JP2010085603A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

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直毅 岩谷
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正尚 江原
Yoshinori Yamaguchi
嘉紀 山口
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Abstract

【課題】出口ガイド板の機能を維持しつつ、省スペース化が可能な定着装置及び該定着装置を用いた画像形成装置を提供する。
【解決手段】定着ニップ部Nのシート排出側で、加圧ローラ13を覆う位置に配置されガイド面17bが定着ニップ部Nを通過したシートの当該定着装置外への搬送をガイドする位置となる閉状態と、加圧ローラ13を覆う位置から退避した位置に配置され定着ニップ部Nを外部に露出させる開状態とに切替可能な出口ガイド板17が閉状態に配置されるとき、出口ガイド板17のガイドアーム17aに設けられた突き当て部17cと、フレーム19に設けられた受け部19aとが当接して、加圧ローラ13及び定着ニップ部Nに対する出口ガイド板17の位置が決められ、突き当て部17cが磁石17dを内包し、受け部19aが強磁性体から構成されることにより、突き当て部17cが受け部19aに所定の力で固定される。
【選択図】図3

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置、いわゆる複写機、レーザープリンタ等の画像形成装置に供する定着装置に関するものである。
従来から、電子写真方式を利用した画像形成装置は公知技術となっている。例えば、像担持体である感光ドラムの表面に静電潜像を形成し、感光ドラム上の静電潜像を現像剤であるトナー等によって現像して可視像化し、現像された画像を転写装置により記録紙(シートあるいは記録媒体ともいう)に転写して画像を担持させ、圧力や熱等を用いる定着装置によって記録紙上のトナー画像を定着し、定着された記録紙は、排紙経路を通り、装置外に排出される構成をとる。
ここで、定着装置には、対向するローラもしくはベルトもしくはそれらの組み合わせにより構成された定着回転体が配置されており、記録紙を挟みこみ、熱および圧力を加え、上記トナー像を記録紙上に定着する。
定着回転体は例えば、2つのローラに掛け渡され、表面が加熱される定着ベルトと、定着ベルトに当接する加圧ローラが配置されている(例えば、特許文献1参照。)。あるいは、表面が加熱される定着ローラと、定着ローラに当接する加圧ベルトが配置される構成もある。いずれの構成においても、定着部材(定着ベルト、定着ローラ)と加圧部材(加圧ベルト、加圧ローラ)とが当接して定着ニップ部を形成している。
定着装置に到達したトナー転写済みの記録紙は、定着部材と加圧部材の当接部分である定着ニップ部に入り、記録紙が定着ニップ部を通過する過程で、転写されたトナー像が加熱および加圧され定着されるようになる。
そして、定着ニップ部の搬送方向下流(記録紙排出側)の定着部材側には、分離爪(分離板)が該定着部材と接触あるいは非接触で設置されており、定着部材表層に巻きつきながら定着ニップ部を出た記録紙を分離させることが行なわれる。
一方、定着ニップ部の搬送方向下流(記録紙排出側)の加圧部材側には、搬送ガイド板(搬送ガイド部ともいう)が加圧部材と非接触に設置されており、定着ニップ部を出た記録紙を定着装置外に案内している。また、搬送ガイド板は、定着ニップ部での記録紙の紙詰まり(いわゆるジャム)が発生したときに、その記録紙を取り除くために、定着ニップ部を露出させるように移動可能な構造となっている。すなわち、搬送ガイド板は、通常時(記録紙が正常に定着ニップ部を通過するとき)には、記録紙を定着装置外に案内する位置(閉状態)に配置され、ジャム発生時には、定着ニップ部を露出させる位置(開状態)に配置されるように使用者が手動で切替可能な構造とされている。
ここで、搬送ガイド板において、そのための従来の構造しては、例えばスプリングを搬送ガイド板と定着装置のフレームに架け渡して、閉状態のときに搬送ガイド板を一定の力で加圧部材側に付勢して所定の位置に固定しておき、ジャム発生時には使用者がそのスプリングの力に抗して搬送ガイド板を移動させることにより定着ニップ部を露出できるものであった。
ところで、画像形成装置においては、従来から省スペース化が求められており、定着装置においてもさらなるコンパクト化の要求がある。このような状況下で、搬送ガイド板における前記スプリング構造を見直す必要があった。
特開2008−58757号公報
本発明は、以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであり、搬送ガイド部の機能を維持しつつ、省スペース化が可能な定着装置及び該定着装置を用いた画像形成装置を提供することを目的とする。
