JP2008009322A

JP2008009322A - 定着装置

Info

Publication number: JP2008009322A
Application number: JP2006182284A
Authority: JP
Inventors: Kenji Matsuzaka; 賢治松坂
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2006-06-30
Filing date: 2006-06-30
Publication date: 2008-01-17

Abstract

【課題】加圧機構に梃子部材として設けた加圧板の精度を必要最小限に構成することでコストを抑え、圧接位置にて加熱ユニットに捩りなどのモーメントによる内部応力を発生させず損傷を有効に防止できる定着装置を提供する。
【解決手段】ジャム処理時のドア開動作に連動して同方向に圧解除レバー１１５が回動し、カム部１１５ａもまた回転して加圧板１４を持ち上げる。加圧板１４は装置フレーム１３の取付孔を梃子の支点にして回動し、加熱ユニット１１に付与されている定着ニップ圧を緩和させる。加圧板１４は、カートリッジドアの開閉動作に干渉して邪魔にならないよう軸長手方向に適度な遊びによる自由度をもっている。カートリッジドアが開かれると、加圧板１４はそのラフな自由状態でもってカートリッジドア開き動作の妨げにならず、定着ニップ圧を解除して圧解除位置に呼び込まれ、規制されて高精度に位置決め固定される。
【選択図】図５

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ装置、レーザビームプリンタ、そして多機能複写機（複合機）などの画像形成装置に装備される定着装置に関し、さらに詳しくは、ジャム処理が容易にできるよう定着ニップ圧を解除する圧解除機構に関するものである。

画像形成装置の一例を図１１に示す。給送トレイ１にセットされた被記録紙などシートＰが、駆動モータ２の回転動力を受けた給送ローラ３の回転によって分離パッド４で分離して給送される。シートＰは搬送ローラ対５を経て像担持体であるプロセスカートリッジ７内の感光体ドラム８とこれに対向する転写ローラ９との間の転写ニップ部に送り込まれる。その一方では画像を書き込むイメージスキャナ６によって読み取って書き込まれた画像に基づき、感光体ドラム８上に形成されている静電潜像を現像剤（トナー）を用いてトナー像を形成する。感光体ドラム８上のトナー像は、転写ローラ９との間の転写ニップ部に送り込まれてきたシートＰ上に転写される。この転写されたトナー像は未定着であるため、シートＰは図１２に示す次処理の定着装置へと搬送される。

定着装置では、定着ヒータを内蔵するフィルムガイドユニット（以下、「加熱ユニット」という）１１と加圧ローラ１０との間の定着ニップ部にてシートＰ上の未定着トナー像を加熱して永久定着し、排出ローラ１２によって排出する。装置はシート搬送方向に直交するシート幅方向の両端に圧解除レバー１５が装置フレーム１３に回動可能に軸支され、その回動によって加圧板１４を持ち上げる動作するカム部１５ａを備えている。定着ガイド１７は搬送されてきたシートＰを定着ニップ部に導き、定着を終えたシートＰは排出ガイド１８に案内されて排出ローラ１２にむかう。加圧板１４はその先端部を装置フレーム１３に設けた取付孔１３ａに回動可能に係合させており、加圧ばね１６のばね力を増加させる。加圧ばね１６は、加熱ユニット１１を押圧付勢することで加圧ローラ１０との間の定着ニップ部にかなり強力なニップ圧を付与する。

ところで、搬送中のシートＰに紙詰まり（ジャム）が発生し、ジャムしたシートＰが定着ニップ部に跨った状態で停止することがある。その場合、強いニップ圧に打ち勝って定着ニップ部をこじ開けてジャムのシートＰを取り除かなければならない。その取り除き作業はかなりの負担になることから、上記圧解除レバー１５などで構成される圧解除機構を設け、それを作動させて定着ニップ圧を緩め、ジャム処理が容易に行えるようにしている。

図１３および図１４に示すように、圧解除機構の圧解除レバー１５の先端部はカートリッジドア１９の開閉動作に連動するようになっている。そのとき圧解除レバー１５に備わるカム部１５ａは圧解除前の状態では加圧板１４に接触しておらず、加圧板１４による加圧力に関与していない。その状態からカートリッジドア１９が開かれると、図１５および図１６に示すように、カートリッジドア１９に連動して圧解除レバー１５が同方向に回動する。圧解除レバー１５と一体にカム部１５ａが回転し、加圧板１４を持ち上げる方向に力が働く。加圧板１４は装置フレーム１３の取付孔１３ａを支点にして図示方向に回動し、加熱ユニット１１に対して付与している加圧力を緩め、それによって定着ニップ圧を減少させて緩める。

