JP2016173435A - 定着装置、画像形成装置、加圧装置、および押付装置 - Google Patents

Abstract

【課題】機構の簡素化を図りながらも複数の加圧力の発生および切り替えを実現する。
【解決手段】第１の回転体と、上記第１の回転体の周面との間で接触領域を形成し、上記接触領域を記録媒体が通過することでその記録媒体を加圧する第２の回転体と、上記接触領域を加熱する加熱部材と、上記第１の回転体の内部に配置され、上記第１の回転体を上記第２の回転体と接触するように支持する第１の支持部材と、上記第１の支持部材と接触した状態と隙間を持った状態とに切り替え可能であって、上記第１の支持部材を支持する第２の支持部材と、上記第２の支持部材に取り付けられ、上記第２の支持部材と上記第１の支持部材とを上記第２の回転体に向けて押し付ける力を加える第１の押付力付与部材と、上記第１の支持部材と上記第２の支持部材との間に配置される第２の押付力付与部材と、上記第１の支持部材と上記第２の支持部材とが上記接触した状態と上記隙間を持った状態とに切り替える切替器と、を備える。
【選択図】図５

Description

本発明は、定着装置、画像形成装置、加圧装置、および押付装置に関する。

従来、例えば電子写真方式などの画像形成装置には、画像を用紙などの記録媒体に定着させる定着装置が組み込まれており、この定着装置は画像の定着にあたって記録媒体を加圧する。このような定着装置には一般的に押付装置が付属しており、記録媒体に接触する部材をこの押付装置が記録媒体や他の部材に押し付けて加圧力を生む。また、記録媒体として封筒を用いる使用形態が望まれており、記録媒体として用紙を用いる通常モードに対し、記録媒体として封筒を用いる封筒モードでは、定着における加圧力を低下させる機能も望まれている。

例えば特許文献１には、通常モード用の押付装置と封筒モード用の押付装置とを切り替えて用いる技術が開示されている。

また、例えば特許文献２には、バネ定数が異なる複数のバネを平行に設け、通常モードと封筒モードとで異なるバネを切り替えて使用する技術が開示されている。

特開２００６−１６２９９９号公報 特開２０１２−１７７７８９号公報

従来の技術では、通常モードと封筒モードとで加圧力を切り替えることは可能であるが、複数の押付部材によって直接第２の支持部材に押し付け力を付与し、加圧力を切り替えていたので、２種類の加圧力の発生や切り替えのために機構の煩雑化を伴っている。

本発明は、複数の押付部材によって直接第２の支持部材に押し付け力を付与する場合と比べ、機構の簡素化を図りながらも複数の加圧力の発生および切り替えを実現することを目的とする。

請求項１に係る定着装置は、
第１の回転体と、
上記第１の回転体の周面との間で接触領域を形成し、上記接触領域を記録媒体が通過することでその記録媒体を加圧する第２の回転体と、
上記接触領域を加熱する加熱部材と、
上記第１の回転体の内部に配置され、上記第１の回転体を上記第２の回転体と接触するように支持する第１の支持部材と、
上記第１の支持部材と接触した状態と隙間を持った状態とに切り替え可能であって、上記第１の支持部材を支持する第２の支持部材と、
上記第２の支持部材に取り付けられ、上記第２の支持部材と上記第１の支持部材とを上記第２の回転体に向けて押し付ける力を加える第１の押付力付与部材と、
上記第１の支持部材と上記第２の支持部材との間に配置される第２の押付力付与部材と、
上記第１の支持部材と上記第２の支持部材とが上記接触した状態と上記隙間を持った状態とに切り替える切替器と、
を備えたことを特徴とする。

請求項２に係る定着装置は、
上記第２の支持部材が、上記第２の押付力付与部材による上記第１の支持部材を押し付ける力の方向を案内する案内溝を有するものであり、
上記第１の支持部材は、上記第１の回転体を上記第２の回転体へ押し付ける力の方向へのび、上記第２の押付力付与部材による上記第１の支持部材の押し付け力を付与する位置が、上記押し付ける力の方向において、上記第１の支持部材の中央よりも上記第２の回転体側であることを特徴とする。