前記課題を解決するために提供する本発明は、以下の通りである。
〔1〕 回動可能に設けられる定着部材(定着ベルト12)と、前記定着部材に当接し定着ニップ部(定着ニップ部N)を形成する加圧部材(加圧ローラ13)と、前記定着ニップ部のシート排出側で、前記加圧部材を覆う位置に配置されガイド面(ガイド面17b)が該定着ニップ部を通過したシート(シートP)の当該定着装置外への搬送をガイドする位置となる閉状態と、前記加圧部材を覆う位置から退避した位置に配置され前記定着ニップ部を外部に露出させる開状態とに切替可能な搬送ガイド部(出口ガイド板17)と、前記定着部材、加圧部材、搬送ガイド部を収納及び支持するフレーム(フレーム19)と、を備える定着装置であって、前記搬送ガイド部が閉状態に配置されるとき、前記搬送ガイド部に設けられた突き当て部(突き当て部17c)と、フレームに設けられた受け部(受け部19a)とが当接して、前記加圧部材及び定着ニップ部に対する搬送ガイド部の位置が決められ、前記突き当て部、受け部のうち、いずれか一方が磁石(磁石17d)を含み、他方が強磁性体から構成されることにより、該突き当て部が受け部に所定の力で固定される定着装置(図1,図3)。
〔2〕 前記突き当て部は、前記搬送ガイド部においてシート幅方向の2ヶ所に設けられる前記〔1〕に記載の定着装置(図6)。
〔3〕 前記磁石は、キュリー温度が150℃より大の永久磁石である前記〔1〕に記載の定着装置。
〔4〕 前記突き当て部は磁石を内包し、前記受け部は強磁性体から構成される前記〔1〕に記載の定着装置(図3)。
〔5〕 前記搬送ガイド部は、前記突き当て部を含めた一体成型品である前記〔4〕に記載の定着装置。
〔6〕 前記突き当て部における受け部との当接部分から磁石までの肉厚(t)は、2mm以下である前記〔4〕に記載の定着装置(図4)。
〔7〕 前記突き当て部は、凹部を有し、該凹部に前記磁石が挿入されてなる前記〔4〕に記載の定着装置(図4)。
〔8〕 前記磁石の凹部への挿入方向(D方向)は、前記搬送ガイド部の開閉切替による突き当て部の移動方向(E方向)とは異なる前記〔7〕に記載の定着装置(図4)。
〔9〕 前記搬送ガイド部は、前記ガイド面(ガイド面17b)と、一端が該ガイド面に連設され、他端がフレーム(側板19s)に回動可能な支点(支点17a1)として固定されたガイドアーム(ガイドアーム17a)とからなり、該ガイドアームの回動操作により当該搬送ガイド部の開閉切替が行われる前記〔1〕に記載の定着装置(図3,図4)。
〔10〕 前記突き当て部は、前記ガイドアームにおける前記ガイド面と支点との間に設けられる前記〔9〕に記載の定着装置(図4)。
〔11〕 前記ガイドアームは、前記フレームにおいてシート幅方向左右それぞれに配置された側板よりも内側に配置され、前記突き当て部及び受け部は、隣接するガイドアームと側板との間に設けられる前記〔9〕に記載の定着装置(図3)。
〔12〕 前記突き当て部が受け部に固定される力は、前記搬送ガイド部全体として200〜500gfとなる前記〔1〕に記載の定着装置。
〔13〕 前記〔1〕〜〔12〕のいずれかに記載の定着装置を備える画像形成装置(図7)。
本発明の定着装置によれば、搬送ガイド部の機能を維持しつつ、省スペース化を図ることができる。
以下に、本発明に係る定着装置の構成について図面を参照して説明する。
図1は、本発明に係る定着装置の内部構成を示す概略図である。
図1に示すように、本発明に係る定着装置100は、定着カバー(不図示)の内部に、定着ローラ11及び加熱ローラ14に一定のテンションで架け渡された定着部材(定着ベルト12)と、該定着部材(定着ベルト12)に対して回転自在に圧接し定着ニップ部Nを形成する加圧部材(加圧ローラ13)と、前記定着ニップ部Nのシート排出側であって先端が定着部材(定着ベルト12)に近接して配置され該定着部材(定着ベルト12)へのシートPの巻き付きを防止する分離板16と、定着ニップ部Nを通過したシートPの当該定着装置外への搬送をガイドする搬送ガイド部17と、を備える。
ここで、定着ベルト12は、定着ローラ11と加熱ローラ14の周囲に掛けまわされた状態で、テンションローラ15で押えられて張力が付与されており、定着ローラ11、加熱ローラ14に密着している。以上のように構成した定着ベルト12に、定着ローラ11に対向する箇所に加圧ローラ13を押し当てることで、定着ニップ部Nを構成している。
また、定着ベルト12は、耐熱樹脂の無端フィルムであるPI(ポリイミド)ベルトで構成されている。厚みは50〜90μm程度が適当である。ベルト基材の上には、画像のしなやかさを維持する為に、シリコーンゴム、フッ素ゴムなどの弾性層があり、この厚みは100〜300μmが適当である。さらに表層には、PFAやPTFEなどの離型層が設けられ、この厚みは20〜50μm程度である。離型層はチューブタイプのものを被せても良いし、液状や粉体のPFAやPTFEの塗装・焼成による成膜も可能である。
