JP2006030274A - 定着ユニット及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
定着ユニットの小型化を介して、画像形成装置全体の小型化を図ることのできる定着ユニット、及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】
加熱ローラ１１０の長手方向両端を回動可能に支持し、加熱ローラ１１０の加圧ローラ１２０側を開放し、加熱ローラ１１０の加圧ローラ１２０とは逆側を覆うユニットケース１３０を備え、一端側がユニットケース１３０に支持された一対の加圧ローラ支持プレート１５０により加圧ローラ１２０の両端を回動可能に支持することで、加熱ローラ１１０及び加圧ローラ１２０の全体をユニットケースで覆う場合よりも定着ユニットの小型化を図る。
【選択図】 図３

Description

本発明は、記録紙等の記録媒体上に転写されたトナー画像を定着する定着ユニット及び画像形成装置に関する。

レーザプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置においては、レーザダイオード等を含む発光部から射出される光ビームにより、一様に帯電された感光体表面を露光して静電潜像を形成し、静電潜像をトナーにより可視化した後、当該可視像を記録用紙等の記録媒体上に転写することにより、記録媒体上に可視像を形成する。

しかし、単に転写された後の画像は静電気力や分散力により記録媒体に付着しているにすぎず、そのままでは容易に記録媒体から剥がれてしまうため、加熱等の処理により可視像を記録媒体上に固定させる定着処理を行う必要がある。

熱定着を行う定着装置は一般的に加熱ローラ及び加圧ローラを備えており、当該加熱ローラと加圧ローラとの間を記録紙等の記録媒体が通過する際に、加熱により半融・合体したトナー等の現像材が記録媒体中に浸透して定着される。加熱ローラは、内部にハロゲンランプ等の熱源を備えており、当該ハロゲンランプの故障などは画像形成装置としての機能を喪失させる致命的なものであるため、定着装置は取替え容易な構造としておく必要があり、前記加熱ローラや加圧ローラなどを一体とした定着ユニットとして、故障の際に容易に取替えができるようにしている（例えば特許文献１参照）。

特開平８−３０５２０５号公報

一般家庭でプリンタを使用するユーザにとって、例えば本棚等の余り広くないスペースにプリンタを設置することができれば便利であるから、レーザプリンタ等の画像形成装置の小型化の要請は相当に強く、係る画像形成装置の小型化のために定着ユニットも小型化が求められている。

本発明は、係る問題点に鑑みてなされたものであって、より小型化を図ることのできる定着ユニット及び画像形成装置を提供することを目的としている。

上記の問題点を解決するために、本発明に係る定着ユニットは、加熱ローラと、当該加熱ローラと対向して配され、加熱ローラ側へ付勢される加圧ローラと、前記加熱ローラの長手方向両端を回動可能に支持し前記加熱ローラの前記加圧ローラ側を開放し前記加熱ローラの前記加圧ローラとは逆側を覆うユニットケースと、前記ユニットケースの長手方向両側にそれぞれ支持され、前記加圧ローラの端部を回動可能に支持する一対の加圧ローラ支持体とを備えることを特徴としている。

上記本発明に係る定着ユニットでは、少なくとも加圧ローラの一部をユニットケースで覆う必要のない構成としているため、例えば特許文献１に開示された定着ユニットのように加熱ローラ及び加圧ローラの全体をケースで覆う場合よりも小型化が可能であり、定着ユニットの小型化を介して画像形成装置全体の小型化も図ることができる。

なお、前記加熱ローラは前記加圧ローラよりも上側に配され、前記一対の加圧ローラ支持体と前記ユニットケースの長手方向両側とは一対の弾性体により接続され前記一対の弾性体の復元力により前記加圧ローラが前記加熱ローラへ付勢されている構成とすることができるが、これに限定されず、加圧ローラの方を上側に配することもできるし、加圧ローラを付勢する手段も、例えばバネ等の弾性体に限定されず、定着ユニットが装着される画像形成装置側の機構により付勢されるような構成も可能である。なお、前記加圧ローラ支持体の一端側は前記ユニットケースに回動可能に支持され前記加圧ローラ支持体の他端側は前記弾性体を介して前記ユニットケースに接続されている構成とすることができる。

装置の小型化の観点からは、前記加圧ローラは、略全体が前記ユニットケースに覆われることなく露出しているような構成とすることがより好ましい。この場合でも、ユニットケースにより加熱ローラ側を覆うことにより、定着装置の保温上の問題は抑制できる。

ここで、定着ユニットは、前記加圧ユニットを下側にして平面上に静置した場合に、加圧ユニットが前記平面に触れないような構成を有することが好ましい。加圧ローラはシリコーンゴム等の弾性体で構成されることが多く、当該加圧ローラ表面に傷がつくと、記録媒体上の位置により定着強度が変化するなど、定着ムラの原因となる。具体的な構成の一例として、前記ユニットケースは、前記加圧ローラを下側にして平面上に静置した場合、前記加圧ローラが前記平面に触れないように定着ユニットを支持するユニット支持部材を備えることができる。係る構成により、定着ユニットを静置した際に加圧ローラ表面に傷がつくことを防止することができる。

なお、前記一対の加圧ローラ支持体は、前記加圧ローラを下側にして平面上に載置した場合、前記加圧ローラが前記平面に触れないような構成を有することもできる。より具体的には、前記一対の加圧ローラ支持体は、前記加圧ローラの回動軸方向から見た場合に加圧ローラ外周よりも前記回動軸からの距離を長くした部分を有する構成とすることができる。なお、前記一対の加圧ローラ支持体としては、プレート状の部材を備えることができ、支持体の材料としては、金属製とする他、樹脂を成型したものでもよい。