請求項３に係る画像形成装置は、
記録媒体上に未定着な画像を形成する形成器と、
第１の回転体と、
上記第１の回転体の周面との間で接触領域を形成し、上記接触領域を記録媒体が通過することでその記録媒体を加圧する第２の回転体と、
上記接触領域を加熱する加熱部材と、
上記第１の回転体の内部に配置され、上記第１の回転体を上記第２の回転体と接触するように支持する第１の支持部材と、
上記第１の支持部材と接触した状態と隙間を持った状態とに切り替え可能であって、上記第１の支持部材を支持する第２の支持部材と、
上記第２の支持部材に取り付けられ、上記第２の支持部材と第１の支持部材とを上記第２の回転体に向けて押し付ける力を加える第１の押付力付与部材と、
上記第１の支持部材と上記第２の支持部材との間に配置される第２の押付力付与部材と、
上記第１の支持部材と上記第２の支持部材とが上記接触した状態と上記隙間を持った状態とに切り替える切替器と、
を備えたことを特徴とする。

請求項４に係る加圧装置は、
第１の回転体と、
上記第１の回転体の周面との間で接触領域を形成し、上記接触領域を記録媒体が通過することでその記録媒体を加圧する第２の回転体と、
上記第１の回転体の内部に配置され、上記第１の回転体を上記第２の回転体と接触するように支持する第１の支持部材と、
上記第１の支持部材と接触した状態と隙間を持った状態とに切り替え可能であって、上記第１の支持部材を支持する第２の支持部材と、
上記第２の支持部材に取り付けられ、上記第２の支持部材と第１の支持部材とを上記第２の回転体に向けて押し付ける力を加える第１の押付力付与部材と、
上記第１の支持部材と上記第２の支持部材との間に配置される第２の押付力付与部材と、
上記第１の支持部材と上記第２の支持部材とが上記接触した状態と上記隙間を持った状態とに切り替える切替器と、
を備えたことを特徴とする。

請求項５に係る押付装置は、
第１の回転体、および、上記第１の回転体の周面との間で接触領域を形成し、上記接触領域を記録媒体が通過することでその記録媒体を加圧する第２の回転体のうち、上記第１の回転体の内部に配置され、上記第１の回転体を上記第２の回転体と接触するように支持する第１の支持部材と、
上記第１の支持部材と接触した状態と隙間を持った状態とに切り替え可能であって、上記第１の支持部材を支持する第２の支持部材と、
上記第２の支持部材に取り付けられ、上記第２の支持部材と第１の支持部材とを上記第２の回転体に向けて押し付ける力を加える第１の押付力付与部材と、
上記第１の支持部材と上記第２の支持部材との間に配置される第２の押付力付与部材と、
上記第１の支持部材と上記第２の支持部材とが上記接触した状態と上記隙間を持った状態とに切り替える切替器と、
を備えたことを特徴とする。

請求項１に係る定着装置、請求項３に係る画像形成装置、請求項４に係る加圧装置、および請求項５に係る押付装置によれば、複数の加圧力の発生と切り替えを実現しながら機構の簡素化を図ることができる。

請求項２に係る現像装置によれば、上記付勢力を付勢方向後方寄りの箇所に加える場合に較べて上記第１の接触体の姿勢が安定する。

本発明の画像形成装置の一実施形態であるプリンタの概略構成図である。 定着器の外観を示す斜視図である。 定着器の中央部の断面を示す断面図である。 定着器の端部の断面が示された斜視図である。 押付機構の詳細構造を示す図である。 通常モードにおける押付機構の各要素の状態を示した拡大図である。 封筒モードの押付機構を示す図である。 封筒モードにおける押付機構の各要素の状態を示した拡大図である。 他の実施形態における押付機構の構造の一部を示した図である。