定着ローラ11は表層をシリコーンゴムなどの弾性層で覆われ、金属などの剛性の高い芯材で構成されている。芯材に適するのは、鉄やアルミであるが、高強度の樹脂でも構わない。表層の弾性体は、スポンジゴムが最も適当で、低硬度(50Hs以下:アスカーC)での構成が可能であるためベルトへの負荷が少ないだけでなく、熱伝導が普通のゴムと比較して低いため、ベルトの熱を逃がしにくいという利点もある。
加熱ローラ14の内側には、熱源14h(ハロゲンヒータや赤外線ヒータ、他の熱抵抗も可)を設け、サーミスタなどの温度検知手段12aによって、不図示の制御機構を介して熱源14hの点灯を制御し、加熱ローラ14または、定着ベルト12の表面温度をコントロールしている。熱源14hは、不図示の熱源保持部材により位置固定され、駆動する加熱ローラ14に接触することのないようにローラの中心に配置される。
また、加熱ローラ14はアルミや鉄などの金属で構成され、厚みは薄いほど良いが、定着ベルト12の張力によって曲げ応力を受けるので、アルミなら0.4mm以上、鉄なら0.2mm以上の厚みが必要となる。加熱ローラ14の内側には、熱源14hからの熱を吸収しやすいよう、黒色などの熱吸収を促進する塗料を塗ったりしてもよい。
テンションローラ15は、定着ベルト12において加熱ローラ14から定着ローラ11に架け渡された領域のほぼ中間位置に設けられており、図1では定着ベルト12のベルトループの内側から図示しないスプリングなどの押し付け部材で加圧する構成となっている。また、テンションローラ15は、芯材に金属などの剛性の高い材料を使用し、表層を耐熱フェルトやシリコーンゴムなどのある程度の弾性を有した材料で覆われている。これらの表層材は、加圧時に定着ベルト12を傷付けないことや、ある程度の精度を欠いた設定でも均一に押し付け力を確保できるほか、熱伝導がそれほど速くないため、定着ベルト12からの放熱を防止することにも役立つ。なお、定着ベルト12への張力付与として、テンションローラ15を定着ベルト12の外側から当てても良いし、加熱ローラ14や定着ローラ11を移動可能として、テンションローラ15の替わりに用いても良い。
加圧ローラ13は、金属のように剛性を持った芯材にシリコーンゴムなどの弾性体を配した構成を取る。表層にPFAチューブなどの離型性の良い部材を巻くのが効果的である。この時、加圧ローラ13の硬度を定着ローラ11より高く設定すれば(ゴム厚みを薄くするとかゴム硬度を高くするなど)、定着ニップ部Nは定着ローラ11側にへこんだ凹型になる。
図1では、定着ローラ11(定着ベルト12)側に加熱ローラ14、熱源14hを配置しているので、定着ローラ11側の温度制御が容易で、その為に定着ローラ11(定着ベルト12)側を画像面としている。従って、定着ニップ部NはシートPの画像面側に凹型となる。カラー画像はトナー量がモノクロよりも多いため、定着ベルト12からシートが剥離しにくくなるという課題があるが、定着ローラ11側に凹形状のニップとすることで、定着後のシートPを定着ベルト12から剥離させやすくすることが可能である。
分離板16は、定着ベルト12に巻き付きながら定着ニップ部Nから搬送されてくるシートPを定着ベルト12から強制分離させ、下流に搬送する役割を担っている。詳しくは、分離板16は、定着ベルト12の幅方向の両端、非通紙領域で突き当て固定されている。また、それ以外の領域では分離板16は定着ベルト12と非接触であり、0.2〜0.8mm程度のギャップを保ち配置されている。それにより定着ベルト12の表面を傷つけることがないため、光沢スジやトナー汚れといった接触式の分離爪では頻繁に起こる問題も発生せず、画質向上につながる。なお、分離板16は、1枚の板金を加工しても良いし、複数の板金を貼り合わせても良いし、また耐熱性のある樹脂による成型でも構わない。
搬送ガイド部の一態様である出口ガイド板17は、シートPを案内するガイド面を有し、加圧ローラ13の下流に分離板16と対向する位置に取り付けられ、シートPの下流への搬送ガイドとしての役割を担っている。シートPは画像面となる定着ローラ11側に巻き付く方向で定着ニップ部Nから搬送されてくるため、出口ガイド板17と加圧ローラ13とのギャップは、分離板16と定着ベルト12との関係ほどシビアに管理する必要はない。
ところで、出口ガイド板17については、定着装置内部でのジャム発生時にユーザーがジャム処理をするために操作して容易に定着ニップ部Nを外部に露出させて定着ニップ部Nに詰まったシートを取り除くことのできる開状態とすることのできる構成とする必要がある。そのため、出口ガイド板17は、ユーザー(使用者)の手動操作により、加圧ローラ13を覆う位置に配置されガイド面が定着ニップ部Nを通過したシートPの当該定着装置外への搬送をガイドする位置となる閉状態と、加圧ローラ13を覆う位置から退避した位置に配置され定着ニップ部Nを外部に露出させる開状態とに切替可能となっている。
