JP2004294541A - 熱定着装置および画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】定着媒体のしわの発生を有効に防止することができる、熱定着装置およびその熱定着装置を備える画像形成装置を提供すること。
【解決手段】用紙3の搬送方向において、加熱ローラ42と上流側で圧接される逆クラウン形状の第1押圧ローラ44の第1押圧ローラ中央部外径DP1cと第1押圧ローラ両端部外径DP1eとの差よりも、加熱ローラ42と下流側で圧接される逆クラウン形状の第2押圧ローラ45の第2圧ローラ中央部外径DP2cと第2圧ローラ両端部外径DP2eとの差を大きくする。これによって、第2押圧ローラ45における軸方向中央部と軸方向両端部との用紙3の搬送量の差を、第1押圧ローラ44のそれよりも大きくして、第2押圧ローラ45から付与する第2搬送力X2を、第1押圧ローラ44のそれより大きくする。これによって、用紙3の幅方向の中央部に向かってよるしわの増大を抑制する。
【選択図】 図10
【解決手段】用紙3の搬送方向において、加熱ローラ42と上流側で圧接される逆クラウン形状の第1押圧ローラ44の第1押圧ローラ中央部外径DP1cと第1押圧ローラ両端部外径DP1eとの差よりも、加熱ローラ42と下流側で圧接される逆クラウン形状の第2押圧ローラ45の第2圧ローラ中央部外径DP2cと第2圧ローラ両端部外径DP2eとの差を大きくする。これによって、第2押圧ローラ45における軸方向中央部と軸方向両端部との用紙3の搬送量の差を、第1押圧ローラ44のそれよりも大きくして、第2押圧ローラ45から付与する第2搬送力X2を、第1押圧ローラ44のそれより大きくする。これによって、用紙3の幅方向の中央部に向かってよるしわの増大を抑制する。
【選択図】 図10
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱定着装置およびその熱定着装置を備える画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
レーザプリンタなどの画像形成装置では、通常、加熱ローラおよび押圧ローラを備える熱定着装置が設けられており、用紙が加熱ローラと押圧ローラとの間を通過する間に、用紙上に転写されたトナーを熱定着させるようにしている。
【0003】
このような熱定着装置として、加熱ローラと用紙との接触面積を増大させて、迅速な定着を達成すべく、用紙の搬送方向において押圧ローラを複数本設けるものが知られている。
【0004】
しかるに、押圧ローラを複数本設けると、用紙においては、加熱ローラとの接触面積が増大するが、各押圧ローラにおいて搬送量にずれを生じて、しわになりやすいという不具合がある。
【0005】
そのため、たとえば、特開平5−6118号公報(特許文献1)には、定着ローラに対する押圧ローラの1本あたりのニップ幅を2.5mm以下にして、しわの発生を防止することが提案されている。
【0006】
【特許文献1】
特開平5−6118号公報
【発明が解決しようとする課題】
しかし、押圧ローラ1本あたりのニップ幅を2.5mm以下にしても、しわの発生を防止するには不十分である。特に、用紙の幅方向両端部から中央部に向かってよるしわの発生を防止するには不十分であり、押圧ローラが複数本になると、各押圧ローラによる搬送力の差によって、そのようなしわが増大して、良好な定着が阻害される。
【0007】
本発明の目的は、定着媒体のしわの発生を有効に防止することができる、熱定着装置およびその熱定着装置を備える画像形成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】
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、定着媒体と接触する加熱部材と、前記加熱部材に対向配置され、前記加熱部材に定着媒体を圧接させ、定着媒体における搬送方向と直交する方向の両側に向かう力を与えることができるように設けられた第1押圧部材と、前記第1押圧部材に対して定着媒体の搬送方向下流側において、前記加熱部材に対向配置され、前記加熱部材に定着媒体を圧接させ、定着媒体における搬送方向と直交する方向の両側に向かう力を与え、その力が前記第1押圧部材の前記力よりも大きくなるように設けられた第2押圧部材とを備えることを特徴としている。
【0009】
このような構成によると、加熱部材と第1押圧部材および第2押圧部材との間で圧接される定着媒体には、定着媒体における搬送方向と直交する方向の両側に向かう力が付与されるので、その力によって、定着媒体が、定着媒体における搬送方向と直交する方向の両側に引っ張られる。そのため、定着媒体における搬送方向と直交する方向の中央部に向かってよるしわの発生を防止することができる。しかも、この構成では、第2押圧部材から付与される前記力が、第1押圧部材から付与される前記力よりも大きいので、少なくとも2つの押圧部材を備えていても、定着媒体のしわの発生を有効に防止することができる。
【0010】
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記第1押圧部材および前記第2押圧部材はローラであり、定着媒体の搬送方向と直交する方向の中央部の第1外径に対して、最大サイズの定着媒体が接触する領域における搬送方向と直交する方向の両端部の第2外径が大きく、前記中央部から前記両端部に向かって次第に外径が大きくなっていることを特徴としている。
【0011】
このような構成によると、第1押圧部材および第2押圧部材は、ローラであって、定着媒体の搬送方向と直交する方向の中央部の第1外径に対して、最大サイズの定着媒体が接触する領域における搬送方向と直交する方向の両端部の第2外径が大きく、中央部から両端部に向かって次第に外径が大きくなっているので、定着媒体の搬送においては、中央部から両端部に向かうに従って、定着媒体の搬送量を大きくすることができる。そのため、第1押圧部材および第2押圧部材から定着媒体に対して、定着媒体における搬送方向と直交する方向の両側に向かう力を付与することができる。
【0012】
また、請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の発明において、前記第2押圧部材は、前記第1押圧部材における前記第1外径と前記第2外径との差よりも、前記第2押圧部材における前記第1外径と前記第2外径との差が大きいことを特徴としている。
【0013】
このような構成によると、第2押圧部材は、第1押圧部材における第1外径と第2外径との差よりも、第2押圧部材における第1外径と第2外径との差が大きいので、第2押圧部材における中央部と両端部との定着媒体の搬送量の差を、第1押圧部材における中央部と両端部との定着媒体の搬送量の差よりも大きくすることができる。その結果、第2押圧部材から付与する前記力を、第1押圧部材から付与する前記力よりも大きくすることができる。
【0014】
また、請求項4に記載の発明は、定着媒体と接触する加熱部材と、前記加熱部材に対向配置され、前記加熱部材に定着媒体を圧接させ、定着媒体における搬送方向と直交する方向の中央部の第1外径に対して、最大サイズの定着媒体が接触する領域における搬送方向と直交する方向の両端部の第2外径が大きく、前記中央部から前記両端部に向かって次第に外径が大きい、ローラからなる第1押圧部材と、前記第1押圧部材に対して定着媒体の搬送方向下流側において、前記加熱部材に対向配置され、前記加熱部材に定着媒体を圧接させ、定着媒体における搬送方向と直交する方向の中央部の第1外径に対して、最大サイズの定着媒体が接触する領域における搬送方向と直交する方向の両端部の第2外径が大きく、前記中央部から前記両端部に向かって次第に外径が大きく、前記第1押圧部材における前記第1外径と前記第2外径との差よりも、前記第2押圧部材における前記第1外径と前記第2外径との差が大きい、ローラからなる第2押圧部材とを備えていることを特徴としている。
【0015】
このような構成によると、第1押圧部材および第2押圧部材は、ローラであって、定着媒体の搬送方向と直交する方向の中央部の第1外径に対して、最大サイズの定着媒体が接触する領域における搬送方向と直交する方向の両端部の第2外径が大きく、中央部から両端部に向かって次第に外径が大きくなっているので、定着媒体の搬送においては、中央部から両端部に向かうに従って、定着媒体の搬送量を大きくすることができる。また、第2押圧部材は、第1押圧部材における第1外径と第2外径との差よりも、第2押圧部材における第1外径と第2外径との差が大きいので、第2押圧部材における中央部と両端部との定着媒体の搬送量の差を、第1押圧部材における中央部と両端部との定着媒体の搬送量の差よりも大きくすることができる。そのため、第1押圧部材および第2押圧部材から定着媒体に対して、定着媒体における搬送方向と直交する方向の両側に向かう力を付与することができ、しかも、第2押圧部材から付与する前記力を、第1押圧部材から付与する前記力よりも大きくすることができる。その結果、定着媒体における搬送方向と直交する方向の中央部に向かってよるしわの発生を防止することができる。
【0016】
また、請求項5に記載の発明は、請求項1ないし4のいずれかに記載の発明において、前記第1押圧部材は、前記加熱部材に対して従動し、前記第2押圧部材は、駆動手段により駆動されることを特徴としている。
【0017】
このような構成によると、第1押圧部材が加熱部材に対して従動する一方、第2押圧部材が駆動手段により駆動されるので、定着媒体が第1押圧部材によって搬送される状態よりも、定着媒体が第2押圧部材によって搬送される状態においては、定着媒体を、第2押圧部材によって、定着媒体における搬送方向と直交する方向の両側により強く引っ張ることが可能になる。そのため、第2押圧部材に搬送される定着媒体に、より大きい前記力を付与することが可能で、少なくとも2つの押圧部材を備えていても、定着媒体における搬送方向と直交する方向の中央部に向かってよるしわの発生を良好に防止することができる。
【0018】
また、請求項6に記載の発明は、請求項1ないし4のいずれかに記載の発明において、前記第2押圧部材を駆動する駆動手段を備え、前記駆動手段は、前記第1押圧部材における定着媒体の搬送方向と直交する方向の中央部における周速に対して、前記第2押圧部材における定着媒体の搬送方向と直交する方向の中央部における周速が大きくなるように、前記第2押圧部材を駆動することを特徴としている。
【0019】
このような構成によると、第2押圧部材は、駆動手段によって、第1押圧部材における定着媒体の搬送方向と直交する方向の中央部における周速に対して、第2押圧部材における定着媒体の搬送方向と直交する方向の中央部における周速が大きくなるように駆動される。そのため、第1押圧部材によって搬送される定着媒体の搬送量よりも、第2押圧部材によって搬送される定着媒体の搬送量を大きくすることができる。その結果、定着媒体における搬送方向と直交する方向の中央部に向かってよるしわの発生を良好に防止することができる。
【0020】
また、請求項7に記載は、請求項1ないし6のいずれかに記載の発明において、前記加熱部材はローラであり、定着媒体の搬送方向と直交する方向の中央部の第1外径に対して、最大サイズの定着媒体が接触する領域における搬送方向と直交する方向の両端部の第2外径が大きくなるように、前記中央部から前記両端部に向かって次第に外径が大きくなっていることを特徴としている。
【0021】
このような構成によると、加熱部材は、ローラであって、定着媒体の搬送方向と直交する方向の中央部の第1外径に対して、最大サイズの定着媒体が接触する領域における搬送方向と直交する方向の両端部の第2外径が大きく、中央部から両端部に向かって次第に外径が大きくなっているので、定着媒体の搬送においては、中央部から両端部に向かうに従って、定着媒体の搬送量を大きくすることができる。そのため、加熱部材から定着媒体に対して、定着媒体における搬送方向と直交する方向の両側に向かう力を付与することができ、定着媒体における搬送方向と直交する方向の中央部に向かってよるしわの発生を良好に防止することができる。
【0022】
また、請求項8に記載の発明は、請求項1ないし7のいずれかに記載の発明において、前記第1押圧部材の摩擦力よりも前記第2押圧部材の摩擦力が大きいことを特徴としている。
【0023】
このような構成によると、第1押圧部材の摩擦力よりも第2押圧部材の摩擦力が大きいので、第2押圧部材においては、第1押圧部材よりも、定着媒体との間のすべりを低減して定着媒体を搬送することができる。そのため、第2押圧部材によって搬送される定着媒体に対して、定着媒体における搬送方向と直交する方向の両側に向かう力を、すべりを低減しつつ付与することができる。そのため、定着媒体における搬送方向と直交する方向の中央部に向かってよるしわの発生を良好に防止することができる。
【0024】
また、請求項9に記載の発明は、請求項1ないし8のいずれかに記載の発明において、前記第1押圧部材および前記第2押圧部材は、前記第1押圧部材における単位面積あたりの押圧力よりも前記第2押圧部材における単位面積あたりの押圧力が大きくなるように、設けられていることを特徴としている。
【0025】
このような構成によると、第1押圧部材における単位面積あたりの押圧力よりも第2押圧部材における単位面積あたりの押圧力が大きいので、第2押圧部材によって搬送される定着媒体に、前記力を十分に付与して、定着媒体における搬送方向と直交する方向の中央部に向かってよるしわの発生を良好に防止することができる。
【0026】
また、請求項10に記載の発明は、請求項1ないし9のいずれかに記載の熱定着装置を備えていることを特徴としている。
【0027】
このような画像形成装置では、定着媒体における搬送方向と直交する方向の中央部に向かってよるしわの発生を良好に防止することができる熱定着装置を備えているので、良好な画像を形成することができる。
【0028】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の画像形成装置としてのレーザプリンタの一実施形態を示す要部側断面図である。図1において、レーザプリンタ1は、本体ケーシング2内に、定着媒体としての用紙3を給紙するための給紙部4や、給紙された用紙3に画像を形成するための画像形成部5などを備えている。
【0029】
なお、以下の説明において、本体ケーシング2において、マルチパーパストレイ14が設けられている側を前側、リヤカバー2aが設けられている側を後側とする。
【0030】
給紙部4は、給紙トレイ6と、給紙トレイ6内に設けられた用紙押圧板7と、給紙トレイ6の一端側端部の上方に設けられる給紙ローラ8および給紙パット9と、給紙ローラ8に対し用紙3の搬送方向下流側(以下、用紙3の搬送方向下流側を「搬送方向下流側」、用紙3の搬送方向上流側を「搬送方向上流側」と省略して説明する。)に設けられる紙粉取りローラ10および11と、紙粉取りローラ10および11に対し搬送方向下流側に設けられるレジストローラ12とを備えている。
【0031】
用紙押圧板7は、用紙3を積層状にスタック可能とされ、給紙ローラ8に対して遠い方の端部において揺動可能に支持されることによって、近い方の端部が上下方向に移動可能とされており、また、その裏側から図示しないばねによって上方向に付勢されている。そのため、用紙押圧板7は、用紙3の積層量が増えるに従って、給紙ローラ8に対して遠い方の端部を支点として、ばねの付勢力に抗して下向きに揺動される。給紙ローラ8および給紙パット9は、互いに対向状に配設され、給紙パット9の裏側に設けられるばね13によって、給紙パット9が給紙ローラ8に向かって押圧されている。
【0032】
用紙押圧板7上の最上位にある用紙3は、用紙押圧板7の裏側から図示しないばねによって給紙ローラ8に向かって押圧され、その給紙ローラ8と給紙パット9とで挟まれた後、給紙ローラ8が回転されることで、1枚毎に給紙される。そして、給紙された用紙3は、紙粉取りローラ10および11によって、紙粉が取り除かれた後、レジストローラ12に送られる。
【0033】
レジストローラ12は、1対のローラから構成されており、用紙3をレジスト後に、画像形成位置に送るようにしている。なお、画像形成位置は、用紙3に感光ドラム29上のトナー像を転写する転写位置であって、本実施形態では、感光ドラム29と転写ローラ31との接触位置(ニップ位置)とされる。
【0034】
また、この給紙部4は、さらに、マルチパーパストレイ14と、マルチパーパストレイ14上に積層される用紙3を給紙するためのマルチパーパス側給紙ローラ15およびマルチパーパス側給紙パット16とを備えている。マルチパーパス側給紙ローラ15およびマルチパーパス側給紙パット16は、互いに対向状に配設され、マルチパーパス側給紙パット16の裏側に配設されるばね17によって、マルチパーパス側給紙パット16がマルチパーパス側給紙ローラ15に向かって押圧されている。マルチパーパストレイ14上に積層される用紙3は、マルチパーパス側給紙ローラ15の回転によってマルチパーパス側給紙ローラ15とマルチパーパス側給紙パット16とで挟まれた後、1枚毎に給紙される。そして、給紙された用紙3は、紙粉取りローラ11によって、紙粉が取り除かれた後、レジストローラ12に送られる。
【0035】
画像形成部5は、スキャナ部18、プロセス部19、熱定着装置としての定着部20などを備えている。
【0036】
スキャナ部18は、本体ケーシング2内の上部に設けられ、レーザ発光部(図示せず。)、回転駆動されるポリゴンミラー21、レンズ22および23、反射鏡24、25および26などを備えている。レーザ発光部から発光される画像データに基づくレーザビームは、鎖線で示すように、ポリゴンミラー21、レンズ22、反射鏡24および25、レンズ23、反射鏡26の順に通過あるいは反射して、プロセス部19の感光ドラム29の表面上に高速走査にて照射される。
