JP2011175047A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】省スペース化及びコスト低減化を図る。
【解決手段】本発明は、電磁誘導加熱方式により加熱される定着ローラ２６と、定着ローラ２６に圧接される加圧ローラ２８と、加圧ローラ２８に圧接される均熱ローラ２９と、定着ローラ２６に対する加圧ローラ２８の接圧を切替え可能な接圧切替え機構３０とを備えた定着装置１４であって、接圧切替え機構３０には加圧ローラ２８の長手方向に沿って接圧切替えシャフト３２が設けられ、接圧切替えシャフト３２には均熱ローラ２９に接圧される清掃ブラシローラ４４が設けられていることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、及びこれらを組み合わせた複合機等の画像形成装置において、転写紙の表面に形成された未定着トナー像を定着させる定着装置に関し、特に、電磁誘導加熱方式により加熱される定着ローラを備えた定着装置に関する。

複写機、プリンタ、ファクシミリ、及びこれらを組み合わせた複合機等の電子写真方式の画像形成装置には定着装置が設けられている。この定着装置は、定着ローラと、定着ローラを加熱するヒータと、定着ローラに圧接する加圧ローラとを備えており、ヒータで定着ローラを加熱し、該定着ローラと加圧ローラ間のニップ部に、未定着トナー（転写像）が形成された転写紙を通過させ、該転写紙に前記未定着トナーを溶融定着させるように構成されている。

従来、定着装置のヒータにはハロゲンランプが多用されてきたが、近年では、熱交換効率の向上を図る等の目的のため、電磁誘導加熱方式のヒータを採用した定着装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

電磁誘導加熱方式のヒータを採用した定着装置の場合、従来のハロゲンヒータと比べ急速な加熱を行うため、熱の拡散が間に合わず、小サイズ用紙を連続で画像形成すると、用紙に熱が持っていかれない非通紙端部が高温度となり、加熱部材や加圧ローラ表面の熱破損につながるおそれがある。そこで、この対策として、定着ローラの表面温度を均一化させるために加圧ローラに均熱ローラを圧接させるようにした定着装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００６−２８４６４９号公報 特開２００８−２６３７３号公報

しかしながら、上記した従来の均熱ローラを備えた定着装置では、定着ローラと加圧ローラ間のニップ部を通過した転写紙に定着されなかったトナーの一部が加圧ローラを介して均熱ローラに付着することがあるため、均熱ローラに清掃ブラシローラを接圧させて均熱ローラに付着したトナーを清掃させるようにしている。これにより、清掃ブラシローラの設置スペースが必要となると共に、定着装置のコストアップの要因となるといった問題があった。

本発明は上記した課題を解決すべくなされたものであり、省スペース化及びコスト低減化を図りつつ、この清掃ブラシローラを設置することのできる定着装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。

上記した目的を達成するため、本発明は、電磁誘導加熱方式により加熱される定着ローラと、該定着ローラに圧接される加圧ローラと、該加圧ローラに圧接される均熱ローラと、前記定着ローラに対する前記加圧ローラの接圧を切替え可能な接圧切替え機構とを備えた定着装置であって、前記接圧切替え機構には前記加圧ローラの長手方向に沿って接圧切替えシャフトが設けられ、該接圧切替えシャフトには前記均熱ローラに接圧される清掃ブラシローラが設けられていることを特徴とする。

本発明に係る定着装置において、前記接圧切替えシャフトには前記加圧ローラを回転させる駆動ギヤが設けられているのが好ましい。

また、本発明に係る定着装置において、前記接圧切替え機構は、前記接圧切替えシャフトの回転に伴い該接圧切替えシャフトを支点に前記加圧ローラを傾動させて該加圧ローラの前記定着ローラに対する接圧を切り替えるように構成されているのが好ましい。

また、本発明は、上記した定着装置を備えた画像形成装置である。

本発明によれば、省スペース化及びコスト低減化を図りつつ、均熱ローラに付着したトナーを清掃することができる等、種々の優れた効果を得ることができる。

本発明の実施の形態に係る定着装置を搭載した画像形成装置を示す正面図である。 本発明の実施の形態に係る定着装置を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る定着装置を示す断面図である。 本発明の実施の形態に係る定着装置において、定着ローラに対して加圧ローラが所定の圧力で接圧している状態を示す断面図である。 本発明の実施の形態に係る定着装置において、定着ローラに対して加圧ローラが所定の圧力で接圧している状態が解除されている状態を示す断面図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。ここで、図１は本発明の実施の形態に係る定着装置を搭載した画像形成装置を示す正面図、図２は本発明の実施の形態に係る定着装置を示す斜視図、図３は本発明の実施の形態に係る定着装置を示す断面図、図４は本発明の実施の形態に係る定着装置において、定着ローラに対して加圧ローラが所定の圧力で接圧している状態を示す断面図、図５は本発明の実施の形態に係る定着装置において、定着ローラに対して加圧ローラが所定の圧力で接圧している状態が解除されている状態を示す断面図である。