ちなみに、定着ニップ部における加圧力は、たとえば１０ｋｇｆを超えるニップ圧力を働かせている。それを解除させるには大きな力を要するから、加熱ユニット１１に対する加圧力の付与を「梃子（てこ）の原理」の利用で加圧板１４に働かせ、加圧ばね１６で付勢する。加圧板１４の梃子を利かせて加圧力を倍加し、定着圧の解除動作を行うカム部１５ａを加圧ばね１６の近傍に配置している。それによって、軽力で定着圧を解除できるようにして操作時の労力負担を軽減し、操作性を向上させている。以上に関連する技術として先に本出願人によって提案された画像形成装置がある（たとえば、特許文献１参照）。

特開２００５−７７６１５号公報

上記特許文献１に開示された定着装置の圧解除機構、そして図１１〜図１６で示された圧解除機構には解決すべき次の問題点がある。図１１〜図１６で示した部材で説明する。

前述のように、加熱ユニット１１の両端に配置した両側の加圧板１４それぞれに梃子の力を働かせ、加熱ユニット１１を加圧ローラ１０に押し付けて圧接させて所要の定着ニップ圧を得るとともに、ジャム処理に臨んではその定着ニップ圧を解除する。その場合、特に問題となるのは加熱ユニット１１を加圧ローラ１０に押し付けて圧接させるときの不具合である。左右両側の加圧板１４に部品精度や位置決め精度が原因でそれぞれの梃子力にアンバランスが生じ、その状態で加熱ユニット１１に梃子力を効かすと捩りによるモーメントが働く。捩られて加圧ローラ１０に押し付けられる加熱ユニット１１には内部応力が発生し、ユニット内部に装着されているヒータ部材などに損傷を与えてしまうことがある。

ところで、加圧板１４に要求される精度としては、加圧ローラ１０との間で所要の定着ニップ圧が得られる圧接位置まで加熱ユニット１１を正確に平行移動させるだけの精度を確保できることである。極論すれば、加圧板１４が圧解除位置に位置しているときは格別高精度な位置決めは不要であり、また加熱ユニット１１を圧接位置まで押圧して平行移動させる動作途中においても高精度に動作させる必要はない。すなわち、ラフな状態で圧解除位置から加圧板１４が動作を開始し、圧接位置に向かう途中の動作も高精度に規制せず、最終の圧接位置にて高精度に位置決めして加熱ユニット１１が加圧ローラ１０に圧接できればよい。そのように加圧板１４を圧接位置だけ高精度に位置決めできるように構成すれば、圧接位置以外の部位にて必要以上に精度が要求されず、コスト低減が可能になる。

以上から、本発明の目的は、加熱ユニットを加圧ローラに圧接させて定着ニップ部を形成するための加圧機構と、シートが定着ニップ部に跨って紙詰まりを起こしたときに定着ニップ圧を解放するための圧解除機構を備えた定着装置を提供する。

加えて、本発明の目的は、加圧機構に梃子部材として設けた加圧板の精度を必要最小限に構成することでコストを抑え、圧接位置にて加熱ユニットに捩りなどのモーメントによる内部応力を発生させず損傷を有効に防止できる定着装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の定着装置は、装置フレームに回転可能に軸支された加圧回転体に対して加熱ユニットが平行移動して接離し、加熱ユニットを加圧回転体に圧接させて形成される定着ニップ部にシートを挟み込んでシート上の画像を加熱および加圧して定着するとともに、加圧回転体から加熱ユニットを離間させて定着ニップ圧を解除する定着装置であって、前記装置フレームに基端部が梃子の支点として支持され、先端部が梃子の力点として引張力を付与され、前記基端部と前記先端部との間の梃子の作用点に付与される梃子力によって前記加熱ユニットを押すかまた引いて前記圧接位置と前記圧解除位置との間で平行移動させる梃子部材を含む加圧機構と、前記梃子部材を前記圧接位置から前記圧解除位置まで引き戻して定着ニップ圧を解除する圧解除レバーを含み、該圧解除レバーによって前記圧解除位置にて前記梃子部材を規制して位置決めする圧解除機構と、を備え、前記梃子部材が前記圧解除位置にて規制を解かれて前記圧接位置に向かう途中は、前記装置フレームに接触しない非当接状態で移動するよう構成されたことを特徴とするものである。