また、前記ユニットケースのシート搬送方向下流側には、先端が前記加熱ローラ表面に押圧されるように付勢された一又は複数の剥離爪が取り付けられていることが好ましい。
ここで、前記剥離爪は、前記ユニットケースに取り付けられる部分に、両端を断面半月状に切り欠いて通過部を形成した回動軸を有し、前記ユニットケースには、前記剥離爪が装着される部分の両側上方に、当該剥離爪の装着後に前記断面半月状の通過部が収納される半円筒状の保持部がそれぞれ設けられ、当該保持部それぞれの下方には、円弧側が下方に向いた状態で前記通過部が通過可能なスペースが設けられ、前記剥離爪が前記ユニットケースに取り付けられるとき、前記通過部が、前記円弧側を下方に向けた状態で前記スペースを通過した後、当該通過部の円弧側が上方を向くように前記回動軸周りに回動して前記保持部に収納される構成とすることが好ましい。

この構成によると、剥離爪の取り付け、取り替えが容易に行える他、剥離爪先端が加熱ローラ表面に当接した状態において断面半月状の通過部が半円筒状の保持部に収納されることで、記録媒体が付勢に反して剥離爪を押圧した場合でも剥離爪の離脱を抑制することができる。付勢方法の一例として、前記回動軸にはバネが巻着されており、当該バネの一端が前記ユニットケース側に係止することで、その弾性力により前記剥離爪先端が前記加熱ローラ表面に向けて付勢される構成とすることができるが、これに限定されず、剥離爪の自重で付勢されるような構成も可能である。

なお、前記ユニットケースのシート搬送方向下流側には、ユニットケース内壁よりも前記加熱ローラ表面に向けて突出した一又は複数の剥離リブが、ユニットケースと一体成型されている構成とすることが好ましい。剥離爪が離脱してしまったような状態でも、記録媒体の材質等によっては充分加熱ローラから記録媒体を剥離させることが可能である他、記録媒体の材質が限定された状況では剥離爪を取り付けないようにすることも可能となり製造コスト削減にも寄与する。

ここで、前記加熱ローラの長手方向端部には加熱ローラを駆動する駆動ギアが前記ユニットケースに覆われて設けられており、前記ユニットケースには、当該駆動ギアに、外部の駆動手段からの駆動力を伝達する第２のギアとの間を歯合させるための開口が設けられており、当該開口は、前記駆動ギアと前記第２のギアとが歯合した際に前記加熱ローラ表面が前記剥離リブに近づくように、前記加熱ローラの回動軸から見て、前記剥離リブとは用紙搬送方向逆側に設けられている構成とすることが好ましい。剥離性能を向上させるためには、加熱ローラと剥離リブとの間の距離は短くすることが好ましいからである。より具体的には、例えば第２のギアを記録媒体搬送方向上流側に設ける構成とすれば、定着ユニットを画像形成装置に装着し、駆動ギアと第２のギアとを歯合させた場合に加熱ローラが剥離リブ側に近づくように構成することができる。

なお、前記ユニットケースは、前記加熱ローラの表面温度を測定するサーミスタを備えるとともに、当該サーミスタへの風を防ぐべく前記ユニットケースから延出して設けられる風防部材が、前記ユニットケースと一体形成されている構成とすることが好ましい。サーミスタに画像形成装置内に設けられた冷却ファン等からの風が当たるとサーミスタによる表面温度の測定精度が悪化するため、サーミスタ近辺に風防部材を設置することが好ましく、当該風防部材を別部材とせずユニットケースと一体形成することで、部品コストを削減することができる。一体形成には風防部材を板状の風防板とすることが好適である。

なお、本発明に係る画像形成装置は、記録媒体にトナー画像を形成する像形成部と、形成されたトナー画像を定着する定着部とを備える画像形成装置において、前記定着部に上記本発明に係る定着ユニットが用いられていることを特徴としている。上記したように、本発明に係る定着ユニットは、ローラ全体をカバーで覆っておらず、小型化が可能となっているため、本発明に係る画像形成装置も小型化が可能となっている。

なお、前記定着部に上記した剥離爪を備える定着ユニットが用いられている場合、画像形成装置本体側に、前記剥離爪先端が記録媒体搬送方向下流側に過剰に移動した場合に剥離爪を当接停止することにより、剥離爪のユニットケースからの離脱を防止する離脱防止部材を備えることが好ましい。剥離爪の離脱を、より確実に防止することができるからである。

具体的な構成の一例として、前記画像形成装置は、前記定着ユニットを通過した記録媒体の搬送方向を当該定着ユニットから見て上方逆向きに反転させるようにした搬送経路を構成するべく前記定着ユニット上方に設けられる複数の略半円板状の内側ガイド部材を備え、前記複数の内側ガイド部材の中で、前記加熱ローラの長手方向において前記剥離爪と略同一位置に存する内側ガイド部材の加熱ローラ側端部が、前記剥離爪と当接可能な位置まで延伸されていることにより、当該内側ガイド部材の加熱ローラ側端部が前記離脱防止部材として機能する構成とすることができる。なお、必ずしも離脱防止部材は内側ガイド部材を兼ねている必要はなく、複数の内側ガイド部材の間に別形状の離脱防止部材を設けることも可能である。

本発明に係る定着ユニット及び画像形成装置によると、定着ユニットの加圧ローラを覆うカバーを設けない構造とすることにより、定着ユニット及び画像形成装置の小型化等を図ることができるという効果がある。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
（１）レーザプリンタの全体構成
図１は、画像形成装置の一例としてのレーザプリンタ１の外観を表す斜視図である。同図のレーザプリンタ１は、上面となるトップカバー１８、及び四つの側面２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ（側面２ｃ及び２ｄは図１では見えない位置にある。）を有する筐体２を備えており、トップカバー１８が筐体２の内方に凹んでシート排出トレイ５２が形成されている。筐体２の下部には、記録紙等の記録媒体を複数枚収納可能な給紙カセット６が、筐体２の正面側側面２ａから挿抜自在に設けられている。なお正面側側面２ａには、記録媒体を個別にセットする手差しトレイ部１１が設けられているとともに、開閉可能なフロントカバー１６が設けられている。