【0037】
プロセス部19は、スキャナ部18の下方に配設され、本体ケーシング2に対して着脱自在に装着されるドラムカートリッジ27内に、現像カートリッジ28、感光ドラム29、スコロトロン型帯電器30および転写ローラ31などを備えている。
【0038】
現像カートリッジ28は、ドラムカートリッジ27に対して着脱自在に装着されており、現像ローラ32、層厚規制ブレード33、供給ローラ34、トナーホッパ35などを備えている。
【0039】
トナーホッパ35内には、現像剤として、正帯電性の非磁性1成分のトナーが充填されている。このトナーとしては、重合性単量体、たとえば、スチレンなどのスチレン系単量体や、アクリル酸、アルキル(C1〜C4)アクリレート、アルキル(C1〜C4)メタアクリレートなどのアクリル系単量体を、懸濁重合などの公知の重合方法によって共重合させることにより得られる重合トナーが用いられている。このような重合トナーは、略球状をなし、流動性が極めて良好であり、高画質の画像を形成することができる。
【0040】
なお、このようなトナーには、カーボンブラックなどの着色剤やワックスなどが配合され、流動性を向上させるために、シリカなどの外添剤が添加されている。その粒子径は、約6〜10μm程度である。
【0041】
そして、トナーホッパ35内のトナーは、トナーホッパ35の中心に設けられる回転軸36に支持されるアジテータ37により、矢印方向(時計方向)に攪拌されて、トナーホッパ35から供給ローラ34に向けて開口されているトナー供給口38から放出される。なお、トナーホッパ35の両側壁には、トナーの残量検知用の窓39が設けられており、トナーホッパ35内のトナーの残量が検知可能とされている。また、この窓39は、回転軸36に支持されたクリーナ40によって清掃される。
【0042】
トナー供給口38に対してトナーホッパ35と反対側の対向位置には、供給ローラ34が回転可能に配設されており、また、この供給ローラ34に対向して、現像ローラ32が回転可能に配設されている。そして、これら供給ローラ34と現像ローラ32とは、そのそれぞれがある程度圧縮するような状態で互いに当接されている。
【0043】
供給ローラ34は、金属製のローラ軸に、導電性の発泡材料からなるローラが被覆されており、駆動手段としてのモータ85(図4参照)により矢印方向(反時計方向)に回転駆動される。
【0044】
また、現像ローラ32は、金属製のローラ軸に、導電性のゴム材料からなるローラが被覆されている。より具体的には、現像ローラ32のローラは、カーボン微粒子などを含む導電性のウレタンゴムまたはシリコーンゴムからなるローラ本体の表面に、フッ素が含有されているウレタンゴムまたはシリコーンゴムのコート層が被覆されている。なお、現像ローラ32には、現像時には、図示しない電源から現像バイアスが印加され、モータ85(図4参照)により矢印方向(反時計方向)に回転駆動される。
【0045】
また、現像ローラ32の近傍には、層厚規制ブレード33が配設されている。この層厚規制ブレード33は、金属の板ばね材からなるブレード本体の先端部に、絶縁性のシリコーンゴムからなる断面半円形状の押圧部41を備えており、現像ローラ32の近くにおいて現像カートリッジ28に支持されて、押圧部41がブレード本体の弾性力によって現像ローラ32上に圧接されるように設けられている。
【0046】
そして、トナー供給口38から放出されるトナーは、供給ローラ34の回転により、現像ローラ32に供給され、このとき、供給ローラ34と現像ローラ32との間で正に摩擦帯電され、さらに、現像ローラ32上に供給されたトナーは、現像ローラ32の回転に伴って、層厚規制ブレード33の押圧部41と現像ローラ32との間に進入し、一定厚さの薄層として現像ローラ32上に担持される。
【0047】
感光ドラム29は、現像ローラ32における供給ローラ34の反対側において、ドラムカートリッジ27において回転可能に支持されている。この感光ドラム29は、ドラム本体が接地され、その表面がポリカーボネートなどから構成される正帯電性の感光層により形成されており、モータ85(図4参照)により矢印方向(時計方向)に回転駆動される。
【0048】
スコロトロン型帯電器30は、感光ドラム29の上方において、感光ドラム29と接触しないように、所定間隔を隔てて対向配置されている。このスコロトロン型帯電器30は、タングステンなどの帯電用ワイヤからコロナ放電を発生させる正帯電用のスコロトロン型の帯電器であり、図示しない電源からの電圧の印加により、感光ドラム29の表面を一様に正極性に帯電させるように設けられている。
【0049】
転写ローラ31は、感光ドラム29の下方において、この感光ドラム29に対向配置され、ドラムカートリッジ27に回転可能に支持されている。この転写ローラ31は、金属製のローラ軸に、導電性のゴム材料からなるローラが被覆されており、転写時には、図示しない電源から転写バイアスが印加され、モータ85(図4参照)により矢印方向(反時計方向)に回転駆動される。
【0050】
そして、感光ドラム29の表面は、感光ドラム29の回転に伴なって、まず、スコロトロン型帯電器30によって一様に正極性に帯電された後、次いで、スキャナ部18からのレーザビームにより静電潜像が形成され、その後、現像ローラ32と対向する。現像ローラ32上に担持されかつ正帯電されているトナーが、感光ドラム29に対向して接触する時に、感光ドラム29の表面上に形成される静電潜像、すなわち、一様に正帯電されている感光ドラム29の表面のうち、レーザビームによって露光され電位が下がっている露光部分に供給され、選択的に担持されることによって、感光ドラム29の表面にトナー像が形成される。これによって、反転現像が達成される。
【0051】
その後、感光ドラム29の表面上に担持されたトナー像は、用紙3が感光ドラム29と転写ローラ31との間を通る間に、転写ローラ31に印加される転写バイアスによって、用紙3に転写される。
【0052】
定着部20は、プロセス部19に対して搬送方向下流側に配設され、図2、図4および図5に示すように、加熱部材としての加熱ローラ42と、定着ヒータ43と、第1押圧部材としての第1押圧ローラ44と、第2押圧部材としての第2押圧ローラ45と、押圧切換機構部46と、複数(4つ)の剥離爪47と、サーミスタ48と、複数(2つ)のサーモスタット49と、搬送機構部50とを備えており、これらが定着フレーム51に支持されている。
【0053】
定着フレーム51は、図2および図5に示すように、正面視略コ字の下フレーム52と、図3および図5に示すように、その下フレーム52を上方から被覆する側面視略L字状の上フレーム53とを備えている。
【0054】
下フレーム52は、図2に示すように、底板54と、その底板54の幅方向(平面視において前後方向と直交する方向)両側から上方に向かって起立する2つの側板55とを備えている。
【0055】
底板54は、加熱ローラ42の下方において、加熱ローラ42の軸方向に沿って配置されている。この底板54の幅方向両側には、図5に示すように、後述するホルダ板59の下側膨出部64を進退自在に受け入れる切欠部56が形成されている。また、底板54の幅方向両側の前端部には、ホルダ板59の前端部を支持するための支持板57が、上方に向かって起立状に形成されている。
【0056】
各側板55は、図2に示すように、加熱ローラ42を軸方向に挟んで対向状に設けられ、各側板55には、加熱ローラ42を回転可能に支持するための軸受部材58がそれぞれ設けられている。各軸受部材58は、加熱ローラ42の外周面を回転可能に軸受けできるように加熱ローラ42の外径に対応する内径を有するリング状に形成されている。また、各軸受部材58は、用紙3上に転写されたトナー像を熱定着させるための熱定着温度を超えると軟化する材料(たとえば、ポリフェニレンサルファイド:融点280℃)によって形成されている。
【0057】
また、各側板55には、その後側下端部に、後述する連動軸61を回転可能に支持するための支持孔が設けられる軸支持部73が、下方に向かって膨出状に形成されている。また、各軸支持部73の前方近傍には、後述する揺動軸74をスライド自在に受け入れる長孔75が上下方向に沿って形成されている。
【0058】
また、下フレーム52には、各側板55の間に架設される架設板82が設けられている。この架設板82は、図5に示すように、断面略L字板状をなし、用紙3の搬送方向において、加熱ローラ42と後述する搬送ローラ90との間に配置され、図2に示すように、各側板55の間に、その長手方向が加熱ローラ42の軸方向に沿うように支持されている。
【0059】
この架設板82には、搬送機構部50の後述するピンチローラ91を支持するためのピンチローラ支持部83が設けられている。このピンチローラ支持部83は、加熱ローラ42の軸方向に沿って互いに所定間隔を隔てて複数(4つ)設けられている。
【0060】
また、この下フレーム52において、一方の側板55には、軸受部材58を外嵌する加熱ローラ駆動ギヤ84と、その加熱ローラ駆動ギヤ84の側方において加熱ローラ駆動ギヤ84と噛み合うように配置され、モータ85(図4参照)からの動力が入力される入力ギヤ86とが設けられている。
【0061】
上フレーム53は、図3および図5に示すように、加熱ローラ42の前方および上方を覆うように、下フレーム52の各側板55に取り付けられている。
【0062】
加熱ローラ42は、アルミニウムなどの金属の引き抜き成形により、略筒形状に形成されている金属素管95の外周面に、フッ素樹脂、たとえば、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)からなるコーティング層96が被覆されている。なお、金属素管95の外周面にコーティング層96を被覆するには、金属素管95の外周面に、コーティング層96をコーティングするか、あるいは、金属素管95の外周面に、チューブ状のコーティング層96を外嵌すればよい。
【0063】
また、この加熱ローラ42は、図10(a)に示すように、軸方向(用紙3の搬送方向と直交する方向)中央部における第1外径としての加熱ローラ中央部外径DHcに対して、このレーザプリンタ1における最大サイズの用紙3(A4ヨコサイズ:219mm)が接触する定着領域Zにおける軸方向両端部の第2外径としての加熱ローラ両端部外径DHeが大きくなるように、軸方向中央部から軸方向両端部に向かって次第に外径が大きくなるような逆クラウン形状に形成されている。
【0064】
より具体的には、この加熱ローラ42では、軸方向全量が230mm、加熱ローラ中央部外径DHcが30mm、加熱ローラ両端部外径DHeが30mm+50μm、金属素管95とコート層96との合計の厚みが0.9mmとされている。
【0065】
そして、この加熱ローラ42は、図2および図4に示すように、その軸方向両端部が各軸受部材58に圧入されており、入力ギヤ86および加熱ローラ駆動ギヤ84を介して、モータ85に接続されている。これによって、加熱ローラ42は、モータ85から、入力ギヤ86および加熱ローラ駆動ギヤ84を介して動力が入力されると、矢印方向(時計方向、図1参照)に回転駆動される。
【0066】
なお、モータ85は、CPU87に接続されており、このCPU87によるモータ85の制御によって、加熱ローラ42の回転速度が制御され、これによって、加熱ローラ42と、第1押圧ローラ44および第2押圧ローラ45との間で挟持される用紙3の搬送速度が設定される。
【0067】
なお、CPU87は、その内部に、プログラムを記憶したROMおよび一時的にデータを記憶するRAMを有している。
【0068】
定着ヒータ43は、通電により発熱するハロゲンヒータなどからなり、加熱ローラ42内において軸心に配置され、加熱ローラ42を加熱するために、加熱ローラ42の軸方向に沿って設けられている。この定着ヒータ43は、図4に示すように、CPU87に接続されており、このCPU87によって駆動またはその停止が制御され、加熱ローラ42の表面を、設定された熱定着温度で保持するようにしている。
【0069】
第1押圧ローラ44および第2押圧ローラ45は、加熱ローラ42の下方において、その加熱ローラ42と対向するように設けられ、用紙3の搬送方向に沿って互いに所定間隔を隔てて配置されている。
【0070】
第1押圧ローラ44は、金属製の第1ローラ軸69に、耐熱性のゴム材料、たとえば、シリコーンゴムからなる第1ローラ層88が被覆されている。第1ローラ層88には、加熱ローラ42のコーティング層96と同一材料であるPFAからなる第1コーティング層97が、加熱ローラ42のコーティング層96と同様の方法によって被覆されている。
【0071】
また、この第1押圧ローラ44は、図10(b)に示すように、軸方向(用紙3の搬送方向と直交する方向)中央部における第1外径としての第1押圧ローラ中央部外径DP1cに対して、このレーザプリンタ1における最大サイズの用紙3(A4ヨコサイズ:219mm)が接触する定着領域Zにおける軸方向両端部の第2外径としての第1押圧ローラ両端部外径DP1eが大きくなるように、軸方向中央部から軸方向両端部に向かって次第に外径が大きくなるような逆クラウン形状に形成されている。
【0072】
より具体的には、この第1押圧ローラ44では、軸方向全量が220mm、第1押圧ローラ中央部外径DP1cが16mm、第1押圧ローラ両端部外径DP1eが16mm+50μmとされている。また、第1ローラ層88を形成するゴム材料は、その硬度が、たとえば、アスカーC硬度で50〜55、JIS A硬度で0〜10°のものが用いられている。また、第1コーティング層97の表面の用紙3に対する摩擦係数が、0.35とされている。
【0073】
そして、この第1押圧ローラ44は、第1ローラ軸69の各軸端部が、図5において後述するように、各ホルダ板59の前側の押圧ローラ取付溝65内に挿入され、押圧受部材67の凹部71に保持されている。また、この第1押圧ローラ44は、加熱ローラ42が回転駆動されると、その加熱ローラ42の回転駆動に従動して矢印方向(反時計方向、図1参照)に回転される。
【0074】
第2押圧ローラ45は、図4に示すように、金属製の第2ローラ軸70に、耐熱性のゴム材料、たとえば、シリコーンゴムからなる第2ローラ層89が被覆されている。第2ローラ層89には、加熱ローラ42のコーティング層96と同一材料であるPFAからなる第2コーティング層98が、加熱ローラ42のコーティング層96と同様の方法によって被覆されている。
【0075】
また、この第2押圧ローラ45は、図10(c)に示すように、軸方向(用紙3の搬送方向と直交する方向)中央部における第1外径としての第2押圧ローラ中央部外径DP2cに対して、このレーザプリンタ1における最大サイズの用紙3(A4ヨコサイズ:219mm)が接触する定着領域Zにおける軸方向両端部の第2外径としての第2押圧ローラ両端部外径DP2eが大きくなるように、軸方向中央部から軸方向両端部に向かって次第に外径が大きくなるような逆クラウン形状に形成されている。
【0076】
より具体的には、この第2押圧ローラ45では、軸方向全量が220mm、第2押圧ローラ中央部外径DP2cが16mm、第2押圧ローラ両端部外径DP2eが、第1押圧ローラ両端部外径DP1eよりも大きい16mm+100μmとされている。また、第2ローラ層89を形成するゴム材料は、その硬度が、たとえば、アスカーC硬度で50〜55、JIS A硬度で0〜10°のものが用いられている。また、第2コーティング層98の表面の用紙3に対する摩擦係数が、第1コーティング層97の表面の用紙3に対する摩擦係数よりも大きい、0.6とされている。
【0077】
そして、この第2押圧ローラ45は、第2ローラ軸70の各軸端部が、図5において後述するように、各ホルダ板59の後側の押圧ローラ取付溝65内に挿入され、押圧受部材67の凹部71に保持されている。また、この第2押圧ローラ45は、加熱ローラ42が回転駆動されると、その加熱ローラ42の回転駆動に従動して矢印方向(反時計方向、図1参照)に回転される。
【0078】
このように、1つの加熱ローラ42に対して2つの第1押圧ローラ44および第2押圧ローラ45を設ければ、用紙3の加熱ローラ42に対する接触面積を増大させることができる。そのため、用紙3を迅速に定着させることができ、熱定着の高速化(たとえば、搬送速度にして約140mm/sec程度)を図ることができる。また、押圧ローラを大きくすることなく、用紙3の加熱ローラ42に対する接触面積を増大させることができるので、小型化を図ることができる。
【0079】
押圧切換機構部46は、図2、図4および図5に示すように、ホルダ板59、操作レバー部60、連動軸61などを備えている。
【0080】
ホルダ板59は、加熱ローラ42の下方に配置され、その上側周縁部が、側面視において加熱ローラ42の外周面に沿う湾曲形状に形成されており、各側板55にそれぞれ設けられている。各ホルダ板59には、その前端部に、下フレーム52の支持板57に形成され、上方に開放した被係止溝57a(図11(a)参照)に係合可能な係止溝62(図11(b)参照)と、その後端部に、後述するレバー76に当接する後側突出部63と、その前後方向途中の下端部には、下フレーム52の切欠部56に受け入れられる下側膨出部64とが一体的に形成され、また、その内部には、第1押圧ローラ44および第2押圧ローラ45に対応する押圧ローラ取付溝65が、前後方向に所定間隔を隔ててそれぞれ形成されている。
【0081】
係止溝62は、前端部において、下方が開放される側面視略逆V字状(図7参照)に形成されている。また、後側突出部63は、ホルダ板59の後端部から後方に向かって突出するように形成されている。また、下側膨出部64は、前側の押圧ローラ取付溝65の形成を確保できるように、下端部から略矩形状に膨出するように形成されている。
【0082】
