JP2005258135A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 一般の普通紙から封筒のような特殊紙に至る迄の各種の用紙に対してそれぞれの定着条件にて適った定着処理を行うため、容易かつ安全な操作により、加圧ローラの圧接荷重の切換えと解除を可能とする画像形成装置を提供する。
【解決手段】 定着ローラ３１と、定着ローラ３１に圧接する加圧ローラ３２と、から構成される熱ローラ方式の定着装置３０において、加圧ローラ３２の定着ローラ３１に対する圧接荷重を可変にする押圧レバー３７と、押圧レバー３７に係合し突出及び待避可能な突起部材５４と、定着装置３０近傍に設けられた突起部材５４を支持する開閉部材５１とを備え、突起部材５４を突出させた状態で開閉部材５１を閉じたときに、突起部材５４が押圧レバー３７を押圧して、圧接荷重を切り換える。
【選択図】 図４

Description

本発明は、複写機、プリンタ、及びこれらの機能を有する複合機などの画像形成装置に用いられる熱ローラ方式の定着装置に関し、特に、厚さの異なる記録媒体上に保持された単色又は多色のトナーを定着ローラと加圧ローラとにより加圧、溶融して記録媒体に定着する定着装置を備えた定着装置に関する。

画像形成装置において、加熱溶融性の樹脂より成るトナーを担持する記録媒体を加熱定着する定着装置には、熱ローラ方式や、熱定着ベルト方式等が採用されている。

熱ローラ方式の定着装置は、内部にハロゲンヒータ等の発熱体を備えた加熱回転体と、これに圧接する加圧回転体とから構成され、この一対のローラの圧接部である定着ニップ部に用紙等の記録媒体を通過させる事により、記録媒体に担持されたトナー像を加熱、溶融させるものである。

熱ローラ方式の定着装置においては、トナー像を転写した記録媒体は定着ローラと加圧ローラとの挟着により搬送されつつ高温状態に加熱されるので、その圧着力すなわち定着ローラに対する加圧ローラの圧接荷重が定着後の記録媒体の状態に微妙に影響するとされている。一般的な普通紙を定着するに適した圧接荷重をもって、例えば封筒のように袋状に形成されて厚手となった記録媒体を定着すると、シワや折れ目を生じて記録媒体の品位を著しく損うおそれがある。

そのため記録媒体を常に良好な状態に定着する目的で、記録媒体の種類や形態等に応じて加圧ローラの圧接荷重を適度の荷重に切り換える機構が設けられている。圧接荷重の切換機構としては、電動手段、手動手段が用いられている。

特許文献１に記載された定着装置は、加圧ローラの定着ローラに対する圧接荷重を把手による手動操作により高低２段階及び解除状態に切り換えるものである。
特開平５−１１９６６３号公報

従来用いられている加圧ローラの圧接荷重の切換機構は、ソレノイドやステッピングモータ等高価な機材を必要としているため製造コスト高となり、普及機への装着には不適である。

手動操作により高低２段階及び解除状態に切り換える特許文献１に記載された定着装置は、把手の手動操作によりカム部材を回動して揺動部材をバネの付勢に抗して揺動させる事により、バネ付勢力を変化させ、加圧ローラの加熱ローラへの圧接荷重を可変にするものであるから、加圧ローラの加熱ローラへの圧接荷重可変にするためには、バネの付勢に抗して把手を強力に操作しなければならない。

本発明はこれらの点を解決して改良し、高価な機材を使用せず、また、容易な操作により加圧ローラの圧接荷重の切換えと解除を可能とした定着装置を備えた画像形成装置の提供を目的とするものである。

上記の目的は、本発明の下記の定着装置によって達成される。

（１） 定着ローラと、該定着ローラに圧接する加圧ローラと、から構成される熱ローラ方式の定着装置において、前記加圧ローラの前記定着ローラに対する圧接荷重を可変にする押圧レバーと、前記押圧レバーに係合し突出及び待避可能な突起部材と、前記定着装置近傍に設けられた前記突起部材を支持する開閉部材とを備え、前記突起部材を突出させた状態で前記開閉部材を閉じたときに、前記突起部材が前記押圧レバーを押圧して、前記圧接荷重を切り換えることを特徴とする画像形成装置。

