JP3311147B2 - 画像形成装置の定着装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザプリンタ、複写
機、ファクシミリ装置等の静電写真式等の画像形成装置
に関し、より詳しくは、用紙等の被記録媒体に転写され
たトナー像を定着する定着装置の構造に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来から、この種の定着方式として、オ
ーブンによる非接触加熱定着方式、フラッシュランプに
よる光定着方式、加圧ローラ対による圧力定着方式及び
加熱ローラと押圧ローラとの対による接触加熱方式等が
知られている。そして、従来の加熱ローラと押圧ローラ
との対による接触加熱方式では、定着装置の本体フレー
ムに加熱ローラ及び押圧ローラの左右両側端の軸受部を
設ける一方、画像形成ユニット側から給送された被記録
媒体を加熱ローラと押圧ローラとの間（定着部位）に案
内するための前ガイド部材および定着部位から出た被記
録媒体を排出ガイド部に案内するための後ガイド部材
を、前記本体フレームにに取付けた後、加熱ローラの上
方を覆うための上カバー体を本体フレームに取りつけ
る。また、定着装置における加熱ローラから受ける熱に
より用紙等の被記録媒体は当該加熱ローラの円周面に巻
きつくように湾曲するので、被記録媒体を加熱ローラの
周面から剥離するため、加熱ローラより被記録媒体の搬
送下流側には、当該加熱ローラの周面に極めて接近させ
て用紙剥離爪または剥離ガイド部材を本体フレームに取
りつけるというような構成であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の構成であると、部品が多いため定着装置を組
み立てるのに手間が掛かり、且つ隣接する部品間の位置
調節作業も必要であるから、定着装置の製造コストが高
くなるという問題があった。また、前述のように用紙剥
離爪や剥離ガイド部材で被記録媒体の先端が加熱ローラ
から離れても、用紙剥離爪や剥離ガイド部材の縁が被記
録媒体の画像面に接触しつつ搬送された場合には、画像
面のトナーが用紙剥離爪や剥離ガイド部材の縁に付着す
る。さらにこの付着したトナーが積み重なって、ますま
す被記録媒体の画像面に対して擦れ易くなり、画像の質
が悪くなるという問題があった。

【０００４】この問題を解決するには、前記用紙剥離爪
や剥離ガイド部材をトナーの付着し難い材質にて構成し
たり、そのような材料の塗装膜をコーテイングする等の
処理を施していたため、これによっても製造コストが上
昇するのであった。本発明は、これらの技術的課題を解
決すべくなされたものであって、定着装置の構造を簡単
化しつつ、且つ製造コストを低減することができる画像
形成装置の定着装置を提供することを目的とし、さら
に、良好な画質を得られるようにした画像形成装置を提
供することを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明の画像形成装置の定着装置は、
ほぼ水平な回転軸線回りに回転する加熱ローラと押圧ロ
ーラとにより、トナー像が転写された用紙等の被記録媒
体に熱と圧力を付与してトナー像を定着させるように構
成し、該定着装置の本体ケースを、加熱ローラと押圧ロ
ーラとの外周を覆うようにした上下２つのケースに分割
し、前記加熱ローラの外周を覆う一方のケースには、用
紙剥離ガイド部材を一体的に形成し、前記用紙剥離ガイ
ド部材の縁部と前記加熱ローラの被記録媒体の搬送下流
側周面との間に隙間を形成したものである。

【０００６】また、請求項２記載の発明の画像形成装置
の定着装置は請求項１記載の構成の他に、前記一方のケ
ースには、前記加熱ローラの周面に近接した前記用紙剥
離ガイド部材の縁部から被記録媒体搬送下流側に向かっ
て縁が延びるリブを突設し、該リブの縁を、加熱ローラ
の周面と逆向きに湾曲するように形成したものである。

【０００７】また、請求項３記載のの画像形成装置の定
着装置発明は、請求項１または請求項２記載の構成の他
に、前記一方のケースには、前記用紙剥離ガイド部材の
縁部から被記録媒体搬送下流側に適宜離れた位置に、被
記録媒体が当接する遊びコロを回転自在に設けたもので
ある。

【０００８】

【実施例】次に、本発明を具体化した実施例について説
明する。図１は画像形成装置としてのレーザビーム式プ
リンタ１の概略側断面図、図２は定着装置の縦断面図で
ある。本実施例のプリンタ１における装置本体２内の下
部に給紙部としての給紙カセット３を着脱自在に装着
し、複数の給紙ローラ４等により、給紙カセット３内に
積層された被記録媒体としての用紙Ｐが一枚ずつに分離
されて用紙中途ガイド板５や給送ローラ対６を介して画
像形成ユニット７と転写ユニット台８上の転写ローラ９
との間に送られる。