各押圧ローラ取付溝65は、ホルダ板59の内部において、互いに所定間隔を隔てて前後方向に並行するようにそれぞれ形成されている。
【0083】
各押圧ローラ取付溝65内には、第1ばね66aおよび第2ばね66b、押圧受部材67が、それぞれ設けられている。すなわち、各押圧ローラ取付溝65内における最深部には、加熱ローラ42の回転中心に向かって延びた係止突起68がそれぞれ設けられており、前側の押圧ローラ取付溝65内の係止突起68には、3×9.8Nのばね力を有する第1ばね66aが外嵌されている。また、後側の押圧ローラ取付溝65内の係止突起68には、2×9.8Nのばね力を有する第2ばね66bが外嵌されている。また、各押圧受部材67には、第1押圧ローラ44の第1ローラ軸69または第2押圧ローラ45の第2ローラ軸70を受けるための凹部71が形成されており、第1ばね66aおよび第2ばね66bの遊端部に各押圧受部材67が取り付けられている。
【0084】
そして、各ホルダ板59は、前側の押圧ローラ取付溝65内に第1押圧ローラ44の第1ローラ軸69を受け入れて、押圧受部材67の凹部71上でその第1ローラ軸69を第1ばね66aによって弾性的に保持している。また、各ホルダ板59は、後側の押圧ローラ取付溝65内に第2押圧ローラ45の第2ローラ軸70を受け入れて、押圧受部材67の凹部71上でその第2ローラ軸70を第2ばね66bによって弾性的に保持している。この状態で、その前端部の係止溝62が、下フレーム52の支持板57の被係止溝57aに差し込まれ、係止溝62の底と被係止溝57aの底とが当接し、その当接部を支点として、各ホルダ板59は各側板55に対して揺動可能に支持されている。つまり、各ホルダ板59は、加熱ローラ42に接離可能に支持されている。また、この係止溝62と被係止溝57aとの係止により、各ホルダ板59は、各側板55に対して、用紙3の搬送方向に直交する方向への移動が規制されている。
【0085】
そして、各ホルダ板59の下端部の下側膨出部64が切欠部56に進退自在に挿入され、その後端部の後側突出部63が、次に述べるレバー76に当接された状態で、各側板55において、その前端部を支点として揺動可能に支持されている。
【0086】
操作レバー部60は、各側板55において、ホルダ板59と後側において対向するようにそれぞれ設けられている。各操作レバー部60は、レバー76、リンク部材77およびカム部材78などを備えている。
【0087】
レバー76は、略矩形状の基部79と、その基部79から斜め後方に延びる操作杆80とが一体的に形成されている。また、このレバー76の基部79の下端部には、次に述べるリンク部材77の一端部の開口部に係合される揺動軸74が、用紙3の搬送方向と直交する方向における内方および外方に向かってそれぞれ突出状に形成されている。
【0088】
リンク部材77は、その長手方向両側が略コ字状に開口される略矩形板状に形成されている。
【0089】
カム部材78は、次に述べる連動軸61の軸方向両端部において、その連動軸61の周りに相対回転不能に設けられ、リンク部材77の他端部の開口部に係合される係合軸81が、用紙3の搬送方向と直交する方向における内方および外方に向かってそれぞれ突出状に形成されている。
【0090】
そして、図2に示すように、各側板55の用紙3の搬送方向と直交する方向における内側においては、レバー76の基部79の上面にホルダ板59の後側突出部63が当接された状態で、その基部79の外方に延びる揺動軸74が側板55の長孔75に挿通されている。また、この状態において、リンク部材77が、レバー76の基部79およびカム部材78の幅方向両側にそれぞれ配置され、外側のリンク部材77の一端部の開口部が、側板55と基部79との間の外方に延びる揺動軸74に係合され、他端部の開口部がカム部材78の外方に延びる係合軸81に係合されている。また、内側のリンク部材77の一端部の開口部が、内方に延びる揺動軸74に係合され、他端部の開口部が内方に延びる係合軸81に係合されている。
【0091】
連動軸61は、各側板55の間に架設されるように、下フレーム52の底壁54の後側に配置され、その長手方向両端部が、各側板55の軸支持部73において、回転可能に支持されている。また、各側板55の内側においては、上記したように、カム部材78が連動軸61に対して相対回転不能に設けられている。
【0092】
そして、この押圧切換機構部46では、加熱ローラ42に対する第1押圧ローラ44および第2押圧ローラ45の単位面積当たりの押圧力を、用紙3として普通紙などを定着させるための通常モードと、用紙3として封筒などを定着させるための封筒モードと、加熱ローラ42に対する第1押圧ローラ44および第2押圧ローラ45の押圧を解放する解放モードとに、切り換えることができる。
【0093】
なお、以下の説明において、これらの通常モード、封筒モードまたは解放モードの切り換えは、本体ケーシング2の後側に設けられるリヤカバー2aを開状態として、その開口部からレバー76の操作杆80を操作することにより行なわれる。なお、リヤカバー2aは、図1の仮想線にも示すように、その下端部がヒンジ2bを介して本体ケーシング2に対して開閉自在に設けられている。
【0094】
まず、通常モードとするには、図5に示すように、操作者が各レバー76の操作杆80を把持して、それら操作杆80を前方に向けて揺動させながら上方に引き上げる。そうすると、レバー76の揺動軸74が側板55の長孔75を上方に向かってスライドし、基部79の上面がホルダ板59の後側突出部63と当接して、その後側突出部63が上方に押圧される。これによって、ホルダ板59が、前端部を支点として後端部が上方に移動するように揺動される。その結果、図4に示すように、第1押圧ローラ44および第2押圧ローラ45が、第1ばね66aおよび第2ばね66bの付勢力によって、加熱ローラ42に押圧された状態で弾性的に保持される。
【0095】
そして、この通常モードにおいては、加熱ローラ42に対する第1押圧ローラ44の荷重が、第1ばね66aの2つ分、すなわち、2×3×9.8Nとなり、また、加熱ローラ42と第1押圧ローラ44とのニップ幅(用紙3の搬送方向における加熱ローラ42と第1押圧ローラ44との幅方向中央部の接触部分の長さ)が、3.16mmとなるように、つまり、加熱ローラ42に対する第1押圧ローラ44の単位面積あたりの押圧力が、加熱ローラ42に対する第1押圧ローラ44のニップ力の換算値として、(2×3×9.8)/(3.16)=1.98×9.8N/mmとなるように設定されている。
【0096】
なお、加熱ローラ42に対する第1押圧ローラ44の単位面積あたりの押圧力を厳密に測定するには、たとえば、次の方法を用いることができる。すなわち、まず、用紙3の全体を黒べたで印刷し、定着動作の途中で一旦停止させる。その後、排紙された用紙3において、用紙3におけるテカテカと反射する部分(この反射部分が、一旦停止させたときの加熱ローラ42と第1押圧ローラ44との接触部分(ニップ部分Y1:図12参照)に相当する。)を切り取って、その重量を測定し、その用紙3の単位面積あたりの重量から、実際のニップ部分Y1の面積を求める。そして、求められたニップ部分Y1の面積を、第1ばね66aのばね力×2つ分で割れば、加熱ローラ42に対する第1押圧ローラ44の単位面積あたりの押圧力を正確に求めることができる。
【0097】
また、実用的には、上記したように、加熱ローラ42に対する第1押圧ローラ44の単位面積あたりの押圧力として、加熱ローラ42に対する第1押圧ローラ44のニップ力を、その近似値として代用することができる。
【0098】
また、この通常モードでは、上記した加熱ローラ42に対する第1押圧ローラ44の単位面積あたりの押圧力に対して、加熱ローラ42に対する第2押圧ローラ45の単位面積あたりの押圧力が、大きくなるように設定されている。
【0099】
より具体的には、加熱ローラ42に対する第2押圧ローラ45の荷重が、第2ばね66bの2つ分、すなわち、2×2×9.8Nとなり、また、加熱ローラ42と第2押圧ローラ45とのニップ幅(用紙3の搬送方向における加熱ローラ42と第2押圧ローラ45との幅方向中央部の接触部分の長さ)が、1.5mmとなるように、つまり、加熱ローラ42に対する第2押圧ローラ45の単位面積あたりの押圧力が、加熱ローラ42に対する第2押圧ローラ45のニップ力の換算値として、(2×2×9.8)/(1.5)=2.67×9.8N/mmとなるように設定されている。
【0100】
なお、この加熱ローラ42に対する第2押圧ローラ45の単位面積あたりの押圧力も、上記した加熱ローラ42に対する第1押圧ローラ44の単位面積あたりの押圧力を求める方法と同様の方法によって、加熱ローラ42と第2押圧ローラ45との実際のニップ部分Y2(図12参照)の面積を第2ばね66bのばね力×2つ分で割ることにより、正確に求めることができるが、実用的には、加熱ローラ42に対する第2押圧ローラ45のニップ力を、その近似値として代用することができる。
【0101】
また、この通常モードにおいては、用紙3に対する第1押圧ローラ44の摩擦力が、第1ばね66aの2つ分のばね力(2×3×9.8N)と、第1コーティング層97の摩擦係数0.35との積、すなわち、2×3×9.8N×0.35=2.1×9.8Nとされている。
【0102】
また、用紙3に対する第2押圧ローラ45の摩擦力が、用紙3に対する第1押圧ローラ44の摩擦力よりも大きい、第2ばね66bの2つ分のばね力(2×2×9.8N)と、第2コーティング層98の摩擦係数0.6との積、すなわち、2×2×9.8N×0.6=2.4×9.8Nとされている。
【0103】
また、封筒モードとするには、図7に示すように、操作者が各レバー76の操作杆80を把持して、通常モードから、それら操作杆80を後方に向けて揺動させる。そうすると、レバー76の揺動軸74が側板55の長孔75を支点として回動し、基部79の側面がホルダ板59の後側突出部63と当接して、その後側突出部63が少し下方に移動される。これによって、ホルダ板59が、前端部を支点として後端部が少し下方に移動するように揺動される。その結果、図6に示すように、ホルダ板59は、前側の押圧ローラ取付溝65において保持されている第1押圧ローラ44の第1ローラ軸69よりも搬送方向上流側の前端部を支点として揺動されるので、第1押圧ローラ44よりも第2押圧ローラ45が大きく変位され、第1押圧ローラ44が加熱ローラ42を押圧した状態で、第2押圧ローラ45が加熱ローラ42から離間される。
【0104】
そして、この封筒モードにおいては、加熱ローラ42に対する第1押圧ローラ44の単位面積あたりの押圧力、および、加熱ローラ42に対する第2押圧ローラ45の単位面積あたりの押圧力が、通常モードに対してともに小さくなる。
【0105】
より具体的には、この封筒モードにおいては、加熱ローラ42に対する第1押圧ローラ44の単位面積あたりの押圧力が、通常モードにおける加熱ローラ42に対する第1押圧ローラ44の単位面積あたりの押圧力に対して、1/2程度となるように設定される。また、第2押圧ローラ45は、加熱ローラ42に対して離間されるので、加熱ローラ42に対する第2押圧ローラ45の単位面積あたりの押圧力がゼロとなる。
【0106】
また、解放モードとするには、図9に示すように、操作者がいずれか一方のレバー76の操作杆80を把持して、通常モードから、その操作杆80を後方に向けて少し揺動させながら下方に押し下げる。そうすると、ホルダ板59の後側突出部63が基部79の上面と側面との間の傾斜面に当接した状態で、レバー76の揺動軸74が側板55の長孔75を下方に向かってスライドするので、その後側突出部63が下方に移動される。これによって、ホルダ板59が、前端部を支点として後端部が下方に移動するように揺動されるので、図8に示すように、第1押圧ローラ44および第2押圧ローラ45の加熱ローラ42に対する押圧が解放される。
【0107】
また、この解放モードでは、レバー76の揺動軸74が側板55の長孔75を下方に向かってスライドすると、リンク部材77を介して、カム部材78の当接軸81が下方に押圧されるので、そのカム部材78が相対回転不能に設けられている連動軸61が回転する。そのため、この解放モードでは、いずれか一方のレバー76を操作すれば、両方のレバー76を操作せずとも、連動軸61の回転により、各ホルダ板59を連動させて解放モードにすることができる。
【0108】
剥離爪47は、図2に示すように、下フレーム52の架設板82における各ピンチローラ支持部83が設けられている位置において、搬送方向下流側から上流側に向かって加熱ローラ42と対向する状態で、加熱ローラ42と接離可能に揺動するように複数(4つ)設けられている。
【0109】
サーミスタ48は、接触式の温度センサであって、弾性を有する平板矩形状に形成されており、加熱ローラ42の回転方向における加熱ローラ42と第1押圧ローラ44との接触部分の上流側であって、加熱ローラ42の軸方向中央部分において、その遊端部が加熱ローラ42の表面に接触するように、その基端部が架設板82において支持されている。
【0110】
そして、このサーミスタ48は、図4に示すように、CPU87と接続されており、加熱ローラ42の表面温度を検知して、その検知信号をCPU87に入力するようにしており、CPU87では、このサーミスタ48からの検知信号に基づいて、定着ヒータ43の駆動およびその停止を制御し、加熱ローラ42の表面温度を、設定された熱定着温度に保持するようにしている。
【0111】
サーモスタット49は、図2に示すように、加熱ローラ42の回転方向における加熱ローラ42と第1押圧ローラ44との接触部分の上流側において、軸方向に沿って2つ設けられている。各サーモスタット49は、熱により変形するバイメタルを備え、CPU87や回路の誤動作により、定着ヒータ43が正常に動作せず、加熱ローラ42の表面が、設定された熱定着温度以上に過熱されたときに、バイメタルの熱変形により定着ヒータ47への通電を遮断して、これによって、加熱ローラ42の過熱を防止するようにしている。
【0112】
また、この定着部20においては、各サーモスタット49では、たとえバイメタルが熱によって変形しない場合でも、加熱ローラ42の表面のさらなる過熱により、軸受部材58が溶融する温度に到達すると、その軸受部材58が軟化することにより、加熱ローラ42が第1押圧ローラ44および第2押圧ローラ45から圧接される付勢力によって上方に向けて移動され、これによって、バイメタルを機械的に変形させることにより、定着ヒータ47への通電を遮断できるようにしている。
【0113】
また、搬送機構部50は、図4に示すように、加熱ローラ42と第1押圧ローラ44および第2押圧ローラ45とに対して、搬送方向下流側に配置されており、搬送ローラ90と、その搬送ローラ90の上方において対向配置される複数のピンチローラ91とを備えている。
【0114】
搬送ローラ90は、金属製のローラ軸に、ゴム材料からなるローラ層が被覆されており、用紙3の搬送方向において架設フレーム82を挟んで加熱ローラ42と対向するように配置され、図2には示されないが、各側板55にローラ軸が挿通されることにより、これら側板55の間において、加熱ローラ42の軸方向に沿って回転可能に支持されている。そして、搬送ローラ90は、モータ85(図4参照)から動力が入力されると、矢印方向(反時計方向、図1参照)に回転駆動される。
【0115】
ピンチローラ91は、図2に示すように、架設板82の各ピンチローラ支持部83において、搬送ローラ90と上方から用紙3の搬送方向において順次対向および接触するように複数対(2対)として設けられている。
【0116】
そして、この定着部20においては、図1に示すように、転写位置から搬送されてくる用紙3を、加熱ローラ42と、第1押圧ローラ44および第2押圧ローラ45との間で挟持して圧接しつつ順次通過させる間に、その用紙3上に転写されたトナー像を熱定着させ、その後、通常モードにおいては、図4に示すように、その用紙3を、搬送機構部50において、搬送ローラ90とピンチローラ91との間で挟持しつつ搬送して、排紙パス92に搬送するようにしている。また、封筒モードにおいては、リヤカバー2aを開状態として、図6に示すように、用紙3を、搬送機構部50の搬送ローラ90の下方において、加熱ローラ42と第2押圧ローラ45との間から、略直線状に通過させ、そのリヤカバー2aの開口部から取り出すようにしている。
【0117】
そして、この定着部20において、上記した通常モードで熱定着させる場合には、CPU87による定着ヒータ43の制御によって、熱定着温度が、たとえば、180℃に設定され、また、CPU87によるモータ85の制御によって、用紙3の搬送速度が、たとえば、138mm/秒に設定されている。また、上記した封筒モードで熱定着させる場合には、CPU87による定着ヒータ43の制御によって、熱定着温度が、通常モードにおける熱定着温度よりも高い、たとえば、220℃に設定され、また、CPU87によるモータ85の制御によって、用紙3の搬送速度が、通常モードにおける搬送速度よりも遅い、たとえば、70mm/秒に設定されている。
【0118】
このようにして、定着部20に、第1押圧ローラ44および第2押圧ローラ45を設けると、用紙3として封筒を印刷する場合には、通常モードから封筒モードに切り換えれば、その封筒モードにおいては、普通紙などを定着するための通常モードよりも、第1押圧ローラ44の加熱ローラ42に対する単位面積あたりの押圧力、および、第2押圧ローラ45の加熱ローラ42に対する単位面積あたりの押圧力の両方を小さくすることができるので、通常モードにおいて、普通紙などを確実に定着しつつ、封筒モードにおいて、封筒などを、しわの発生を防止しつつ定着することができる。
【0119】