（２） 前記開閉部材は、画像形成装置の側面扉であることを特徴とする前記（１）に記載の定着装置。

（３） 前記突起部材は、前記圧接荷重を複数段階に切換え可能であることを特徴とする前記（１）に記載の定着装置。

本発明の定着装置により、以下の優れた効果が得られる。

請求項１に係る発明によれば、画像形成装置の開閉部材を閉じる操作により、開閉部材に設けた突起部材が押圧レバーを押圧して、加圧ローラの圧接荷重を切り換え可能にするから、開閉部材の軽い操作によって圧接荷重が切り換え可能になる。

これによって、一般の普通紙から封筒のような特殊紙に至る迄の各種の記録媒体に対して、それぞれの定着条件にて適った定着処理を行うことが容易になり、極めて利用範囲の広い定着装置が提供されることとなった。

これにより、ユーザが定着装置の圧接荷重を切り換える時、高温の定着装置の外装体にユーザの手などが触れて火傷を発生する事故が解消される。また、火傷を防止するための断熱カバー等の部材も不要であるから、機構の簡易化による製造コスト低減と装置の小型化が達成される。

請求項２に係る発明によれば、開閉部材は、画像形成装置の側面扉であるから、突起部材を設けた側面扉を開閉するだけで圧接荷重が切り換え可能になる。したがって、画像形成装置の側面扉の奥まった箇所に配置された押圧レバーを操作するときの操作ミスも解消される。

請求項３に係る発明によれば、圧接荷重を複数段階に切換え可能にする突起部材により、加圧ローラの定着ローラに対する圧接荷重を複数段、例えば、強弱２段階または強中弱３段階に切換えることにより、一般の普通紙から封筒のような特殊紙に至る迄の各種の記録媒体に対してそれぞれの定着条件にて適った定着処理を行うことが可能である。

以下、本発明の最良の実施の形態を説明する。なお、本欄の記載は請求項の技術的範囲や用語の意義を限定するものではない。

［画像形成装置］
図１は画像形成装置Ａの全体構成図である。

図示の画像形成装置Ａは、感光体１、帯電極２、像露光手段（画像書込部）３、現像手段４、転写極５、分離極６、クリーニング手段７から成る画像形成手段１０と、給紙カセット２１内に収容された記録媒体（以下、用紙と称す）Ｓを給送して画像形成部に送り出す給紙手段２０、定着装置３０、排紙手段４０、自動両面コピーのための再搬送ユニット（ＡＤＵ）５０を備えている。

画像形成装置Ａの上部には、画像読取装置Ｂが搭載されている。画像読取装置Ｂの上部には、原稿カバーＢ１又は図示しない自動原稿送り装置が搭載される。

画像読取装置Ｂ上部の原稿台上に載置された原稿は、画像読取装置Ｂの光学系により原稿の片面又は両面の画像が読みとられ、ＣＣＤイメージセンサに読み込まれる。

像露光手段３においては、半導体レーザからの出力光が画像形成手段１０の感光体１に照射され、潜像を形成する。感光体１は矢印方向に駆動回転される。画像形成手段１０においては、帯電、露光、現像、転写、分離、クリーニング等の処理が行われ、給紙手段２０から搬送された用紙Ｓに画像が転写される。画像を担持した用紙Ｓは、定着装置３０により定着され、排紙手段４０から排紙トレイ４１に排出される。或いは排紙路切換板４２により再搬送ユニット５０に送り込まれた片面画像処理済みの用紙Ｓは、再び画像形成部において両面画像処理された後、排紙手段４０により排紙トレイ４１に排出される。