【０００９】画像形成ユニット７は、感光体ドラム１０
と、トナータンクや現像ローラ１２等からなる現像装置
ユニット１１と、帯電ローラ等からなる帯電装置１３、
クリーニング（図示しない）装置等を１つのキットとし
てケース内に収納して単一ユニットを構成している。画
像形成ユニット７の上方には、レーザ発光部２３、レン
ズ２４、反射鏡２５等からなるスキャナユニット２２が
配置されており、転写ユニット台８の下方には、前記帯
電装置１３や転写ローラ９の高電圧を印加するための高
電圧基板２６が配置され、定着装置１５の下方に制御基
板２７が配置されている。

【００１０】帯電装置１３にて予め帯電させた感光体ド
ラム１０の表面に、図示しないホストコンピュータ等の
外部機器から伝送された画像データに応じて、スキャナ
ユニット２２から発射された光を照射して、感光体ドラ
ム１０の表面に静電潜像を形成し、次いで、現像ローラ
１２を回転して帯電させた粉体状のトナーの供給により
前記潜像を可視像化するという現像を実行した後、この
感光体ドラム１０と転写ローラ９との間の転写部位に供
給された用紙Ｐに前記トナー像を転写する。次に、電気
絶縁性を有する合成樹脂製の転写ユニット台８表面側
（上側）のフイン状の通過ガイド部材３２上を滑って搬
送される用紙Ｐは、定着装置１５における加熱ローラ１
６と押圧ローラ１７との間（定着部位）を通過して、前
記転写されたトナー像に熱及び圧力を付加して用紙Ｐに
トナー像を定着させる。その後、その用紙Ｐは排紙ガイ
ド板１８、中間ローラ対１９、排紙ローラ対２０を介し
て装置本体２上面の用紙トレイ２１に排紙されるもので
ある。

【００１１】次に、定着装置１５の構成について、図２
〜図５を参照しながら詳述すると、定着装置１５の本体
ケースは、図５に示すように、前記加熱ローラ１６及び
押圧ローラ１７を上下から覆うようにした上下一対のケ
ース３６，３５から構成されている。実施例では、前記
加熱ローラ１６及び押圧ローラ１７の各々の左右両端の
軸受部を支持する左右一対の支持側板３５ａ，３５ａを
備えた下ケース３５と、前記加熱ローラ１６の上方を覆
い、且つ下ケース３５に対して着脱自在な上ケース３６
とにより構成し、上下ケース３６，３５は各々エポキシ
樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、Ａ
ＢＳ樹脂等の電気絶縁性且つ耐熱性合成樹脂を射出成形
にて一体的に形成したものである。

【００１２】下ケース３５における左右一対の支持側板
３５ａ，３５ａには、図２及び図５に示すように、下側
の押圧ローラ１７の左右両側端の軸受３７（図３で一方
のみ示す）を上下動自在に案内する長溝３８と、加熱ロ
ーラ１６の略円筒状の軸受部材３９，３９が嵌まる大径
の軸受孔４０とが連続状に形成されており、前記軸受３
７を図示しないコイルバネにて上向きに押すことによ
り、押圧ローラ１７の上面が加熱ローラ１６の下面に押
圧されるように構成されている。

【００１３】押圧ローラ１７の前後部位を挟み且つその
軸線とほぼ平行状に延びる上流側ガイド板４１と下流側
ガイド板４２との左右両側端部は、図５に示すように、
前記左右一対の支持側板３５ａ，３５ａに一体的に連設
されている。上流側ガイド板４１における複数のフイン
部４１ａは、図５に示すように、押圧ローラ１７の軸線
方向に適宜間隔にて立設され、各フイン部４１ａの上端
縁は、図４に示すように、前端（用紙Ｐの搬送方向上流
側）が低く、押圧ローラ１７の周面に接近するにつれて
定着部位Ａに近くなるように傾斜している。同様にし
て、下流側ガイド板４２における複数のフイン部４２ａ
は押圧ローラ１７の軸線方向に適宜間隔にて立設され、
各フイン部４４ａの上端縁は前端が定着部位Ａに近い低
い位置で、押圧ローラ１７から離れるにつれて（用紙Ｐ
の搬送方向下流側）加熱ローラ１６の上面とほぼ同じ高
さ位置になるように傾斜している。