また、封筒モードで熱定着させる場合には、CPU87による定着ヒータ43の制御によって、その封筒モードにおける熱定着温度が、通常モードにおける熱定着温度よりも高くなるように設定される。そのため、封筒モードにおいて、たとえ、第1押圧ローラ44および第2押圧ローラ45の単位面積当たりの押圧力が、通常モードのそれより小さくなっても、より高い定着温度を確保して、良好な定着を達成することができる。
【0120】
また、封筒モードで熱定着させる場合には、CPU87によるモータ85の制御によって、その封筒モードにおける搬送速度が、通常モードにおける搬送速度よりも遅くなるように設定される。そのため、封筒モードにおいて、たとえ、第1押圧ローラ44および第2押圧ローラ45の単位面積当たりの押圧力が、通常モードのそれより小さくなっても、より長い定着時間を確保して、良好な定着を達成することができる。
【0121】
また、この定着部20では、たとえば、加熱ローラ42と、第1押圧ローラ44および第2押圧ローラ45との間に用紙3のジャムが発生した場合などにおいては、解放モードに切り換えることによって、第1押圧ローラ44および第2押圧ローラ45を、加熱ローラ42から離間させて、効率的なジャム処理を図ることができる。
【0122】
その後、排紙パス92に送られた用紙3は、図1に示すように、排紙ローラ93に送られて、その排紙ローラ93によって排紙トレイ94上に排紙される。
【0123】
また、このレーザプリンタ1には、図1に示すように、用紙3の両面に画像を形成するために、反転搬送部101が設けられている。この反転搬送部101は、排紙ローラ93と、反転搬送パス102と、フラッパ103と、複数の反転搬送ローラ104とを備えている。
【0124】
排紙ローラ93は、1対のローラからなり、正回転および逆回転の切り換えができるように設けられている。この排紙ローラ93は、上記したように、排紙トレイ94上に用紙3を排紙する場合には、正方向に回転するが、用紙3を反転させる場合には、逆方向に回転する。
【0125】
反転搬送パス102は、排紙ローラ93から画像形成部5の下方に配設される複数の反転搬送ローラ104まで用紙3を搬送することができるように、上下方向に沿って設けられており、その上流側端部が、排紙ローラ93の近くに配置され、その下流側端部が、反転搬送ローラ104の近くに配置されている。
【0126】
フラッパ103は、排紙パス92と反転搬送パス102との分岐部分に臨むように、揺動可能に設けられており、図示しないソレノイドの励磁または非励磁により、排紙ローラ93によって反転された用紙3の搬送方向を、排紙パス92に向かう方向から、反転搬送パス102に向かう方向に切り換えることができるように設けられている。
【0127】
反転搬送ローラ104は、給紙トレイ6の上方において、略水平方向に複数設けられており、最も上流側の反転搬送ローラ104が、反転搬送パス102の後端部の近くに配置されるとともに、最も下流側の反転搬送ローラ104が、レジストローラ12の下方に配置されるように設けられている。
【0128】
そして、用紙3の両面に画像を形成する場合には、この反転搬送部101が、次のように動作される。すなわち、一方の面に画像が形成された用紙3が搬送機構部50によって排紙パス92から排紙ローラ93に送られてくると、排紙ローラ93は、用紙3を挟んだ状態で正回転して、この用紙3を一旦外側(排紙トレイ94側)に向けて搬送し、用紙3の大部分が外側に送られ、用紙3の後端が排紙ローラ93に挟まれた時に、正回転を停止する。次いで、排紙ローラ93は、逆回転し、フラッパ103が、用紙3が反転搬送パス102に搬送されるように、搬送方向を切り換えて、用紙3を前後逆向きの状態で反転搬送パス102に搬送するようにする。なお、フラッパ103は、用紙3の搬送が終了すると、元の状態、すなわち、搬送機構部50から送られる用紙3を排紙ローラ93に送る状態に切り換えられる。次いで、反転搬送パス102に逆向きに搬送された用紙3は、反転搬送ローラ104に搬送され、この反転搬送ローラ104から、上方向に反転されて、レジストローラ12に送られる。レジストローラ12に搬送された用紙3は、裏返しの状態で、再び、レジスト後に、画像形成位置に向けて送られ、これによって、用紙3の両面に画像が形成される。
【0129】
そして、このレーザプリンタ1では、図12に模式的に示すように、定着部20において、加熱ローラ42、第1押圧ローラ44および第2押圧ローラ45が、軸方向において上記した逆クラウン形状に形成されているので、用紙3の搬送においては、軸方向中央部から軸方向両端部に向かうに従って、用紙3の搬送量が大きくなる。そのため、用紙3には、加熱ローラ42と、第1押圧ローラ44および第2押圧ローラ45とから、用紙3の搬送方向に沿う第1搬送力X1が付与されるのみならず、用紙3の中央部の搬送量よりも、用紙3の両端部の搬送量が大きいために、結果的に、用紙3の幅方向(用紙3における搬送方向と直交する方向)の両側に向かう力の成分を含む第2搬送力X2が付与される。そうすると、加熱ローラ42と第1押圧ローラ44および第2押圧ローラ45との間で圧接される用紙3は、その第2搬送力X2によって、用紙3の幅方向の両側に引っ張られる。そのため、用紙3の幅方向の中央部に向かってよるしわの発生を防止することができる。
【0130】
特に、この定着部20においては、第1押圧ローラ44における第1押圧ローラ中央部外径DP1c(16mm)と第1押圧ローラ両端部外径DP1e(16mm+50μm)との差が50μmであり、第2押圧ローラ45おける第2圧ローラ中央部外径DP2c(16mm)と第2圧ローラ両端部外径DP2e(16mm+100μm)との差が100μmである。つまり、第2押圧ローラ45は、第1押圧ローラ44における第1押圧ローラ中央部外径DP1cと第1押圧ローラ両端部外径DP1eとの差(50μm)よりも、第2押圧ローラ45における第2圧ローラ中央部外径DP2cと第2押圧ローラ両端部外径DP2eとの差(100μm)が大きくなるように設定されている。
【0131】
これによって、第2押圧ローラ45における軸方向中央部と軸方向両端部との用紙3の搬送量の差を、第1押圧ローラ44における軸方向中央部と軸方向両端部との用紙3の搬送量の差よりも大きくすることができる。そのため、第2押圧ローラ45から付与する第2搬送力X2を、第1押圧ローラ44から付与する第2搬送力X2よりも大きくすることができる。
【0132】
その結果、用紙3においては、加熱ローラ42と第2押圧ローラ45との間で圧接されるときには、加熱ローラ42と第1押圧ローラ44との間で圧接されるときよりも、用紙3の幅方向の両側により強く引っ張られる。そのため、たとえ、第1押圧ローラ44および第2押圧ローラ45と用紙3を順次通過させても、用紙3の幅方向の中央部に向かってよるしわの発生を防止することができる。
【0133】
また、この定着部20では、通常モードにおいて、用紙3に対する第2押圧ローラ45の摩擦力(2.4×9.8N)が、用紙3に対する第1押圧ローラ44の摩擦力(2.1×9.8N)よりも大きく設定されている。そのため、第2押圧ローラ45においては、第1押圧ローラ44よりも、用紙3との間のすべりを低減して用紙3を搬送することができる。その結果、第2押圧ローラ45によって搬送される用紙3に対して、用紙3の幅方向の両側に向かう第2搬送力X2を、すべりを低減しつつ付与することができるので、用紙3の幅方向中央部に向かってよるしわの発生を、より防止することができる。
【0134】
さらに、この定着部20では、通常モードにおいて、加熱ローラ42に対する第2押圧ローラ45の単位面積あたりの押圧力(加熱ローラ42に対する第2押圧ローラ45のニップ力の換算値として2.67×9.8N/mm)が、加熱ローラ42に対する第1押圧ローラ44の単位面積あたりの押圧力(加熱ローラ42に対する第1押圧ローラ44のニップ力の換算値として1.98×9.8N/mm)よりも大きく設定されているので、第2押圧ローラ45によって搬送される用紙3に、第2搬送力X2を十分に付与して、用紙3の幅方向の中央部に向かってよるしわの発生を、より防止することができる。
【0135】
そして、このレーザプリンタ1では、定着部20においては、上記したように、第1押圧ローラ44および第2押圧ローラ45を設けることによって、熱定着の高速化および小型化を図りつつ、用紙3の幅方向の中央部に向かってよるしわの発生を防止することができるので、良好な画像を形成することができる。
【0136】
また、上記の説明では、第1押圧ローラ44および第2押圧ローラ45を、加熱ローラ42に従動させたが、たとえば、図13に示すように、第1押圧ローラ44の第1ローラ軸69および第2押圧ローラ45の第2ローラ軸70に、それぞれ加熱ローラ駆動ギヤ84に噛み合う第1ローラ軸駆動ギヤ99および第2ローラ軸駆動ギヤ100を設けて、これら第1ローラ軸駆動ギヤ99および第2ローラ軸駆動ギヤ100を介して、第1押圧ローラ44および第2押圧ローラ45にモータ85からの動力を入力することにより、第1押圧ローラ44および第2押圧ローラ45を、モータ85からの動力によってそれぞれ駆動するようにしてもよい。
【0137】
そして、この場合においては、加熱ローラ駆動ギヤ84に対する第1ローラ軸駆動ギヤ99のギヤ比よりも、加熱ローラ駆動ギヤ84に対する第2ローラ軸駆動ギヤ100のギヤ比が、大きくなるように設定して、第2押圧ローラ45の周速(厳密には、第2押圧ローラ45の軸方向中央部の周速)が、第1押圧ローラ45の周速(厳密には、第1押圧ローラ44の軸方向中央部の周速)に対して大きくなるように、第2押圧ローラ45を駆動する。
【0138】
そうすると、第2押圧ローラ45の周速が第1押圧ローラ44の周速よりも大きいので、第1押圧ローラ44と第2押圧ローラ45との間において、用紙3に張力を付与することができ、第1押圧ローラ44と第2押圧ローラ45との間における用紙3のたるみを抑制することができる。また、用紙3が第2押圧ローラ45によって搬送されるときには、第1押圧ローラ44よりも用紙3の幅方向の両側により強く引っ張られるので、第2押圧ローラ45によって搬送される用紙3に、より大きい第2搬送力X2を付与することができる。その結果、用紙3の幅方向の中央部に向かってよるしわの発生を、より防止することができる。
【0139】
なお、この場合においては、たとえば、第1押圧ローラ44の周速が138mm/秒であるとき、第2押圧ローラ45の周速が、第1押圧ローラ44の周速の105%程度、たとえば、144.9mm/秒として設定される。
【0140】
また、たとえば、図14に示すように、第2押圧ローラ45の第2ローラ軸70のみに、加熱ローラ駆動ギヤ84に噛み合う第2ローラ軸駆動ギヤ100を設けて、第1押圧ローラ44を加熱ローラ42に従動させる一方、第2ローラ軸駆動ギヤ100を介して第2押圧ローラ45にモータ85からの動力を入力することにより、第2押圧ローラ45を、モータ85からの動力によって駆動するようにしてもよい。
【0141】
そうすると、第1押圧ローラ44が加熱ローラ42に対して従動する一方、第2押圧ローラ45がモータ85により駆動されるので、用紙3が第1押圧ローラ44によって搬送される状態よりも、用紙3が第2押圧ローラ45によって搬送される状態においては、用紙3の搬送量を、第1押圧ローラ44よりも第2押圧ローラ45の方を大きくして、用紙3の幅方向の両側により強く引っ張ることができる。そのため、第2押圧ローラ45に搬送される用紙3に、より大きい第2搬送力X2を付与することができ、用紙3の幅方向の中央部に向かってよるしわの発生を、より防止することができる。
【0142】
なお、以上の説明においては、定着部20において、加熱ローラ42、第1押圧ローラ44および第2押圧ローラ45のすべてを、逆クラウン形状に形成したが、たとえば、加熱ローラ42を円筒形状に形成し、第1押圧ローラ44および第2押圧ローラ45を、逆クラウン形状に形成するようにしてもよい。
【0143】
また、以上の説明においては、第1押圧ローラ44の第1押圧ローラ中央部外径DP1c(16mm)と、第2押圧ローラ45の第2押圧ローラ中央部外径DP2c(16mm)とを、同径に形成したが、第1押圧ローラ44の第1押圧ローラ中央部外径DP1cに対して、第2押圧ローラ45の第2押圧ローラ中央部外径DP2cを、大きくまたは小さく形成してもよい。
【0144】
また、以上の説明においては、定着部20において、第1押圧ローラ44および第2押圧ローラ45の2本の押圧ローラを設けたが、3本以上の押圧ローラを設けてもよい。その場合には、用紙3の搬送方向において互いに隣り合う上流側の押圧ローラと下流側の押圧ローラとが、本発明の第1押圧部材および第2押圧部材にそれぞれ対応する。
【0145】
また、押圧ローラに、定着ヒータ43を設けてもよい。
【0146】
【発明の効果】
以上述べたように、請求項1に記載の発明によれば、第1押圧部材と第2押圧部材とを備えていても、定着媒体のしわの発生を有効に防止することができる。
【0147】
請求項2に記載の発明によれば、第1押圧部材および第2押圧部材から定着媒体に対して、定着媒体における搬送方向と直交する方向の両側に向かう力を付与することができる。
【0148】
請求項3に記載の発明によれば、第2押圧部材から付与する前記力を、第1押圧部材から付与する前記力よりも大きくすることができる。
【0149】
請求項4に記載の発明によれば、定着媒体における搬送方向と直交する方向の中央部に向かってよるしわの発生を防止することができる。
【0150】
請求項5に記載の発明によれば、第2押圧部材に搬送される定着媒体に、より大きい前記力を付与することが可能で、少なくとも2つの押圧部材を備えていても、定着媒体における搬送方向と直交する方向の中央部に向かってよるしわの発生を良好に防止することができる。
【0151】
請求項6に記載の発明によれば、第1押圧部材によって搬送される定着媒体の搬送量よりも、第2押圧部材によって搬送される定着媒体の搬送量を大きくすることができる。その結果、定着媒体における搬送方向と直交する方向の中央部に向かってよるしわの発生を良好に防止することができる。
【0152】
請求項7に記載の発明によれば、加熱部材から定着媒体に対して、定着媒体における搬送方向と直交する方向の両側に向かう力を付与することができ、定着媒体における搬送方向と直交する方向の中央部に向かってよるしわの発生を良好に防止することができる。
【0153】
請求項8に記載の発明によれば、第2押圧部材によって搬送される定着媒体に対して、定着媒体における搬送方向と直交する方向の両側に向かう力を、すべりを低減しつつ付与することができる。そのため、定着媒体における搬送方向と直交する方向の中央部に向かってよるしわの発生を良好に防止することができる。
【0154】
請求項9に記載の発明によれば、第2押圧部材によって搬送される定着媒体に、前記力を十分に付与して、定着媒体における搬送方向と直交する方向の中央部に向かってよるしわの発生を良好に防止することができる。
【0155】
請求項10に記載の発明によれば、良好な画像を形成することができる。
【0156】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の画像形成装置としてのレーザプリンタの一実施形態を示す要
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の画像形成装置としての、レーザプリンタの一実施形態を示す要部側断面図である。
【図2】図1に示すレーザプリンタの定着部の上フレームが取り外された状態の要部斜視図である。
【図3】図2に示す定着部の平面図である。
【図4】図3のA−A線に相当する断面図(通常モード)である。
【図5】図3のB−B線に相当する断面図(通常モード)である。
【図6】図3のA−A線に相当する断面図(封筒モード)である。
【図7】図3のB−B線に相当する断面図(封筒モード)である。
【図8】図3のA−A線に相当する断面図(解放モード)である。
【図9】図3のB−B線に相当する断面図(解放モード)である。
【図10】図2に示す定着部において、(a)は、加熱ローラの概略平面図、(b)は、第1押圧ローラの概略平面図、(c)は、第2押圧ローラの概略平面図である。
【図11】(a)は、定着部の支持板の正面図であり、(b)は、定着部のホルダ板の正面図である。
【図12】図2に示す定着部において、用紙を搬送する状態を模式的に示す説明図である。
【図13】図2に示す定着部において、加熱ローラ、第1押圧ローラおよび第2押圧ローラの他の実施形態(第1押圧ローラおよび第2押圧ローラをモータによって駆動する態様)を示す斜視図である。
【図14】図2に示す定着部において、加熱ローラ、第1押圧ローラおよび第2押圧ローラの他の実施形態(第2押圧ローラをモータによって駆動する態様)を示す斜視図である。
【符号の説明】
1 レーザプリンタ
3 用紙
20 定着部
42 加熱ローラ
44 第1押圧ローラ
45 第2押圧ローラ
85 モータ
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱定着装置およびその熱定着装置を備える画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
レーザプリンタなどの画像形成装置では、通常、加熱ローラおよび押圧ローラを備える熱定着装置が設けられており、用紙が加熱ローラと押圧ローラとの間を通過する間に、用紙上に転写されたトナーを熱定着させるようにしている。
【0003】
このような熱定着装置として、加熱ローラと用紙との接触面積を増大させて、迅速な定着を達成すべく、用紙の搬送方向において押圧ローラを複数本設けるものが知られている。
【0004】
しかるに、押圧ローラを複数本設けると、用紙においては、加熱ローラとの接触面積が増大するが、各押圧ローラにおいて搬送量にずれを生じて、しわになりやすいという不具合がある。
【0005】