しかし、このときジャム処理後の操作(閉状態とする操作)が不十分で、出口ガイド板17のセット位置が中途半端となるハーフセット状態となってしまうとガイド面が正常な位置に配置されずに搬送経路が狂ってしまい再びジャムを起こしてしまうことになる。そのため、出口ガイド板17は、閉状態とされるときに何らかの手段で加圧し、ジャム処理操作後も常に元の位置(閉状態の位置)まで強制的に戻るようにして、位置を固定させる必要があった。
従来用いられてきた主な加圧手段を図2に示す。図2は、図1において矢印Aから定着装置を見た斜視図であり、加圧ローラ13の軸方向の端部付近で出口ガイド板97、加圧ローラ13等を切断してそれらの断面が見えるように示している。従来の加圧方法は、図2に示すような引張スプリング91による加圧方法であり、具体的には、スプリングバネである引張スプリング91の一端を出口ガイド板97のアームに設けられた突起部92に引っかけ、他端を定着装置のフレームに設けられたスプリングフック93に引っかけて、引張スプリング91のバネ収縮する力により、出口ガイド板97が加圧ローラ13側に引張られる状態(アームがフレームに固定された支点を中心に加圧ローラ13側に回転する状態)とされ、さらに出口ガイド板97の所定部分が前記フレームに設けられた受け部99aに当接して出口ガイド板97のガイド面が所定位置に配置されるようになっていた。
しかしながら、この加圧方法を採用するには関係部品のレイアウト上、引張スプリング91、突起部92、スプリングフック93を配置するだけのスペースが必要であった。とくに、加圧ローラ13と出口ガイド板97との間のスペースや出口ガイド板97とフレームの背板との間のスペースが必要であった。
また、このスプリング加圧方法では、定着装置に組み込む場合に他部品が存在する狭いスペースの中で引張スプリング91をセットしなければならないため、組付け性がかなり悪いという難点もあった。さらには、出口ガイド板97は樹脂製であり、受け部99aは鉄などの金属製であって、出口ガイド板97の所定部分が受け部99aに常にスプリングによる加圧により押し当てられる状態(図中の黒い矢印方向への加圧状態)となるため、経時劣化(出口ガイド板97所定部分あるいは受け部99aの変形)の不具合の発生も考えられた。
そこで、発明者らは、スプリングによる加圧方法以外の固定方法として、磁石に磁性体が接近したときにその磁力により発生する吸着力を利用した方法によればそれほどスペースを要しないことに着目し、鋭意検討を行い本発明を成すに至った。以下、本発明の要部について説明する。
図3は、本発明に係る定着装置の要部構成を示す斜視図である。なお、この図は、図1の定着装置100において、矢印Bからであって紙面裏側から見た装置端部付近の構成を示している。
本発明に係る定着装置100は、定着ニップ部Nのシート排出側で、加圧ローラ13を覆う位置に配置されガイド面17bが定着ニップ部Nを通過したシートの当該定着装置外への搬送をガイドする位置となる閉状態と、前記加圧ローラ13を覆う位置から退避した位置に配置され定着ニップ部Nを外部に露出させる開状態とに切替可能な搬送ガイド部(出口ガイド板)17と、定着ベルト12、加圧ローラ13、出口ガイド板17を収納及び支持するフレーム19と、を備える。なお、定着ベルト12は、フレーム19に収納、支持される定着ローラ11,加熱ローラを介してフレーム19に間接的に支持される構成となっている。
ここで、出口ガイド板17は、定着ニップ部Nを通過するシートと少なくとも同程度の幅をもち、該シートを当該定着装置外へガイドする板形状のガイド面17bと、ガイド面17bの両端部それぞれに一端が連設され、他端がフレーム19に回動可能な支点17a1として固定された1対のガイドアーム17a(図3ではその一方のみ記載)と、1対のガイドアーム17aそれぞれの側面に設けられた突き当て部17cと、からなる樹脂製の成型品である。すなわち、出口ガイド板17では、例えばユーザーがガイド面17bの幅方向の中央付近に設けたつまみを持ってガイド面17bを持ち上げたり、下げたりすることにより、ガイドアーム17aが支点17a1を中心に回転し、前記開状態、閉状態の切替が手動でできるようになっている。
フレーム19は、出口ガイド板17が閉状態に配置されるとき、出口ガイド板17に設けられた突き当て部17cと当接して、加圧ローラ13及び定着ニップ部Nに対する出口ガイド板17の位置を決定する受け部19aを有する。また、フレーム19は、少なくとも底板と該底板上にシート幅方向左右それぞれに対向して配置される2枚の側板19sとから構成され、定着装置100における定着ベルト12、定着ローラ11、加熱ローラ14、加圧ローラ13、出口ガイド板17の配置関係の基準となる。なお、受け部19aは側板19sからシート幅方向であってガイドアーム17a側(つまり装置内部側)に張り出した板面であり、側板19sに一体的に設けられたものである。この側板19sは、例えば亜鉛めっき鋼板などの金属板が加工されたものであることから、受け部19aはこの金属板を曲げ延ばすように板金加工したものとすればよい。