本発明の実施形態について、以下図面を参照して説明する。

図１は、本発明の画像形成装置の一実施形態であるプリンタの概略構成図である。

図１に示すプリンタ１０はモノクロプリンタであり、プリンタ１０外で作成された、画像を表す画像信号が、不図示の信号ケーブル等を介して入力される。プリンタ１０には、このプリンタ１０内の各構成要素の動きを制御する制御部１１が備えられており、画像信号はこの制御部１１に入力される。そして、プリンタ１０では、この制御部１１の制御の下で画像信号に基づく画像の形成が行われる。

プリンタ１０の下部には用紙トレイ２１が備えられていて、用紙トレイ２１には、用紙Ｐが積み重なった状態に収容されている。用紙トレイ２１は、用紙Ｐの補給のために、引出し自在に構成されている。用紙トレイ２１には、紙の用紙Ｐに替えてＯＨＰシートやプラスチック紙や封筒などが本発明にいう記録媒体として収容される。図１では用紙Ｐが収容されているものとしてプリンタ１０の動作を説明するが、他の記録媒体が収容される場合であっても基本的な動作は同様となる。

用紙トレイ２１内の用紙Ｐは、ピックアップロール２２およびさばきロール２３により待機ロール２４へと送られる。待機ロール２４に到達した用紙Ｐは、搬送のタイミングが調整されてさらに搬送される。

このプリンタ１０には、矢印Ａで示す向きに回転する円柱状の感光体１２が待機ロール２４の上方に備えられている。そして、この感光体１２の周囲に、帯電器１３、露光器１４、現像器１５、転写器１６、および感光体クリーナ１７が配備されている。感光体１２、帯電器１３、露光器１４、現像器１５、および転写器１６を併せたものが本発明に言う形成器の一例に相当する。

帯電器１３は感光体１２の表面を帯電させ、露光器１４は、制御部１１から送られてくる画像信号に従って感光体１２の表面を露光して静電潜像を形成する。静電潜像は現像器１５により現像されてトナー像が形成される。

ここで、上記の待機ロール２４は、感光体１２上のトナー像が、転写器１６に対面した位置に達するタイミングに合わせてその位置に到達するように用紙Ｐを送り出す。そして、感光体１２上のトナー像は、転写器１６の作用を受け、その送り出されてきた用紙Ｐ上に転写される。これにより用紙Ｐ上に未定着なトナー像が形成されることとなる。

未定着なトナー像が形成された用紙Ｐは、さらに矢印Ｂ方向に進み、定着器１８による加熱および加圧を受けてその用紙Ｐ上にトナー像が定着される。その結果、用紙Ｐ上には定着トナー像からなる画像が形成される。この定着器１８が本発明の定着装置および加圧装置の一実施形態に相当する。

定着器１８を通過した用紙Ｐは、排出器１９に向かって矢印Ｃ方向に進み、さらに、その排出器１９によってさらに矢印Ｄ方向に送られて排紙台２０上に排出される。

図２は、定着器の外観を示す斜視図である。

定着器１８は内部構造がカバー１０１で覆われている。また、記録媒体を加圧する力を切り替えるためにカバー１０１外からユーザが操作する切替レバー１０２が備えられている。

図３は、定着器の中央部の断面を示す断面図である。

定着器１８のカバー１０１内には、加熱ロール１１０と加圧体１２０が納められている。加圧体１２０は本発明にいう第１の回転体の一例に相当し、加熱ロール１１０は本発明にいう第２の回転体の一例に相当する。

加熱ロール１１０は熱源ランプ１１１を内包していて、金属の芯材上をゴムが被覆した外周体１１２が回転する。熱源ランプ１１１が発明にいう加熱部材の一例に相当する。

加圧体１２０は外周ベルト１２１を有し、その外周ベルト１２１内に、ガイド１２２と支持プレート１２３と加圧パッド１２４が配備されている。ガイド１２２は樹脂製で、外周ベルト１２１の周回移動を案内するものである。