そのため、たとえば、特開平5−6118号公報(特許文献1)には、定着ローラに対する押圧ローラの1本あたりのニップ幅を2.5mm以下にして、しわの発生を防止することが提案されている。
【0006】
【特許文献1】
特開平5−6118号公報
【発明が解決しようとする課題】
しかし、押圧ローラ1本あたりのニップ幅を2.5mm以下にしても、しわの発生を防止するには不十分である。特に、用紙の幅方向両端部から中央部に向かってよるしわの発生を防止するには不十分であり、押圧ローラが複数本になると、各押圧ローラによる搬送力の差によって、そのようなしわが増大して、良好な定着が阻害される。
【0007】
本発明の目的は、定着媒体のしわの発生を有効に防止することができる、熱定着装置およびその熱定着装置を備える画像形成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】
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、定着媒体と接触する加熱部材と、前記加熱部材に対向配置され、前記加熱部材に定着媒体を圧接させ、定着媒体における搬送方向と直交する方向の両側に向かう力を与えることができるように設けられた第1押圧部材と、前記第1押圧部材に対して定着媒体の搬送方向下流側において、前記加熱部材に対向配置され、前記加熱部材に定着媒体を圧接させ、定着媒体における搬送方向と直交する方向の両側に向かう力を与え、その力が前記第1押圧部材の前記力よりも大きくなるように設けられた第2押圧部材とを備えることを特徴としている。
【0009】
このような構成によると、加熱部材と第1押圧部材および第2押圧部材との間で圧接される定着媒体には、定着媒体における搬送方向と直交する方向の両側に向かう力が付与されるので、その力によって、定着媒体が、定着媒体における搬送方向と直交する方向の両側に引っ張られる。そのため、定着媒体における搬送方向と直交する方向の中央部に向かってよるしわの発生を防止することができる。しかも、この構成では、第2押圧部材から付与される前記力が、第1押圧部材から付与される前記力よりも大きいので、少なくとも2つの押圧部材を備えていても、定着媒体のしわの発生を有効に防止することができる。
【0010】
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記第1押圧部材および前記第2押圧部材はローラであり、定着媒体の搬送方向と直交する方向の中央部の第1外径に対して、最大サイズの定着媒体が接触する領域における搬送方向と直交する方向の両端部の第2外径が大きく、前記中央部から前記両端部に向かって次第に外径が大きくなっていることを特徴としている。
【0011】
このような構成によると、第1押圧部材および第2押圧部材は、ローラであって、定着媒体の搬送方向と直交する方向の中央部の第1外径に対して、最大サイズの定着媒体が接触する領域における搬送方向と直交する方向の両端部の第2外径が大きく、中央部から両端部に向かって次第に外径が大きくなっているので、定着媒体の搬送においては、中央部から両端部に向かうに従って、定着媒体の搬送量を大きくすることができる。そのため、第1押圧部材および第2押圧部材から定着媒体に対して、定着媒体における搬送方向と直交する方向の両側に向かう力を付与することができる。
【0012】
また、請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の発明において、前記第2押圧部材は、前記第1押圧部材における前記第1外径と前記第2外径との差よりも、前記第2押圧部材における前記第1外径と前記第2外径との差が大きいことを特徴としている。
【0013】
このような構成によると、第2押圧部材は、第1押圧部材における第1外径と第2外径との差よりも、第2押圧部材における第1外径と第2外径との差が大きいので、第2押圧部材における中央部と両端部との定着媒体の搬送量の差を、第1押圧部材における中央部と両端部との定着媒体の搬送量の差よりも大きくすることができる。その結果、第2押圧部材から付与する前記力を、第1押圧部材から付与する前記力よりも大きくすることができる。
【0014】
また、請求項4に記載の発明は、定着媒体と接触する加熱部材と、前記加熱部材に対向配置され、前記加熱部材に定着媒体を圧接させ、定着媒体における搬送方向と直交する方向の中央部の第1外径に対して、最大サイズの定着媒体が接触する領域における搬送方向と直交する方向の両端部の第2外径が大きく、前記中央部から前記両端部に向かって次第に外径が大きい、ローラからなる第1押圧部材と、前記第1押圧部材に対して定着媒体の搬送方向下流側において、前記加熱部材に対向配置され、前記加熱部材に定着媒体を圧接させ、定着媒体における搬送方向と直交する方向の中央部の第1外径に対して、最大サイズの定着媒体が接触する領域における搬送方向と直交する方向の両端部の第2外径が大きく、前記中央部から前記両端部に向かって次第に外径が大きく、前記第1押圧部材における前記第1外径と前記第2外径との差よりも、前記第2押圧部材における前記第1外径と前記第2外径との差が大きい、ローラからなる第2押圧部材とを備えていることを特徴としている。
【0015】
このような構成によると、第1押圧部材および第2押圧部材は、ローラであって、定着媒体の搬送方向と直交する方向の中央部の第1外径に対して、最大サイズの定着媒体が接触する領域における搬送方向と直交する方向の両端部の第2外径が大きく、中央部から両端部に向かって次第に外径が大きくなっているので、定着媒体の搬送においては、中央部から両端部に向かうに従って、定着媒体の搬送量を大きくすることができる。また、第2押圧部材は、第1押圧部材における第1外径と第2外径との差よりも、第2押圧部材における第1外径と第2外径との差が大きいので、第2押圧部材における中央部と両端部との定着媒体の搬送量の差を、第1押圧部材における中央部と両端部との定着媒体の搬送量の差よりも大きくすることができる。そのため、第1押圧部材および第2押圧部材から定着媒体に対して、定着媒体における搬送方向と直交する方向の両側に向かう力を付与することができ、しかも、第2押圧部材から付与する前記力を、第1押圧部材から付与する前記力よりも大きくすることができる。その結果、定着媒体における搬送方向と直交する方向の中央部に向かってよるしわの発生を防止することができる。
【0016】
また、請求項5に記載の発明は、請求項1ないし4のいずれかに記載の発明において、前記第1押圧部材は、前記加熱部材に対して従動し、前記第2押圧部材は、駆動手段により駆動されることを特徴としている。
【0017】
このような構成によると、第1押圧部材が加熱部材に対して従動する一方、第2押圧部材が駆動手段により駆動されるので、定着媒体が第1押圧部材によって搬送される状態よりも、定着媒体が第2押圧部材によって搬送される状態においては、定着媒体を、第2押圧部材によって、定着媒体における搬送方向と直交する方向の両側により強く引っ張ることが可能になる。そのため、第2押圧部材に搬送される定着媒体に、より大きい前記力を付与することが可能で、少なくとも2つの押圧部材を備えていても、定着媒体における搬送方向と直交する方向の中央部に向かってよるしわの発生を良好に防止することができる。
【0018】
また、請求項6に記載の発明は、請求項1ないし4のいずれかに記載の発明において、前記第2押圧部材を駆動する駆動手段を備え、前記駆動手段は、前記第1押圧部材における定着媒体の搬送方向と直交する方向の中央部における周速に対して、前記第2押圧部材における定着媒体の搬送方向と直交する方向の中央部における周速が大きくなるように、前記第2押圧部材を駆動することを特徴としている。
【0019】
このような構成によると、第2押圧部材は、駆動手段によって、第1押圧部材における定着媒体の搬送方向と直交する方向の中央部における周速に対して、第2押圧部材における定着媒体の搬送方向と直交する方向の中央部における周速が大きくなるように駆動される。そのため、第1押圧部材によって搬送される定着媒体の搬送量よりも、第2押圧部材によって搬送される定着媒体の搬送量を大きくすることができる。その結果、定着媒体における搬送方向と直交する方向の中央部に向かってよるしわの発生を良好に防止することができる。
【0020】
また、請求項7に記載は、請求項1ないし6のいずれかに記載の発明において、前記加熱部材はローラであり、定着媒体の搬送方向と直交する方向の中央部の第1外径に対して、最大サイズの定着媒体が接触する領域における搬送方向と直交する方向の両端部の第2外径が大きくなるように、前記中央部から前記両端部に向かって次第に外径が大きくなっていることを特徴としている。
【0021】
このような構成によると、加熱部材は、ローラであって、定着媒体の搬送方向と直交する方向の中央部の第1外径に対して、最大サイズの定着媒体が接触する領域における搬送方向と直交する方向の両端部の第2外径が大きく、中央部から両端部に向かって次第に外径が大きくなっているので、定着媒体の搬送においては、中央部から両端部に向かうに従って、定着媒体の搬送量を大きくすることができる。そのため、加熱部材から定着媒体に対して、定着媒体における搬送方向と直交する方向の両側に向かう力を付与することができ、定着媒体における搬送方向と直交する方向の中央部に向かってよるしわの発生を良好に防止することができる。
【0022】
また、請求項8に記載の発明は、請求項1ないし7のいずれかに記載の発明において、前記第1押圧部材の摩擦力よりも前記第2押圧部材の摩擦力が大きいことを特徴としている。
【0023】
このような構成によると、第1押圧部材の摩擦力よりも第2押圧部材の摩擦力が大きいので、第2押圧部材においては、第1押圧部材よりも、定着媒体との間のすべりを低減して定着媒体を搬送することができる。そのため、第2押圧部材によって搬送される定着媒体に対して、定着媒体における搬送方向と直交する方向の両側に向かう力を、すべりを低減しつつ付与することができる。そのため、定着媒体における搬送方向と直交する方向の中央部に向かってよるしわの発生を良好に防止することができる。
【0024】
また、請求項9に記載の発明は、請求項1ないし8のいずれかに記載の発明において、前記第1押圧部材および前記第2押圧部材は、前記第1押圧部材における単位面積あたりの押圧力よりも前記第2押圧部材における単位面積あたりの押圧力が大きくなるように、設けられていることを特徴としている。
【0025】
このような構成によると、第1押圧部材における単位面積あたりの押圧力よりも第2押圧部材における単位面積あたりの押圧力が大きいので、第2押圧部材によって搬送される定着媒体に、前記力を十分に付与して、定着媒体における搬送方向と直交する方向の中央部に向かってよるしわの発生を良好に防止することができる。
【0026】
また、請求項10に記載の発明は、請求項1ないし9のいずれかに記載の熱定着装置を備えていることを特徴としている。
【0027】
このような画像形成装置では、定着媒体における搬送方向と直交する方向の中央部に向かってよるしわの発生を良好に防止することができる熱定着装置を備えているので、良好な画像を形成することができる。
【0028】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の画像形成装置としてのレーザプリンタの一実施形態を示す要部側断面図である。図1において、レーザプリンタ1は、本体ケーシング2内に、定着媒体としての用紙3を給紙するための給紙部4や、給紙された用紙3に画像を形成するための画像形成部5などを備えている。
【0029】
なお、以下の説明において、本体ケーシング2において、マルチパーパストレイ14が設けられている側を前側、リヤカバー2aが設けられている側を後側とする。
【0030】
給紙部4は、給紙トレイ6と、給紙トレイ6内に設けられた用紙押圧板7と、給紙トレイ6の一端側端部の上方に設けられる給紙ローラ8および給紙パット9と、給紙ローラ8に対し用紙3の搬送方向下流側(以下、用紙3の搬送方向下流側を「搬送方向下流側」、用紙3の搬送方向上流側を「搬送方向上流側」と省略して説明する。)に設けられる紙粉取りローラ10および11と、紙粉取りローラ10および11に対し搬送方向下流側に設けられるレジストローラ12とを備えている。
【0031】
用紙押圧板7は、用紙3を積層状にスタック可能とされ、給紙ローラ8に対して遠い方の端部において揺動可能に支持されることによって、近い方の端部が上下方向に移動可能とされており、また、その裏側から図示しないばねによって上方向に付勢されている。そのため、用紙押圧板7は、用紙3の積層量が増えるに従って、給紙ローラ8に対して遠い方の端部を支点として、ばねの付勢力に抗して下向きに揺動される。給紙ローラ8および給紙パット9は、互いに対向状に配設され、給紙パット9の裏側に設けられるばね13によって、給紙パット9が給紙ローラ8に向かって押圧されている。
【0032】
用紙押圧板7上の最上位にある用紙3は、用紙押圧板7の裏側から図示しないばねによって給紙ローラ8に向かって押圧され、その給紙ローラ8と給紙パット9とで挟まれた後、給紙ローラ8が回転されることで、1枚毎に給紙される。そして、給紙された用紙3は、紙粉取りローラ10および11によって、紙粉が取り除かれた後、レジストローラ12に送られる。
【0033】
レジストローラ12は、1対のローラから構成されており、用紙3をレジスト後に、画像形成位置に送るようにしている。なお、画像形成位置は、用紙3に感光ドラム29上のトナー像を転写する転写位置であって、本実施形態では、感光ドラム29と転写ローラ31との接触位置(ニップ位置)とされる。
【0034】
また、この給紙部4は、さらに、マルチパーパストレイ14と、マルチパーパストレイ14上に積層される用紙3を給紙するためのマルチパーパス側給紙ローラ15およびマルチパーパス側給紙パット16とを備えている。マルチパーパス側給紙ローラ15およびマルチパーパス側給紙パット16は、互いに対向状に配設され、マルチパーパス側給紙パット16の裏側に配設されるばね17によって、マルチパーパス側給紙パット16がマルチパーパス側給紙ローラ15に向かって押圧されている。マルチパーパストレイ14上に積層される用紙3は、マルチパーパス側給紙ローラ15の回転によってマルチパーパス側給紙ローラ15とマルチパーパス側給紙パット16とで挟まれた後、1枚毎に給紙される。そして、給紙された用紙3は、紙粉取りローラ11によって、紙粉が取り除かれた後、レジストローラ12に送られる。
【0035】
画像形成部5は、スキャナ部18、プロセス部19、熱定着装置としての定着部20などを備えている。
【0036】
スキャナ部18は、本体ケーシング2内の上部に設けられ、レーザ発光部(図示せず。)、回転駆動されるポリゴンミラー21、レンズ22および23、反射鏡24、25および26などを備えている。レーザ発光部から発光される画像データに基づくレーザビームは、鎖線で示すように、ポリゴンミラー21、レンズ22、反射鏡24および25、レンズ23、反射鏡26の順に通過あるいは反射して、プロセス部19の感光ドラム29の表面上に高速走査にて照射される。
【0037】
プロセス部19は、スキャナ部18の下方に配設され、本体ケーシング2に対して着脱自在に装着されるドラムカートリッジ27内に、現像カートリッジ28、感光ドラム29、スコロトロン型帯電器30および転写ローラ31などを備えている。
【0038】
現像カートリッジ28は、ドラムカートリッジ27に対して着脱自在に装着されており、現像ローラ32、層厚規制ブレード33、供給ローラ34、トナーホッパ35などを備えている。
【0039】
トナーホッパ35内には、現像剤として、正帯電性の非磁性1成分のトナーが充填されている。このトナーとしては、重合性単量体、たとえば、スチレンなどのスチレン系単量体や、アクリル酸、アルキル(C1〜C4)アクリレート、アルキル(C1〜C4)メタアクリレートなどのアクリル系単量体を、懸濁重合などの公知の重合方法によって共重合させることにより得られる重合トナーが用いられている。このような重合トナーは、略球状をなし、流動性が極めて良好であり、高画質の画像を形成することができる。
【0040】
なお、このようなトナーには、カーボンブラックなどの着色剤やワックスなどが配合され、流動性を向上させるために、シリカなどの外添剤が添加されている。その粒子径は、約6〜10μm程度である。
【0041】
そして、トナーホッパ35内のトナーは、トナーホッパ35の中心に設けられる回転軸36に支持されるアジテータ37により、矢印方向(時計方向)に攪拌されて、トナーホッパ35から供給ローラ34に向けて開口されているトナー供給口38から放出される。なお、トナーホッパ35の両側壁には、トナーの残量検知用の窓39が設けられており、トナーホッパ35内のトナーの残量が検知可能とされている。また、この窓39は、回転軸36に支持されたクリーナ40によって清掃される。
【0042】
トナー供給口38に対してトナーホッパ35と反対側の対向位置には、供給ローラ34が回転可能に配設されており、また、この供給ローラ34に対向して、現像ローラ32が回転可能に配設されている。そして、これら供給ローラ34と現像ローラ32とは、そのそれぞれがある程度圧縮するような状態で互いに当接されている。
【0043】
供給ローラ34は、金属製のローラ軸に、導電性の発泡材料からなるローラが被覆されており、駆動手段としてのモータ85(図4参照)により矢印方向(反時計方向)に回転駆動される。
【0044】
また、現像ローラ32は、金属製のローラ軸に、導電性のゴム材料からなるローラが被覆されている。より具体的には、現像ローラ32のローラは、カーボン微粒子などを含む導電性のウレタンゴムまたはシリコーンゴムからなるローラ本体の表面に、フッ素が含有されているウレタンゴムまたはシリコーンゴムのコート層が被覆されている。なお、現像ローラ32には、現像時には、図示しない電源から現像バイアスが印加され、モータ85(図4参照)により矢印方向(反時計方向)に回転駆動される。
