってカールが発生する可能性がある。この場合、少なくともシート状加圧部材が長手方向にカールしていないことが望ましい。
【０００８】
本発明は、このような問題点を解決し、シート状加圧部材に定着ローラを押し当てた時に、シート状加圧部材に波打が発生することを防止した定着装置および画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、内部に加熱源を有する円筒状の定着ローラと、この定着ローラに当接するシート状加圧部材とを有し、トナー像が転写された記録紙を前記定着ローラと前記シート状加圧部材との間を通過させる際に加圧／加熱することにより記録紙にトナー像を定着させる定着装置であって、前記シート状加圧部材を樹脂によって構成し、前記シート状加圧部材の長手方向を樹脂の結晶の成長方向に沿うように設定したことを特徴とする。このように構成したことにより、樹脂は結晶の成長方向に対して直角方向に伸縮性を有するようになるため、シート状加圧部材にカールが発生したとしても記録紙搬送方向に沿ってカールし易くなり、定着ローラの長手方向の各部位におけるシート状加圧部材による加圧力を安定した状態に保つことが可能になる。
【００１３】
請求項２に係る発明の画像形成装置は、請求項１記載の定着装置を備えたことを特徴とする。このように構成したことにより、安定した定着性を維持することができる画像形成装置を提供することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１５】
図１は本発明の一実施形態における定着装置の構成を示す側面図、図２は図１の正面図であり、２０は定着ローラ、２１は定着ローラ２０の内部に備えられた加熱源、２２は定着ローラ２０の両端部に設けられた軸受、２３は軸受２２を支持する固定部材、２４はベース、２５はシート状加圧部材、２６はシート状加圧部材２５の取付部、２７は固定部材２３をベース２４に固定するねじを示す。
【００１６】
シート状加圧部材２５は、定着温度において耐性を有する耐熱性部材、例えば、フッ素樹脂（ＰＦＡ，ＰＴＦＥ，ＦＥＰ等）、ポリイミド等の耐熱性樹脂によって構成されている。
【００１７】
ベース２４における定着ローラ２０に対向する部位に凹部２４ａが形成されており、この凹部２４ａにおける記録紙搬送方向上流側の縁部に段状の取付部２６が形成されている。転写ローラから定着ローラ２０まで記録紙の下面をガイドする下ガイド部、凹部２４ａおよび取付部２６はベース２４をモールド成形する際に形成される。
【００１８】
そして取付部２６の段差の部位にシート状加圧部材２５の一端を当接させ、取付平面２６ａにシート状加圧部材２５の一端部を両面粘着テープによって密着固定することによってシート状加圧部材２５の他端が自由端として上下動可能になるように、シート状加圧部材２５が取付部２６に片持ち支持状に固定される。
【００１９】
また、取付部２６に対して記録紙搬送方向下流側におけるベース２４上に固定部材２３，２３がねじ２７，２７によって固定されており、図２に示すように、固定部材２３，２３によって定着ローラ２０における軸受２２，２２の間を支持させることにより、定着ローラ２０が画像形成装置本体に設置される。ここで、取付平面２６ａを含む平面が定着ローラ２０の下部を横切るように取付部２６がベース２４に形成されており、この取付部２６にシート状加圧部材２５が密着固定されることにより、取付平面２６ａを含む平面Ａに沿ってシート状加圧部材２５が片持ち支持されるようになる。本実施形態においてはシート状加圧部材２５が斜め上方を向くように取付平面２６ａが形成されている。
【００２０】
そのため、定着ローラ２０が設置された際に、定着ローラ２０がシート状加圧部材２５に当接し、かつ押圧するようになり、定着ローラ２０とシート状加圧部材２５とが圧接した状態になる。この時にシート状加圧部材２５から定着ローラ２０に加わる圧力がニップ圧となる。シート状加圧部材２５の厚さあるいは材質によって板ばね性が変わってくるため、シート状加圧部材２５の特性に合わせて所望のニップ圧が得られるように定着ローラ２０の固定位置を設定する。また、定着ローラ２０が設置された際に、シート状加圧部材２５の自由端部が、ニップ部に対して記録紙搬送方向側の凹部２４ａの段部に近接あるいは当接する。