以下、図２を参照して、レーザプリンタ１の構成をさらに詳細に説明する。図２は、側面２ｄ側から見たレーザプリンタ１の概略側断面図である。レーザプリンタ１は、上面のトップカバー１８、正面側側面２ａに設けられるフロントカバー１６、及び背面側側面２ｃに設けられるリアカバー６０等が備えられる筐体２内に、記録媒体としての記録紙等（図中記録媒体搬送路が仮想線Ｐで表されている。）を給紙するための給紙部３や、給紙された記録媒体上に可視像であるトナー画像を形成するプロセスカートリッジ４、記録媒体上に形成されたトナー画像を記録媒体上に定着させる定着ユニット１００、定着ユニット１００を通過した記録媒体を排紙する排紙部２００などを備えている。なお、本明細書では、筐体２の四つの側面２ａ〜２ｄの中で、定着ユニット１００に備えられる定着ローラ（後述）の回転軸に直交する方向前後の側面のうち、定着ユニット１００に近い側の側面（図２の左側側面）を背面側側面２ｃ、逆側を正面側側面２ａとする。

給紙部３は、給紙カセット６と、給紙カセット６内に積層された記録媒体のシート搬送方向先端側（正面側）端部の上方に設けられた給紙ローラ７、８及び給紙パット９とを含む。給紙部３には、給紙カセット６から給紙された記録媒体を反転させてプロセスカートリッジ４の下部へと搬送する記録媒体搬送路である給紙パス１０が形成されており、給紙部３には、給紙パス１０に臨むレジストローラ対１２を備えている。なお、給紙パス１０には、給紙カセット６内の記録媒体の他、手差しトレイ部１１に手差しにてセットされた記録媒体（記録紙等）も給紙されるが、いずれの場合も一旦レジストローラ対１２にて停止した後、プロセスカートリッジ４における画像形成タイミングに合わせてプロセスカートリッジ４の画像形成部へと供給される。

給紙カセット６は、プロセスカートリッジ４及び定着ユニット１００の下部に配され、筐体２の正面側側面から挿抜可能に装着されている。この給紙カセット６内には、用紙押圧板１３及びばね１４が設けられている。用紙押圧板１３は、記録媒体を積層状にスタック可能とされ、給紙ローラ７等から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いる。また、ばね１４は、用紙押圧板１３における給紙ローラ７等に近い方の端部の裏面を、上方向に付勢するように設けられている。そのため、用紙押圧板１３は、記録媒体の積層量が増えるに従って、給紙ローラ７等に対して遠い方の端部を支点として、ばね１４の付勢力に抗して下向きに揺動される。

給紙ローラ８及び給紙パット９は、互いに対向して配設され、給紙パット９の裏側に設けられるばね１５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。用紙押圧板１３上に積層された中で最上位にある記録媒体は、用紙押圧板１３の裏側からばね１４によって給紙ローラ７に当接して押圧されており、当該最上位の記録媒体が給紙ローラ７により給紙され、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が回転することにより、給紙ローラ８及び給紙パット９とで１枚毎に分離されながら、給紙パス１０に向かって給紙される。

給紙カセット６、あるいは手差しトレイ部１１から給紙された記録媒体は、給紙ローラ７等の上方部に配置されたレジストローラ対１２に送られる。レジストローラ対１２は、給紙された記録媒体をレジスト後に、プロセスカートリッジ４内の画像形成位置（感光体ドラム３７と転写ローラ３９との接触位置）へと搬送する。なお、筐体２の正面側側面２ａにはフロントカバー１６が設けられている。フロントカバー１６は筐体２に対して開閉自在に設けられており、フロントカバー１６が開放状態となった際に現れる開口からプロセスカートリッジ４の挿抜交換が可能な構成となっている。

プロセスカートリッジ４の上部に設けられる走査ユニット２６は、不図示のレーザ発光部、高速回転駆動されるポリゴンミラー２９、第１走査レンズ（ｆθレンズ）３０、第２走査レンズ（シリンドリカルレンズ）３１、折り返しミラー３２及び３３などを備えており、レーザ発光部から射出される画像情報に基づいて変調された光ビームを、一点鎖線で示すように、ポリゴンミラー２９、第１走査レンズ３０、折り返しミラー３２、第２走査レンズ３１、折り返しミラー３３の順に通過あるいは反射させて、プロセスカートリッジ４内の感光体ドラム３７の表面上を露光走査させている。

プロセスカートリッジ４は、ドラムカートリッジ３５及び現像カートリッジ３６を含んでいる。ドラムカートリッジ３５内には、感光体ドラム３７、帯電器３８及び転写ローラ３９などを備えている。プロセスカートリッジ４は、前記したように、フロントカバー１６を開放した際の開口から筐体２内部に着脱自在とされている。現像カートリッジ３６は、ドラムカートリッジ３５に対して着脱自在に装着されており、現像ローラ４０、層厚規制ブレード４１、供給ローラ４２、トナーホッパー４３などを備えている。

トナーホッパー４３内のトナーは、回転軸４４により支持されるアジテータ４５の矢印方向への回転により攪拌され、トナーホッパ４３の側部に開口されたトナー供給口４６から放出される。トナー供給口４６の側方位置に前記供給ローラ４２が回転可能に配設されており、また、この供給ローラ４２に対向して、現像ローラ４０が回転可能に配されている。なお、供給ローラ４２と現像ローラ４０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。

現像ローラ４０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、矢印方向（反時計方向）に回転駆動される。なお、現像ローラ４０には、現像バイアスが印加されるように構成されている。また、現像ローラ４０の近傍には、層厚規制ブレード４１が配されている。この層厚規制ブレード４１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を備えており、現像ローラ４０の近くにおいて現像カートリッジ３６に支持されて、押圧部がブレード本体の弾性力によって現像ローラ４０上に圧接されるように構成されている。

トナー供給口４６から放出されるトナーは、供給ローラ４２の回転により、現像ローラ４０に供給され、この時、供給ローラ４２と現像ローラ４０との間で正に摩擦帯電され、さらに、現像ローラ４０上に供給されたトナーは、現像ローラ４０の回転に伴って、層厚規制ブレード４１の押圧部と現像ローラ４０との間に進入し、一定厚さの薄層として現像ローラ４０上に担持される。

