JP2010139732A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 定着装置の加熱ユニットと加圧ローラとのニップの解除及び復帰をユーザーの操作によらず、自動で行うことのでき、ジャム処理性の向上した小型で安価な画像形成装置を提供する。
【解決手段】 定着装置の加圧ローラ31を駆動するギア47と、加熱ユニット23と加圧ローラ31とのニップを解除するカム部材36を駆動するギア49を設け、駆動切り替えギア44をソレノイド48で制御して一定方向に回転するモーターの駆動を加圧ローラ31を駆動する場合と、ニップの圧解除をするカム部材36を駆動する場合に切り替えて、ニップの圧解除を行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は、記録材に担持された未定着画像を加熱して記録シートに定着させる定着装置、及び前記定着装置を備えた記録シートに画像を形成する画像形成装置に関するものである。ここで画像形成装置としては、例えば電子写真複写機・プリンタ・ワードプロセッサ及びファクシミリ装置、マルチファンクションプリンタ等が含まれる。

従来の未定着画像を記録材上に定着する定着装置においては、記録材が加熱ユニットと加圧ローラのニップ部通過中にジャムを発生した場合に、このジャム状態の解除は加熱ユニットと加圧ローラのニップを手動で解除したり、あるいは加熱ユニットと加圧ローラのニップを解除せずにジャムした記録材をそのまま引っ張って処理をするような構成を採っていた。しかしながら、加熱ユニットと加圧ローラのニップを手動で解除する構成の定着装置では、ユーザーがジャム処理をする際の作業工数が増えるためユーザビリティー上の改善課題があった。またユーザーが加熱ユニットと加圧ローラのニップ解除操作を行わずにジャム処理をすると、ニップ部でジャムした記録材には負荷が大きく加わっているため、容易にジャムした記録材を取り除けない、また記録材が破けて装置内に残ってしまう問題があった。

このような問題を解決するために、特開平7-１２９０１８号公報記載の技術が挙げられる。これは、定着装置の加熱ユニットと加圧ローラのニップ部で記録材のジャムを検知した場合に、画像形成装置を駆動するモーターを記録材に画像を印字して搬送する時と反対の回転方向に回して、この駆動回転を利用して加熱ユニットと加圧ローラのニップを解除する技術である。
特開平7-129018公報（図2）

しかしながら、上記従来例の定着装置では加熱ユニットと加圧ローラのニップをユーザーの作業によらず解除できるという点では有効であるが、次の点で改良/改善されることが望まれている。

従来例では画像形成装置を駆動するモーターを記録材に画像を印字して搬送する時と反対の回転方向に回して、この駆動回転を利用して加熱ユニットと加圧ローラのニップを解除する時がある。このため、画像形成部の印字動作と反対の回転動作を防ぐため、画像形成部の駆動部とモーターとの間にワンウエイクラッチ機構を設ける必要や画像形成部の駆動モーターと定着装置の駆動モーターを別々に設ける必要があった。またモーターを正回転（搬送時）と逆回転（定着圧解除時）とをできるようにするため、モーター電気回路に信号線を追加したり、モーターのサイズを大きくする必要があった。そのため画像形成装置の小型化、低コスト化のためには改善、改良しなければならない課題となっていた。

本発明では、画像形成装置に用いられる定着装置において、上記問題点を解決し記録材のジャムが発生した場合には、加熱ユニットと加圧ローラのニップを確実に解除して、ジャム処理後には確実にニップを元の状態に復帰できる小型で低価格な画像形成装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するための本発明は、未定着トナー画像を担持した記録材を加熱する加熱ユニットと、加圧ユニットとニップ部を形成し記録材を加熱搬送する加圧ローラと、加熱ユニットと加圧ローラとを加圧させてニップ部を形成する加圧手段とを有する定着装置において、一定方向に回転する駆動源と、駆動源からの駆動を加圧ローラに伝達する定着駆動ギア列と、加圧手段による加熱ユニットと加圧ローラとのニップ部の加圧状態を圧緩和もしくは圧解除するカム部材と、駆動源からの駆動をカム部材に伝達するカム駆動ギア列と、駆動源の駆動を定着駆動ギア列に伝達する場合とカム駆動ギア列に伝達する場合とを切り替える駆動切り替えギアと、駆動切り替えギアを駆動源の駆動を定着駆動ギア列に伝達する場合とカム駆動ギア列に伝達する場合に制御する制御手段と、カム部材が加熱ユニットと加圧ローラとのニップ部を圧緩和もしくは圧解除した状態を検知する定着圧解除検知手段と、記録材のジャム状態を検知するジャム検知手段と、を有することを特徴とする。

