JP2998975B2 - 定着装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、画像形成装置に搭載される定着装置に関す
るものである。

［従来の技術］ 従来の画像形成装置の概略構造を第９図に基づいて説
明すると、１はガラス等の透明部材よりなる原稿載置台
で矢印ａ方向に往復動して原稿を走査する。原稿載置台
の直下には短焦点小径結像素子アレイ２が配されてい
て、原稿載置台１上に置かれた原稿像は照明ランプ３に
よって照射されその反射光像は上記アレイ２によって感
光ドラム４上にスリット露光される。なおこの感光ドラ
ム４は矢印ｂ方向に回転する。また５は帯電器であり、
例えば酸化亜鉛感光層あるいは有機半導体感光層等が被
覆された感光ドラム４上に一様に帯電されている。この
帯電器５により一様に帯電された感光ドラム４は素子ア
レイ２によって画像露光が行われ、静電潜像が形成され
る。この静電潜像は現像器６により加熱で軟化溶融する
樹脂等よりなるトナーを用いて顕像化される。一方、カ
セットＳ内に収納されているシート或は記録紙Ｐは給送
ローラ７と感光ドラム４上の画像と同期するようタイミ
ングをとって上下方向で圧接して回転される一対の搬送
ローラ８によってドラム４上に送り込まれる。そして転
写帯電器９によって感光ドラム４上に形成されているト
ナー像はシートＰ上に転写される。その後公知の分離手
段によって感光ドラム４から分離されたシートＰは搬送
ガイド10によって定着装置11に導かれ加熱定着処理され
た後にトレイ12上に排出される。なおトナー像を転写後
感光ドラム４上の残留トナーはクリーナ13によって除去
される。

次に本装置の定着装置11について詳述する。

第10図において14は耐熱シート、15,16は金属ローラ
で、一方のローラが駆動ローラで他方が従動ローラとな
っている。すなわち金属ローラ15,16は図示されていな
いすべり軸受を介して側板に支持されており、両ローラ
15,16間には約25μ厚の耐熱シート14がある程度の張力
を与えられてかけられている。そして金属ローラ16は図
示されていない歯車列とモータにより矢印Ａの方向に駆
動される。一方金属ローラ15は従動ローラであり、金属
ローラ15と耐熱シート14の間の摩擦係数と耐熱シート14
の張力により決定する駆動力により耐熱シート14が回転
し、金属ローラ15と耐熱シート14の間でも同様に駆動力
が伝達される。

17は金属製の芯金にゴムの表層部を有する加圧ローラ
であり前記金属ローラ15と同様に耐熱シート14との間の
摩擦力により駆動される。

18は側板に固定支持された低熱容量線状加熱体であっ
てアルミナ等の耐熱性を有しかつ電気絶縁性の基材19の
下面に例えばTa₂N等からなる線状もしくは帯状の抵抗材
料20を有している。抵抗材料20は長手方向両端より通電
される。通電は周期20msec程度のパルス状波形で検温素
子21によりコントロールされた所望の温度、エネルギー
放出量に応じたパルスをそのパルス幅を変化させて与え
られる。

この様に放出エネルギー、温度等が制御された加熱体
18に当接して耐熱シート14は移動する。この耐熱シート
の一例としてポリイミドシートの画像当接面側にPTFE,P
AF等のフッ素樹脂に導電材を添加した離型層をコートし
たエンドレスフィルムが挙げられる。

次に第10図に示した定着装置の画像定着動作について
説明する。

前述した画像転写手段によりその上面に未定着トナー
画像24が転写された記録材22は搬送ベルト等の手段によ
り本定着装置まで矢印Ｂ方向に搬送され、定着入口ガイ
ド23に沿って円滑に加熱体18と加圧ローラ17のニップ部
に進入する。記録材22上の加熱溶融性のトナーからなる
トナー画像24はまず耐熱シート14を介して加熱体18によ
って加熱され少くともその表層部は完全に軟化溶融す
る。

その後加熱体18から離れトナー画像24は自然放熱して
再び冷却固化し記録材22はガイド部材25に沿って送られ
本定着装置から排出される。

前述のようにトナーは一旦完全に軟化溶融した後再び
固化するのでトナーの凝集力は非常に大きくなっていて
一団となって挙動することになる。また加熱されて軟化
溶融された際に加圧ローラ17によって加圧されるためト
ナー像24は記録材22の表面層に浸透してそのまま冷却固
化されるので耐熱シート14にオフセットすることなく記
録材22上に定着される。