感光体ドラム３７は、現像ローラ４０の側方位置において、その現像ローラ４０と対向するような状態で、ドラムカートリッジ３５において、矢印方向（時計方向）に回転可能に支持されている。この感光体ドラム３７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いる。

帯電器３８は、感光体ドラム３７の左斜め方向上方に、所定間隔を隔てて対向配置されている。この帯電器３８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、感光体ドラム３７の表面を一様に正極性に帯電させるように構成されている。

転写ローラ３９は、感光体ドラム３７の下方において、感光体ドラム３７に対向配置され、ドラムカートリッジ３５に矢印方向（反時計方向）に回転可能に支持されている。この転写ローラ３９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、転写バイアスが印加されるように構成されている。

感光体ドラム３７の表面は、当該感光体ドラム３７の回転に伴ない、まず、帯電器３８によって一様に正極性に帯電される。次いで、走査ユニット２６からのレーザビームにより露光されて静電潜像が形成される。その後、現像ローラ４０と対向し、現像ローラ４０上に担持されかつ正帯電されているトナーが感光体ドラム３７に対向して接触する時に、現像ローラ４０に印加される現像バイアスにより、感光体ドラム３７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体ドラム３７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トナー画像が形成される（反転現像）。

その後、感光体ドラム３７の表面上に担持されたトナー画像は、記録媒体が感光体ドラム３７と転写ローラ３９との間を通る間に、転写ローラ３９に印加される転写バイアスによって、記録媒体に転写される。
定着ユニット１００は、給紙カセット６の上部、プロセスカートリッジ４の側方であって、プロセスカートリッジ４よりも記録媒体搬送方向下流側に配設される。定着ユニット１００は、定着ローラとして、内部にヒータを備える加熱ローラ１１０、加熱ローラ１１０と対向して設けられ加熱ローラを押圧するように付勢された加圧ローラ１２０を備えている。

定着ユニット１００においては、プロセスカートリッジ４において記録媒体上に転写された可視像であるトナー画像を、当該記録媒体が加熱ローラ１１０と加圧ローラ１２０との間を通過する間に熱定着させ、その後、記録媒体を排紙部２００に形成される記録媒体搬送路である排紙パス５０へと送出するようにしている。

排紙部２００は、排紙パス５０を構成する内側ガイド部材５１と外側ガイド部材６２、記録媒体をトップカバー１８に設けられたシート排出トレイ５２上へと排出する排出口に設けられる排紙ローラ対のうち、下側の排紙ローラ５３、上側の排紙ローラ５５、さらにシート排出トレイ５２の一部を構成する部分を備えたトレイ部材５４を含んでいる。排紙パス５０を構成する外側ガイド部材６２は、筐体２の背面側側面に設けられるリアカバー６０の開閉と連動するように構成されており、ヒンジ６１を介して揺動自在に取り付けられたリアカバー６０を開放状態とした場合に、それに連動して外側ガイド部材６２上部が背面側へと揺動する。このようにして、リアカバー６０の開放により、筐体２の背面側側面２ｃに形成される開口から排紙パス５０が臨むように構成されている。

シート排出トレイ５２は、平面視略矩形板状をなし、背面側端部が筐体２内部へと凹んで凹部が形成されるとともに、背面側端部から正面側へ向けて徐々に上方に傾斜する構成となっている。本実施の形態では、シート排出トレイ５２の背面側端部から徐々に上方へと傾斜する途中部分までがトレイ部材５４により構成されており、トレイ部材５４の正面側（記録媒体搬送方向先端側）先端部の上面が、トップカバー１８のトレイ部材５４側端部の下面と当接するように構成している。

定着ユニット１００を通過し、排紙パス５０へと送られた記録媒体は、内側ガイド部材５１及び外側ガイド部材６２により用紙進行方向が上方逆向きに反転されて、排紙ローラ対へと送られ、当該排紙ローラ対（５３及び５５）を介して、シート排出トレイ５２上に正面側に向かって排紙される。

（２）定着ユニット１００の詳細構成
次に本実施の形態の定着ユニット１００の構成について詳細に説明する。図３は、定着ユニット１００の構成について説明するための斜視図である。なお、同図では説明のため、ユニットケース１３０の端部を切断している。

本実施の形態の定着ユニット１００は、内部にハロゲンランプ１１１等の加熱手段（ヒータ）を備える加熱ローラ１１０と、加熱ローラ１１０に対向して設けられ、加熱ローラ１１０の下方から加熱ローラ１１０表面を押圧する加圧ローラ１２０とを備えている。

加熱ローラ１１０は金属筒状をなし、例えばハロゲンランプからなるヒータ１１１を内装しており、そのヒータによって加熱されるように構成されている。加熱ローラ１１０の両端はプラスチックから成る軸受け１１３（図３には一方のみ図示）で塞がれている。また、加圧ローラ１２０は、この加熱ローラ１１０を押圧した状態で、加熱ローラ１１０に従動して回転される。

そして、加熱ローラ１１０の上部がポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の樹脂を成型したユニットケース１３０により覆われているとともに、加圧ローラ１２０側はユニットケース１３０に覆われることなく開放された構成となっており、これによって、定着ユニット１００の小型化を介して画像形成装置全体の小型化を図る構成となっている。加圧ローラ１２０は、シリコーンゴム等の弾性体表面にＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）フィルムが巻着されたものであり、その一端の支持部１４０がユニットケース１３０に設けられた支持軸１３１と掛合し、ユニットケース１３０に対して回動可能に支持された加圧ローラ支持体としての支持プレート１５０に回動可能に軸支されている。支持プレート１５０には、加圧ローラ１２０の回動軸１２１から見て支持部１４０とは反対側（記録媒体搬送方向先端側）において、一端がユニットケース１３０に係止した弾性体としてのバネ１６０が係止している。