また、ジャム検知手段で記録材のジャム状態を検知した場合に、制御手段により駆動切り替えギアをカム駆動ギア列と噛み合わせ定着圧解除を行うことを特徴とする。

また、画像形成装置は、ジャム処理用の開閉ドアと、ジャム処理用の開閉ドアの開閉動作を検知するジャム処理ドア検知手段とを有し、ジャム処理ドア検知手段でジャム処理ドアの開状態を検知した場合に、制御手段により駆動切り替えギアをカム駆動ギア列と噛み合わせ定着圧解除を行うことを特徴とする。

以上説明したように、本発明によれば、一定方向に回転する駆動源と、駆動源からの回転駆動を加圧ローラに伝達する定着駆動ギア列と加圧手段による加熱ユニットと加圧ローラとのニップ部の加圧状態を圧緩和もしくは圧解除するカム部材と駆動源からの駆動をカム部材に伝達するカム駆動ギア列と駆動源の駆動を定着駆動ギア列に伝達する場合とカム駆動ギア列に伝達する場合とを切り替える駆動切り替えギアと駆動切り替えギアを駆動源の駆動を定着駆動ギア列に伝達する場合とカム駆動ギア列に伝達する場合に制御する制御手段と、カム部材が加熱ユニットと加圧ローラとのニップ部を圧緩和もしくは圧解除した状態を検知する定着圧解除検知手段と、記録材のジャム状態を検知するジャム検知手段とを有し、ジャム検知手段で記録材のジャム状態を検知した場合に、制御手段により駆動切り替えギアをカム駆動ギア列と噛み合わせ、定着圧解除を行うことで、加熱ユニットと加圧ローラのニップを確実に解除して、ジャム処理後には確実にニップを元の状態に復帰でき、小型で低価格な画像形成装置を提供することができる。

また、ジャム処理用の開閉ドアとジャム処理用の開閉ドアの開閉動作を検知するジャム処理ドア検知手段とを有し、ジャム処理ドア検知手段でジャム処理ドアの開状態を検知した場合に、制御手段により駆動切り替えギアをカム駆動ギア列と噛み合わせ、定着圧解除を行うことでも加熱ユニットと加圧ローラのニップを確実に解除して、ジャム処理後には確実にニップを元の状態に復帰でき、小型で低価格な画像形成装置を提供することができる。

次に、本発明の詳細を実施例の記述に従って説明する。

以下に本発明の定着装置を採用することができる画像形成装置の一実施例を感光体にレーザー光を走査して記録する電子写真方式を採用するレーザービームプリンタを例に説明する。

図１は本発明の定着装置を採用することができる画像形成装置1の断面図である。

本実施例のレーザービームプリンタの概略構成について、以下に説明する。

図中、2は画像形成装置内に給送される記録材である記録紙Ｐを収納する記録材収納手段の給紙カセットであり、該給紙カセット2に収納された記録紙Ｐは給紙カセット2の上部前端側に配設された給紙手段である給紙ローラ3に押圧部材である加圧板4により押圧され、ピックアップされる。そして分離手段を構成する分離パッド5と給紙ローラ3によって１枚ずつ分離され、第1搬送ローラ対6に向けて給紙される。第1搬送ローラ対6は、湾曲した搬送路7中に設けられ給紙装置8から給紙された記録紙Pを第２搬送ローラ対9に搬送する。そして記録紙Pは第２搬送ローラ対9により転写部に搬送される。10はレジストセンサーであり、これは記録紙Ｐの先端位置と露光光源であるレーザースキャナ11の発光タイミングを同期させ、記録紙Ｐ上の所定位置から画像の描き出しをするものである。12は折り返しミラーである。

13は感光体14、現像器、クリーナ、帯電ローラ等の画像形成手段から成るプロセスカートリッジであり、15は感光体14上の顕画像を記録紙Ｐ上に転写させる転写ローラ、16は転写後の記録紙Ｐを定着装置である定着器17まで案内する搬送ガイドであり、定着器17は記録材Ｐ上の顕画像を加熱定着する。18は、加熱定着後の記録紙Pの記録紙先端位置と記録紙後端位置を検出して、ジャム検知するジャム検知手段の排紙センサーである。