ところで記録材22が加熱体18と加圧ローラ17のニップ
部にはさまれているときに紙づまりのトラブルが発生す
ることがあるが、このときの対処法について述べる。第
10図の加圧ローラ17は図示されていない機構により手動
による加圧の解除を行うことができる。これにより加圧
の解除を行いながら記録材22を第11図のＥ方向に引き抜
き再び加圧ローラを加熱体18に加圧させれば、画像形成
装置の動作が可能となる。また次のような構成も考えら
れる。第12図の回転ヒンジ中心26を中心として、金属ロ
ーラ15,16、耐熱シート14、加熱体18を含む上部ユニッ
ト27が開閉可能ないわゆるワニロ式に構成すると、この
場合、定着装置内を含む画像形成装置本体内において紙
づまりが発生したときは、上部ユニット27ごと開いて本
体内の記録材を取り除くことができる。なお、第13図に
上部ユニットが開いた状態が示されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら前記従来例では記録材22が加圧ローラ17
と加熱体18のニップ間にはさまれた状態で紙詰り（ジャ
ム、以下ジャムと記す）を起こし記録材22を手で引き抜
くときに第11図における開口部ＣまたはＤを通して耐熱
シートＤに不用意に触れてしまうことが考えられる。そ
の結果として以下のトラブルの可能性が出てくる。

（１）耐熱シート14は、数十ミクロン程度の薄いフィル
ムであるので、これを指の爪等で破損させる恐れがあ
る。この状態で画像形成装置を動作させると耐熱シート
14が破損した部分では記録材22または加圧ローラ17が直
接に加熱体18と接触することになり、加圧ローラ17の溶
融、記録材22上のトナー像24の加熱体へのオフセット等
に到る可能性がある。

（２）耐熱シート14の破損にまでは到らなくても耐熱シ
ートを汚してしまえば記録材22の分離不良、画像汚れ等
を引き起こすことも考えられる。

しかしながら前記開口部C,Dは記録材22の搬送経路の
確保上また加熱体の熱による定着装置の温度上昇をある
程度防止するためにも必要なものであるのでこれを全く
無くすことはできない。

（３）画像形成装置動作中、定着装置は加熱体の熱によ
り高温となる。これは耐熱シート14表面においても同じ
であり、ジャム処理のため画像形成装置の動作を一旦停
止させた後といえども手指で耐熱シート14に触れれば火
傷の原因となる。

特に前記従来例第13図においてはワニロ方式のため耐
熱シート14がむき出しの状態になるため耐熱シート14に
触れてしまいやすい。

本発明の目的は、このような従来の問題を解決し、定
着装置の取り扱いの改善を図ろうとするものである。

［課題を解決するための手段］ 本出願に係る発明の目的を実現する構成は、記録材上
に未定着像を形成する未定着像形成手段と、未定着像を
記録材上に定着する定着手段と、装置本体を開閉する開
閉部と、を有し、前記定着手段は加熱体と、ローラと、
この加熱体及びローラに張力をもって懸け回されたフィ
ルムを有する画像形成装置において、前記フィルムを保
護するための保護部材を有し、前記保護部材は前記開閉
部の開動作に連動して前記フィルムを保護する位置に移
動し、前記加熱体から前記ローラに渡るフィルム部分を
覆うことを特徴とするものである。

この構成では、開閉部を開いた時、保護部材がフィル
ムを保護する位置に移動し、加熱体からローラに渡るフ
ィルム部分を覆うので、張力がかかった裏側から支持さ
れていないフィルム部分を覆うことができ、フィルムの
撓みや傷を防止することができる。

［実 施 例］ まず初めに、第１図によって画像形成装置の実施例全
体を説明するが、第１図を参照すると、画像形成部Ａ及
び画像定着部Ｂは、第９図，第10図及び第12図に関して
述べた従来のものと略同じであるということが容易に理
解される。そして図の左方において、符号28で示されて
いる保護部材の点で相違しているということも容易に理
解される。したがって、上記の相違している部分につい
てのみ説明し、他の部分については同じ参照符号を付け
て説明は省略する。

第２図は本画像形成装置の定着周辺部の詳細断面図で
あり上部ユニット27を閉めた状態すなわち動作中を示し
ている。35は耐熱シート14の上部を保護する定着上ステ
ーであり長手方向両端に曲げ部36を有する。そして第３
図，第４図にも示すように、この上ステー曲げ部上の回
転中心29を軸にして両端それぞれアーム32がかけられそ
の先端には耐熱シート14下面周辺を保護するシャッタ28
がつけられている。またアーム32の回転中心と同軸上に
歯車31aが取り付けられておりまたその軸29は取付支板3
7に固定されている。またその取付支板37には歯車31aと
噛み合う位置に、更に２個の同一歯車が取付けられてお
り、これらの歯車で歯車列31を構成している。また本体
上部ユニット27に対する下部ユニットを形成する底板34
の記録材排出部直前にはラック取付柱33が立っておりそ
の上部には歯車列31の最後の歯車とかみ合う高さにラッ
ク30を有している。