（画像形成装置１の外観構成）
図１に示すように、本発明の実施形態に係る画像形成装置１は、装置本体２の上部に配置されて複写機・ファクシミリ・スキャナの各種機能として原稿を読み取る自動原稿送り装置（ＡＤＦ）３と、装置本体２の正面側上部に配置された液晶モニタ等の表示画面４と併用して各種機能等の設定・選択操作を行う操作部５と、を備えている。

尚、この画像形成装置１の形状や構成・機能等は図示例のものに限定されるものではなく、また、例えば、ＡＤＦ３やソーター（図示せず）等の公知のオプション機器等の設置を妨げるものではない。

（画像形成装置１の内部構成）
画像形成装置１は、装置本体２の正面から引き出し可能となるように装置本体２の内部下方に配置されて印刷前の転写紙（図示せず）が積載収容される３段の給紙カセット６と、各給紙カセット６に積載収納された転写紙を最上位のものから１枚ずつ分離搬送する給紙搬送部７と、給紙カセット６とは別に装置本体２の側壁面から起倒可能に設けられて転写紙（図示せず）が積載収容可能な手差トレイ８と、手差トレイ８に積載収納された転写紙を最上位のものから１枚ずつ分離搬送する手差給紙搬送部９と、装置本体２の底面に設置されたオプション等の給紙カセット（図示せず）に積載収納された転写紙が搬送される給紙搬送部１０と、各給紙搬送部７，９，１０から搬送された転写紙に転写するための画像を形成する画像形成部１１と、画像形成部１１で形成された画像を転写紙に転写する二次転写部１２と、二次転写部１２よりも転写紙搬送方向上流側に配置されて二次転写部１２へと搬送する転写紙の突き当て整合並びに搬送タイミングを制御するレジストローラ対１３と、転写後のトナー像を転写紙に定着させる定着装置１４と、定着後の転写紙を排出する排出部１５と、排出部１５から排出された定着後の転写紙を積載する積載部１６と、転写紙の裏面に画像形成を行う場合に二次転写部１２へと転写紙をスイッチバックする反転経路１７と、を備えている。

（画像形成部１１の構成）
画像形成部１１は、ＡＤＦ３を利用して読み取った原稿画像の画像データや外部コンピュータ（図示せず）等から送信された印刷データに含まれる画像データに基づいてレーザ光Ｌを照射する露光デバイス１８と、ベルト状の中間転写体１９と、中間転写体１９の下方にタンデム方式で配置された複数の画像形成デバイス２０と、を備えている。

中間転写体１９は、複数のローラに巻き掛けられて支持され、図示しない駆動装置により所定方向に回動移動（図１の矢印参照）する。また、中間転写体１９は、合成樹脂等からなる基層表面にゴム層を積層した弾性ベルトで構成される。

画像形成デバイス２０は、中間転写体１９の回動移動方向に沿うように、回動移動方向上流側から下流側に向けて一列にタンデム方式で配置されている。この４台の画像形成デバイス２０は、例えば、上流側から順に、マゼンタ用、シアン用、イエロー用、ブラック用の順に配置され、これらの画像形成デバイス２０には、各色に対応するトナーコンテナ２１から現像剤（トナー）が補給される。尚、画像形成デバイス２０並びにトナーコンテナ２１には公知のものが用いられており、図示例のものに限定されるものではない。

また、各画像形成デバイス２０は、露光デバイス１８によって照射されたレーザ光Ｌにより原稿画像の静電潜像が形成される感光体ドラム２２を備え、この静電潜像から感光体ドラム２２にトナー像が現像される。また、そのトナー像は、各画像形成デバイス２０の上方に備えられた一次転写部２３で中間転写体１９に表面に一次転写される。そして、中間転写体１９の回動移動によって、所定のタイミングで各画像形成デバイス２０のトナー像が中間転写体１９に転写されることにより、中間転写体１９表面には画像データに応じたマゼンタ・シアン・イエロー・ブラックの４色のトナー像が重ね合わされたカラートナー像が形成される。

一方、二次転写部１２は二次転写ローラ２４を備え、中間転写体１９の表面に形成されたカラートナー像は、中間転写体１９と二次転写ローラ２４との圧接に伴う転写紙のニップ搬送時の転写バイアスの印加によって転写紙の表面に転写される。