加圧ローラ１２０は、バネ１６０の復元力により加熱ローラ１１０側へ付勢されており、このため、加圧ローラ１２０の下部に付勢手段を設ける必要がなく、加圧ローラ１２０をユニットケース１３０にて覆う必要がなくなっている。
さらに、支持プレート１５０の記録媒体搬送方向先端側に取っ手１７０が設けられている。ユーザは、定着ユニット１００で紙詰まり等が発生した場合に、リアカバー６０を開放状態として取っ手１７０を押し下げることにより、容易に対応することができる。

本実施の形態の支持プレート１５０には、加圧ローラ１２０の回動軸１２１方向から見て加圧ローラ１２０の下方側（加熱ローラ１１０と逆側）に、加圧ローラ１２０の外周よりも加圧ローラ１２０の回動軸１２１からの距離を長くした部分が存在する。図４は定着ユニット１００を、側面のカバーを除いて加圧ローラ１２０の回動軸１２１方向から見た一部断面図である。同図に示されるように、支持プレート１５０の下方は略円弧を形成しており、支持プレート１５０の側を下に向けて定着ユニット１００を平面上に載置した場合、一対の支持プレート１５０の下方円弧部１５０ａが載置された平面と接することにより、加圧ローラ１２０の表面が平面に触れないように構成されている。

加圧ローラ１２０はＰＴＦＥチューブに棒状のシリコーンゴム等の弾性体が挿入されて構成されており、当該加圧ローラ１２０の表面に傷がつくと、当該傷部分において定着強度が異なり、定着ムラの原因となる。前記した通り、本実施の形態では加圧ローラ１２０の下方をカバーで覆わないようにすることで、定着ユニット１００の小型化を図っているが、保守の際などには、定着ユニット１００を取り外して作業台等に載置する必要がある。この際、保守作業の内容上、常に加圧ローラ１２０表面を上側に向けて載置できない場合も考えられるところ、上記のような構成で加圧ローラ１２０の表面に傷がつくことを防止するようにしたものである。なお、本実施の形態では支持プレート１５０の構成を工夫することで加圧ローラ１２０表面の保護を図っているが、ユニットケース１３０から支持部材を延出させて設けることによっても加圧ローラ１２０表面が平面に触れることを防止することができる。

（３）剥離爪の詳細構成
次に、本実施の形態の定着ユニット１００に設けられている剥離爪について説明する。定着ユニット１００には、加熱ローラ１１０と加圧ローラ１２０との間を通過した記録紙等の記録媒体が、そのまま加熱ローラ１１０に付着してユニットケース１３０内に巻き込まれるといった事態の防止のため、記録媒体を加熱ローラ１１０から剥離させる剥離爪が設けられている。

しかしながら、剥離爪の先端は通常加熱ローラ表面に当接しており、部品の寿命が短いため、比較的頻繁に交換等の必要が生じる他、搬送される記録媒体によって剥離爪先端が押圧され、意図せず定着ユニットから離脱しやすいといった種々の問題点がある。本実施の形態では、剥離爪の取り付け方法に工夫を凝らす他、ユニットケース１３０に剥離リブを形成することにより、上記のような問題点を解決しようとしている。

図５は、本実施の形態の定着ユニット１００を記録媒体搬送方向先端側から見た斜視図である。同図に示されるように、ユニットケース１３０において加熱ローラ１１０の回動軸方向４箇所に剥離爪設置用の溝部３４２ａ、３４２ｂ、３４２ｃ、３４２ｄが設けられており、溝部のそれぞれに剥離爪３４０ａ、３４０ｂ、３４０ｃ及び３４０ｄが設けられている。

なお、３０１ａ及び３０１ｂは定着ユニット１００を筐体２内部に装着する際のネジ孔であり、３０２は、加熱ローラ１１０に設けられた駆動ギア１１５（図１１参照）と定着ユニット外部に設けられた駆動用モータ等から駆動力を伝達する駆動力伝達ギア（不図示）とを歯合させるための開口である。

以下、まず剥離爪３４０ａ等（四つの剥離爪はいずれも同様の構造を有するので、以下、ａ〜ｄの添え字を省略して単に「剥離爪３４０」ともいう。）の構成について説明する。図６は、溝部３４２に剥離爪３４０を装着した状態を示す斜視図である。剥離爪３４０の先端部３６５は、剥離爪３４０に設けられた回動軸３６１に巻回されたバネ３６３の弾性力により加熱ローラ１１０表面へと押圧された状態で当接される。

図７は、ユニットケース１３０側において剥離爪３４０を装着する装着部の構成を示す斜視図である。当該装着部には、剥離爪３４０の回動軸両端が保持される半円筒状の保持部３５１（同図には一方のみ図示される）が設けられている。一方、図８の剥離爪３４０の斜視図に示されるように、剥離爪３４０の回動軸３６１の両端には、断面半月状に切り欠かれた通過部３６２が設けられている。ユニットケース１３０側の保持部３５１の下方には、剥離爪３４０の装着時に、剥離爪３４０の回動軸３６１両端の通過部３６２が通過する通過スペース３５２が空けられている。

図９は、剥離爪３４０を定着ユニット１００に装着する際の状態を示す斜視図である。剥離爪３４０の装着に際しては、通過部３６２の円弧側を下方に向けて、保持部３５１下方の通過スペース３５２を通過させる。その後、剥離爪３４０を回動軸３６１周りに矢印Ｘ方向に回動させることで剥離爪３４０が溝部３４２内に設置される。その後、さらに、バネ３６３の一端を例えばユニットケース１３０の所定の位置に係止させることにより、バネ３６３の弾性力により剥離爪３４０の先端３６５が加熱ローラ１１０表面に押圧当接されるように構成することができる。

上記のような構成により、剥離爪３４０を装着した後は断面半月状の通過部３６２が保持部３５１により保持される構成となり、記録媒体先端が剥離爪先端部３６５に引っ掛かったような場合でも、断面半月状の通過部３６２がほぼ完全に反転しないと回動軸３６１が保持部３５１から離脱することがない。