このとき、1対のガイドアーム17aは、ともにフレーム19においてシート幅方向左右それぞれに配置された側板19sよりも内側に配置され、それぞれのガイドアーム17aの支点17a1は隣接する側板19sに設けられた切欠き部に嵌め込まれる態様で、回転可能に固定される。また、突き当て部17cは、ガイドアーム17aの隣接する側板19s側の側面に張り出して設けられたものである。これにより、突き当て部17cと受け部19aは、隣接するガイドアーム17aと側板19sとの間に設けられ、当接するようになる。
本発明では、以上の構成において突き当て部17c、受け部19aのうち、いずれか一方が磁石を含み、他方が強磁性体から構成されることとする。これにより、突き当て部17cが受け部19aに当接したとき、該突き当て部17cが受け部19aに所定の力で固定されるようになる。図3では、突き当て部17cは直方体の磁石17dを内包し、受け部19aは強磁性体から構成されるものを示している。なお、磁石17dを内包させる突き当て部17cの位置としては出口ガイド板17の端部(ガイドアーム17aの側面)だけではなく、出口ガイド板17において案内するシートに影響がない限り、該シート幅方向のどの部分であっても良いが、突き当て部17cの受けとなる受け部19aを構成する磁性体を配置する都合や後述する磁石17dの内包(挿入)方向等を考えると、出口ガイド板17の端部に配置する構成が好適である。
出口ガイド板17のこれ以外の構成としては、フレーム19の受け部19aに磁石を固定し、突き当て部17cに鉄部材を内包させたものが挙げられる。
このような構成とすることで、前述したスプリング91の取り付けのような難しい組付け作業は不要となる。また、定着装置100において、レイアウト的にもスペースに余裕のある箇所を選んで強磁性体と磁石を配置するだけで良いため、設計の自由度が広がることになる。さらに磁力による吸着力で出口ガイド板17とフレーム19とを引き合わせているため、フレーム19の受け部19aのみが一方的に圧力を受けることがなくなり、経時劣化も軽減でき、突き当て部17cや受け部19aの変形も抑制することができる。
ところで、定着装置100は、未定着のトナー像が載ったシートに熱と圧力をかけて定着させる装置であるため、装置内部の部品である磁石17dも高温にさらされることになる。具体的には、その際の定着ニップ部N周辺の温度は通常使用時で150℃になることがある。したがって、磁石17dは、耐熱性が必要であり、少なくとも磁力がなくなる温度であるキュリー温度が150℃より大の永久磁石であることが好ましい。
このような磁石17dの材料としては、ネオジム磁石(Nd2Fe14B)やサマリウムコバルト磁石(SmCo5(1-5系),Sm2Co17(2-17系))が挙げられる。このうち、ネオジム磁石は、そのキュリー温度が310℃であり、また磁石としての磁力が最も強い部類に入るとともに、現在では流通量が最も多く、そのために価格的なメリットも大きいものである。また、サマリウムコバルト磁石としては、SmCo5(1-5系)とSm2Co17(2-17系)のいずれでもよい。これらは、磁力がネオジム磁石に次ぐものであるが、キュリー温度が700〜800℃と非常に高く使用可能温度も350℃と高いため、好適である。
つぎに、図4,図5に、本発明に係る定着装置の要部断面を示す。ここでは、図3において切断面Cにおける断面構造を示しており、図4は出口ガイド板17が閉状態の構成、図5は開状態の構成である。すなわち、図4では出口ガイド板17が加圧ローラ13を覆う位置に配置されガイド面17bが定着ニップ部Nを通過したシートの当該定着装置外への搬送をガイドする位置となる閉状態となっており、図5では出口ガイド板17が加圧ローラ13を覆う位置から退避した位置に配置され同時にガイド面17bが退避して定着ニップ部Nを外部に露出させる開状態となっている。
ここで、出口ガイド板17は、少なくともガイドアーム17a、ガイド面17b、突き当て部17cを含めた一体成型品であり、例えば射出成形による樹脂成型品である。
このとき、樹脂成型においては型に樹脂を流し込んで成型するには樹脂の厚みが最低でも0.5mm程度はないと型の中で樹脂がうまく流れず成型できない。一方、樹脂の厚み(肉厚)を厚くしすぎると今度は磁石17dと強磁性体である受け部19aのギャップが広がり磁力が弱まるため、必要以上に樹脂の厚みを厚くするのも好ましくない。したがって、突き当て部17cにおける受け部19aとの当接部分から磁石17dまでの肉厚tは、0.5〜2mmであることが好ましく、より好ましくは0.5〜1mmである(図4)。