加圧パッド１２４は外周ベルト１２１を内側から押して加熱ロール１１０に押し付けるものであり、加圧パッド１２４と加熱ロール１１０とで挟まれて外周ベルト１２１が加熱ロール１１０の外周に押し付けられている接触領域（ニップ領域）を記録媒体が通過することで記録媒体に力と熱が加えられる。

支持プレート１２３は金属製で、加圧体１２０の内部構造を一体化して支持するものである。加熱ロール１１０へと向かう力がこの支持プレート１２３に加えられることで加圧パッド１２４および外周ベルト１２１を介した加圧力が生じる。支持プレート１２３が本発明にいう第１の支持部材の一例に相当する。

図４は、定着器の端部の断面が示された斜視図である。

図４には、切替レバー１０２の近くで切断された定着器１８の断面が示されており、支持プレート１２３は定着器１８の端部まで延びている。そして、定着器１８の端部には、支持プレート１２３を介して加圧体１２０を加熱ロール１１０に押し付ける押付機構１３０が組み込まれている。この押付機構１３０が本発明の押付装置の一実施形態に相当する。

図５は、押付機構の詳細構造を示す図である。

押付機構１３０は、押付プレート１３１と、通常モード用バネ１３２と、封筒モード用バネ１３３と、図２にも示した切替レバー１０２とを備えている。押付プレート１３１は本発明にいう第２の支持部材の一例に相当し、通常モード用バネ１３２は本発明にいう第１の押付力付与部材の一例に相当し、封筒モード用バネ１３３は本発明にいう第２の押付力付与部材の一例に相当し、切替レバー１０２は本発明にいう変更器の一例に相当する。
ここでいう押付力付与部材は、対象物に押し付け力を付与するものであれば、対象物を引っ張ることにより押し付けても、対象物を押すことにより押し付けてもよく、本実施例の押し付けの方法に限られるものではない。

押付プレート１３１は、支点１３４を中心に回転自在となっていて、支持プレート１２３を挟んで案内する案内溝１３５を有する。また、押付プレート１３１のバネ掛け部１３６には通常モード用バネ１３２の一端が掛かり、押付プレート１３１のバネ止め１３７には封筒モード用バネ１３３の一端が止められていて、押付プレート１３１のレバー保持部１３８には切替レバー１０２の支点１０２ａが回転自在に保持されている。

通常モード用バネ１３２は引きバネであり、押付プレート１３１を図の左方へと付勢する。封筒モード用バネ１３３は、通常モード用バネ１３２よりもバネ定数が小さい押しバネであり、案内溝１３５に挟まれた支持プレート１２３と押付プレート１３１のバネ止め１３７との間に組み込まれていて支持プレート１２３を図の左下方向へ付勢する。

このような構造の押付機構１３０では、封筒モード用バネ１３３が支持プレート１２３とバネ止め１３７との間に組み込まれることで小型化が図られている。また、押付プレート１３１に対して必要最小限の部品が組み付けられており、構造の簡素化も図られている。

このような押付機構１３０について、以下、通常モードと封筒モードとのそれぞれにおける働きを説明する。

図５に示された状態での押付機構１３０は、切替レバー１０２が図の下側を向いていて通常モードとなっている。

図６は、通常モードにおける押付機構の各要素の状態を示した拡大図である。以下、図５と図６とを併せて説明する。

切替レバー１０２が図の下側を向いていると、押付プレート１３１は支点１３４を中心として回転自在となっており、押付プレート１３１が通常モード用バネ１３２によって図５の左方（図６の左下方向）に引き寄せられることで案内溝１３５の底１３５ａが支持プレート１２３に突き当たっている。その結果、通常モード用バネ１３２の付勢力が生む強い力が支持プレート１２３に加えられ、上述したニップ領域では強い加圧力で記録媒体が加圧される。

