JP2003195677A - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シート状加圧部材を用いた定着装置におい
て、シート状加圧部材と定着ローラとを接離させるため
の機構を安価でかつ容易に構成する。 【解決手段】 定着ローラ３１に対して記録紙搬送方向
上流側にシート状加圧部材３２を片持ち支持状に設け、
シート状加圧部材３２を形状記憶合金によって構成し、
常温時，待機温度時には定着ローラ３１からシート状加
圧部材３２を離間させた状態におき、定着ローラ３１が
定着可能温度にある時にはシート状加圧部材３２の変形
によって定着ローラ３１にシート状加圧部材３２を当接
させ、この状態から常温，待機温度にするとシート状加
圧部材３２が元の状態に復元されて定着ローラ３１から
シート状加圧部材３２が離間する。

Description

【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７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、給紙ローラ６に
当接し、給紙ローラ６によってピックアップされた記録
紙を１枚ずつ分離する分離パッド、８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、９は感光体３と転写ローラ８とのニッ
プ部にタイミングを図りながら記録紙を搬送するレジス
トローラ、１０は定着ローラ１１と、定着ローラ１１に
当接する加圧ローラ１２と、定着ローラ１１に貼り付い
た記録紙を定着ローラ１１から分離させる分離爪１３、
定着ローラ１１に当接して定着ローラ１１をクリーニン
グするクリーニングパッド１４を有し、記録紙にトナー
像を定着させる定着装置、１５は排紙ローラ、１６は原
稿載置台、１７は原稿載置台１６にセットされた原稿を
押さえる圧板、１８は原稿載置台１６に載置された原稿
の最下原稿を搬送するピックアップコロ、１９はフィー
ドコロ、２０はピックアップコロ１８とフィードコロ１
９とに架設する分離ベルト、２１は、フィードコロ１９
に当接し、ピックアップコロ１８によってピックアップ
された記録紙を１枚ずつ分離する分離コロ、２２は分離
コロ２１を通過した原稿を搬送するＲ１ローラ、２３は
Ｒ１ローラ２２によって搬送される原稿の画像を読み取
る密着センサ、２４は密着センサ２３を通過した原稿を
外部に排出するＲ２ローラを示す。

【０００３】原稿載置台１６にセットされた原稿は、ピ
ックアップコロ１８，フィードコロ１９，Ｒ１ローラ２
２，Ｒ２ローラ２４によって密着センサ２３を通過させ
て外部に排出される。密着センサ２３を原稿が通過する
際に原稿の画像が密着センサ２３によって光学的に読み
取られる。密着センサ２３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８によって記録紙に転写
される。そして、定着装置１０における定着ローラ１１
と加圧ローラ１２と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１５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】しかしながら、シート
加圧定着方式では、シート状の加圧部材をある程度定着
ローラに巻き付けることによって定着ニップを確保する
が、この場合、シート状の加圧部材の先端位置が必要以
上に下がらないように補助する部材や機構が必要であ
る。また通紙時以外は定着ローラとシート状の加圧部材
を接触させない方が耐久性が向上するし、また、ジャム
除去の作業を行う時にも非接触状態であれば記録紙が引
出し易くなるが、この場合、定着ローラに対するシート
状の加圧部材の加圧状態を解除するための解除機構が必
要である。

【０００７】本発明は、このような問題点を解決し、シ
ート状加圧部材を用いた定着装置において、定着ニップ
を容易に確保することを可能にし、定着性の向上を実現
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。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、請求項１に係る発明の定着装置は、内部に加熱源を
有する熱伝達部材およびこの熱伝達部材に当接かつ加圧
するシート状加圧部材を有し、前記シート状加圧部材を
前記熱伝達部材に加圧状態で当接させ、トナー像が転写
された記録紙を前記熱伝達部材と前記シート状加圧部材
とのニップ部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形状記憶合金から構成し、前記熱
伝達部材が少なくとも定着可能温度の場合には前記シー
ト状加圧部材を前記熱伝達部材に当接させ、前記熱伝達
部材が待機温度の場合には前記熱伝達部材から離間させ
ることを特徴とする。このように構成したことにより、
熱伝達部材の温度に合わせてシート状加圧部材が変形・
復元することにより、熱伝達部材に対して自動的にシー
ト状加圧部材が当接または離間することが可能になる。