【００１４】加熱ローラ１６は、アルミ等の熱伝導性の
高い材料からなる筒部の外周にシリコーン樹脂や珪素樹
脂等のゴム弾性を有する弾性層と、その表面の離型性樹
脂表面層（ポリテトラフルオロエチレン、パーフルオロ
アルコキシ−チトラフルオロエチレン共重合体等）とを
有している。この離型性樹脂表面層により、定着時に用
紙Ｐに軟化して定着されたトナーが再度加熱ローラ１６
の表面に転写される、いわゆるオフセット現象を防止で
きるものである。

【００１５】前記上ケース３６には、図５に示すよう
に、前記加熱ローラ１６の内径部に配置するハロゲンラ
ンプ等の直線状（筒状）のヒータ体４３の左右両側端部
を覆う下向きの側カバー部３６ｂ，３６ｂが天板３６ａ
の左右両側端から下向きに延びるように一体的に設られ
ている。また、前記ヒータ体４３の左右両側端部は、図
２に示すように、筒状の加熱ローラ１６の左右両側端か
ら外に適宜寸法だけ突出しており、ヒータ体４３の左右
両側端部における電極端子４３ａ，４３ａに電気的に接
続させて電力を供給するための一対のホルダ４６，４６
は、側面視横向きＬ字状に形成されたばね弾性を有する
金属板から形成され、両ホルダ４６，４６の水平部基端
を上ケース３６における天板３６ａ下面にネジ４７にて
固定する。そして、左右両ホルダ４６，４６の下端を内
向きに屈曲させた接触部４６ａ，４６ａをヒータ体４３
の左右両電極端子４３ａ，４３ａの凹端面部に弾性的に
押圧接触させて支持するものである。

【００１６】なお、上ケース３６の天板３６ａの上面に
露出させた前記ネジ４７の箇所等の給電部から図示しな
い配線を介して外部の電力回路に接続させることによ
り、電子回路からヒータ体４３に電力を供給することが
できる。また、前記上ケース３６には、隣接する画像形
成ユニット７の後端に対峙するようにした複数枚の防熱
壁４４，４５が加熱ローラ１６の軸線に沿って上ケース
３６における天板３６ａから下向きに延び、少なくとも
加熱ローラ１６の円周の上半部を覆うように一体的に形
成されている（図４参照）。他の実施例としては防熱壁
の枚数を３枚以上にしても良く、前記各実施例におい
て、防熱壁間と天板３６ａとで囲まれるようにした空気
溜まり５６を設けることが好ましい。

【００１７】さらに、上ケース３６のうち用紙Ｐの搬送
方向下流側には、用紙剥離ガイド部材４８が天板３６ａ
から下向きに延び、加熱ローラ１６の後側周面に下端縁
部４８ａが隙間０．２ｍｍ〜０．５ｍｍ程度で近接する
ように配置するように一体的に設けられている（図４参
照）。この用紙剥離ガイド部材４８は加熱ローラ１６の
軸線と平行状であって、且つ加熱ローラ１６の長さとほ
ぼ同じ長さを有している。

【００１８】そして、図４に示すように、上ケース３６
の天板３６ａ下面には、前記用紙剥離ガイド部材４８に
下端縁が連設されて上向き凸状の湾曲するリブ５０を加
熱ローラ６の軸線方向に適宜間隔にて複数箇所で下向き
に突設されている。なお、上ケース３６のうち用紙Ｐの
搬送方向下流側には、前記リブ５０の下端縁よりも下位
置に下周面を有する遊びコロ５１を軸５２に回転自在に
複数配置している。

【００１９】これらの構成により、定着時に加熱ローラ
１６の円周面にほぼ沿ってカールする用紙Ｐの先端が用
紙剥離ガイド部材４８の下端縁部４８ａにて剥離され、
次いでリブ５０の下端縁に用紙Ｐの先端が摺接しつつ搬
送下流側に送られる。そして、用紙Ｐの先端が中間ロー
ラ対１９に挟持されて給送されるとき、加熱ローラ１６
の円周面と同じ方向に湾曲している用紙Ｐの上面（トナ
ーが定着された面）は上向きに凸状のリブ５０の下端縁
には摺接しない。しかも、自由に回転する遊びコロ５１
の円周面に沿って円滑に給送されるから用紙Ｐ上面のト
ナーが定着後に剥離しないし、リブ５０の縁や遊びコロ
５１の円周面にも付着しないから画像の質を悪化させな
いのである。