なお、本実施の形態では前記したトレイ部材５４及び内側ガイド部材５１とを一体的に形成した部材（以下、本実施の形態において単に「内側ガイド部材５１」という。）に、溝部３４２ａ等をカバーする部材を設けることによっても記録媒体先端が剥離爪３４０に引っ掛かることによる剥離爪３４０の離脱を防止する構成としている。

（４）剥離リブの構成
本実施の形態においては、上記した剥離爪３４０に加えて、ユニットケース１３０の４箇所に剥離リブ３７１ａ〜３７１ｄ（図３参照、但し図３には３７１ａは不図示）が設けられている。次に、剥離リブ３７１ａ等（四つの剥離リブはいずれも同様の構造を有するので、以下、ａ〜ｄの添え字を省略して単に「剥離リブ３７１」等ともいう。）の構成について説明する。

図１０は、ユニットケース１３０を、加熱ローラ１１０等を取り外した状態で加熱ローラ１１０の側から見た図である。ユニットケース１３０には、筐体２内に設置された際には定着ユニット１００の上方に位置する平面視略矩形状の底面１３５、及び当該底面１３５の四辺それぞれを加熱ローラ１１０側へと立ち上げた四つの側方壁面１３６ａ、１３６ｂ、１３６ｃ、１３６ｄが形成され、略角皿形状の内部空間内に加熱ローラ１１０が装着される構成を有している。加熱ローラ１１０両端の軸受け１１３はケース両端の保持部３６０ａ及び３６０ｂに保持される。同図においては剥離爪３４０等は溝部３４２等から取り外されている。以下、同図を参照しながらユニットケース１３０の構成について詳細に説明する。

ユニットケース１３０には加熱ローラ１１０の表面温度を測定するサーミスタ（不図示）への風を防ぐ板状の風防部材３７３が側方壁面１３６ｃと略平行にユニットケース１３０と射出成型により一体成型されている。また、加熱ローラ１１０の異常な温度上昇を防止すべく設けられる温度ヒューズ（不図示）と加熱ローラ１１０との間を絶縁する温度ヒューズカバー３７５が、側方壁面１３６ｃから延出される略板状部材として、これもユニットケース１３０と射出成型により一体成型されている。

温度ヒューズカバー３７５より底面１３５側に温度ヒューズが装着され、当該温度ヒューズ両端に設けられる一対のリード部のそれぞれがネジ３７８ａ及び３７８ｂにより電源供給ラインに締着される。温度ヒューズカバー３７５の、側方壁面１３６ｃと平行な方向の両端と底面１３５との間には支持部材３７９ａ及び３７９ｂが、やはりユニットケース１３０と射出成型により一体成型され、板状の温度ヒューズカバー３７５が加熱ローラ１１０の熱等により変形（反り等）することを抑制している。なお、温度ヒューズカバー３７５表面には、熱硬化性樹脂（例えばポリイミド等）から成るテープが貼付されており、加熱ローラ１１０の温度が異常に上昇した場合でもテープが溶融することがないので、温度ヒューズが加熱ローラ１１０と接触することを防止することができる。

電源供給ラインにはサーモスタット３８０が配されており、当該サーモスタット３８０の作用によっても加熱ローラ１１０の異常な温度上昇が防止される。なお、本実施の形態では、サーモスタット３８０は加熱ローラ１１０の表面温度約４００℃で電源供給を遮断するように設定されており、温度ヒューズは約５００〜６００℃で電源供給を遮断するように調整されている。従って温度ヒューズは、特にサーモスタット３８０に異常が発生した場合に有効に作用する。

剥離リブ３７１ａ〜３７１ｄは、記録媒体搬送方向下流側の側方壁面１３６ａから加熱ローラ１１０方向に突出して４箇所設けられている。剥離リブ３７１を設ける位置、剥離リブ３７１の数は特に限定されないが、例えば本実施の形態の例のように、通過する記録媒体のサイズ（Ａ４、レターサイズ等）に合わせて設けることが考えられる。剥離リブ３７１ａ〜３７１ｄに対応して設けられる孔部３７２ａ〜３７２ｄは、ユニットケース１３０を、樹脂による射出成型にて剥離リブ３７１ａ等と一体成型した後に金型を取り外すためのものであり、このような孔部３７２ａ等を設ける場合、ユニットケース１３０の強度維持のため、設けられる剥離リブの数は適切な数に設定される。

このような剥離リブ３７１を設けることにより、剥離爪３４０に異常が生じた場合でも記録媒体の剥離性能をある程度確保することができる他、記録媒体の材質を限定すれば剥離爪３４０を設けないようにして製造コストの削減を図ることもできる。なお、図１０に示されるユニットケース１３０の側面２ｄ側端部には、加熱ローラ１１０の駆動ギアが、不図示の駆動モータ等から駆動力が伝達されるギアと歯合されるための開口３０２が設けられている。次に当該開口３０２について説明する。

図１１は、加熱ローラ１１０の側面２ｄ側端部に設けられる駆動ギア１１５が、開口３０２から臨んでいる様子を示す斜視図である。また、図１２は、駆動ギア１１５の駆動について説明するための図であり、ユニットケース１３０及び加熱ローラ１１０を筐体２の側面２ｂ側から見て表した模式図である。図１２に示されるように、開口３０２から臨む駆動ギア１１５は、不図示の駆動モータ等から駆動力が伝達されるギア４００と開口３０２を介して歯合する。ここで、開口３０２は、加熱ローラ１１０の中心軸１１２（この中心軸１１２は仮想的なものであって、物理的に軸を構成する部材が設けられているわけではない。）から見て剥離リブ３７１（図示されているのは剥離リブ３７１ｄ）と逆側に設けられている。このような位置に開口３０２を設けることにより、定着ユニット１００を筐体２内に装着した際、ギア４００による押圧で加熱ローラ１１０表面が剥離リブ３７１に、より接近することになり、剥離リブ３７１による剥離性能の向上に寄与する。