加熱定着後の記録材Ｐは排紙ローラ対19により外装カバー20と一体で形成されている排紙トレイ21上に排出される。

（記録材搬送路について）
図1に示すように、給紙カセット2は、装置本体の下部（図1の下部分）に設けられ、排紙トレイ21が装置本体の上部に設けられている。そして、給紙カセット2の先端部と排紙トレイ21の後端部とは、画像形成部、定着器17を含めて構成される搬送路で連結されており、これらは全体としてS字のパスを構成している。給紙カセット2を装置本体の下部、排紙トレイ21を装置本体の上部としたS字パスの搬送路とすることで、装置本体をコンパクトにまとめ、設置面積を低減している。

（レーザースキャナ配置について）
図１に示すようにレーザースキャナ11は、ユニット配置としてはそれぞれスキャナーポリゴン11ａから右上がりの配置となっている。ここで画像形成装置の大きさを出来るだけ小型にするためには、図１に示すように給紙装置〜転写手段〜定着器にかけての記録材搬送経路に対して略垂直な方向から感光体14にレーザー光を入射することが最も有効である。このような構成とすることによって、画像形成装置の奥行き及び高さを最小の寸法に収めることが可能となっている。

（電装系レイアウトについて）
22は、ＡＣ電源及びＤＣ電源、高圧電源から成る電装部である。図１に示すように現像部〜定着器にかけての記録材搬送経路の下部で、給紙カセット2の上部に配置することで、装置本体のスペースを無駄なく利用して電装部22による設置面積の増大を防いでいる。また現像部〜定着器にかけての記録材搬送経路の下部に電装部を配置することにより、転写ローラ15や定着器17との電気的接続に必要な束線類を簡略化することができる。

（定着器の構成について）
以下に本発明の定着装置である定着器17の構成について説明する。図2は、加圧状態時の定着器17の背面図である。図2において、23は、画像形成部から搬送される未定着トナー画像を担持した記録紙Pを加熱する加熱ユニットである。加熱ユニット23は、テンションレスタイプの円筒状の定着フィルム24と、発熱体を保持する発熱体ホルダー25を有している。26は、発熱体に電流を給電するためのコネクタである。27は、加圧板であり、圧解除用バネ28a,28bが定着フレーム29の29a,29ｂと係合して加圧板26により加圧手段である加圧バネ30a,30bを圧縮して加熱ユニット23を加圧ローラ31に圧接してニップを形成する。32は、加圧バネ29を加圧板27に保持しる加圧バネホルダーである。加圧ローラ31は定着フレーム29に保持された軸受33により回転自在に保持さてれいる。34は、分離下ガイド、35は、分離上ガイドであり、それぞれニップから加圧ローラ31により搬送される定着画像を有した記録紙Pをガイドする搬送ガイド部材である。36は、定着圧解除用のカム部材で定着フレーム29に回転自在に保持されるカム軸37と、加圧板27を昇降させる圧解除カム38と有する。39は、加圧ローラギアであり駆動源からの駆動を伝達され加圧ローラ31を回転させる。40は、駆動源からの駆動を伝達されカム部材36を回転させるカムギアである。41は、圧解除時にカム38により上昇した加圧板27を検知して、定着器17の圧解除状態を検出する定着圧解除検知手段である圧解除検知センサーである。

図3aに加圧状態の定着器17の側面図を示す。図3bに圧解除状態の定着器17の側面図を示す。定着器17が加圧状態時には、加圧板27が加圧バネ30を付勢して加熱ユニット23を加圧している。定着器17が圧解除状態では、加圧板27が圧解除カム38により上昇して、加圧バネ30の加圧力が開放される。このとき加圧板27の上昇を圧解除検知センサー41で検出している。