図１において、画像形成装置Ａ内の右寄り側には、画像形成部を中心にして、画像形成装置Ａの高さ方向下方に給紙手段２０の給紙カセット２１が設けられ、高さ方向上方に定着装置３０と排紙手段４０が設けられている。この垂直配列構成により、ほぼ垂直方向の用紙搬送路ｐ１が形成される。給紙カセット２１から送り出された用紙Ｓは、画像形成された後、この垂直上方の用紙搬送路ｐ１に沿って搬送されて画像形成装置Ａ外に排出される。

この垂直方向の用紙搬送路ｐ１にほぼ平行して、再搬送ユニット５０による用紙搬送路ｐ２が形成されている。上記の垂直方向の用紙搬送路ｐ１，ｐ２を形成することにより、給紙カセット２１から排紙手段４０に至る最短距離の用紙搬送路が構成される。

図２は、画像形成装置Ａの要部断面図である。

再搬送ユニット５０は、側面扉（開閉部材）５１と、用紙搬送路ｐ２を形成するガイド板５２と、複数の搬送ローラ５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃ，５３Ｄと、手差し給紙手段２２を有する。

図３は、画像形成装置Ａの側方に蝶着された再搬送ユニット５０を手動操作により揺動させて開放状態にした画像形成装置Ａの斜視図である。図４は、画像形成装置Ａを開放状態にした再搬送ユニット５０の断面図である。

この開放状態において、用紙搬送路ｐ２が開放され、画像形成装置Ａ側の定着装置３０の外装体３０Ａと後述の押圧レバー３７の圧接部３７Ａ（図示２箇所）、及び再搬送ユニット５０側のガイド板５２と搬送ローラ５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃ，５３Ｄと後述の突起部材５４（図示２箇所）が露呈される。

［定着装置の全体構成］
以下、画像形成装置Ａの定着装置３０を説明する。

図５は、加熱ローラ方式の定着装置３０の一実施の形態を示す断面図である。

定着装置３０は、加熱源３３により加熱される定着ローラ３１、定着ローラ３１に圧接する加圧ローラ３２等から構成されている。

定着ローラ３１の周囲には、クリーニングウエブ３４、分離爪３５、温度検知手段（温度センサ）ＴＳ、及び図示しない異常温度防止用のサーモスタット等が配置されている。加圧ローラ３２の周囲にも、図示しない温度検知手段（温度センサ）、異常温度防止用のサーモスタット等が配置されている。

［加熱ローラ］
加熱源３３には、ハロゲンランプ、誘導加熱手段等が用いられる。

定着ローラ３１は、熱伝導性基体（芯金）、弾性層、被覆層等により構成されている。

温度センサＴＳは、定着ローラ３１の表面温度を検知する。温度センサＴＳの検出信号により制御手段は、定着ローラ３１の表面温度を所定温度に制御する。

定着ローラ３１と加圧ローラ３２とが圧接する定着ニップ部Ｎに用紙Ｓが導入されると、加熱源３３により加熱された定着ローラ３１の熱が用紙Ｓに付与され、用紙Ｓ上のトナー像が加熱定着される。

［加圧ローラ］
定着ローラ３１と対をなす加圧ローラ３２は、円筒状部材であり、熱伝導性基体、弾性層、被覆層から成る。加圧ローラ３２の構成部材は、定着ローラ３１の構成部材とほぼ同一の材料、特性、寸法に形成されている。

固定位置に回転可能に支持された上側の定着ローラ３１と、バネ付勢されて定着ローラ３１に圧接する下側の加圧ローラ３２との間に、面状の定着ニップ部Ｎが形成されトナー像の定着が行われる。

定着ローラ３１と加圧ローラ３２との挟持位置の用紙搬送方向下流側には、分離爪３５が配置されている。

［加圧ローラの圧接荷重可変手段］
図５は、通常の用紙を定着処理する状態の定着装置３０の断面図である。図６は、封筒などの厚手の用紙を定着処理する状態の定着装置３０の断面図である。

加圧ローラ３２の軸方向の両端部の回転軸３２Ａは、軸受部材３６により回転可能に支持されている。軸受部材３６の外周面に係合する円弧状の内周面を有する押圧レバー３７は、定着装置３０の両側板３０Ｂに植設された支軸３８を支点にして揺動可能に支持されている。