また、突き当て部17cは、凹部を有している。これにより、該凹部に直方体の磁石17dを挿入して内包することが可能である。磁石17dは、例えば幅3mm×高さ3.5mm×奥行き9mmの直方体のサマリウムコバルト磁石(Sm2Co17(2-17系))である。その際、突き当て部17cの凹部への磁石17dの固定は、接着剤による接着でも良いし、圧入によるはめ込みでも良い。
また、磁石17dの凹部への挿入方向(図4のD方向)は、出口ガイド板17の開閉切替による突き当て部17cの移動方向(図4のE方向)とは異なることが好ましい。詳しくは、図4に示すように、出口ガイド板17は支点17a1を中心として回転することで開閉動作をするため、ユーザーによる開閉操作によって力を受ける方向はE方向の矢印となり、磁石17dによる磁力方向は図4において下方向(f方向)となっているが、出口ガイド板17の突き当て部17cへの磁石17dの取り付け方向をこれらの方向に対して直交する方向であるD方向とする。これにより、開閉方向・磁力方向に対して挿入方向を異なる向きとすることで出口ガイド板17の開閉動作や磁力による磁石17dの脱落を防止することが可能となる。
また、図4において、突き当て部17cは、ガイドアーム17aにおけるガイド面17bと支点17a1との間に設けられることが好ましい。すなわち、まず突き当て部17cの設置位置をシートの搬送経路となるガイド面17bよりも退避させた位置とするが、これはシートのサイズによらずシートがガイド面17bにおいて搬送されている途中で突き当て部17cに引っかかるといった搬送不具合を防止するためである。また、突き当て部17cが支点17a1にあると、出口ガイド板17を固定するためには非常に強い力が必要となるとともに、ガイド面17bの位置決め精度が悪くなるため、これを防止するものである。より好適には、出口ガイド板17の先端であるガイド面17bの位置精度を良くするために、ガイド面17bの位置を決定する突き当て部17cと出口ガイド板17を回転させる支点17a1との距離はできるだけ離すほうがよい。そこで、突き当て部17cはガイドアーム17aのガイド面17b寄りであって、ガイド面17bの搬送経路からは少しだけ退避した位置に配置される。
ところで、本実施形態として、磁石17dを突き当て部17cに内包させて一体化する構成としているが、その理由として、磁石17dの強度面での弱さの問題と位置決め精度の問題が挙げられる。
すなわち、磁石は元々砂や土成分を焼成してできているため、強度としては弱く脆い(メッキ処理を施すことにより強度を上げる方法があるが、メッキ処理はコストアップにつながるだけでなく、磁石の磁力を弱めてしまうといった欠点があるため、メッキ処理をせずに磁石をそのまま使用する方が望ましい。)。そのような磁石17dを強磁性体の受け部19aと直接接触させて出口ガイド板17の位置決めをする構成とすると、閉状態とする際に磁石17dが受け部19aから磁力による吸着の衝撃を直接受けることになって磁石17d自身が欠けてしまったり割れてしまったりする問題が起こりうる。
また、磁石17dと受け部19aとを直接当接させるようにすると、磁石17dに出口ガイド板17の位置決めのための寸法精度が求められるようになるが、磁石17dのような焼成品でその寸法精度を出そうとすることは困難である。
そこで、本発明では、図3,図4に示すように磁石17dを樹脂製の出口ガイド板17の突き当て部17cで内包させることとしている。これにより、磁石17dの磁力による吸引力を利用して突き当て部17cを受け部19aに固定しつつ、受け部19aと当接する衝撃を樹脂である突き当て部17cで緩和し、さらに樹脂成形品の突き当て部17cと金属製の受け部19aの当接により位置決めの精度も向上させている。また、このように磁石17dを樹脂で内包することができれば磁石17dへの衝撃も緩和されるため磁石をメッキ処理なしで使用することも可能である。
つぎに、図6に、本発明に係る定着装置を上から見た構成を示す。定着装置100は本体、全体が樹脂製のケースに収納されたユニットとされるが、ここではそのケースを省略して、出口ガイド板17や分離板16が見える状態を示している。
ここで、突き当て部17cは、出口ガイド板17においてシート幅方向(軸方向、図6において左右横方向)の少なくとも2ヶ所に設けられることが好ましい。とくに、図6に示すように、出口ガイド板17の幅方向(軸方向)の両端に設けることが好適である。これにより、樹脂製の出口ガイド板17が幅方向で左右対称に受け部19aで支持されるようになり、熱変形を防ぎ、ひいてはシートの適正なガイドが可能となる。
また、突き当て部17cが受け部19aに固定される力は、出口ガイド板17全体として200〜500gfとなることが好ましい。この力は、磁石17dの磁力による突き当て部17cと受け部19aの吸着力であり、例えば図6においてユーザーが出口ガイド板17の中央部Gをつまんで開閉操作するときに要する力である。吸着力が弱いと操作性は楽である半面、ユーザーがセット感を感じることができず、また定着装置100をユニットとして扱うときなどに逆さまにしたとき、自重で出口ガイド板17が受け部19aから外れて周辺に当たった損傷を受けたりする可能性がある。逆に吸着力が強すぎると操作性が悪くなる。この力の調整は、磁石17dの磁束密度やサイズ、及び突き当て部17cと受け部19aの当接箇所の数などにより可能である。