【0045】
また、現像ローラ32の近傍には、層厚規制ブレード33が配設されている。この層厚規制ブレード33は、金属の板ばね材からなるブレード本体の先端部に、絶縁性のシリコーンゴムからなる断面半円形状の押圧部41を備えており、現像ローラ32の近くにおいて現像カートリッジ28に支持されて、押圧部41がブレード本体の弾性力によって現像ローラ32上に圧接されるように設けられている。
【0046】
そして、トナー供給口38から放出されるトナーは、供給ローラ34の回転により、現像ローラ32に供給され、このとき、供給ローラ34と現像ローラ32との間で正に摩擦帯電され、さらに、現像ローラ32上に供給されたトナーは、現像ローラ32の回転に伴って、層厚規制ブレード33の押圧部41と現像ローラ32との間に進入し、一定厚さの薄層として現像ローラ32上に担持される。
【0047】
感光ドラム29は、現像ローラ32における供給ローラ34の反対側において、ドラムカートリッジ27において回転可能に支持されている。この感光ドラム29は、ドラム本体が接地され、その表面がポリカーボネートなどから構成される正帯電性の感光層により形成されており、モータ85(図4参照)により矢印方向(時計方向)に回転駆動される。
【0048】
スコロトロン型帯電器30は、感光ドラム29の上方において、感光ドラム29と接触しないように、所定間隔を隔てて対向配置されている。このスコロトロン型帯電器30は、タングステンなどの帯電用ワイヤからコロナ放電を発生させる正帯電用のスコロトロン型の帯電器であり、図示しない電源からの電圧の印加により、感光ドラム29の表面を一様に正極性に帯電させるように設けられている。
【0049】
転写ローラ31は、感光ドラム29の下方において、この感光ドラム29に対向配置され、ドラムカートリッジ27に回転可能に支持されている。この転写ローラ31は、金属製のローラ軸に、導電性のゴム材料からなるローラが被覆されており、転写時には、図示しない電源から転写バイアスが印加され、モータ85(図4参照)により矢印方向(反時計方向)に回転駆動される。
【0050】
そして、感光ドラム29の表面は、感光ドラム29の回転に伴なって、まず、スコロトロン型帯電器30によって一様に正極性に帯電された後、次いで、スキャナ部18からのレーザビームにより静電潜像が形成され、その後、現像ローラ32と対向する。現像ローラ32上に担持されかつ正帯電されているトナーが、感光ドラム29に対向して接触する時に、感光ドラム29の表面上に形成される静電潜像、すなわち、一様に正帯電されている感光ドラム29の表面のうち、レーザビームによって露光され電位が下がっている露光部分に供給され、選択的に担持されることによって、感光ドラム29の表面にトナー像が形成される。これによって、反転現像が達成される。
【0051】
その後、感光ドラム29の表面上に担持されたトナー像は、用紙3が感光ドラム29と転写ローラ31との間を通る間に、転写ローラ31に印加される転写バイアスによって、用紙3に転写される。
【0052】
定着部20は、プロセス部19に対して搬送方向下流側に配設され、図2、図4および図5に示すように、加熱部材としての加熱ローラ42と、定着ヒータ43と、第1押圧部材としての第1押圧ローラ44と、第2押圧部材としての第2押圧ローラ45と、押圧切換機構部46と、複数(4つ)の剥離爪47と、サーミスタ48と、複数(2つ)のサーモスタット49と、搬送機構部50とを備えており、これらが定着フレーム51に支持されている。
【0053】
定着フレーム51は、図2および図5に示すように、正面視略コ字の下フレーム52と、図3および図5に示すように、その下フレーム52を上方から被覆する側面視略L字状の上フレーム53とを備えている。
【0054】
下フレーム52は、図2に示すように、底板54と、その底板54の幅方向(平面視において前後方向と直交する方向)両側から上方に向かって起立する2つの側板55とを備えている。
【0055】
底板54は、加熱ローラ42の下方において、加熱ローラ42の軸方向に沿って配置されている。この底板54の幅方向両側には、図5に示すように、後述するホルダ板59の下側膨出部64を進退自在に受け入れる切欠部56が形成されている。また、底板54の幅方向両側の前端部には、ホルダ板59の前端部を支持するための支持板57が、上方に向かって起立状に形成されている。
【0056】
各側板55は、図2に示すように、加熱ローラ42を軸方向に挟んで対向状に設けられ、各側板55には、加熱ローラ42を回転可能に支持するための軸受部材58がそれぞれ設けられている。各軸受部材58は、加熱ローラ42の外周面を回転可能に軸受けできるように加熱ローラ42の外径に対応する内径を有するリング状に形成されている。また、各軸受部材58は、用紙3上に転写されたトナー像を熱定着させるための熱定着温度を超えると軟化する材料(たとえば、ポリフェニレンサルファイド:融点280℃)によって形成されている。
【0057】
また、各側板55には、その後側下端部に、後述する連動軸61を回転可能に支持するための支持孔が設けられる軸支持部73が、下方に向かって膨出状に形成されている。また、各軸支持部73の前方近傍には、後述する揺動軸74をスライド自在に受け入れる長孔75が上下方向に沿って形成されている。
【0058】
また、下フレーム52には、各側板55の間に架設される架設板82が設けられている。この架設板82は、図5に示すように、断面略L字板状をなし、用紙3の搬送方向において、加熱ローラ42と後述する搬送ローラ90との間に配置され、図2に示すように、各側板55の間に、その長手方向が加熱ローラ42の軸方向に沿うように支持されている。
【0059】
この架設板82には、搬送機構部50の後述するピンチローラ91を支持するためのピンチローラ支持部83が設けられている。このピンチローラ支持部83は、加熱ローラ42の軸方向に沿って互いに所定間隔を隔てて複数(4つ)設けられている。
【0060】
また、この下フレーム52において、一方の側板55には、軸受部材58を外嵌する加熱ローラ駆動ギヤ84と、その加熱ローラ駆動ギヤ84の側方において加熱ローラ駆動ギヤ84と噛み合うように配置され、モータ85(図4参照)からの動力が入力される入力ギヤ86とが設けられている。
【0061】
上フレーム53は、図3および図5に示すように、加熱ローラ42の前方および上方を覆うように、下フレーム52の各側板55に取り付けられている。
【0062】
加熱ローラ42は、アルミニウムなどの金属の引き抜き成形により、略筒形状に形成されている金属素管95の外周面に、フッ素樹脂、たとえば、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)からなるコーティング層96が被覆されている。なお、金属素管95の外周面にコーティング層96を被覆するには、金属素管95の外周面に、コーティング層96をコーティングするか、あるいは、金属素管95の外周面に、チューブ状のコーティング層96を外嵌すればよい。
【0063】
また、この加熱ローラ42は、図10(a)に示すように、軸方向(用紙3の搬送方向と直交する方向)中央部における第1外径としての加熱ローラ中央部外径DHcに対して、このレーザプリンタ1における最大サイズの用紙3(A4ヨコサイズ:219mm)が接触する定着領域Zにおける軸方向両端部の第2外径としての加熱ローラ両端部外径DHeが大きくなるように、軸方向中央部から軸方向両端部に向かって次第に外径が大きくなるような逆クラウン形状に形成されている。
【0064】
より具体的には、この加熱ローラ42では、軸方向全量が230mm、加熱ローラ中央部外径DHcが30mm、加熱ローラ両端部外径DHeが30mm+50μm、金属素管95とコート層96との合計の厚みが0.9mmとされている。
【0065】
そして、この加熱ローラ42は、図2および図4に示すように、その軸方向両端部が各軸受部材58に圧入されており、入力ギヤ86および加熱ローラ駆動ギヤ84を介して、モータ85に接続されている。これによって、加熱ローラ42は、モータ85から、入力ギヤ86および加熱ローラ駆動ギヤ84を介して動力が入力されると、矢印方向(時計方向、図1参照)に回転駆動される。
【0066】
なお、モータ85は、CPU87に接続されており、このCPU87によるモータ85の制御によって、加熱ローラ42の回転速度が制御され、これによって、加熱ローラ42と、第1押圧ローラ44および第2押圧ローラ45との間で挟持される用紙3の搬送速度が設定される。
【0067】
なお、CPU87は、その内部に、プログラムを記憶したROMおよび一時的にデータを記憶するRAMを有している。
【0068】
定着ヒータ43は、通電により発熱するハロゲンヒータなどからなり、加熱ローラ42内において軸心に配置され、加熱ローラ42を加熱するために、加熱ローラ42の軸方向に沿って設けられている。この定着ヒータ43は、図4に示すように、CPU87に接続されており、このCPU87によって駆動またはその停止が制御され、加熱ローラ42の表面を、設定された熱定着温度で保持するようにしている。
【0069】
第1押圧ローラ44および第2押圧ローラ45は、加熱ローラ42の下方において、その加熱ローラ42と対向するように設けられ、用紙3の搬送方向に沿って互いに所定間隔を隔てて配置されている。
【0070】
第1押圧ローラ44は、金属製の第1ローラ軸69に、耐熱性のゴム材料、たとえば、シリコーンゴムからなる第1ローラ層88が被覆されている。第1ローラ層88には、加熱ローラ42のコーティング層96と同一材料であるPFAからなる第1コーティング層97が、加熱ローラ42のコーティング層96と同様の方法によって被覆されている。
【0071】
また、この第1押圧ローラ44は、図10(b)に示すように、軸方向(用紙3の搬送方向と直交する方向)中央部における第1外径としての第1押圧ローラ中央部外径DP1cに対して、このレーザプリンタ1における最大サイズの用紙3(A4ヨコサイズ:219mm)が接触する定着領域Zにおける軸方向両端部の第2外径としての第1押圧ローラ両端部外径DP1eが大きくなるように、軸方向中央部から軸方向両端部に向かって次第に外径が大きくなるような逆クラウン形状に形成されている。
【0072】
より具体的には、この第1押圧ローラ44では、軸方向全量が220mm、第1押圧ローラ中央部外径DP1cが16mm、第1押圧ローラ両端部外径DP1eが16mm+50μmとされている。また、第1ローラ層88を形成するゴム材料は、その硬度が、たとえば、アスカーC硬度で50〜55、JIS A硬度で0〜10°のものが用いられている。また、第1コーティング層97の表面の用紙3に対する摩擦係数が、0.35とされている。
【0073】
そして、この第1押圧ローラ44は、第1ローラ軸69の各軸端部が、図5において後述するように、各ホルダ板59の前側の押圧ローラ取付溝65内に挿入され、押圧受部材67の凹部71に保持されている。また、この第1押圧ローラ44は、加熱ローラ42が回転駆動されると、その加熱ローラ42の回転駆動に従動して矢印方向(反時計方向、図1参照)に回転される。
【0074】
第2押圧ローラ45は、図4に示すように、金属製の第2ローラ軸70に、耐熱性のゴム材料、たとえば、シリコーンゴムからなる第2ローラ層89が被覆されている。第2ローラ層89には、加熱ローラ42のコーティング層96と同一材料であるPFAからなる第2コーティング層98が、加熱ローラ42のコーティング層96と同様の方法によって被覆されている。
【0075】
また、この第2押圧ローラ45は、図10(c)に示すように、軸方向(用紙3の搬送方向と直交する方向)中央部における第1外径としての第2押圧ローラ中央部外径DP2cに対して、このレーザプリンタ1における最大サイズの用紙3(A4ヨコサイズ:219mm)が接触する定着領域Zにおける軸方向両端部の第2外径としての第2押圧ローラ両端部外径DP2eが大きくなるように、軸方向中央部から軸方向両端部に向かって次第に外径が大きくなるような逆クラウン形状に形成されている。
【0076】
より具体的には、この第2押圧ローラ45では、軸方向全量が220mm、第2押圧ローラ中央部外径DP2cが16mm、第2押圧ローラ両端部外径DP2eが、第1押圧ローラ両端部外径DP1eよりも大きい16mm+100μmとされている。また、第2ローラ層89を形成するゴム材料は、その硬度が、たとえば、アスカーC硬度で50〜55、JIS A硬度で0〜10°のものが用いられている。また、第2コーティング層98の表面の用紙3に対する摩擦係数が、第1コーティング層97の表面の用紙3に対する摩擦係数よりも大きい、0.6とされている。
【0077】
そして、この第2押圧ローラ45は、第2ローラ軸70の各軸端部が、図5において後述するように、各ホルダ板59の後側の押圧ローラ取付溝65内に挿入され、押圧受部材67の凹部71に保持されている。また、この第2押圧ローラ45は、加熱ローラ42が回転駆動されると、その加熱ローラ42の回転駆動に従動して矢印方向(反時計方向、図1参照)に回転される。
【0078】
このように、1つの加熱ローラ42に対して2つの第1押圧ローラ44および第2押圧ローラ45を設ければ、用紙3の加熱ローラ42に対する接触面積を増大させることができる。そのため、用紙3を迅速に定着させることができ、熱定着の高速化(たとえば、搬送速度にして約140mm/sec程度)を図ることができる。また、押圧ローラを大きくすることなく、用紙3の加熱ローラ42に対する接触面積を増大させることができるので、小型化を図ることができる。
【0079】
押圧切換機構部46は、図2、図4および図5に示すように、ホルダ板59、操作レバー部60、連動軸61などを備えている。
【0080】
ホルダ板59は、加熱ローラ42の下方に配置され、その上側周縁部が、側面視において加熱ローラ42の外周面に沿う湾曲形状に形成されており、各側板55にそれぞれ設けられている。各ホルダ板59には、その前端部に、下フレーム52の支持板57に形成され、上方に開放した被係止溝57a(図11(a)参照)に係合可能な係止溝62(図11(b)参照)と、その後端部に、後述するレバー76に当接する後側突出部63と、その前後方向途中の下端部には、下フレーム52の切欠部56に受け入れられる下側膨出部64とが一体的に形成され、また、その内部には、第1押圧ローラ44および第2押圧ローラ45に対応する押圧ローラ取付溝65が、前後方向に所定間隔を隔ててそれぞれ形成されている。
【0081】
係止溝62は、前端部において、下方が開放される側面視略逆V字状(図7参照)に形成されている。また、後側突出部63は、ホルダ板59の後端部から後方に向かって突出するように形成されている。また、下側膨出部64は、前側の押圧ローラ取付溝65の形成を確保できるように、下端部から略矩形状に膨出するように形成されている。
【0082】
各押圧ローラ取付溝65は、ホルダ板59の内部において、互いに所定間隔を隔てて前後方向に並行するようにそれぞれ形成されている。
【0083】
各押圧ローラ取付溝65内には、第1ばね66aおよび第2ばね66b、押圧受部材67が、それぞれ設けられている。すなわち、各押圧ローラ取付溝65内における最深部には、加熱ローラ42の回転中心に向かって延びた係止突起68がそれぞれ設けられており、前側の押圧ローラ取付溝65内の係止突起68には、3×9.8Nのばね力を有する第1ばね66aが外嵌されている。また、後側の押圧ローラ取付溝65内の係止突起68には、2×9.8Nのばね力を有する第2ばね66bが外嵌されている。また、各押圧受部材67には、第1押圧ローラ44の第1ローラ軸69または第2押圧ローラ45の第2ローラ軸70を受けるための凹部71が形成されており、第1ばね66aおよび第2ばね66bの遊端部に各押圧受部材67が取り付けられている。
【0084】
そして、各ホルダ板59は、前側の押圧ローラ取付溝65内に第1押圧ローラ44の第1ローラ軸69を受け入れて、押圧受部材67の凹部71上でその第1ローラ軸69を第1ばね66aによって弾性的に保持している。また、各ホルダ板59は、後側の押圧ローラ取付溝65内に第2押圧ローラ45の第2ローラ軸70を受け入れて、押圧受部材67の凹部71上でその第2ローラ軸70を第2ばね66bによって弾性的に保持している。この状態で、その前端部の係止溝62が、下フレーム52の支持板57の被係止溝57aに差し込まれ、係止溝62の底と被係止溝57aの底とが当接し、その当接部を支点として、各ホルダ板59は各側板55に対して揺動可能に支持されている。つまり、各ホルダ板59は、加熱ローラ42に接離可能に支持されている。また、この係止溝62と被係止溝57aとの係止により、各ホルダ板59は、各側板55に対して、用紙3の搬送方向に直交する方向への移動が規制されている。
【0085】
そして、各ホルダ板59の下端部の下側膨出部64が切欠部56に進退自在に挿入され、その後端部の後側突出部63が、次に述べるレバー76に当接された状態で、各側板55において、その前端部を支点として揺動可能に支持されている。
【0086】
操作レバー部60は、各側板55において、ホルダ板59と後側において対向するようにそれぞれ設けられている。各操作レバー部60は、レバー76、リンク部材77およびカム部材78などを備えている。
【0087】
レバー76は、略矩形状の基部79と、その基部79から斜め後方に延びる操作杆80とが一体的に形成されている。また、このレバー76の基部79の下端部には、次に述べるリンク部材77の一端部の開口部に係合される揺動軸74が、用紙3の搬送方向と直交する方向における内方および外方に向かってそれぞれ突出状に形成されている。
【0088】