押圧レバー３７は、圧縮バネ３９によって付勢されて円弧状の内周面が軸受部材３６を押圧し、加圧ローラ３２の回転軸３２Ａを揺動させ、加圧ローラ３２を支軸３８を支点にして揺動させて、加圧ローラ３２の周面を定着ローラ３１の周面に対し均等に圧接させる。押圧レバー３７は、その一方の端部に圧接部３７Ａを備えている。

封筒などの厚手の用紙を定着処理する時には、側面扉５１に配置された突起部材５４を突出状態に操作して、側面扉５１を閉止する事により、突起部材５４は矢印方向ｃに移動し、圧接部３７Ａは図示の矢印方向ａに押し下げられ、押圧レバー３７は支軸３８を支点にして圧縮バネ３９の付勢に抗して図示矢印方向（反時計方向）ｂに揺動される。押圧レバー３７の揺動により、加圧ローラ３２も図示反時計方向に揺動され、加圧ローラ３２の定着ローラ３１に対する圧接が低減される。

図７（ａ）は、加圧ローラ３２の圧接を強弱２段に切り換える突起部材５４の切換手段５５の斜視図である。

用紙幅方向に平行する２個の突起部材５４は、回転軸５６に位相を同じくして固定され、定着装置３０の押圧レバー３７の圧接部３７Ａに対向する位置に配置されている。回転軸５６は、側面扉５１の内側に設けた軸受部材５１Ａに回転可能に支持されている。回転軸５６は、回転軸５６の一方の軸端に固定された把手５７を操作することによって回動される。

把手５７を操作して、突起部材５４を押圧レバー３７の圧接部３７Ａに対向する方向に回動して、側面扉５１を閉止すると、加圧ローラ３２の定着ローラ３１に対する圧接が低減され、厚手の用紙Ｓの定着に好適となる。

把手５７を操作して、突起部材５４を押圧レバー３７の圧接部３７Ａに対向した位置から離間する方向に回動して、側面扉５１を閉止すると、加圧ローラ３２の定着ローラ３１に対する圧接が復元され、通常の用紙Ｓの定着に好適となる。

回転軸５６の回動位置は、フォトセンサＰＳが回転軸５６上に設けた遮光板５８により遮光されてオフに切換えられることによって検知される。

図７（ｂ）は、突起部材５４の他の実施の形態を示す断面図である。突起部材５４は、２箇所の突起部５４ａ，５４ｂを有する。

定着ローラ３１に対する加圧ローラ３２の圧接荷重の切換えは次に記すようにして行われる。

定着装置３０は画像形成装置Ａの電源スイッチの操作により作動状態とされ、定着ローラ３１および加圧ローラ３２の各周面温度はそれぞれ温度センサＴＳによって検出されて所定の温度に制御される。

定着される用紙Ｓが一般的な普通紙である場合、突起部材５４は把手５７の操作によって、図５に示すように、押圧レバー３７の圧接部３７Ａに対向した位置に保たれる。従って、押圧レバー３７は前述したように圧縮バネ３９によって付勢される状態になり、その結果、定着ローラ３１と加圧ローラ３２は普通紙の定着条件に適した強力な圧接荷重（第１荷重とする）をもって用紙Ｓを挟着し、搬送する
これに対し転写される用紙Ｓが封筒のような特殊紙である場合、突起部材５４は把手５７の回動操作によって、押圧レバー３７の圧接部３７Ａから待避した位置に保たれる。従って、押圧レバー３７は圧縮バネ３９の付勢に抗して時計方向に回動した位置に保持される。その結果、押圧レバー３７は時計方向に揺動されて定着ローラ３１と加圧ローラ３２は封筒のような特殊紙の定着条件に適したやや軽度の圧接荷重（第２荷重とする）をもって用紙Ｓを挟着し、搬送する。