このとき封筒モード用バネ１３３は、両端に位置するバネ止め１３７と支持プレート１２３との距離が不動となっているので付勢力が働かない状態となっている。

切替レバー１０２が図の上側へと持ち上げられると、押付機構１３０は封筒モードに移行する。

図７は、封筒モードの押付機構を示す図であり、図８は、封筒モードにおける押付機構の各要素の状態を示した拡大図である。

切替レバー１０２が持ち上げられると押付プレート１３１が図７の右方（図８の右上方向）に移動し、切替レバー１０２はカバー１０１の外面に突き当たり、その結果、押付プレート１３１の位置がカバー１０１に対して固定される。このとき通常モード用バネ１３２の付勢力は、押付プレート１３１が切替レバー１０２を介してカバー１０１に固定された状態を維持する力として働き、支持プレート１２３には伝達されない。

押付プレート１３１の移動により、支持プレート１２３が案内溝１３５の底１３５ａから離間し、その結果、封筒モード用バネ１３３の付勢力によって支持プレート１２３が押付プレート１３１のバネ止め１３７に対して付勢される状態となる。上述したニップ領域では、封筒モード用バネ１３３の付勢力により、通常モードよりも弱い加圧力が生じて記録媒体が加圧されることとなる。

このように、本実施形態では、押付機構１３０の小型化と簡素化が図られて定着器１８およびプリンタ１０の小型化と簡素化が図られているが、通常モードと封筒モードとでの加圧力の切り替えも実現されている。また、通常モードと封筒モードとの切り替えは、支持プレート１２３と押付プレート１３１とが接触しているか隙間を持った状態かの切り替えであるので高い精度は不要で、切替レバー１０２周辺の設計および組み立てが容易である。

次に、他の実施形態について説明する。以下説明する他の実施形態は、上述した実施形態とは押付機構の構造の一部が相違する点を除いて同様の実施形態であるので重複説明は省略する。

図９は、他の実施形態における押付機構の構造の一部を示した図である。

この図に示す実施形態でも上述した実施形態とほぼ同様の押付プレート１４１が備えられているが、封筒モード用バネ１４２はトーションバネとなっている。封筒モード用バネ１４２の一端は押付プレート１４１のバネ止め１４３に止められており、封筒モード用バネ１４２の他端は支持プレート１２３に空けられた穴に挿入されている。この穴は、支持プレート１２３の中央よりも加熱ロール１１０側に偏っており、封筒モード用バネ１４２の付勢力も加熱ロール１１０側に寄った位置に加えられる。その結果、支持プレート１２３は案内溝１３５内を封筒モード用バネ１４２の付勢力で引かれるように移動するので案内溝１３５に対する支持プレート１２３の傾きが生じにくく案内溝１３５によって支持プレート１２３がスムーズに案内されることとなる。

以上で本発明の実施形態の説明を終了する。

なお、上記実施形態の説明では、ユーザによるレバーの操作で通常モードと封筒モードとが切り替えられる例が示されているが、本発明の実施形態としては、通常モードと封筒モードとの切り替えが電動で切り替えられるものであってもよい。

また、上記説明では本発明の加圧装置の一実施形態として定着器が示されているが、本発明の加圧装置は、用紙の巻き癖を修正する装置などに応用されてもよい。

また、上記実施形態ではモノクロのプリンタが例示されているが、本発明は、カラーの装置に応用されてもよいし、ファクシミリやコピー機や複合機に応用されてもよい。

また、上記実施形態では電子写真方式でトナー画像を形成する装置が例示されているが、本発明にいう形成器は、電子写真方式以外の方式で記録媒体上にトナー画像を描画するものであってもよい。

１０ プリンタ
１８ 定着器
１１０ 加熱ロール
１２０ 加圧体
１２３ 支持プレート
１３１，１４１ 押付プレート
１３２ 通常モード用バネ
１３３，１４２ 封筒モード用バネ
１０２ 切替レバー
１３５ 案内溝

Claims (5)