次に、本発明に係る画像形成装置について説明する。
図7に、本発明に係る画像形成装置であるタンデム型のカラー複写機の構成を示す。
カラー複写機である画像形成装置200は、装置本体中央部に位置する画像形成部200Aと、該画像形成部200Aの下方に位置する給紙部200Bと、を有するものであり、画像形成部200Aに本発明の定着装置100を組み込んでいる。
画像形成部200Aには、水平方向に延びる転写面を有する転写ベルト202が配置されており、該転写ベルト202の下面には、色分解色と補色関係にある色の画像を形成するための構成が設けられている。すなわち、補色関係にある色のトナー(イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック)による像を担持可能な像担持体としての感光体201Y、201C、201M、201Kが転写ベルト202の転写面に沿って並置されている。
各感光体201Y、201C、201M、201Kはそれぞれ同じ方向(反時計回り方向)に回転可能なドラムで構成されており、その周りには、回転過程において画像形成処理を実行する帯電装置、光書き込み装置209、1次転写装置、現像装置及びクリーニング装置が配置されている。また、各現像装置には、それぞれのカラートナー2Y,2C,2M,2Kが収容されている。
転写ベルト202は、駆動ローラと従動ローラに掛け回されて感光体201Y、201C、201M、201Kとの対峙位置において同方向に移動可能な構成を有している。また、従動ローラの1つであるローラ201bに対向する位置に転写ローラ205が設けられている。また、転写ローラ205から定着装置100までのシートPの搬送経路は縦パスとなっている。
給紙部200Bは、記録媒体としてのシートPを積載収容する給紙トレイ208と、該給紙トレイ208内のシートPを最上のものから順に1枚ずつ分離して、転写ローラ205の位置まで搬送する搬送機構を有している。
本発明の画像形成装置200における画像形成に当たっては、感光体201Yの表面が帯電装置により一様に帯電され、入力された画像情報に基づいて感光体201Y上に静電潜像が形成される。該静電潜像はイエローのトナーを収容した現像装置によりトナー像として可視像化され、該トナー像は所定のバイアスが印加される1次転写装置により転写ベルト202上に1次転写される。他の感光体201C,201M,201Kでもトナーの色が異なるだけで同様の画像形成がなされ、それぞれの色のトナー像が転写ベルト202上に静電気力で順に転写されて重ね合わせられる。
つぎに、感光体201Y、201C、201M、201Kから転写ベルト202上に1次転写されたトナー像は、ローラ207,206、転写ローラ205により搬送されてきたシートPに転写される。トナー像が転写されたシートPは、さらに定着装置100まで搬送され、定着ベルト12と加圧ローラ13との定着ニップ部Nにて定着が行なわれる。
ついで、定着ニップ部Nから排出されたシートPは排出経路に沿って送り出される。このとき、定着ベルト12に巻き付いたままでてきたシートPは分離爪16にて定着ベルト12から分離されて、排出経路に戻され、出口ガイド板17にしたがって定着装置100から排出される。
以上のように、本発明に係る定着装置100を有する画像形成装置により、シートPにジャムを発生させることなく、良好な画像形成が可能となる。なお、定着装置100でジャムが発生したときには、定着装置100をユニットとして画像形成装置200から引き出した後、出口ガイド板17を手動で開状態として必要なジャム処理を行うことができる。
以下、本発明の実施例を説明する。
(実施例1)
図6に示す定着装置100(A3サイズ縦を通紙可能な装置)を、以下の条件で作製し、出口ガイド板17の開閉操作を確認した。
(1)出口ガイド板17
(a)突き当て部17c
(i)受け部19aとの当接部分から磁石17dまでの肉厚t=1mm
(ii)設置箇所;1対のガイドアーム17aの側面それぞれに1箇所(合計2ヶ所)
(b)磁石17d;幅3mm×高さ3.5mm×奥行き9mmの直方体のサマリウムコバルト磁石(Sm2Co17(2-17系))
(2)フレーム19
(b)側板19s及び受け部19a;1枚の亜鉛めっき鋼板を板金加工して作製した。
以上の構成の定着装置100において、出口ガイド板17の中央部Gにバネ量りを取り付け、該バネ量りを介して出口ガイド板17の開閉操作を行ったところ、360〜430gfの最大荷重(初期荷重)を測定した。
また、磁石17dについて室温から150℃まで加熱し再度室温まで空冷する加熱冷却サイクルを10回繰り返した後に、同様に出口ガイド板17の開閉操作を行ったが、最大荷重は前記初期荷重と同じであった。