リンク部材77は、その長手方向両側が略コ字状に開口される略矩形板状に形成されている。
【0089】
カム部材78は、次に述べる連動軸61の軸方向両端部において、その連動軸61の周りに相対回転不能に設けられ、リンク部材77の他端部の開口部に係合される係合軸81が、用紙3の搬送方向と直交する方向における内方および外方に向かってそれぞれ突出状に形成されている。
【0090】
そして、図2に示すように、各側板55の用紙3の搬送方向と直交する方向における内側においては、レバー76の基部79の上面にホルダ板59の後側突出部63が当接された状態で、その基部79の外方に延びる揺動軸74が側板55の長孔75に挿通されている。また、この状態において、リンク部材77が、レバー76の基部79およびカム部材78の幅方向両側にそれぞれ配置され、外側のリンク部材77の一端部の開口部が、側板55と基部79との間の外方に延びる揺動軸74に係合され、他端部の開口部がカム部材78の外方に延びる係合軸81に係合されている。また、内側のリンク部材77の一端部の開口部が、内方に延びる揺動軸74に係合され、他端部の開口部が内方に延びる係合軸81に係合されている。
【0091】
連動軸61は、各側板55の間に架設されるように、下フレーム52の底壁54の後側に配置され、その長手方向両端部が、各側板55の軸支持部73において、回転可能に支持されている。また、各側板55の内側においては、上記したように、カム部材78が連動軸61に対して相対回転不能に設けられている。
【0092】
そして、この押圧切換機構部46では、加熱ローラ42に対する第1押圧ローラ44および第2押圧ローラ45の単位面積当たりの押圧力を、用紙3として普通紙などを定着させるための通常モードと、用紙3として封筒などを定着させるための封筒モードと、加熱ローラ42に対する第1押圧ローラ44および第2押圧ローラ45の押圧を解放する解放モードとに、切り換えることができる。
【0093】
なお、以下の説明において、これらの通常モード、封筒モードまたは解放モードの切り換えは、本体ケーシング2の後側に設けられるリヤカバー2aを開状態として、その開口部からレバー76の操作杆80を操作することにより行なわれる。なお、リヤカバー2aは、図1の仮想線にも示すように、その下端部がヒンジ2bを介して本体ケーシング2に対して開閉自在に設けられている。
【0094】
まず、通常モードとするには、図5に示すように、操作者が各レバー76の操作杆80を把持して、それら操作杆80を前方に向けて揺動させながら上方に引き上げる。そうすると、レバー76の揺動軸74が側板55の長孔75を上方に向かってスライドし、基部79の上面がホルダ板59の後側突出部63と当接して、その後側突出部63が上方に押圧される。これによって、ホルダ板59が、前端部を支点として後端部が上方に移動するように揺動される。その結果、図4に示すように、第1押圧ローラ44および第2押圧ローラ45が、第1ばね66aおよび第2ばね66bの付勢力によって、加熱ローラ42に押圧された状態で弾性的に保持される。
【0095】
そして、この通常モードにおいては、加熱ローラ42に対する第1押圧ローラ44の荷重が、第1ばね66aの2つ分、すなわち、2×3×9.8Nとなり、また、加熱ローラ42と第1押圧ローラ44とのニップ幅(用紙3の搬送方向における加熱ローラ42と第1押圧ローラ44との幅方向中央部の接触部分の長さ)が、3.16mmとなるように、つまり、加熱ローラ42に対する第1押圧ローラ44の単位面積あたりの押圧力が、加熱ローラ42に対する第1押圧ローラ44のニップ力の換算値として、(2×3×9.8)/(3.16)=1.98×9.8N/mmとなるように設定されている。
【0096】
なお、加熱ローラ42に対する第1押圧ローラ44の単位面積あたりの押圧力を厳密に測定するには、たとえば、次の方法を用いることができる。すなわち、まず、用紙3の全体を黒べたで印刷し、定着動作の途中で一旦停止させる。その後、排紙された用紙3において、用紙3におけるテカテカと反射する部分(この反射部分が、一旦停止させたときの加熱ローラ42と第1押圧ローラ44との接触部分(ニップ部分Y1:図12参照)に相当する。)を切り取って、その重量を測定し、その用紙3の単位面積あたりの重量から、実際のニップ部分Y1の面積を求める。そして、求められたニップ部分Y1の面積を、第1ばね66aのばね力×2つ分で割れば、加熱ローラ42に対する第1押圧ローラ44の単位面積あたりの押圧力を正確に求めることができる。
【0097】
また、実用的には、上記したように、加熱ローラ42に対する第1押圧ローラ44の単位面積あたりの押圧力として、加熱ローラ42に対する第1押圧ローラ44のニップ力を、その近似値として代用することができる。
【0098】
また、この通常モードでは、上記した加熱ローラ42に対する第1押圧ローラ44の単位面積あたりの押圧力に対して、加熱ローラ42に対する第2押圧ローラ45の単位面積あたりの押圧力が、大きくなるように設定されている。
【0099】
より具体的には、加熱ローラ42に対する第2押圧ローラ45の荷重が、第2ばね66bの2つ分、すなわち、2×2×9.8Nとなり、また、加熱ローラ42と第2押圧ローラ45とのニップ幅(用紙3の搬送方向における加熱ローラ42と第2押圧ローラ45との幅方向中央部の接触部分の長さ)が、1.5mmとなるように、つまり、加熱ローラ42に対する第2押圧ローラ45の単位面積あたりの押圧力が、加熱ローラ42に対する第2押圧ローラ45のニップ力の換算値として、(2×2×9.8)/(1.5)=2.67×9.8N/mmとなるように設定されている。
【0100】
なお、この加熱ローラ42に対する第2押圧ローラ45の単位面積あたりの押圧力も、上記した加熱ローラ42に対する第1押圧ローラ44の単位面積あたりの押圧力を求める方法と同様の方法によって、加熱ローラ42と第2押圧ローラ45との実際のニップ部分Y2(図12参照)の面積を第2ばね66bのばね力×2つ分で割ることにより、正確に求めることができるが、実用的には、加熱ローラ42に対する第2押圧ローラ45のニップ力を、その近似値として代用することができる。
【0101】
また、この通常モードにおいては、用紙3に対する第1押圧ローラ44の摩擦力が、第1ばね66aの2つ分のばね力(2×3×9.8N)と、第1コーティング層97の摩擦係数0.35との積、すなわち、2×3×9.8N×0.35=2.1×9.8Nとされている。
【0102】
また、用紙3に対する第2押圧ローラ45の摩擦力が、用紙3に対する第1押圧ローラ44の摩擦力よりも大きい、第2ばね66bの2つ分のばね力(2×2×9.8N)と、第2コーティング層98の摩擦係数0.6との積、すなわち、2×2×9.8N×0.6=2.4×9.8Nとされている。
【0103】
また、封筒モードとするには、図7に示すように、操作者が各レバー76の操作杆80を把持して、通常モードから、それら操作杆80を後方に向けて揺動させる。そうすると、レバー76の揺動軸74が側板55の長孔75を支点として回動し、基部79の側面がホルダ板59の後側突出部63と当接して、その後側突出部63が少し下方に移動される。これによって、ホルダ板59が、前端部を支点として後端部が少し下方に移動するように揺動される。その結果、図6に示すように、ホルダ板59は、前側の押圧ローラ取付溝65において保持されている第1押圧ローラ44の第1ローラ軸69よりも搬送方向上流側の前端部を支点として揺動されるので、第1押圧ローラ44よりも第2押圧ローラ45が大きく変位され、第1押圧ローラ44が加熱ローラ42を押圧した状態で、第2押圧ローラ45が加熱ローラ42から離間される。
【0104】
そして、この封筒モードにおいては、加熱ローラ42に対する第1押圧ローラ44の単位面積あたりの押圧力、および、加熱ローラ42に対する第2押圧ローラ45の単位面積あたりの押圧力が、通常モードに対してともに小さくなる。
【0105】
より具体的には、この封筒モードにおいては、加熱ローラ42に対する第1押圧ローラ44の単位面積あたりの押圧力が、通常モードにおける加熱ローラ42に対する第1押圧ローラ44の単位面積あたりの押圧力に対して、1/2程度となるように設定される。また、第2押圧ローラ45は、加熱ローラ42に対して離間されるので、加熱ローラ42に対する第2押圧ローラ45の単位面積あたりの押圧力がゼロとなる。
【0106】
また、解放モードとするには、図9に示すように、操作者がいずれか一方のレバー76の操作杆80を把持して、通常モードから、その操作杆80を後方に向けて少し揺動させながら下方に押し下げる。そうすると、ホルダ板59の後側突出部63が基部79の上面と側面との間の傾斜面に当接した状態で、レバー76の揺動軸74が側板55の長孔75を下方に向かってスライドするので、その後側突出部63が下方に移動される。これによって、ホルダ板59が、前端部を支点として後端部が下方に移動するように揺動されるので、図8に示すように、第1押圧ローラ44および第2押圧ローラ45の加熱ローラ42に対する押圧が解放される。
【0107】
また、この解放モードでは、レバー76の揺動軸74が側板55の長孔75を下方に向かってスライドすると、リンク部材77を介して、カム部材78の当接軸81が下方に押圧されるので、そのカム部材78が相対回転不能に設けられている連動軸61が回転する。そのため、この解放モードでは、いずれか一方のレバー76を操作すれば、両方のレバー76を操作せずとも、連動軸61の回転により、各ホルダ板59を連動させて解放モードにすることができる。
【0108】
剥離爪47は、図2に示すように、下フレーム52の架設板82における各ピンチローラ支持部83が設けられている位置において、搬送方向下流側から上流側に向かって加熱ローラ42と対向する状態で、加熱ローラ42と接離可能に揺動するように複数(4つ)設けられている。
【0109】
サーミスタ48は、接触式の温度センサであって、弾性を有する平板矩形状に形成されており、加熱ローラ42の回転方向における加熱ローラ42と第1押圧ローラ44との接触部分の上流側であって、加熱ローラ42の軸方向中央部分において、その遊端部が加熱ローラ42の表面に接触するように、その基端部が架設板82において支持されている。
【0110】
そして、このサーミスタ48は、図4に示すように、CPU87と接続されており、加熱ローラ42の表面温度を検知して、その検知信号をCPU87に入力するようにしており、CPU87では、このサーミスタ48からの検知信号に基づいて、定着ヒータ43の駆動およびその停止を制御し、加熱ローラ42の表面温度を、設定された熱定着温度に保持するようにしている。
【0111】
サーモスタット49は、図2に示すように、加熱ローラ42の回転方向における加熱ローラ42と第1押圧ローラ44との接触部分の上流側において、軸方向に沿って2つ設けられている。各サーモスタット49は、熱により変形するバイメタルを備え、CPU87や回路の誤動作により、定着ヒータ43が正常に動作せず、加熱ローラ42の表面が、設定された熱定着温度以上に過熱されたときに、バイメタルの熱変形により定着ヒータ47への通電を遮断して、これによって、加熱ローラ42の過熱を防止するようにしている。
【0112】
また、この定着部20においては、各サーモスタット49では、たとえバイメタルが熱によって変形しない場合でも、加熱ローラ42の表面のさらなる過熱により、軸受部材58が溶融する温度に到達すると、その軸受部材58が軟化することにより、加熱ローラ42が第1押圧ローラ44および第2押圧ローラ45から圧接される付勢力によって上方に向けて移動され、これによって、バイメタルを機械的に変形させることにより、定着ヒータ47への通電を遮断できるようにしている。
【0113】
また、搬送機構部50は、図4に示すように、加熱ローラ42と第1押圧ローラ44および第2押圧ローラ45とに対して、搬送方向下流側に配置されており、搬送ローラ90と、その搬送ローラ90の上方において対向配置される複数のピンチローラ91とを備えている。
【0114】
搬送ローラ90は、金属製のローラ軸に、ゴム材料からなるローラ層が被覆されており、用紙3の搬送方向において架設フレーム82を挟んで加熱ローラ42と対向するように配置され、図2には示されないが、各側板55にローラ軸が挿通されることにより、これら側板55の間において、加熱ローラ42の軸方向に沿って回転可能に支持されている。そして、搬送ローラ90は、モータ85(図4参照)から動力が入力されると、矢印方向(反時計方向、図1参照)に回転駆動される。
【0115】
ピンチローラ91は、図2に示すように、架設板82の各ピンチローラ支持部83において、搬送ローラ90と上方から用紙3の搬送方向において順次対向および接触するように複数対(2対)として設けられている。
【0116】
そして、この定着部20においては、図1に示すように、転写位置から搬送されてくる用紙3を、加熱ローラ42と、第1押圧ローラ44および第2押圧ローラ45との間で挟持して圧接しつつ順次通過させる間に、その用紙3上に転写されたトナー像を熱定着させ、その後、通常モードにおいては、図4に示すように、その用紙3を、搬送機構部50において、搬送ローラ90とピンチローラ91との間で挟持しつつ搬送して、排紙パス92に搬送するようにしている。また、封筒モードにおいては、リヤカバー2aを開状態として、図6に示すように、用紙3を、搬送機構部50の搬送ローラ90の下方において、加熱ローラ42と第2押圧ローラ45との間から、略直線状に通過させ、そのリヤカバー2aの開口部から取り出すようにしている。
【0117】
そして、この定着部20において、上記した通常モードで熱定着させる場合には、CPU87による定着ヒータ43の制御によって、熱定着温度が、たとえば、180℃に設定され、また、CPU87によるモータ85の制御によって、用紙3の搬送速度が、たとえば、138mm/秒に設定されている。また、上記した封筒モードで熱定着させる場合には、CPU87による定着ヒータ43の制御によって、熱定着温度が、通常モードにおける熱定着温度よりも高い、たとえば、220℃に設定され、また、CPU87によるモータ85の制御によって、用紙3の搬送速度が、通常モードにおける搬送速度よりも遅い、たとえば、70mm/秒に設定されている。
【0118】
このようにして、定着部20に、第1押圧ローラ44および第2押圧ローラ45を設けると、用紙3として封筒を印刷する場合には、通常モードから封筒モードに切り換えれば、その封筒モードにおいては、普通紙などを定着するための通常モードよりも、第1押圧ローラ44の加熱ローラ42に対する単位面積あたりの押圧力、および、第2押圧ローラ45の加熱ローラ42に対する単位面積あたりの押圧力の両方を小さくすることができるので、通常モードにおいて、普通紙などを確実に定着しつつ、封筒モードにおいて、封筒などを、しわの発生を防止しつつ定着することができる。
【0119】
また、封筒モードで熱定着させる場合には、CPU87による定着ヒータ43の制御によって、その封筒モードにおける熱定着温度が、通常モードにおける熱定着温度よりも高くなるように設定される。そのため、封筒モードにおいて、たとえ、第1押圧ローラ44および第2押圧ローラ45の単位面積当たりの押圧力が、通常モードのそれより小さくなっても、より高い定着温度を確保して、良好な定着を達成することができる。
【0120】
また、封筒モードで熱定着させる場合には、CPU87によるモータ85の制御によって、その封筒モードにおける搬送速度が、通常モードにおける搬送速度よりも遅くなるように設定される。そのため、封筒モードにおいて、たとえ、第1押圧ローラ44および第2押圧ローラ45の単位面積当たりの押圧力が、通常モードのそれより小さくなっても、より長い定着時間を確保して、良好な定着を達成することができる。
【0121】
また、この定着部20では、たとえば、加熱ローラ42と、第1押圧ローラ44および第2押圧ローラ45との間に用紙3のジャムが発生した場合などにおいては、解放モードに切り換えることによって、第1押圧ローラ44および第2押圧ローラ45を、加熱ローラ42から離間させて、効率的なジャム処理を図ることができる。
【0122】
その後、排紙パス92に送られた用紙3は、図1に示すように、排紙ローラ93に送られて、その排紙ローラ93によって排紙トレイ94上に排紙される。
【0123】
また、このレーザプリンタ1には、図1に示すように、用紙3の両面に画像を形成するために、反転搬送部101が設けられている。この反転搬送部101は、排紙ローラ93と、反転搬送パス102と、フラッパ103と、複数の反転搬送ローラ104とを備えている。
【0124】
排紙ローラ93は、1対のローラからなり、正回転および逆回転の切り換えができるように設けられている。この排紙ローラ93は、上記したように、排紙トレイ94上に用紙3を排紙する場合には、正方向に回転するが、用紙3を反転させる場合には、逆方向に回転する。
【0125】
反転搬送パス102は、排紙ローラ93から画像形成部5の下方に配設される複数の反転搬送ローラ104まで用紙3を搬送することができるように、上下方向に沿って設けられており、その上流側端部が、排紙ローラ93の近くに配置され、その下流側端部が、反転搬送ローラ104の近くに配置されている。
【0126】
フラッパ103は、排紙パス92と反転搬送パス102との分岐部分に臨むように、揺動可能に設けられており、図示しないソレノイドの励磁または非励磁により、排紙ローラ93によって反転された用紙3の搬送方向を、排紙パス92に向かう方向から、反転搬送パス102に向かう方向に切り換えることができるように設けられている。
【0127】
反転搬送ローラ104は、給紙トレイ6の上方において、略水平方向に複数設けられており、最も上流側の反転搬送ローラ104が、反転搬送パス102の後端部の近くに配置されるとともに、最も下流側の反転搬送ローラ104が、レジストローラ12の下方に配置されるように設けられている。