この際、二次転写後の、中間転写体１９の表面に残留する未定着トナー等の付着物は、二次転写部１２とは反対側に配置されたクリーニングデバイス２５によってクリーニングされる。

（定着装置１４の構成）
定着装置１４は、図２及び図３に良く示されているように、スポンジの外面を金属板で覆って細長円筒形状に形成された定着ローラ２６と、定着ローラに対向配置される電磁誘導加熱体２７と、電磁誘導加熱体２７の反対側において定着ローラ２６に圧接される細長円筒形状の加圧ローラ２８と、加圧ローラ２８に圧接されて該加圧ローラ２８の表面温度を均一化させる細長円筒形状の均熱ローラ２９と、定着ローラ２６に対する加圧ローラ２８の接圧を切替え可能な接圧切替え機構３０と、を備えて構成されている。

接圧切替え機構３０は、駆動源である正逆回転可能な電動モーター３１と、加圧ローラ２８の長手方向に沿って平行に配設される接圧切替えシャフト３２と、接圧切替えシャフト３２の両端部で同軸上に固定される中継ギヤ３３と、電動モーター３１の駆動を所定の減速比で一方の中継ギヤ３３に伝達して接圧切替えシャフト３２を回転させるための第１歯車列３４と、両端で支軸３５を支点に回転可能な切替えレバー３６と、各中継ギヤ３３の回転をそれぞれの切替えレバー３６に伝達して各切替えレバー３６を回転させるための第２歯車列３７と、各切替えレバー３６の回転に伴い左右にスライド可能なスライド軸３８と、各スライド軸３８に周設される加圧バネ３９と、接圧切替えシャフト３２の両端部を支点に傾動可能な傾動部材４０と、を備えている。

接圧切替えシャフト３２の同軸上には、モーター（図示省略）の駆動によって回転する駆動ギヤ４１が設けられており、駆動ギヤ４１は加圧ローラ２８のシャフト４２上に固定された加圧ローラ同軸ギヤ４３に噛合している。また、接圧切替えシャフト３２には、均熱ローラ２９に接圧するように細長円筒形状の清掃ブラシローラ４４が設けられており、この清掃ブラシローラ４４は均熱ローラ２９の回転に伴い従動回転するように構成されている。

切替えレバー３６の下端部には歯車部４５が形成され、該歯車部４５は第２歯車列３７の歯車に噛合している。また、切替えレバー３６の上端部には切欠部４６が形成され、該切欠部４６はスライド軸３８の一方の端部（正面視左端部）に形成された突起部４７に掛止している。さらに、スライド軸３８の他方の端部（正面視右端部）には鍔部４８が設けられ、該鍔部４８は加圧バネ３９の他方側（正面視右方側）への動きを拘束するように形成されている。

傾動部材４０は、加圧ローラ２８のシャフト４２及び均熱ローラ２９のシャフト４９が挿通する支持プレート５０と、該支持プレート５０の上部から直角に屈曲しスライド軸３８が挿通する当接プレート５１とを備え、該当接プレート５１は加圧バネ３９の一方の端部（正面視左端部）に当接している。

（定着装置１４の作用）
画像形成装置１が稼動している場合、電動モーター３１が正方向に回転すると、この電動モーター３１の回転は第１歯車列３４により減速された後、一方の中継ギヤ３３に伝達され、この中継ギヤ３３の回転に伴い、接圧切替えシャフト３２は正面視時計回り方向に回転する（図４の矢印参照）。

この接圧切替えシャフト３２の回転は、その両端部の中継ギヤ３３を介して各第２歯車列３７にそれぞれ伝達され、両側の切替えレバー３６はそれぞれ支軸３５を支点に正面視反時計回り方向に回転する（図４の矢印参照）。各切替えレバー３６の切欠部４６がそれぞれスライド軸３８の一方の端部（正面視左端部）の突起部４７に掛止しているため、これらの切替えレバー３６の回転により各スライド軸３８は正面視左方向にそれぞれスライドする（図４の矢印参照）。

このスライド動作に伴い、各スライド軸３８の鍔部４８と各傾動部材４０の当接プレート５１との間で加圧バネ３９がそれぞれ圧縮され、その反発力により各傾動部材４０は接圧切替えシャフト３２の両端部において該接圧切替えシャフト３２を支点に正面視反時計回り方向（図４の矢印参照）に傾動し、加圧ローラ２８は所定の圧力で定着ローラ２６に均一に接圧する。

そして、このように定着ローラ２６に加圧ローラ２８が所定の圧力で均一に接圧した状態で、前記モーター（図示省略）が駆動されると、このモーターの駆動は駆動ギヤ４１を介して加圧ローラ同軸ギヤ４３に伝達され、加圧ローラ同軸ギヤ４３が回転する。そして、この加圧ローラ同軸ギヤ４３の回転により、加圧ローラ２８が所定の周速度で回転し、定着ローラ２６が従動回転する。