前述した第２荷重への切換え作動はフォトセンサＰＳの遮光板５８の検出信号によって画像形成装置の操作盤上にランプ等の点灯として表示される。

定着を終えた用紙Ｓは排紙手段４０により排紙され、画像形成装置Ａの外部に設けられた排紙トレイ４１に収容される。

［画像形成装置の他の実施の形態］
図８は、定着装置を備えた他の実施の形態のカラー画像形成装置の構成図である。なお、図面に使用されている符号について、図１と同じ機能を有する部分には、同符号を付している。また、前記の実施の形態と異なる点を説明する。

画像形成装置Ａは、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成手段６０Ｙ，６０Ｍ，６０Ｃ，６０Ｋと、ベルト状の中間転写体６１と給紙手段２０及び定着装置３０とからなる。

給紙手段２０の給紙カセット２１から送り出された用紙Ｓは、画像形成手段６０Ｙ，６０Ｍ，６０Ｃ，６０Ｋによりカラー画像が転写され、定着装置３０において熱と圧力とが加えられることにより用紙Ｓ上のカラートナー像が定着されて、排紙手段４０に挟持されて機外の排紙トレイ４１上に載置される。

排紙手段４０の側面扉（開閉部材）４３の内側には、突起部材４４が突出、待避可能に設けられている。定着装置３０には、加圧ローラ３２の定着ローラ３１に対する圧接荷重を可変にする押圧レバー３７が揺動可能に支持されている。

突起部材４４を操作して突出させた状態で側面扉４３を閉じると、突起部材４４が押圧レバー３７を押圧して、圧接荷重を切り換えて低減する事により、封筒等の厚手用紙への定着が可能となる。突起部材４４を操作して押圧レバー３７から待避させた状態で側面扉４３を閉じると、圧接荷重を切り換えられて通常の用紙に対する定着が可能となる。

画像形成装置の全体構成図。 画像形成装置の要部断面図。 画像形成装置の側方に蝶着された再搬送ユニットを手動操作により揺動させて開放状態にした画像形成装置の斜視図。 画像形成装置を開放状態にした再搬送ユニットの断面図。 通常の用紙を定着処理する時の定着装置の断面図。 封筒などの厚手の用紙を定着処理する状態の定着装置の断面図。 加圧ローラの圧接を強弱２段に切り換える突起部材の切換手段の斜視図、及び突起部材の他の実施の形態を示す断面図。 定着装置を備えた他の実施の形態のカラー画像形成装置の構成図。

符号の説明

３０ 定着装置
３０Ａ 外装体
３０Ｂ 両側板
３１ 定着ローラ
３２ 加圧ローラ
３２Ａ 回転軸
３３ 加熱源
３６ 軸受部材
３７ 押圧レバー
３７Ａ 圧接部
３８ 支軸
３９ 圧縮バネ
４０ 排紙手段
４３，５１ 側面扉（開閉部材）
４４，５４ 突起部材
５０ 再搬送ユニット（ＡＤＵ）
５１Ａ 軸受部材
５２ ガイド板
５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃ，５３Ｄ 搬送ローラ
５４ａ，５４ｂ 突起部
５５ 切換手段
５６ 回転軸
５７ 把手
５８ 遮光板
Ａ 画像形成装置
ＰＳ フォトセンサ
Ｓ 記録媒体（用紙）

Claims (3)

1. 定着ローラと、該定着ローラに圧接する加圧ローラと、から構成される熱ローラ方式の定着装置において、
   前記加圧ローラの前記定着ローラに対する圧接荷重を可変にする押圧レバーと、
   前記押圧レバーに係合し突出及び待避可能な突起部材と、
   前記定着装置近傍に設けられた前記突起部材を支持する開閉部材とを備え、
   前記突起部材を突出させた状態で前記開閉部材を閉じたときに、前記突起部材が前記押圧レバーを押圧して、前記圧接荷重を切り換えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記開閉部材は、画像形成装置の側面扉であることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記突起部材は、前記圧接荷重を複数段階に切換え可能であることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。

Images