【0128】
そして、用紙3の両面に画像を形成する場合には、この反転搬送部101が、次のように動作される。すなわち、一方の面に画像が形成された用紙3が搬送機構部50によって排紙パス92から排紙ローラ93に送られてくると、排紙ローラ93は、用紙3を挟んだ状態で正回転して、この用紙3を一旦外側(排紙トレイ94側)に向けて搬送し、用紙3の大部分が外側に送られ、用紙3の後端が排紙ローラ93に挟まれた時に、正回転を停止する。次いで、排紙ローラ93は、逆回転し、フラッパ103が、用紙3が反転搬送パス102に搬送されるように、搬送方向を切り換えて、用紙3を前後逆向きの状態で反転搬送パス102に搬送するようにする。なお、フラッパ103は、用紙3の搬送が終了すると、元の状態、すなわち、搬送機構部50から送られる用紙3を排紙ローラ93に送る状態に切り換えられる。次いで、反転搬送パス102に逆向きに搬送された用紙3は、反転搬送ローラ104に搬送され、この反転搬送ローラ104から、上方向に反転されて、レジストローラ12に送られる。レジストローラ12に搬送された用紙3は、裏返しの状態で、再び、レジスト後に、画像形成位置に向けて送られ、これによって、用紙3の両面に画像が形成される。
【0129】
そして、このレーザプリンタ1では、図12に模式的に示すように、定着部20において、加熱ローラ42、第1押圧ローラ44および第2押圧ローラ45が、軸方向において上記した逆クラウン形状に形成されているので、用紙3の搬送においては、軸方向中央部から軸方向両端部に向かうに従って、用紙3の搬送量が大きくなる。そのため、用紙3には、加熱ローラ42と、第1押圧ローラ44および第2押圧ローラ45とから、用紙3の搬送方向に沿う第1搬送力X1が付与されるのみならず、用紙3の中央部の搬送量よりも、用紙3の両端部の搬送量が大きいために、結果的に、用紙3の幅方向(用紙3における搬送方向と直交する方向)の両側に向かう力の成分を含む第2搬送力X2が付与される。そうすると、加熱ローラ42と第1押圧ローラ44および第2押圧ローラ45との間で圧接される用紙3は、その第2搬送力X2によって、用紙3の幅方向の両側に引っ張られる。そのため、用紙3の幅方向の中央部に向かってよるしわの発生を防止することができる。
【0130】
特に、この定着部20においては、第1押圧ローラ44における第1押圧ローラ中央部外径DP1c(16mm)と第1押圧ローラ両端部外径DP1e(16mm+50μm)との差が50μmであり、第2押圧ローラ45おける第2圧ローラ中央部外径DP2c(16mm)と第2圧ローラ両端部外径DP2e(16mm+100μm)との差が100μmである。つまり、第2押圧ローラ45は、第1押圧ローラ44における第1押圧ローラ中央部外径DP1cと第1押圧ローラ両端部外径DP1eとの差(50μm)よりも、第2押圧ローラ45における第2圧ローラ中央部外径DP2cと第2押圧ローラ両端部外径DP2eとの差(100μm)が大きくなるように設定されている。
【0131】
これによって、第2押圧ローラ45における軸方向中央部と軸方向両端部との用紙3の搬送量の差を、第1押圧ローラ44における軸方向中央部と軸方向両端部との用紙3の搬送量の差よりも大きくすることができる。そのため、第2押圧ローラ45から付与する第2搬送力X2を、第1押圧ローラ44から付与する第2搬送力X2よりも大きくすることができる。
【0132】
その結果、用紙3においては、加熱ローラ42と第2押圧ローラ45との間で圧接されるときには、加熱ローラ42と第1押圧ローラ44との間で圧接されるときよりも、用紙3の幅方向の両側により強く引っ張られる。そのため、たとえ、第1押圧ローラ44および第2押圧ローラ45と用紙3を順次通過させても、用紙3の幅方向の中央部に向かってよるしわの発生を防止することができる。
【0133】
また、この定着部20では、通常モードにおいて、用紙3に対する第2押圧ローラ45の摩擦力(2.4×9.8N)が、用紙3に対する第1押圧ローラ44の摩擦力(2.1×9.8N)よりも大きく設定されている。そのため、第2押圧ローラ45においては、第1押圧ローラ44よりも、用紙3との間のすべりを低減して用紙3を搬送することができる。その結果、第2押圧ローラ45によって搬送される用紙3に対して、用紙3の幅方向の両側に向かう第2搬送力X2を、すべりを低減しつつ付与することができるので、用紙3の幅方向中央部に向かってよるしわの発生を、より防止することができる。
【0134】
さらに、この定着部20では、通常モードにおいて、加熱ローラ42に対する第2押圧ローラ45の単位面積あたりの押圧力(加熱ローラ42に対する第2押圧ローラ45のニップ力の換算値として2.67×9.8N/mm)が、加熱ローラ42に対する第1押圧ローラ44の単位面積あたりの押圧力(加熱ローラ42に対する第1押圧ローラ44のニップ力の換算値として1.98×9.8N/mm)よりも大きく設定されているので、第2押圧ローラ45によって搬送される用紙3に、第2搬送力X2を十分に付与して、用紙3の幅方向の中央部に向かってよるしわの発生を、より防止することができる。
【0135】
そして、このレーザプリンタ1では、定着部20においては、上記したように、第1押圧ローラ44および第2押圧ローラ45を設けることによって、熱定着の高速化および小型化を図りつつ、用紙3の幅方向の中央部に向かってよるしわの発生を防止することができるので、良好な画像を形成することができる。
【0136】
また、上記の説明では、第1押圧ローラ44および第2押圧ローラ45を、加熱ローラ42に従動させたが、たとえば、図13に示すように、第1押圧ローラ44の第1ローラ軸69および第2押圧ローラ45の第2ローラ軸70に、それぞれ加熱ローラ駆動ギヤ84に噛み合う第1ローラ軸駆動ギヤ99および第2ローラ軸駆動ギヤ100を設けて、これら第1ローラ軸駆動ギヤ99および第2ローラ軸駆動ギヤ100を介して、第1押圧ローラ44および第2押圧ローラ45にモータ85からの動力を入力することにより、第1押圧ローラ44および第2押圧ローラ45を、モータ85からの動力によってそれぞれ駆動するようにしてもよい。
【0137】
そして、この場合においては、加熱ローラ駆動ギヤ84に対する第1ローラ軸駆動ギヤ99のギヤ比よりも、加熱ローラ駆動ギヤ84に対する第2ローラ軸駆動ギヤ100のギヤ比が、大きくなるように設定して、第2押圧ローラ45の周速(厳密には、第2押圧ローラ45の軸方向中央部の周速)が、第1押圧ローラ45の周速(厳密には、第1押圧ローラ44の軸方向中央部の周速)に対して大きくなるように、第2押圧ローラ45を駆動する。
【0138】
そうすると、第2押圧ローラ45の周速が第1押圧ローラ44の周速よりも大きいので、第1押圧ローラ44と第2押圧ローラ45との間において、用紙3に張力を付与することができ、第1押圧ローラ44と第2押圧ローラ45との間における用紙3のたるみを抑制することができる。また、用紙3が第2押圧ローラ45によって搬送されるときには、第1押圧ローラ44よりも用紙3の幅方向の両側により強く引っ張られるので、第2押圧ローラ45によって搬送される用紙3に、より大きい第2搬送力X2を付与することができる。その結果、用紙3の幅方向の中央部に向かってよるしわの発生を、より防止することができる。
【0139】
なお、この場合においては、たとえば、第1押圧ローラ44の周速が138mm/秒であるとき、第2押圧ローラ45の周速が、第1押圧ローラ44の周速の105%程度、たとえば、144.9mm/秒として設定される。
【0140】
また、たとえば、図14に示すように、第2押圧ローラ45の第2ローラ軸70のみに、加熱ローラ駆動ギヤ84に噛み合う第2ローラ軸駆動ギヤ100を設けて、第1押圧ローラ44を加熱ローラ42に従動させる一方、第2ローラ軸駆動ギヤ100を介して第2押圧ローラ45にモータ85からの動力を入力することにより、第2押圧ローラ45を、モータ85からの動力によって駆動するようにしてもよい。
【0141】
そうすると、第1押圧ローラ44が加熱ローラ42に対して従動する一方、第2押圧ローラ45がモータ85により駆動されるので、用紙3が第1押圧ローラ44によって搬送される状態よりも、用紙3が第2押圧ローラ45によって搬送される状態においては、用紙3の搬送量を、第1押圧ローラ44よりも第2押圧ローラ45の方を大きくして、用紙3の幅方向の両側により強く引っ張ることができる。そのため、第2押圧ローラ45に搬送される用紙3に、より大きい第2搬送力X2を付与することができ、用紙3の幅方向の中央部に向かってよるしわの発生を、より防止することができる。
【0142】
なお、以上の説明においては、定着部20において、加熱ローラ42、第1押圧ローラ44および第2押圧ローラ45のすべてを、逆クラウン形状に形成したが、たとえば、加熱ローラ42を円筒形状に形成し、第1押圧ローラ44および第2押圧ローラ45を、逆クラウン形状に形成するようにしてもよい。
【0143】
また、以上の説明においては、第1押圧ローラ44の第1押圧ローラ中央部外径DP1c(16mm)と、第2押圧ローラ45の第2押圧ローラ中央部外径DP2c(16mm)とを、同径に形成したが、第1押圧ローラ44の第1押圧ローラ中央部外径DP1cに対して、第2押圧ローラ45の第2押圧ローラ中央部外径DP2cを、大きくまたは小さく形成してもよい。
【0144】
また、以上の説明においては、定着部20において、第1押圧ローラ44および第2押圧ローラ45の2本の押圧ローラを設けたが、3本以上の押圧ローラを設けてもよい。その場合には、用紙3の搬送方向において互いに隣り合う上流側の押圧ローラと下流側の押圧ローラとが、本発明の第1押圧部材および第2押圧部材にそれぞれ対応する。
【0145】
また、押圧ローラに、定着ヒータ43を設けてもよい。
【0146】
【発明の効果】
以上述べたように、請求項1に記載の発明によれば、第1押圧部材と第2押圧部材とを備えていても、定着媒体のしわの発生を有効に防止することができる。
【0147】
請求項2に記載の発明によれば、第1押圧部材および第2押圧部材から定着媒体に対して、定着媒体における搬送方向と直交する方向の両側に向かう力を付与することができる。
【0148】
請求項3に記載の発明によれば、第2押圧部材から付与する前記力を、第1押圧部材から付与する前記力よりも大きくすることができる。
【0149】
請求項4に記載の発明によれば、定着媒体における搬送方向と直交する方向の中央部に向かってよるしわの発生を防止することができる。
【0150】
請求項5に記載の発明によれば、第2押圧部材に搬送される定着媒体に、より大きい前記力を付与することが可能で、少なくとも2つの押圧部材を備えていても、定着媒体における搬送方向と直交する方向の中央部に向かってよるしわの発生を良好に防止することができる。
【0151】
請求項6に記載の発明によれば、第1押圧部材によって搬送される定着媒体の搬送量よりも、第2押圧部材によって搬送される定着媒体の搬送量を大きくすることができる。その結果、定着媒体における搬送方向と直交する方向の中央部に向かってよるしわの発生を良好に防止することができる。
【0152】
請求項7に記載の発明によれば、加熱部材から定着媒体に対して、定着媒体における搬送方向と直交する方向の両側に向かう力を付与することができ、定着媒体における搬送方向と直交する方向の中央部に向かってよるしわの発生を良好に防止することができる。
【0153】
請求項8に記載の発明によれば、第2押圧部材によって搬送される定着媒体に対して、定着媒体における搬送方向と直交する方向の両側に向かう力を、すべりを低減しつつ付与することができる。そのため、定着媒体における搬送方向と直交する方向の中央部に向かってよるしわの発生を良好に防止することができる。
【0154】
請求項9に記載の発明によれば、第2押圧部材によって搬送される定着媒体に、前記力を十分に付与して、定着媒体における搬送方向と直交する方向の中央部に向かってよるしわの発生を良好に防止することができる。
【0155】
請求項10に記載の発明によれば、良好な画像を形成することができる。
【0156】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の画像形成装置としてのレーザプリンタの一実施形態を示す要
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の画像形成装置としての、レーザプリンタの一実施形態を示す要部側断面図である。
【図2】図1に示すレーザプリンタの定着部の上フレームが取り外された状態の要部斜視図である。
【図3】図2に示す定着部の平面図である。
【図4】図3のA−A線に相当する断面図(通常モード)である。
【図5】図3のB−B線に相当する断面図(通常モード)である。
【図6】図3のA−A線に相当する断面図(封筒モード)である。
【図7】図3のB−B線に相当する断面図(封筒モード)である。
【図8】図3のA−A線に相当する断面図(解放モード)である。
【図9】図3のB−B線に相当する断面図(解放モード)である。
【図10】図2に示す定着部において、(a)は、加熱ローラの概略平面図、(b)は、第1押圧ローラの概略平面図、(c)は、第2押圧ローラの概略平面図である。
【図11】(a)は、定着部の支持板の正面図であり、(b)は、定着部のホルダ板の正面図である。
【図12】図2に示す定着部において、用紙を搬送する状態を模式的に示す説明図である。
【図13】図2に示す定着部において、加熱ローラ、第1押圧ローラおよび第2押圧ローラの他の実施形態(第1押圧ローラおよび第2押圧ローラをモータによって駆動する態様)を示す斜視図である。
【図14】図2に示す定着部において、加熱ローラ、第1押圧ローラおよび第2押圧ローラの他の実施形態(第2押圧ローラをモータによって駆動する態様)を示す斜視図である。
【符号の説明】
1 レーザプリンタ
3 用紙
20 定着部
42 加熱ローラ
44 第1押圧ローラ
45 第2押圧ローラ
85 モータ
Claims (10)
- 定着媒体と接触する加熱部材と、
前記加熱部材に対向配置され、前記加熱部材に定着媒体を圧接させ、定着媒体における搬送方向と直交する方向の両側に向かう力を与えることができるように設けられた第1押圧部材と、
前記第1押圧部材に対して定着媒体の搬送方向下流側において、前記加熱部材に対向配置され、前記加熱部材に定着媒体を圧接させ、定着媒体における搬送方向と直交する方向の両側に向かう力を与え、その力が前記第1押圧部材の前記力よりも大きくなるように設けられた第2押圧部材とを備えることを特徴とする、熱定着装置。 - 前記第1押圧部材および前記第2押圧部材はローラであり、定着媒体の搬送方向と直交する方向の中央部の第1外径に対して、最大サイズの定着媒体が接触する領域における搬送方向と直交する方向の両端部の第2外径が大きく、前記中央部から前記両端部に向かって次第に外径が大きくなっていることを特徴とする、請求項1に記載の熱定着装置。
- 前記第2押圧部材は、前記第1押圧部材における前記第1外径と前記第2外径との差よりも、前記第2押圧部材における前記第1外径と前記第2外径との差が大きいことを特徴とする、請求項2に記載の熱定着装置。
- 定着媒体と接触する加熱部材と、
前記加熱部材に対向配置され、前記加熱部材に定着媒体を圧接させ、定着媒体における搬送方向と直交する方向の中央部の第1外径に対して、最大サイズの定着媒体が接触する領域における搬送方向と直交する方向の両端部の第2外径が大きく、前記中央部から前記両端部に向かって次第に外径が大きい、ローラからなる第1押圧部材と、
前記第1押圧部材に対して定着媒体の搬送方向下流側において、前記加熱部材に対向配置され、前記加熱部材に定着媒体を圧接させ、定着媒体における搬送方向と直交する方向の中央部の第1外径に対して、最大サイズの定着媒体が接触する領域における搬送方向と直交する方向の両端部の第2外径が大きく、前記中央部から前記両端部に向かって次第に外径が大きく、前記第1押圧部材における前記第1外径と前記第2外径との差よりも、前記第2押圧部材における前記第1外径と前記第2外径との差が大きい、ローラからなる第2押圧部材とを備えていることを特徴とする、熱定着装置。 - 前記第1押圧部材は、前記加熱部材に対して従動し、
前記第2押圧部材は、駆動手段により駆動されることを特徴とする、請求項1ないし4のいずれかに記載の熱定着装置。 - 前記第2押圧部材を駆動する駆動手段を備え、
前記駆動手段は、前記第1押圧部材における定着媒体の搬送方向と直交する方向の中央部における周速に対して、前記第2押圧部材における定着媒体の搬送方向と直交する方向の中央部における周速が大きくなるように、前記第2押圧部材を駆動することを特徴とする、請求項1ないし4のいずれかに記載の熱定着装置。 - 前記加熱部材はローラであり、定着媒体の搬送方向と直交する方向の中央部の第1外径に対して、最大サイズの定着媒体が接触する領域における搬送方向と直交する方向の両端部の第2外径が大きくなるように、前記中央部から前記両端部に向かって次第に外径が大きくなっていることを特徴とする、請求項1ないし6のいずれかに記載の熱定着装置。
- 前記第1押圧部材の摩擦力よりも前記第2押圧部材の摩擦力が大きいことを特徴とする、請求項1ないし7のいずれかに記載の熱定着装置。
- 前記第1押圧部材および前記第2押圧部材は、前記第1押圧部材における単位面積あたりの押圧力よりも前記第2押圧部材における単位面積あたりの押圧力が大きくなるように、設けられていることを特徴とする、請求項1ないし8のいずれかに記載の熱定着装置。
- 請求項1ないし9のいずれかに記載の熱定着装置を備えていることを特徴とする、画像形成装置。
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