1. 第１の回転体と、
   前記第１の回転体の周面との間で接触領域を形成し、前記接触領域を記録媒体が通過することで該記録媒体を加圧する第２の回転体と、
   前記接触領域を加熱する加熱部材と、
   前記第１の回転体の内部に配置され、前記第１の回転体を前記第２の回転体と接触するように支持する第１の支持部材と、
   前記第１の支持部材と接触した状態と隙間を持った状態とに切り替え可能であって、前記第１の支持部材を支持する第２の支持部材と、
   前記第２の支持部材に取り付けられ、前記第２の支持部材と第１の支持部材とを前記第２の回転体に向けて押し付ける力を加える第１の押付力付与部材と、
   前記第１の支持部材と前記第２の支持部材との間に配置される第２の押付力付与部材と、
   前記第１の支持部材と前記第２の支持部材とが前記接触した状態と前記隙間を持った状態とに切り替える切替器と、
   を備えたことを特徴とする定着装置。
2. 前記第２の支持部材が、前記第２の押付力付与部材による該第１の回転体の押し付ける力の方向を案内する案内溝を有するものであり、
   前記第１の支持部材は、前記第１の回転体を前記第２の回転体へ押し付ける力の方向へのび、前記第２の押付力付与部材による前記第１の支持部材を押し付け力を付与する位置が、前記押し付ける力の方向において、前記第１の支持部材の中央よりも前記第２の回転体側であることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
3. 記録媒体上に未定着な画像を形成する形成器と、
   第１の回転体と、
   前記第１の回転体の周面との間で接触領域を形成し、前記接触領域を記録媒体が通過することで該記録媒体を加圧する第２の回転体と、
   前記接触領域を加熱する加熱部材と、
   前記第１の回転体の内部に配置され、前記第１の回転体を前記第２の回転体と接触するように支持する第１の支持部材と、
   前記第１の支持部材と接触した状態と隙間を持った状態とに切り替え可能であって、前記第１の支持部材を支持する第２の支持部材と、
   前記第２の支持部材に取り付けられ、前記第２の支持部材と第１の支持部材とを前記第２の回転体に向けて押し付ける力を加える第１の押付力付与部材と、
   前記第１の支持部材と前記第２の支持部材との間に配置される第２の押付力付与部材と、
   前記第１の支持部材と前記第２の支持部材とが前記接触した状態と前記隙間を持った状態とに切り替える切替器と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
4. 第１の回転体と、
   前記第１の回転体の周面との間で接触領域を形成し、前記接触領域を記録媒体が通過することで該記録媒体を加圧する第２の回転体と、
   前記第１の回転体の内部に配置され、前記第１の回転体を前記第２の回転体と接触するように支持する第１の支持部材と、
   前記第１の支持部材と接触した状態と隙間を持った状態とに切り替え可能であって、前記第１の支持部材を支持する第２の支持部材と、
   前記第２の支持部材に取り付けられ、前記第２の支持部材と第１の支持部材とを前記第２の回転体に向けて押し付ける力を加える第１の押付力付与部材と、
   前記第１の支持部材と前記第２の支持部材との間に配置される第２の押付力付与部材と、
   前記第１の支持部材と前記第２の支持部材とが前記接触した状態と前記隙間を持った状態とに切り替える切替器と、
   を備えたことを特徴とする加圧装置。
5. 第１の回転体、および、前記第１の回転体の周面との間で接触領域を形成し、前記接触領域を記録媒体が通過することで該記録媒体を加圧する第２の回転体のうち、前記第１の回転体の内部に配置され、前記第１の回転体を前記第２の回転体と接触するように支持する第１の支持部材と、
   前記第１の支持部材と接触した状態と隙間を持った状態とに切り替え可能であって、前記第１の支持部材を支持する第２の支持部材と、
   前記第２の支持部材に取り付けられ、前記第２の支持部材と第１の支持部材とを前記第２の回転体に向けて押し付ける力を加える第１の押付力付与部材と、
   前記第１の支持部材と前記第２の支持部材との間に配置される第２の押付力付与部材と、
   前記第１の支持部材と前記第２の支持部材とが前記接触した状態と前記隙間を持った状態とに切り替える切替器と、
   を備えたことを特徴とする押付装置。

Images