本発明の定着装置によれば、加熱ユニットを加圧回転体に圧接させて定着ニップ部を形成するための加圧機構の梃子部材の位置精度を、梃子部材が圧解除位置に有るときだけ規制して位置決めし、圧接位置に向かう動作の途中では梃子部材を装置フレームに接触しなようフリー状態にしている。そのようにすることで梃子部材の部品精度ならびに装置フレームに対する位置決め精度を必要以上に加工することなく、コストを抑える。また、加熱ユニットをその梃子部材で押して圧接位置に平行移動させる際、その途中で梃子部材に規制されないから、従来のように梃子部材によって加熱ユニットに捩りなどのモーメントが働かず、内部応力による加熱ユニットの損傷から有効に防止できる。

以下、本発明による定着装置の好適な実施形態について図を参照して詳述する。なお、実施形態の定着装置の主点を明確にするために、図１１〜図１６で示した部材と同一または共通するものには同一符号を付して重複する説明は省き、それ以外新規符号の部材を中心に説明する。

（定着装置−第１の実施形態）
図１に示すように、本実施形態の定着装置は前述したように加圧ばね１６のばね力で、この場合は引張力で加圧機構の加圧板（梃子部材）１４を引き動作させて加熱ユニット１１に梃子力を伝達し、加圧ローラ（加圧回転体）１０との間の定着ニップ部にて定着ニップ圧を確保する。その定着ニップ圧をジャム発生時などにおいて解除する圧解除機構では、その主要部の圧解除レバー１１５が装置フレーム１３に回動可能に軸支され、レバー先端部はカートリッジドア（図２参照）１９の開閉動作に連動するように結合されている。圧解除レバー１１５に設けられたカム部１１５ａは、加圧板１４の動作を調整する部材であり、圧解除前の状態では加圧板１４に接触せずに加圧力の付与に関与していない。図２および図３に示すように、圧解除レバー１１５のカム部１１５ａには、圧解除時に加圧板１４の幅方向位置を決めるための幅決め駒１１５ｂが設けられている。この幅決め駒１１５ｂに傾斜面が形成され、加圧板１４を位置決めする際の動作を円滑に呼び込みやすくしている。

作動中、定着ニップ部に跨ってシートＰが紙詰まりを起こすと、ジャム処理のためにカートリッジドア１９が開けられる。図４および図５に示すように、カートリッジドア１９の開き動作に連動して同方向に圧解除レバー１１５が回動する。同時に圧解除レバー１１５に一体に設けられているカム部１１５ａもまた回転して加圧板１４を持ち上げる。加圧板１４は装置フレーム１３の取付孔１３ａを梃子の支点にして回動し、それによって加熱ユニット１１に付与されている定着ニップ圧を緩和させる。

圧解除レバー１１５はカム部１１５ａの幅決め駒１１５ｂが加圧板１４を呼び込んで持ち上げたとき（図５参照）、加圧板１４を軸長手方向に高精度に位置決めする。また、装置フレーム１３に対して圧解除レバー１１５を位置決めする場合も同じく幅決め駒１１５ｂによって高精度の位置決めが行われる。通常状態の加圧板１４は、カートリッジドア１９の開閉動作に干渉して邪魔にならないよう軸長手方向に適度な遊びによる自由度をもっている。カートリッジドア１９が開かれると、加圧板１４はそのラフな自由状態でもってカートリッジドア開き動作の妨げにならず、定着ニップ圧を解除して圧解除位置にて規制されて高精度に位置決め固定される。

すなわち、ジャム発生時、大きな定着ニップ圧でシートＰが挟み込まれている状態を緩和するためにカートリッジドア１９が開けられ、それに連動して定着ニップ圧が解除され、シートＰを装置内から取り除いてジャム処理が行われる。ジャム処理後にカートリッジドア１９を閉じると、それに連動して圧解除レバー１１５が回動して圧接位置の方向に戻る。それに強制されて加圧板１４がラフな自由状態で装置フレーム１３に当接することなく非接触状態で圧接位置にむかう。