最後に前記した内側ガイド部材５１の構造について説明する。図１３は、内側ガイド部材５１の構成を示す斜視図である。図２の断面図にも示されるように、トレイ部材５４はシート排出トレイ５２の筐体２内へと凹んで形成される凹部の一部を構成する。本実施の形態では、トレイ部材５４は、定着ユニット１００を通過した記録紙等の記録媒体の搬送方向をシート排出トレイ５２側へと反転させる内側ガイド部材５１、排紙ローラ５３と一体的に形成されている。

本実施の形態では、内側ガイド部材５１に加えて、前記した剥離爪３４０の定着ユニット１００からの離脱を防止する離脱防止部材３４３ａ〜３４３ｄを設けている。離脱防止部材３４３ａ等は、ネジ５６ａ及び５６ｂにより内側ガイド部材５１を筐体２内部に装着した際、それぞれ溝部３４２ａ等の内部に一部が位置するように設けられている。このような離脱防止部材３４３ａ等を設けると、剥離爪３４０ａ等が記録媒体先端に押圧されて過剰に回動した場合でも離脱防止部材３４３ａ等と当接して停止することになり、剥離爪３４０ａ等の離脱が防止される。なお、離脱防止部材３４３ａ等は内側ガイド部材５１と別形状で、複数の内側ガイド部材５１の間に別個に設けてもよいし、内側ガイド部材５１の位置を溝部３４２ａ等と合致させ、内側ガイド部材５１自体を下方に延出させるような構成でも構わない。

上記の構成では、内側ガイド部材５１を筐体２から取り外せば、定着ユニット１００を筐体２から取り出すことなく剥離爪３４０の交換を行うことが可能である。なお、本実施の形態では、シート排出トレイ５２の一部を構成するトレイ部材５４と、内側ガイド部材５１とを一体的に形成するようにしているが、これらは別体として構成することも可能である。

（変形例）
以上、本発明の種々の実施の形態について説明したが、本発明の内容が上記実施の形態において説明された具体例に限定されないことは勿論であり、例えば、以下のような変形例を実施することができる。

（１）上記実施の形態では、リアカバー６０と外側ガイド部材６２とを別体として構成し、リアカバー６０の開放と連動して外側ガイド部材６２も背面側へと移動する構成としたが、外側ガイド部材６２はリアカバー６０と一体成型とすることもできる。

（２）上記実施の形態では、支持部材３７９ａ及び３７９ｂをユニットケース１３０と一体成型したが、温度ヒューズカバー３７５の反り等の変形を防止する目的のためには、必ずしもユニットケース１３０と一体成型する必要はなく、両者を別部材で構成してもよい。両者の固定方法も特に限定されず、例えばネジで締着する構成としてもよいし、その他の方法でもよい。

（３）上記実施の形態では、加熱ローラ１１０を加圧ローラ１２０の上方に配し、バネ１６０の復元力により加圧ローラ１２０を加熱ローラ１１０側へ付勢する構成としたが、定着ユニット１００の構成もこれに限定されず、加圧ローラ１２０を上方に配してもよいし、レーザプリンタ１側に設けられた機構により加圧ローラ１２０を加熱ローラ１１０側へ付勢するような構成も考えられる。

（４）上記実施の形態では、剥離爪３４０の先端部３６５がバネ３６３の弾性力により加熱ローラ１１０表面へと押圧当接される構成としたが、剥離爪先端部３６５を加熱ローラ１１０表面へ押圧する構成もこれに限定されず、例えば剥離爪３４０の自重で押圧されるような構成も可能である。

（５）上記実施の形態では、離脱防止部材３４３ａ等を複数の内側ガイド部材５１の間に設けるようにしたが、剥離爪３４０の離脱を防止する部材をレーザプリンタ１側に設けるに際して設置位置は特に限定されない。記録媒体搬送経路の形態によっては、例えばリアカバー等と一体に設けることが可能な場合も考えられるし、シート排出トレイから延出させて設けることが可能な場合も考えられる。

本発明は、例えば、記録紙等の記録媒体上に転写されたトナー画像を定着ユニットにて定着させる画像形成装置、及び当該画像形成装置に備えられる定着ユニット等に適用することができる。

本発明の一適用対象である画像形成装置の一例としてのレーザプリンタの外観を表す斜視図である。 レーザプリンタ１の概略側断面図である。 定着ユニット１００の構成について説明するための斜視図である。 定着ユニット１００を側面から見た図である。 定着ユニット１００を記録媒体搬送方向先端側から見た斜視図である。 溝部３４２に剥離爪３４０を装着した状態を示す斜視図である。 ユニットケース１３０側において剥離爪３４０を装着する装着部の構成を示す斜視図である。 剥離爪３４０の拡大斜視図である。 剥離爪３４０を定着ユニット１００に装着する際の状態を示す斜視図である。 ユニットケース１３０を、加熱ローラ１１０等を取り外した状態で加熱ローラ１１０の側から見た平面図である。 加熱ローラ１１０の側面２ｄ側端部に設けられる駆動ギア１１５が、開口３０２から臨んでいる様子を示す図である。 駆動ギア１１５の駆動について説明するための図であり、ユニットケース１３０及び加熱ローラ１１０を筐体２の側面２ｂ側から見て表した模式図である。 内側ガイド部材５１の構成の一例を示す斜視図である。

符号の説明

２ 筐体
１６ フロントカバー
１８ トップカバー
５１ 内側ガイド部材
５４ トレイ部材
６０ リアカバー
６２ 外側ガイド部材
１００ 定着ユニット
１１０ 加熱ローラ
１１１ ヒータ
１１３ 軸受け
１１５ 駆動ギア
１２０ 加圧ローラ
１２１ 回動軸
１３０ ユニットケース
１３１ 支持軸
１３５ 底面
１３６ａ〜ｄ 側方壁面
１４０ 支持部
１５０ 支持プレート
１５０ａ 円弧部
１６０ バネ
１７０ 取っ手
２００ 排紙部
３０２ 駆動ギア歯合用開口
３４０ａ〜ｄ 剥離爪
３４２ａ〜ｄ 溝部
３４３ａ〜ｄ 離脱防止部材
３５１ 保持部
３５２ 通過スペース
３６１ 回動軸
３６２ 通過部
３６３ バネ
３６５ 剥離爪先端部
３７１ａ〜ｄ 剥離リブ
３７３ サーミスタ用風防部材
４００ 駆動力伝達ギア