【００２１】
なお、図１によれば定着ローラ２０を設置したときに自由端部が下り傾斜しているが、水平になるように位置設定を行ってもよい。
【００２２】
そして、図１，図２に示す定着装置が、図５に示す従来例の画像形成装置の定着装置８の代わりに設置される。
【００２３】
図３はシート状加圧部材の製造工程の一部を示す説明図である。まず、樹脂を金型に流入させて円柱体を形成する。このとき、円柱体の軸方向が金型への流入方向（以下、ＭＤ方向と称する）に一致するように金型を設計する。次に、図３（ａ）に示すように円柱体の表面を中心に向かって渦巻状に剥いて（いわゆる、桂剥き）、図３（ｂ）に示すように帯状のシート材を形成する。さらに、このシート材を巻き取り、図３（ｃ）に示すようにロール体を形成する。以下、このロール体を切断装置にセットし、ロール体をシート状加圧部材２５の長手方向の幅に分割し、シート材を引き出してシート状加圧部材２５の記録紙搬送方向の幅に、ロール体を軸方向に沿って切断することによって、シート状加圧部材２５が製造される。
【００２４】
このように製造したシート状加圧部材２５においては、図３に示すようにＭＤ方向が、シート状加圧部材２５を製造する上での原材となる円柱体の軸方向、および帯状のシート材を巻き取って成るロール体の軸方向に一致するようになる。そのため、ＭＤ方向に沿って定着ローラ２０の長手方向が配置されるようになる。
【００２５】
ここで、シート状加圧部材２５の製造工程においてシート状加圧部材２５にカールを発生させる可能性のある工程は、図３（ａ）に示す桂剥きの工程と、図３（ｃ）に示す巻き取りの工程であり、円柱体あるいはロール体の軸に対して回転する方向すなわちＭＤ方向に対して直角方向にカールするようになる。したがって、シート状加圧部材２５が少なくとも長手方向には湾曲していないため、定着ローラ２０の長手方向の各部位に対してシート状加圧部材２５が均一に加圧することができるようになる。
【００２６】
また、原材となる円柱体の形成時において、ＭＤ方向に樹脂の結晶が成長するようになる。ここで樹脂は結晶の成長方向に対して直角方向に伸縮性が高くなるため、シート状に成形した場合にはＭＤ方向に対して直角方向に湾曲しやすくなる。したがって、図３（ａ）に示す桂剥きの工程または図３（ｃ）に示す巻き取りの工程において発生するカール方向と一致する。そこで、定着ローラ２０およびシート状加圧部材２５を本体に組み付けた場合、図４に示すように、ＭＤ方向に沿って定着ローラ２０の長手方向が配置されるため、定着ローラ２０の長手方向の各部位に対してシート状加圧部材２５が均一に加圧することができるようになる。しかも、シート状加圧部材２５が伸縮してもＭＤ方向に対して直角方向に伸縮するため、定着ローラ２０の長手方向の各部位に対してシート状加圧部材２５が均一に加圧した状態を維持することができるようになる。
【００２７】
なお、シート状加圧部材の製造方法については、上述した製造方法に限るものではない。上述した製造方法においては、円柱体を桂剥きにしてシート材を形成したが、射出成形によってシート材を形成し、このシート材を巻き取ってロール体を形成しても良い。なお、この場合、射出方向とロール体の軸方向を一致させる必要がある。
【００２８】
【発明の効果】
以上、説明したように構成された本発明によれば、シート状加圧部材に定着ローラを押し当てた時に、シート状加圧部材に波打が発生することを防止できるために、トナー像を記録紙に安定して定着させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における定着装置の構成を示す側面図
【図２】図１の正面図
【図３】シート状加圧部材の製造工程の一部を示す説明図
【図４】シート状加圧部材のＭＤ方向を示す説明図
【図５】従来の定着装置および画像形成装置を有するファクシミリ装置の内部構成を示す側面図
【符号の説明】
２０  定着ローラ
２１  加熱源
２５  シート状加圧部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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