【０００９】また請求項２に係る発明の定着装置は、請
求項１に係る発明において、前記シート状加圧部材を前
記熱伝達部材から離間させる方向に付勢する手段を設け
たことを特徴とする。このように構成したことにより、
加熱源をオフにした際に、シート状加圧部材の復元力と
ともに付勢手段による付勢によって、早めにシート状加
圧部材を熱伝達部材から離間させることが可能になる。
その結果、例えば、ジャム検出後すぐにジャム紙の除去
作業を行うことができ、またシート状加圧部材の熱伝達
部材への接触時間が短くなるため、シート状加圧部材の
耐久性が向上する。

【００１０】また請求項３に係る発明の定着装置は、請
求項１または２に係る発明において、前記シート状加圧
部材に、表面を滑らかにするようにコーティングを施し
たことを特徴とする。このように構成したことにより、
シート状加圧部材にトナーが固着しにくくなり、ジャム
や記録紙の汚れの発生が防止できる。またシート状加圧
部材表面を滑らかにすることにより熱伝達部材表面のコ
ーティングを剥がしてしまうことが防止できるために、
シート状加圧部材および熱伝達部材の耐久性が向上す
る。

【００１１】また請求項４に係る発明の定着装置は、請
求項１または２に係る発明において、前記シート状加圧
部材に、前記シート状加圧部材よりも滑らかな表面を有
するシート材を取り付けたことを特徴とする。このよう
に構成したことにより、シート状加圧部材にトナーが固
着しにくくなり、ジャムや記録紙の汚れの発生が防止で
きる。またシート状加圧部材表面を滑らかにすることに
より熱伝達部材表面のコーティングを剥がしてしまうこ
とが防止できるために、シート状加圧部材および熱伝達
部材の耐久性が向上する。特に、シート材を交換可能に
することによってシート状加圧部材ごと交換する必要が
なくなり、部品交換に係る費用の低減が図れる。

【００１２】また請求項５に係る発明の定着装置は、請
求項１〜４のいずれか１項に係る発明において、前記シ
ート状加圧部材の位置を検出する手段を設けたことを特
徴とする。このように構成したことにより、定着装置に
おいてジャムが発生した場合、ジャム紙の除去作業が可
能な状態にあるか否か使用者が知ることが可能になり、
またジャム紙の除去作業が可能になった時にはシート状
加圧部材の温度が低くなったことになるので、除去作業
中に使用者がシート状加圧部材に触れた場合の安全性も
向上する。

【００１３】また請求項６に係る発明の画像形成装置
は、請求項１〜５のいずれか１項記載の定着装置を有す
ることを特徴とする。このように構成したことにより、
定着装置においてジャムが発生した場合、ジャム紙の除
去作業が容易な画像形成装置を提供することが可能にな
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。なお、図７に
示した従来技術における部材と同一の部材あるいは同一
の機能を有する部材については同一の符号を付して詳細
な説明は省略した。

【００１５】図１は本発明の第１実施形態の定着装置を
有するファクシミリ装置の内部構成を示す説明図であ
り、３０は定着装置、３１は定着ローラ、３２はシート
状加圧部材、３３はセンサ、３４は分離パッドを示す。

【００１６】本実施形態は、図７に示す従来技術におけ
る定着装置１０の代わりに、図１における、定着ローラ
３１、シート状加圧部材３２、センサ３３、分離爪１
３，クリーニングパッド１４等を備えた定着装置３０が
設けられ、さらに、図７に示す従来技術における分離コ
ロ２１の代わりに、図１における、分離パッド３４が設
けられたものである。

【００１７】感光体３と転写ローラ８とのニップ部から
搬送された記録紙を定着装置３０に導くガイド板におけ
る記録紙搬送方向側端部には受け部３５が形成されてお
り、シート状加圧部材３２は、受け部３５に接着あるい
は両面テープによって片持ち支持状に固定されており、
定着ローラ３１の表面に対してシート状加圧部材３２の
表面が所定の間隔を空けて近接している。

【００１８】シート状加圧部材３２は、例えばＮｉ−Ｔ
ｉ合金に代表される形状記憶合金によって構成されてお
り、高温環境下におかれたときに弧状に反り上がるよう
な形状となるように記憶されている。

【００１９】図２はシート状加圧部材付近の構成を示す
説明図であり、常温時あるいは定着ヒータ３６の加熱制
御によって定着ローラの温度を常温より高く定着可能温
度より低い待機温度時の環境においては、シート状加圧
部材３２が図中破線で示すように定着ローラ３１から離
間した状態にある。定着ヒータ３６による加熱によって
定着ローラ３１が定着可能温度に近づくにつれてシート
状加圧部材３２が反り上がって定着ローラ３１に巻き付
くように変形して、少なくとも定着可能温度に到達した
時点でシート状加圧部材３２が定着ローラ３１に当接す
るようになる。