この状態で、電磁誘導加熱体２７により加熱された定着ローラ２６と加圧ローラ２８との間を二次転写部１２において未定着トナー像が形成された転写紙が搬送されると、未定着トナー像は加熱・加圧されて転写紙に定着される。そして、この時、転写紙に定着されずに加熱ローラに付着し、加圧ローラ２８の外面に移動したトナーは、さらに均熱ローラ２９に移動した後、清掃ブラシローラ４４により回収・清掃される。

一方、画像形成装置１が稼動していない場合、電動モーター３１が逆方向に回転すると、この電動モーター３１の回転は第１歯車列３４により減速された後、一方の中継ギヤ３３に伝達され、接圧切替えシャフト３２は正面視反時計回り方向に回転する（図５の矢印参照）。

この接圧切替えシャフト３２の回転は、その両端部の中継ギヤ３３を介して各第２歯車列３７にそれぞれ伝達され、両側の切替えレバー３６はそれぞれ支軸３５を支点に正面視時計回り方向に回転する（図５の矢印参照）。各切替えレバー３６の切欠部４６がそれぞれスライド軸３８の一方の端部（正面視左端部）の突起部４７に掛止しているため、これらの切替えレバー３６の回転により各スライド軸３８は正面視右方向にそれぞれスライドする（図５の矢印参照）。

このスライド動作に伴い、各スライド軸３８の鍔部４８と各傾動部材４０の当接プレート５１との間隔が広がり、加圧バネ３９の反発力が減少する（或いは加圧バネ３９が自由張の状態になる）ため、各傾動部材４０は両端部において接圧切替えシャフト３２を支点に正面視時計回り方向（図５の矢印参照）に傾動し、定着ローラ２７に対して加圧ローラ２８が所定の圧力で接圧する状態が解除される。

このように上記した本発明の実施の形態に係る定着装置１４によれば、清掃ブラシローラ４４を接圧切替えシャフト３２上に設置し、清掃ブラシローラ４４専用のシャフトを設置するためのスペースを必要としないため、機構の簡素化及び省スペース化を図ることができる。

また、加圧ローラ同軸ギヤ４３を回転させる駆動ギヤ４１が加圧ローラ２８の傾動支点である接圧切替えシャフト３２に設けられており、駆動ギヤ４１の回転支点と加圧ローラ２８の傾動支点が共通化されているため、加圧ローラ２８が傾動しても駆動ギヤ４１と加圧ローラ同軸ギヤ４３との間の距離が変わることがなく、省スペース化及び低コスト化を実現することができる。

さらに、定着ローラ２６と定圧ローラ２８間の接圧を切替える際に、定着ローラ２６に対して加圧ローラ２８を傾動させる構成を採用することにより、定着ローラ２６と電磁誘導加熱体２７間の隙間を一定に保持することができ、電磁誘導加熱体２７による定着ローラ２６の加熱制御を精度良く行うことができる。

さらにまた、定着ローラ２６と比較して加熱による膨張の度合いの小さい加圧ローラ２８を駆動させて定着ローラ２６を従動回転させることにより、駆動側の加圧ローラ２８の外形を安定させることができ、定着装置１４の動作を円滑且つ確実に行わせることができる。

１４ 定着装置
２６ 定着ローラ
２８ 加圧ローラ
２９ 均熱ローラ
３０ 接圧切替え機構
３２ 接圧切替えシャフト
４１ 駆動ギヤ
４４ 清掃ブラシローラ

Claims (4)

1. 電磁誘導加熱方式により加熱される定着ローラと、該定着ローラに圧接される加圧ローラと、該加圧ローラに圧接される均熱ローラと、前記定着ローラに対する前記加圧ローラの接圧を切替え可能な接圧切替え機構とを備えた定着装置であって、
   前記接圧切替え機構には前記加圧ローラの長手方向に沿って接圧切替えシャフトが設けられ、該接圧切替えシャフトには前記均熱ローラに接圧される清掃ブラシローラが設けられていることを特徴とする定着装置。
2. 前記接圧切替えシャフトには前記加圧ローラを回転させる駆動ギヤが設けられている請求項１に記載の定着装置。
3. 前記接圧切替え機構は、前記接圧切替えシャフトの回転に伴い該接圧切替えシャフトを支点に前記加圧ローラを傾動させて該加圧ローラの前記定着ローラに対する接圧を切り替えるように構成されている請求項１又は２に記載の定着装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１の請求項に記載の定着装置を備えている画像形成装置。

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