（定着器の駆動構成、動作について）
図4に本発明の定着装置の駆動構成を示す。図4において、画像形成装置の駆動源であり、一方向のみに回転するモーター（不視図）から駆動を伝達されるギア42は矢印42a方向に回転する。ギア43はギア44と振り子アーム45で係止され、駆動切り替えギアとなるギア44がギア43を太陽ギアとして回転する。記録紙Pの搬送時は、ギア44は引張りバネ46の付勢力に抗してギア47と噛み合い、定着駆動ギア列になるギア47を介して、加圧ローラギア39に駆動を伝えて、加圧ローラ31を駆動する。引っ張りバネ46は振り子アーム45と制御手段であるソレノイド48に係止させている。以下に、記録紙Pがジャムを発生した場合の圧解除の動作について説明する。図1中の排紙センサー18で記録紙Pのジャムを検知するとソレノイド48が引張りバネ46を介して、振り子アーム45をA方向に引く。続いて振り子アーム45に係止されている振り子ギア44が破線の位置まで回転してカム駆動ギア列となるギア49と噛み合う。そして加圧ローラ31の回転は停止して、続いてギア49の回転によりカムギア40が回転して圧解除カム38が加圧板27を上昇させて圧解除をする。加圧板27が圧解除検知センター41の検知位置まで上昇して圧解除を検知するとモーター（不視図）が停止すると共にソレノイド48もオフ状態となる。ユーザーがジャム処理後には、排紙センサー18が紙無しを検知する。そして、ソレノイド48が再び振り子アームをA方向に引いて、ギア44とギア49が噛み合い、モーターが駆動する。そして圧解除検知センサーが加圧板27を認識しなくなるとモーターは停止すると共に、ソレノイド48もオフ状態となり、初期の加圧状態に復帰する。

本発明の定着器17を採用した画像形成装置1においては、モーターを一方向のみに回転させたまま、記録紙Pのジャムが発生した際に自動的に定着器17の圧解除を行うことができるため、ジャム処理作業を容易に行うことができる。またモーターを一方向のみの回転制御で使用できるため、一つのモーターで駆動する画像形成装置に採用することができると共に正逆回転するモーターのようにサイズアップやモーター回路の仕様アップを伴わない小型で安価なモーターを採用することができる。

次に本発明に係る定着装置を採用することができる画像形成装置1の第２実施例について説明する。

図5は、本発明に係る定着装置を採用した画像形成装置1の第２実施例の断面図であり、第１の実施例との違いのみ述べることにして、その他は省略する。

図5に示す画像形成装置1では、定着器17の背面側に背面ジャム処理用カバー50を具備している。背面ジャム処理用カバー50の開時に定着器17へのアクセスが容易である。51は、背面ジャム処理用カバー50の開放状態を検知するジャム処理ドア検知手段であるドアオープンセンサーである。続いて第2の実施例での圧解除の動作について説明する。図5中の排紙センサー18で記録紙Pのジャムを検知すると画像形成装置1は停止する。次にジャム処理のため、ユーザーが背面ジャム処理用カバー50を開けるとドアオープンセンサー51が背面ジャム処理用カバー50の開放状態を検知する。続いて図4に示すソレノイド48が引張りバネ46を介して、振り子アーム45をA方向に引く。続いて振り子アーム45に係止されている振り子ギア44が破線の位置まで回転してギア49と噛み合う。そして加圧ローラ31の回転は停止して、続いてギア49の回転によりカムギア40が回転して圧解除カム38が加圧板27を上昇させて圧解除をする。加圧板27が圧解除検知センター41の検知位置まで上昇して圧解除を検知するとモーター（不視図）が停止すると共にソレノイド48もオフ状態となる。ユーザーがジャム処理を終え、背面ジャム処理用カバー50を閉めると、ソレノイド48が再び振り子アームをA方向に引いて、ギア44とギア49が噛み合い、モーターが駆動する。そして圧解除検知センサーが加圧板27を認識しなくなるとモーターは停止すると共に、ソレノイド48もオフ状態となり、初期の加圧状態に復帰する。

本発明の定着器17を採用した画像形成装置1においても、モーターを一方向のみに回転させたまま、記録紙Pのジャムが発生した際に自動的に定着器17の圧解除を行うことができるため、ジャム処理作業を容易に行うことができる。またモーターを一方向のみにで使用できるため、一つのモーターで駆動する画像形成装置に採用することができると共に正逆回転するモーターのようにサイズアップやモーター回路の仕様アップを伴わない小型で安価なモーターを採用することができる。