Claims (16)

1. 加熱ローラと、
   当該加熱ローラと対向して配され、加熱ローラ側へ付勢される加圧ローラと、
   前記加熱ローラの長手方向両端を回動可能に支持し前記加熱ローラの前記加圧ローラ側を開放し前記加熱ローラの前記加圧ローラとは逆側を覆うユニットケースと、
   前記ユニットケースの長手方向両側にそれぞれ支持され、前記加圧ローラの端部を回動可能に支持する一対の加圧ローラ支持体とを備える
   ことを特徴とする定着ユニット。
2. 前記加熱ローラは前記加圧ローラよりも上側に配され、
   前記一対の加圧ローラ支持体と前記ユニットケースの長手方向両側とは一対の弾性体により接続され前記一対の弾性体の復元力により前記加圧ローラが前記加熱ローラへ付勢されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の定着ユニット。
3. 前記加圧ローラ支持体の一端側は前記ユニットケースに回動可能に支持され前記加圧ローラ支持体の他端側は前記弾性体を介して前記ユニットケースに接続されている
   ことを特徴とする請求項２に記載の定着ユニット。
4. 前記加圧ローラは、
   略全体が前記ユニットケースに覆われることなく露出している
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の定着ユニット。
5. 前記一対の加圧ローラ支持体は、
   前記加圧ローラを下側にして平面上に載置した場合、前記加圧ローラが前記平面に触れないような構成を有する
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の定着ユニット。
6. 前記一対の加圧ローラ支持体は、
   前記加圧ローラの回動軸方向から見た場合に加圧ローラ外周よりも前記回動軸からの距離を長くした部分を有する
   ことを特徴とする請求項５に記載の定着ユニット。
7. 前記ユニットケースは、
   前記加圧ローラを下側にして平面上に静置した場合、前記加圧ローラが前記平面に触れないように定着ユニットを支持するユニット支持部材を備える
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の定着ユニット。
8. 前記ユニットケースのシート搬送方向下流側には、
   先端が前記加熱ローラ表面に押圧されるように付勢された一又は複数の剥離爪が取り付けられている
   ことを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の定着ユニット。
9. 前記剥離爪は、前記ユニットケースに取り付けられる部分に、両端を断面半月状に切り欠いて通過部を形成した回動軸を有し、
   前記ユニットケースには、
   前記剥離爪が装着される部分の両側上方に、当該剥離爪の装着後に前記断面半月状の通過部が収納される半円筒状の保持部がそれぞれ設けられ、
   当該保持部それぞれの下方には、円弧側が下方に向いた状態で前記通過部が通過可能なスペースが設けられ、
   前記剥離爪が前記ユニットケースに取り付けられるとき、前記通過部が、前記円弧側を下方に向けた状態で前記スペースを通過した後、当該通過部の円弧側が上方を向くように前記回動軸周りに回動して前記保持部に収納される
   ことを特徴とする請求項８に記載の定着ユニット。
10. 前記回動軸にはバネが巻着されており、当該バネの一端が前記ユニットケース側に係止することで、その弾性力により前記剥離爪先端が前記加熱ローラ表面に向けて付勢される
    ことを特徴とする請求項９に記載の定着ユニット。
11. 前記ユニットケースのシート搬送方向下流側には、
    ユニットケース内壁よりも前記加熱ローラ表面に向けて突出した一又は複数の剥離リブが、ユニットケースと一体成型されている
    ことを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の定着ユニット。
12. 前記加熱ローラの長手方向端部には加熱ローラを駆動する駆動ギアが前記ユニットケースに覆われて設けられており、
    前記ユニットケースには、当該駆動ギアに、外部の駆動手段からの駆動力を伝達する第２のギアとの間を歯合させるための開口が設けられており、
    当該開口は、前記駆動ギアと前記第２のギアとが歯合した際に前記加熱ローラ表面が前記剥離リブに近づくように、前記加熱ローラの回動軸から見て、前記剥離リブとは用紙搬送方向逆側に設けられている
    ことを特徴とする請求項１１に記載の定着ユニット。
13. 前記ユニットケースは、
    前記加熱ローラの表面温度を測定するサーミスタを備えるとともに、
    当該サーミスタへの風を防ぐべく前記ユニットケースから延出して設けられる風防部材が、前記ユニットケースと一体形成されている
    ことを特徴とする請求項１から１２のいずれかに記載の定着ユニット。
14. 記録媒体にトナー画像を形成する像形成部と、
    形成されたトナー画像を定着する定着部とを備える画像形成装置において、
    前記定着部に請求項１から１３のいずれかに記載の定着ユニットが用いられている
    ことを特徴とする画像形成装置。
15. 前記定着部に請求項８から１０のいずれかに記載の定着ユニットが用いられており、
    前記画像形成装置本体側に、前記剥離爪先端が記録媒体搬送方向下流側に過剰に移動した場合に剥離爪を当接停止することにより、剥離爪のユニットケースからの離脱を防止する離脱防止部材を備える
    ことを特徴とする請求項１４に記載の画像形成装置。
16. 前記画像形成装置は、
    前記定着ユニットを通過した記録媒体の搬送方向を当該定着ユニットから見て上方逆向きに反転させるようにした搬送経路を構成するべく前記定着ユニット上方に設けられる複数の略半円板状の内側ガイド部材を備え、
    前記複数の内側ガイド部材の中で、前記加熱ローラの長手方向において前記剥離爪と略同一位置に存する内側ガイド部材の加熱ローラ側端部が、前記剥離爪と当接可能な位置まで延伸されていることにより、当該内側ガイド部材の加熱ローラ側端部が前記離脱防止部材として機能する
    ことを特徴とする請求項１５に記載の画像形成装置。

Images