なお、これまで本発明を図面に示した実施形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、変更、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。
例えば、ここでは定着装置100として定着部材として定着ベルト12、加圧部材として加圧ローラ13を配置した構成例を示したが、これに限定されるものではなく、ローラタイプの定着部材とローラタイプの加圧部材の組み合わせ、ローラタイプの定着部材とベルトタイプの加圧部材の組み合わせ、ベルトタイプの定着部材とベルトタイプの加圧部材の組み合わせのいずれの構成としてもよい。
本発明に係る定着装置の構成を示す断面図である。 従来の定着装置における出口ガイド板の加圧手段の構成を示す斜視図である。 本発明に係る定着装置の要部構成を示す斜視図である。 本発明に係る定着装置において出口ガイド板が閉状態のときの要部構成を示す断面図である。 本発明に係る定着装置において出口ガイド板が開状態のときの要部構成を示す断面図である。 本発明に係る定着装置の全体構成を示す上面図である。 本発明に係る画像形成装置の構成を示す断面図である。
符号の説明
11 定着ローラ
12 定着ベルト
12a 温度検知手段
13 加圧ローラ
14 加熱ローラ
14h 熱源
15 テンションローラ
16 分離板
17,97 出口ガイド板(搬送ガイド部)
17a ガイドアーム
17a1 支点
17b ガイド面
17c 突き当て部
17d 磁石
19 フレーム
19a 受け部
19s 側板
91 引張スプリング
92 突起部
93 スプリングフック
99a 受け部
100 定着装置
200 画像形成装置
200A 画像形成部
200B 給紙部
201a,201b 従動ローラ
201Y,201C,201M,201K 感光体
202 転写ベルト
205 転写ローラ
206,207 ローラ
208 給紙トレイ
209 光書込み装置
f 吸着力
N 定着ニップ部
P シート

Claims (13)

  1. 回動可能に設けられる定着部材と、
    前記定着部材に当接し定着ニップ部を形成する加圧部材と、
    前記定着ニップ部のシート排出側で、前記加圧部材を覆う位置に配置されガイド面が該定着ニップ部を通過したシートの当該定着装置外への搬送をガイドする位置となる閉状態と、前記加圧部材を覆う位置から退避した位置に配置され前記定着ニップ部を外部に露出させる開状態とに切替可能な搬送ガイド部と、
    前記定着部材、加圧部材、搬送ガイド部を収納及び支持するフレームと、を備える定着装置であって、
    前記搬送ガイド部が閉状態に配置されるとき、前記搬送ガイド部に設けられた突き当て部と、フレームに設けられた受け部とが当接して、前記加圧部材及び定着ニップ部に対する搬送ガイド部の位置が決められ、
    前記突き当て部、受け部のうち、いずれか一方が磁石を含み、他方が強磁性体から構成されることにより、該突き当て部が受け部に所定の力で固定される定着装置。
  2. 前記突き当て部は、前記搬送ガイド部においてシート幅方向の2ヶ所に設けられる請求項1に記載の定着装置。
  3. 前記磁石は、キュリー温度が150℃より大の永久磁石である請求項1に記載の定着装置。
  4. 前記突き当て部は磁石を内包し、前記受け部は強磁性体から構成される請求項1に記載の定着装置。
  5. 前記搬送ガイド部は、前記突き当て部を含めた一体成型品である請求項4に記載の定着装置。
  6. 前記突き当て部における受け部との当接部分から磁石までの肉厚は、2mm以下である請求項4に記載の定着装置。
  7. 前記突き当て部は、凹部を有し、該凹部に前記磁石が挿入されてなる請求項4に記載の定着装置。
  8. 前記磁石の凹部への挿入方向は、前記搬送ガイド部の開閉切替による突き当て部の移動方向とは異なる請求項7に記載の定着装置。
  9. 前記搬送ガイド部は、前記ガイド面と、一端が該ガイド面に連設され、他端がフレームに回動可能な支点として固定されたガイドアームとからなり、該ガイドアームの回動操作により当該搬送ガイド部の開閉切替が行われる請求項1に記載の定着装置。
  10. 前記突き当て部は、前記ガイドアームにおける前記ガイド面と支点との間に設けられる請求項9に記載の定着装置。
  11. 前記ガイドアームは、前記フレームにおいてシート幅方向左右それぞれに配置された側板よりも内側に配置され、
    前記突き当て部及び受け部は、隣接するガイドアームと側板との間に設けられる請求項9に記載の定着装置。
  12. 前記突き当て部が受け部に固定される力は、前記搬送ガイド部全体として200〜500gfとなる請求項1に記載の定着装置。
  13. 請求項1〜12のいずれかに記載の定着装置を備える画像形成装置。
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