重要なことは、加圧板１４が圧接位置に戻る動作の途中、装置フレーム１３に接触せず互いに干渉力を受けることなくラフな状態で戻って行き、圧接位置に戻った時点で加熱ユニット１１を押圧して加圧ローラ１０との間に所要の定着ニップ圧を付与することである。つまり、動作の途中、加圧板１４は装置フレーム１３に非接触で摩擦などによる干渉力を受けず、安定かつ均一な加圧力を付与することができる。加えて、戻り動作の途中、加熱ユニット１１の長手軸線方向の両端で左右の加圧板１４の動作速度や抵抗に微妙な差異がある場合など、加熱ユニット１１に対して両端から捩るような力が働かず、ストレスを与えない。

図２および図３に示す圧接位置では、加圧板１４の先端部を梃子の力点としてここに繋止めた加圧ばね１６から引張力を受け、また凸部１４ａを梃子の作用点として加熱ユニット１１を押し、圧接させた加圧ローラ１０との間に定着ニップ部を形成する。この圧接位置で加圧板１４は先端部付近が装置フレーム１３に曲げ加工などして設けた突き当てストッパ部１３ｂに突き当て（図３の拡大部参照）、定着ニップ圧が過度にならないよう規制する。

したがって、この第１の実施形態の定着装置によれば、安定した定着ニップ圧をいつでも付与できるという本来の機能を果たすとともに、定着ニップ圧の付与時に加熱ユニット１１に捩りなどによるストレスを与えず、加熱ユニット１１内に装着されている加熱ヒータフィルム部材などを損傷させない。

また、加圧ローラ１０との間で加熱ユニット１１に対し常時一定かつ安定した定着ニップ圧を付与するには、梃子部材としての加圧板１４において梃子のレバー比一定であることが条件である。すなわち、加圧板１４の長手方向では図でいう下方の基端部で装置フレーム１３の取付孔１３ａを梃子の支点として支持され、加圧ばね１６が繋ぎ止められた先端部を梃子の力点として、その両点間に設けた凸部１４ａを梃子の作用にしてレバー比は変化しない。また、シートＰをシート幅方向の左右差が均一となるように定着装置に送り込むうえで、装置フレーム１３に対する加熱ユニット１１など各部材の組立精度を高めて、所要の搬送性能や定着性能を得るために、必要以上の精度が加圧板１４に要求されない。精度を抑える分、コストアップも避けられる。

（定着装置−第２の実施形態）
つぎに、図６〜図１０は第２の実施形態による定着装置を示す。

図６に示すように、この場合の定着装置の全体を支持する装置フレーム２１３を有し、この装置フレーム２１３には加圧板２１４を位置決めするためのアーム部２１３ｂが設けられている。加圧板２１４にはそのアーム部２１３ｂによって位置決めされるためのスリット２１４ｂが設けられている。また、アーム部２１３ｂは２つの幅を有する形状に形成され、加圧板２１４が加圧状態にある場合には幅が狭い位置で加圧板２１４と相対し、加圧板２１４が圧解除位置に回動した場合には幅が広い位置で嵌合するように形成されている。加圧状態においては、加圧板位置決め用のアーム部２１３ｂとスリット２１４ｂはガタ付きによる遊びを共有しているので互いに接触することはない。そこで、圧解除が行われて加圧板２１４の姿勢が変化することにより、加圧板２１４のスリット２１４ｂに装置フレーム２１３側のアーム部２１３ｂが嵌合し、それによって加圧板２１４が位置決めされる。

図７および図８に示すように、加圧ばね１６のばね力は加圧板２１４からフィルムガイドユニット１１に伝達され、加圧ローラ１０との間に適度なニップ圧が生じるよう確保している。圧解除レバー１５はカートリッジドア１９の開閉動作に連動して回動する。カム部１５ａは加圧板２１４の動作を加減して制御し、装置フレーム２１３に設けた加圧板位置決め用のアーム部２１３ｂは加圧板２１４には接触しないように構成され、加圧力に影響しないようになっている。

そこで、ジャム処理に臨んで、カートリッジドア１９が開けられると、図９および図１０に示すように、カートリッジドア１９の開き動作に連動して圧解除レバー１５が同方向に回動する。圧解除レバー１５に一体に設けられているカム部１５ａもまた回転し、加圧板２１４を持ち上げる方向に力を働かせる。加圧板２１４は装置フレーム２１３の取付孔２１３ａを支点にして回動して圧解除位置に移動することにより、フィルムガイドユニット１１に付与されていた定着ニップ部におけるニップ圧が緩んで減少する。