なお、本体がワニロ方式に構成されているので、歯車
列31の最後歯車も、本体上部ユニット27を開くとき円弧
上軌跡をとる。したがって、この歯車と噛合するラック
30も直線ではなく円弧上に形成されている。

本実施例は、上記のように構成されているので、通常
の状態では第１図に示すようにシャッタ28は記録材排出
側で耐熱シート14の上方に在り、画像形成・定着処理に
支障をきたすようなことはない。ところで、ジャムなど
のトラブルが発生し本体上部ユニット27をヒンジ26を中
心にして開くと、ラック30と噛合している歯車列の歯車
が回転し、歯車31aも回転する。そうするとこの歯車と
一体的にアーム32,32が回転し、このアームの先端に取
り付られているシャッタ28も回動し、耐熱シート14の下
面を覆うようになる。上部ユニット27を、更に上方へ開
くと、歯車列31はラツク30から離れ自由になるが、そう
すると図示されないコイルスプリングによってストッパ
位置までさらに回動される。すなわちシャッタ28が耐熱
シート14の下面全体を覆うことになる。この状態が第３
図に示されている。

次に本体上部ユニット27を閉めていくと、歯車列31が
ラック30と噛合するようになる。そうすると歯車31aが
回転し、アーム32及びアームに取り付けられているシャ
ッタ28がコイルスプリングに抗して回動する。この状態
は第２図に示されている。そして最終的には、第１図に
示されているようにシャッタ28は元の記録材排出側に戻
り、加圧ローラ17が加熱体18と圧接し、ニップ部を形成
して定着動作が可能な位置となる。

以上のように、本実施例によると、装置本体がワニロ
方式のため、本体上部ユニットを開くと、耐熱シートが
露出してしまい、破損等の危険があるが、本実施例によ
ると本体上部ユニットを開くと、これに連動してシャッ
タが耐熱シートをカバーするので、上記のような危険は
ない。

次に第５図〜第８図によって、本発明の第２実施例を
説明する。

装置本体の概略を、第５図，第６図に基づいて説明す
ると、感光ドラム４、現像器６、照明ランプ３等を含む
本体上部ユニット48（第６図）がヒンジ部47を中心とし
て開閉できるようになっている。また前述第１の実施例
では本体上部ユニットの開閉と連動して定着加圧ローラ
17の加圧、加圧解除を行っていたが、本実施例では本体
上部ユニット48の開閉とは別に手動による加圧解除機構
を有しており（後述）、本体上部ユニット48の回転中心
位置が異っている他は全体的な構造、動作は同じである
ので省略する。

このように、本体上部ユニット48が開閉できるので、
給紙部または定着器以外のところでのジャムが生じた場
合、本体上部ユニット48を図示していない係合部を外す
ことにより上方に開き（第６図）、本体内に手をさし入
れジャム紙を取り除くことができる。給紙部でのジャム
の場合、給送ローラ７を図にはない圧解除機構にて上方
に逃しシート束Ｐ側より記録材22を取り除く。

次に、定着部の実施例を、第７図，第８図によって詳
細に説明する。第７図は動作中の状態を示した図であ
る。40はヒンジ部46を回転中心として回動可能なレバ
ー、38はレバー40と同軸上にある歯車41に固定されてい
る耐熱シート保護シャッタａ、39は歯車41とかみ合い回
転可能な歯車42に固定されている耐熱シート保護シャッ
タｂである。44は歯車42とかみ合い回転可能な歯車43に
固定されている偏心カムであり、加圧ローラ17を支持す
るすべり軸受45の上方から下に付勢可能な位置にある。

第７図の状態において加圧ローラ17は長手方向両端に
あるすべり軸受45が図示していない付勢手段により上方
に付勢されており耐熱シート14を介して加熱体18に圧接
せられニップ部を形成しており第１の実施例と同様に定
着可能となっている。