【００２０】上述のように、２つに分割された下ケース
３５と上ケース３６とは、下ケース３５に予め押圧ロー
ラ１７と加熱ローラ１６とを組み込む一方、上ケース３
６に遊びコロ５１を取りつけた後、下ケース３５におけ
る左右一対の支持側板３５ａ，３５ａの上端面に前記上
ケース３６の天板３６ａを載置して被せ、支持側板３５
ａ，３５ａの上端部に形成された複数箇所の雌ねじ部５
３に対して上ケース３６をねじ５４にて締着すれば良い
（図５参照）。

【００２１】その後、上ケース３６における左右両側カ
バー部３６ｂ，３６ｂの下端に切欠き形成された取付け
凹所５５，５５の一方から棒状のヒータ体４３を加熱ロ
ーラ１６の内径部に差し込み、ヒータ体４３の左右両端
の電極端子４３ａ，４３ａの凹端面部に、前記左右両ホ
ルダ４６，４６の下端を内向きに屈曲させた接触部４６
ａ，４６ａを弾性的に押圧接触させるように取付ければ
良い。

【００２２】なお、下ケース３５における左右両支持側
板３５ａ，３５ａの外面に基端を固着したホルダ（図示
せず）にて前記ヒータ体４３の左右両電極端子４３ａ，
４３ａを支持するようにしても良く、この場合には、下
ケース３５に対する押圧ローラ１７，加熱ローラ１６及
びヒータ体４３という必要部品の組み込みを完了させた
後、上ケース３６を被せれば良いから、組立作業は一層
簡単になる。

【００２３】また、加熱ローラ１６の一側外周面に従動
ギヤ５７を固定し、上ケース３６における前面の空間に
臨ませた図示しない駆動側ギヤから回転力が伝達される
ようにしている。このように組立完了した定着装置１５
を、画像形成ユニット７の後端側に隣接して取付けすれ
ば、加熱ローラ１６から発散される熱、特に輻射熱は、
前記上ケース３６における複数枚の防熱壁４４，４５に
て遮断される。また、図４に示すように、複数の防熱壁
４４，４５と天板３６ａ間に空気溜まり５６を形成する
ことより、熱不良導体である空気の存在にて、断熱効果
を向上させることができ、画像形成ユニット７方向への
熱放射、熱対流を効果的に無くして、画像形成ユニット
７内のトナーの軟化を防止できて、プリンタ１の長時間
の作動によっても画質を悪化させることがない。

【００２４】前記実施例では加熱ローラ１６を上側に配
置し、下側に押圧ローラ１７を配置した形態であった
が、これに代えて、加熱ローラ１６を下ケース３５に装
着し、上ケース３６に押圧ローラ１７を装着した実施例
では、用紙Ｐのトナー像が形成される面が下面であるか
ら、前記下ケースにおいて加熱ローラ１６より用紙搬送
下流側に用紙剥離部材４８をその縁が上向きとなるよう
に下流側ガイド板４２の箇所に一体的に形成すれば良
い。また、下流側ガイド板４２における複数のフイン部
４２ａの上縁の側面視形状を下向き凸状に形成すること
により、前記実施例におけるリブ５０と同様の作用・効
果を奏することができる。この場合、遊びコロ５１を前
記フイン部４２ａの後部寄り部位に配置できることはい
うまでもない。

【００２５】本発明は、ファクシミリや複写機等の静電
電子写真式画像形成装置における定着装置にも適用でき
ることはいうまでもない。

【００２６】

【発明の作用・効果】以上に説明したように、請求項１
記載の発明の画像形成装置の定着装置は、ほぼ水平な回
転軸線回りに回転する加熱ローラと押圧ローラとによ
り、トナー像が転写された用紙等の被記録媒体に熱と圧
力を付与してトナー像を定着させるように構成し、該定
着装置の本体ケースを、加熱ローラと押圧ローラとの外
周を覆うようにした上下２つのケースに分割し、前記加
熱ローラの外周を覆う一方のケースには、用紙剥離ガイ
ド部材を一体的に形成し、前記用紙剥離ガイド部材の縁
部と前記加熱ローラの被記録媒体の搬送下流側周面との
間に隙間を形成したものである。