（その他の実施例）
実施例1では、画像装置本体1のジャムを検知して定着器17の圧解除を行い、実施例2では、背面ジャム処理用カバー50の開放状態を検知して定着器17の圧解除を行ったが、その他にもプロセスカートリッジ13を装着するための開閉カバーの開放状態の検知やプロセスカートリッジ13の有無の検知で定着器17の圧解除を行っても実施例1及び実施例2と同様の効果がある。

本発明の第1の実施例を採用することができる画像形成装置の断面図。 本発明の第1の実施例を示す定着装置の背面図。 本発明の第1の実施例を示す定着装置の側面図。 本発明の第1の実施例を示す定着装置の駆動構成を示す側面図。 本発明の第２の実施例を採用することができる画像形成装置の断面図。

符号の説明

1 画像形成装置
2 給紙カセット
3 給紙ローラ
4 加圧板
5 分離パッド
6 第１搬送ローラ対
7 湾曲した搬送路
8 給紙装置
9 第１搬送ローラ対
10 レジストセンサー
11 レーザースキャナー
12 折り返しミラー
13 プロセスカートリッジ
14 感光体
15 転写ローラ
16 搬送ガイド
17 定着器
18 排紙センサー
19 排紙ローラ対
20 外装カバー
21 排紙トレイ
22 電装部
23 加熱ユニット
24 定着フィルム
25 発熱体ホルダー
26 コネクタ
27 加圧板
28 圧解除用バネ
29 定着フレーム
30 加圧バネ
31 加圧ローラ
32 加圧バネホルダー
33 軸受
34 分離下ガイド
35 分離上ガイド
36 カム部材
37 カム軸
38 圧解除カム
39 加圧ローラギア
40 カムギア
41 圧解除検知センサー
42 ギア
43 ギア
44 駆動切り替えギア
45 振り子アーム
46 引張りバネ
47 ギア
48 ソレノイド
49 ギア
50 背面ジャム処理用カバー
51 ドアオープンセンサー

Claims (4)

1. 未定着トナー画像を担持した記録材を加熱する加熱ユニットと、前記加圧ユニットとニップ部を形成し記録材を加熱搬送する加圧ローラと、前記加熱ユニットと前記加圧ローラとを加圧させて前記ニップ部を形成する加圧手段とを有する定着装置において、
   一定方向に回転する駆動源と、前記駆動源からの駆動を前記加圧ローラに伝達する定着駆動ギア列と、前記加圧手段による前記加熱ユニットと前記加圧ローラとの前記ニップ部の加圧状態を圧緩和もしくは圧解除するカム部材と、前記駆動源からの駆動を前記カム部材に伝達するカム駆動ギア列と、前記駆動源の駆動を前記定着駆動ギア列に伝達する場合と前記カム駆動ギア列に伝達する場合とを切り替える駆動切り替えギアと、前記駆動切り替えギアを前記駆動源の駆動を前記定着駆動ギア列に伝達する場合と前記カム駆動ギア列に伝達する場合に制御する制御手段と、前記カム部材が前記加熱ユニットと前記加圧ローラとの前記ニップ部を圧緩和もしくは圧解除した状態を検知する定着圧解除検知手段と、記録材のジャム状態を検知するジャム検知手段とを有することを特徴とする定着装置。
2. 前記ジャム検知手段で記録材のジャム状態を検知した場合に、前記制御手段により前記駆動切り替えギアをカム駆動ギア列と噛み合わせ、定着圧解除を行うことを特徴とする請求項1に記載の定着装置。
3. 画像形成装置は、ジャム処理用の開閉ドアと、前記ジャム処理用の開閉ドアの開閉動作を検知するジャム処理ドア検知手段と、を有し、前記ジャム処理ドア検知手段で前記ジャム処理ドアの開状態を検知した場合に、前記制御手段により前記駆動切り替えギアをカム駆動ギア列と噛み合わせ、定着圧解除を行うことを特徴とする請求項1に記載の定着装置。
4. 装置本体内に記録材を給紙する給紙手段と、記録シートに画像を形成する画像但持体及び現像手段から成る画像形成部と、画像但持体上に露光するための光源手段と、トナーを格納するためのカートリッジ手段と、画像但持体から記録材へトナー像を転写するための転写手段と、記録材上のトナー像を加熱定着する請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の定着装置を有することを特徴とする画像形成装置。

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