【００２０】図３はシート状加圧部材の他構成を示す説
明図であり、３７はコーティング層を示す。図２に示す
ものは、シート状加圧部材３２を形状記憶合金のみによ
って構成したものであることに対し、図３に示すシート
状加圧部材３２は、シート状加圧部材３２の通紙面にコ
ーティング層３７を形成したものである。このコーティ
ング層３７は、例えばフッ素樹脂（ＰＦＡ，ＰＴＦＥ，
ＦＥＰ）のように摩擦が少なく耐熱性に優れた部材によ
って構成されている。その結果、シート状加圧部材３２
にトナーが固着することが防止され、記録紙の裏汚れ
や、搬送不良の発生を防止することができる。

【００２１】また、コーティング層３７は、コーティン
グ部材の塗布によって形成する以外でも、例えば、シー
ト部材として構成し、このシート材をシート状加圧部材
３２に貼着することによって構成しても良い。特に、シ
ート部材のみを交換可能にすることにより、形状記憶合
金のシート状加圧部材３２はそのまま使用することがで
き、交換部品費を安くすることができる。

【００２２】センサ３３は、シート状加圧部材３２の通
紙面の反対面側でかつ自由端部に設けられ、自由端部の
位置の変化に基づいてシート状加圧部材３２が定着ロー
ラ３１から確実に離間しているか否かを検出するもので
ある。具体的には、図４（ａ）に示すように、シート状
加圧部材３２の自由端部に光を照射して返ってくる反射
光量に基づいて自由端部の位置を検出する反射型セン
サ、図４（ｂ）に示すように、シート状加圧部材３２の
自由端部が接触しているか否かに基づいて自由端部の位
置を検出する接触型センサ、図４（ｃ）に示すように、
シート状加圧部材３２の自由端部の側部に下方に延びる
延在片３８を設け、発光素子とこの発光素子からの光を
受光する受光素子とを有し、延在片３８が発光素子から
の光を遮るか否かによって、自由端部の位置を検出する
透過型センサ等が用いられる。

【００２３】図５はファクシミリ装置の制御系を示すブ
ロック図であり、３９は装置全体の制御を行う制御部、
４０は外部からの命令信号を入力する操作パネルや各種
情報を表示する表示パネルを有する表示部、４１は回線
を介して画像データを送受信する通信部、４２は画像処
理部、４３はジャム検知用センサを示し、制御部３９に
よって、給紙ローラ６，光書込部１６，密着センサ２
３，定着装置３０，センサ３３，表示部４０，通信部４
１，画像処理部４２，ジャム検知用センサ４３が制御さ
れる。

【００２４】制御部３９が、ジャム検知用センサ４３か
らの信号に基づいてジャム発生と判断した場合、直ちに
記録紙の給紙搬送を停止させ、定着ヒータ３６をオフに
し、ジャム発生を表示部４０に表示させる。この時、定
着装置３０においてジャム発生が検知された場合には、
センサ３３の出力に基づいてシート加圧部材３２が定着
ローラ３１から離間したと制御部３９が判断した時に、
制御部３９によって表示部４０に「ジャム除去可能」な
状態になったことを表示するように制御される。

【００２５】このように構成したことにより、定着ロー
ラ３１に対してシート状加圧部材３２を接離させるため
の機構が安価でかつ簡単な構成により実現することがで
き、しかも、定着装置３０に対する通紙時以外において
定着ローラ３１に対してシート状加圧部材３２を圧接さ
せておく時間が短縮できるために、シート状加圧部材３
２の耐久性を向上させることができる。

【００２６】ところで、前述した第１実施形態におい
て、特に定着ローラからシート状加圧部材を離間させる
場合には、定着ヒータをオフにしても定着ローラの余熱
のために、定着ローラからシート状加圧部材が離間する
までに時間を要するようになり、定着装置においてジャ
ムが発生した場合に直ちにジャム処理が行えないことも
あり得る。次に示す第２実施形態は、定着ローラからシ
ート状加圧部材が離間するまでに要する時間の短縮化を
図るものである。