そうした圧解除時、装置フレーム２１３のアーム部２１３ｂは加圧板２１４が圧解除位置に移動することで幅の広い位置にて加圧板位置決め用のスリット２１４ｂに嵌合する。そのようにして圧解除動作が行われ、加圧板２１４の位置決めが行われる。ジャム処理が終了してカートリッジドア１９が閉じられると、それに連動して圧解除レバー１５は回動して元の待機位置に戻り、加圧板２１４も圧解除レバー１５の回動に伴いもとの加圧位置に戻る。

この第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様、安定した定着ニップ圧をいつでも付与でき、かつフィルムガイドユニット１１内に装着されているフィルム部材などに損傷を与えない。加えて、第２の実施形態では、位置決めに使用する部品数を削減できるので、より高精度の位置決めを行うことが可能になる。

本発明の定着装置は上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で他の実施形態、応用例、変形例およびそれらの組み合わせも可能である。

本発明による定着装置の第１の実施形態を示す全体図。同第１の実施形態の要部である圧解除機構を示す図。一部を拡大した同第１の実施形態の要部を示す図。同第１の実施形態において圧解除状態を示す図。同第１の実施形態において圧解除状態を一部拡大して示す斜視図。本発明による定着装置の第２の実施形態を示す全体図。同第２の実施形態の要部である圧解除機構の加圧状態を示す図。同第２の実施形態において加圧状態の位置決め部を一部拡大して示す斜視図。同第２の実施形態において圧解除状態を示す側面図。同第２の実施形態において圧解除状態を一部拡大して示す斜視図。画像形成装置の一例を示す断面図。同画像形成装置に装備された定着装置を示す図。同定着装置の加圧状態を示す図。同定着装置の加圧状態を示す斜視図。同定着装置の圧解除状態を示す図。同定着装置の圧解除状態を示す斜視図。

符号の説明

１給送トレイ
２駆動モータ
３給送ローラ
４分離パッド
５搬送ローラ対
６画像書き込み用イメージスキャナ
７プロセスカートリッジ
８感光体ドラム
９転写ローラ
１０加圧ローラ（加圧回転体）
１１定着ヒータ内蔵のフィルムガイドユニット（加熱ユニット）
１２排出ローラ
１３装置フレーム
１３ａ加圧板の取付孔（梃子の支点）
１３ｂ圧接位置の突き当てストッパ部
１４加圧機構の加圧板（梃子部材）
１４ａ凸部（梃子の作用点）
１５圧解除レバー（圧解除機構）
１５ａ圧解除レバーのカム部（圧解除機構）
１６加圧ばね（加圧機構）
１７定着前ガイド
１８排出ガイド
１９カートリッジドア
Ｐシート

Claims

装置フレームに回転可能に軸支された加圧回転体に対して加熱ユニットが平行移動して接離し、加熱ユニットを加圧回転体に圧接させて形成される定着ニップ部にシートを挟み込んでシート上の画像を加熱および加圧して定着するとともに、加圧回転体から加熱ユニットを離間させて定着ニップ圧を解除する定着装置であって、
前記装置フレームに基端部が梃子の支点として支持され、先端部が梃子の力点として引張力を付与され、前記基端部と前記先端部との間の梃子の作用点に付与される梃子力によって前記加熱ユニットを押すかまた引いて前記圧接位置と前記圧解除位置との間で平行移動させる梃子部材を含む加圧機構と、
前記梃子部材を前記圧接位置から前記圧解除位置まで引き戻して定着ニップ圧を解除する圧解除レバーを含み、該圧解除レバーによって前記圧解除位置にて前記梃子部材を規制して位置決めする圧解除機構と、
を備え、
前記梃子部材が前記圧解除位置にて規制を解かれて前記圧接位置に向かう途中は、前記装置フレームに接触しない非当接状態で移動するよう構成されたことを特徴とする定着装置。
カートリッジドアの開閉動作に連動してドア開時に前記圧解除機構の圧解除レバーによって、前記梃子部材が前記圧接位置から前記圧解除位置に向かって移動することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
前記圧解除機構が、前記圧解除位置に前記梃子部材を呼び込んで規制するためのカム部を有することを特徴とする請求項１または２に記載の定着装置。
前記カートリッジドアのドア開時に前記梃子部材が前記圧接位置から移動して定着ニップ圧を解除するのは、前記定着ニップ部を跨ぐシートの紙詰まりを処理するときを含むことを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
前記梃子部材が引張力によって前記圧接位置に達したとき前記装置フレームに設けた突き当てストッパ部に当接して規制されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の定着装置。