本実施例は、上記のように構成されているので、今ジ
ャムなどが発生し、これを表示部等が点滅すると、ユー
ザは第８図において矢印で示す方向にレバー40を回動さ
せる。そうすると、歯車41が回動し、これと一体の耐熱
シート保護シャッタa38が、耐熱シート14の半分を覆う
ようになり、また歯車41と噛合している歯車42も回動す
るので、シャッタｂも回動しシャッタｂの半分を覆うよ
うになる。また偏心カム44も矢印方向に回転せられる。
その結果シャッタ38,39は上ステー35と記録材22の間の
スペースに下降せられ耐熱シート14のほぼ全面を覆いつ
くすことになる。また偏心カム44はすべり軸受45を下方
に押し下げることになり、加圧ローラ17は加熱体18より
離開し記録材22はわずかな力でＬ方向またはＭ方向より
容易に引き抜けることになる。なおレバー40は第８図の
位置にて図示していないストッパーにて停止せられそれ
以上回動できないようになっているので、シャッタa38,
シャッタb39もまた図位置より下方に下降しないので記
録材22上に干渉するようなことも全くない。この様にし
て加圧ローラ17を加熱体18より離開させ、シヤッタa38,
シャッタb39を下降させた状態でユーザーは耐熱シート1
4に触れる恐れが全くなく安全にかつ容易にジャムした
記録材22を引き抜くことができる。なお８図においてＭ
で示す方向より引き抜くときは第６図のごとく本体上部
ユニット48を開いておくことになる。

ジャム処理した後はレバー40を解放することにより、
図にはないネジリコイルバネ等の手段によって第12図の
状態に再びもどり定着動作可能となる。

本実施例においてもシャッタ38,39はジャム処理時す
なわち加圧ローラ17の圧解除時にのみ耐熱シート14を覆
う位置にあり、通常動作時は上ステー35の下方に逃げる
ので記録材22の搬送径路を阻害することなく、また加熱
体18により熱を効率的に外へ逃すためのスペースをふさ
いだりせずにすむため、大変有効な手段となる。

本発明は、図示はしないが、色々な形で実施できる。
例えば第７図，第８図に示すレバー40を手動操作する代
わりに、モータで操作するようにし、ジャム発生信号な
どで、このモータを起動するように実施することもでき
る。またジャム信号に代えて、装置本体の作動信号によ
り画像形成装置の動作中はシャッタのような耐熱シート
保護部材を記録材の搬送系路から離れた非動作位置へ移
動させ、記録材を本体外へ排出し動作が全て終了した後
に前記シート保護部材を耐熱シートを覆う位置まで移動
させることもできる。そうするとホコリ、ゴミ等の外部
からの異物が耐熱シート表面につきにくくなり、定着後
の画像も劣化させにくいという効果も得られる。

更には、画像形成手段と画像定着手段との間に位置す
る搬送手段の側壁或はケーシングに開閉扉を設け、この
開閉扉からジャムした記録材を取り除くようにし、かつ
その開閉扉の開閉動作に連動して、耐熱シート保護シャ
ッタが動作位置と非動作位置へ移動するように実施する
こともできる。そうすると定着ニップ部より上流側での
ジャムの発生にも、耐熱シートを傷めることなく、対処
できる。

［発明の効果］ 本出願に係る発明によれば、開閉部を開いた時、保護
部材がフィルムを保護する位置に移動し、加熱体からロ
ーラに渡るフィルム部分を覆うので、張力がかかった裏
側から支持されていないフィルム部分を覆うことがで
き、フィルムの撓みや傷を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第８図は本発明の実施例を、そして第９図〜第
13図は従来例を示す図であって、第１図は本発明の実施
例全体を示す模式的断面図、第２図，第３図，第４図は
定着部分の第１実施例を示す図で、第２図はシャッタが
非動作位置にある状態を、そして第３図は動作位置にあ
る状態をそれぞれ示す断面図、第４図は第２図の平面
図、第５図〜第８図は第２実施例を示し、その第５図は
実施例全体を示す模式的断面図、第６図は本体上部ユニ
ットが開いた状態を示す断面図、第７図，第８図はシャ
ッタが非動作位置と動作位置にそれぞれ在る状態を示し
た定着部の断面図、第９図は従来装置９全体を示す断面
図、第10図はその定着部の断面図、第11図は定着部に記
録材がつまったときの対処法を説明するための断面図、
第12図は他の従来例を示す断面図、第13図はその上部ユ
ニットが開いた状態を示す断面図である。 Ａ……画像形成部、Ｂ……画像定着部 14……耐熱シート、17……加圧ローラ 22……記録材 28,38,39……シャッタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 13/20 G03G 15/20 G03G 15/00 550 G03G 21/16 - 21/18

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】記録材上に未定着像を形成する未定着像形
   成手段と、未定着像を記録材上に定着する定着手段と、
   装置本体を開閉する開閉部と、を有し、前記定着手段は
   加熱体と、ローラと、この加熱体及びローラに張力をも
   って懸け回されたフィルムを有する画像形成装置におい
   て、 前記フィルムを保護するための保護部材を有し、前記保
   護部材は前記開閉部の開動作に連動して前記フィルムを
   保護する位置に移動し、前記加熱体から前記ローラに渡
   るフィルム部分を覆うことを特徴とする画像形成装置。