【００２７】図６は本発明の第２実施形態の定着装置の
要部構成を示す側面図であり、４４はコイルばねを示
す。

【００２８】第２実施形態の定着装置は、図２に示す定
着装置におけるシート状加圧部材３２の自由端部におけ
る通紙面の反対面と本体１との間にコイルばね４４を設
けたものである。常温時においてはコイルばね４４は定
常状態であってシート状加圧部材３２に対して力が作用
しない。そして、高温時にはシート状加圧部材３２の自
由端が定着ローラ３１側に移動するとともに、コイルば
ね４４が伸張する。ここでコイルばね４４のばね定数に
ついては、シート状加圧部材３２が変形する力Ｆ１より
も、コイルばね４４がシート状加圧部材３２を定着ロー
ラ３１から離そうとする力Ｆ２が弱くなるようなばね定
数に設定する。

【００２９】このように構成したことにより、例えば、
ジャム発生時に定着ヒータをオフにした場合に、シート
状加圧部材３２が元に戻ろうとする復元力とともにシー
ト状加圧部材３２を定着ローラ３１から離間させる方向
の力が作用するため、第１実施形態よりも早く定着ロー
ラ３１からシート状加圧部材３２を離間させることがで
きる。

【００３０】なお、上述した第２実施形態においてはコ
イルばね４４を用いたが、それに限るものではなく、例
えば、板ばね、ねじりばね、スポンジ等、要は耐熱性を
有しかつ定着ローラ３１にシート状加圧部材３２が当接
した場合にシート状加圧部材３２を離間させようとする
力が作用するような弾性部材であれば、適用可能であ
る。

【００３１】以上、本発明の実施形態について説明して
きたが、本発明は上述したものに限るものではない。例
えば、前述した実施形態においては、定着装置として図
１に示すように定着ローラ３１とシート状加圧部材３２
とのニップにおいてトナー像を用紙に定着させるものを
適用したが、それに限らず、定着ローラとテンションロ
ーラとによって円環状の定着ベルトを張設させ、この定
着ベルトにシート状の加圧部材を当接させてニップを形
成し、定着ベルトを循環移動させてなる方式の定着装
置、さらには、円筒状の定着フィルムの内側に加熱源を
固定し、加熱源に対向する定着フィルムの部位にシート
状の加圧部材を当接させてニップを形成し、定着フィル
ムを回転させる方式の定着装置を適用しても良い。

【００３２】

【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、シート状加圧部材を形状記憶合金によって構
成し、定着ローラの温度変化によって変形・復元するこ
とにより、定着ローラに対してシート状加圧部材が自動
的に接離するため、定着ローラに対してシート状加圧部
材を接離させるための機構が安価でかつ容易に構成する
ことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態の定着装置を有するファ
クシミリ装置の内部構成を示す説明図

【図２】シート状加圧部材付近の構成を示す説明図

【図３】シート状加圧部材の他構成を示す説明図

【図４】シート状加圧部材が定着ローラから離間してい
ることを検出するセンサの構成例を示す説明図

【図５】ファクシミリ装置の制御系を示すブロック図

【図６】本発明の第２実施形態の定着装置の要部構成を
示す側面図

【図７】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】

３ 感光体 ８ 転写ローラ ３０ 定着装置 ３１ 定着ローラ ３２ シート状加圧部材 ３３ センサ ３５ 受け部 ３６ 定着ヒータ ３７ コーティング層 ３９ 制御部 ４４ コイルばね

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に加熱源を有する熱伝達部材および
   この熱伝達部材に当接かつ加圧するシート状加圧部材を
   有し、前記シート状加圧部材を前記熱伝達部材に加圧状
   態で当接させ、トナー像が転写された記録紙を前記熱伝
   達部材と前記シート状加圧部材とのニップ部を通過させ
   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形状記憶合金から構成し、前記
   熱伝達部材が定着可能温度の場合には前記シート状加圧
   部材を前記熱伝達部材に当接させ、前記熱伝達部材が待
   機温度の場合には前記熱伝達部材から離間させることを
   特徴とする定着装置。
2. 【請求項２】 前記シート状加圧部材を前記熱伝達部材
   から離間させる方向に付勢する手段を設けたことを特徴
   とする請求項１記載の定着装置。
3. 【請求項３】 前記シート状加圧部材に、表面を滑らか
   にするようにコーティングを施したことを特徴とする請
   求項１または２記載の定着装置。
4. 【請求項４】 前記シート状加圧部材に、前記シート状
   加圧部材よりも滑らかな表面を有するシート材を取り付
   けたことを特徴とする請求項１または２記載の定着装
   置。
5. 【請求項５】 前記シート状加圧部材の位置を検出する
   手段を設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか
   １項記載の定着装置。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれか１項記載の定着
   装置を有することを特徴とする画像形成装置。