【００２７】従って、予め用紙剥離部材が一体的に形成
されたケースに、加熱ローラを装着するだけで、当該加
熱ローラの被記録媒体搬送下流側周面に対して、用紙剥
離部材の縁部を、適当な隙間を隔てて近接するように配
置することができ、定着装置の組立作業が至極簡単にな
ると共に、製造コストも低減できるという効果を奏す
る。また、請求項２記載の画像形成装置の定着装置は、
請求項１記載の構成の他、一方のケースには、加熱ロー
ラの周面に近接した前記用紙剥離ガイド部材の縁部から
被記録媒体搬送下流側に向かって縁が延びるリブを突設
し、該リブの縁を、加熱ローラの周面と逆向きに湾曲す
るように形成したものであるから、被記録媒体が加熱ロ
ーラに押圧されて湾曲する方向と逆向きに湾曲するリブ
の縁に対して被記録媒体のトナー付着面が擦れることが
全くなくなり、画質の悪化がないと言う効果を奏すると
共に、用紙剥離ガイド部材に対してリブが交叉する方向
に延びるから、熱の影響で変形し易い用紙剥離ガイド部
材の位置をリブにて拘束できて、用紙剥離ガイド部材の
縁部と加熱ローラの周面との隙間の変動も少なくでき、
ケースに別体で用紙剥離ガイド部材を取り付けする手間
が省けて、製造コストを低減できると共に、ケースの一
体形成の効果を一層高めることができるという効果を奏
する。

【００２８】更に、請求項３記載の発明の画像形成装置
の定着装置は、請求項１または請求項２記載の構成の
他、一方のケースには、用紙剥離ガイド部材の縁部から
被記録媒体搬送下流側に適宜離れた位置に、被記録媒体
が当接する遊びコロを回転自在に設けたものであるか
ら、被記録媒体の搬送下流側で当該被記録媒体の搬送方
向を変える場合に、被記録媒体における画像形成面がケ
ースの端部等に直接接触せず、回転する遊びコロの周面
と一体的に移動するのでトナーの剥げ落ち等にように画
質の悪化を防止することができるという効果を奏するの
である。

【００２９】このように、前記いずれの発明において
も、画像形成装置を長時間作動させても画質の劣化が生
じず、綺麗な画像を形成することができるという効果を
奏するのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】レーザプリンタの概略側断面図である。

【図２】定着装置の縦断面図である。

【図３】図２の III−III 線矢視側面図である。

【図４】図２のIV−IV線矢視側断面図である。

【図５】下ケース及び上ケースの斜視図である。

【符号の説明】

１ プリンタ ２ 本体ケース ７ 画像形成ユニット ８ 転写ユニット台 １０ 感光体ドラム １５ 定着装置 １６ 加熱ローラ １７ 押圧ローラ ３５ 下ケース ３５ａ 支持側板 ３６ 上ケース ３６ａ 天板 ３６ｂ 側カバー部 ４１ 上流側ガイド板 ３２ 下流側ガイド板 ４３ ヒータ体 ４４，４５ 防熱壁 ４８ 用紙剥離ガイド部材 ４８ａ 下端縁部 ５０ リブ ５１ 遊びコロ Ｐ 用紙

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ほぼ水平な回転軸線回りに回転する加熱
   ローラと押圧ローラとにより、トナー像が転写された用
   紙等の被記録媒体に熱と圧力を付与してトナー像を定着
   させるように構成した画像形成装置の定着装置におい
   て、 該定着装置の本体ケースを、前記加熱ローラと押圧ロー
   ラとの外周を覆うようにした上下２つのケースに分割
   し、前記 加熱ローラの外周を覆う一方のケースには、用紙剥
   離ガイド部材を一体的に形成し、前記用紙剥離ガイド部材の縁部と前記加熱ローラの被記
   録媒体の搬送下流側周面との間に隙間を形成した ことを
   特徴とする画像形成装置の定着装置。
2. 【請求項２】 前記一方のケースには、前記加熱ローラ
   の周面に近接した前記用紙剥離ガイド部材の縁部から被
   記録媒体搬送下流側に向かって縁が延びるリブを突設
   し、該リブの縁を、加熱ローラの周面と逆向きに湾曲す
   るように形成したことを特徴とする請求項１記載の画像
   形成装置の定着装置。
3. 【請求項３】 前記一方のケースには、前記用紙剥離ガ
   イド部材の縁部から被記録媒体搬送下流側に適宜離れた
   位置に、被記録媒体が当接する遊びコロを回転自在に設
   けたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の画
   像形成装置の定着装置。