JP5203120B2 - 定着装置及びこれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、加圧部材の加熱部材への加圧力（定着圧）を変更可能な定着装置及びこれを備えた画像形成装置に関するものである。

電子写真方式によって用紙に画像を形成する複写機やプリンタ等の画像形成装置においては、像担持体上に形成された静電潜像を現像装置によって現像してトナー像として顕像化し、このトナー像を用紙上に転写する。そして、トナー像が転写された用紙は、定着装置へと搬送され、該定着装置によって熱と圧力によってトナー像の定着を受けた後に機外に排出され、これによって一連の画像形成動作が完了する。

ところで、上記定着装置には、互いに当接して回転する加熱部材及び加圧部材が備えられており、加圧部材を加熱部材に押圧することによって両者間に所定の定着圧（ニップ圧）を確保するようにしている。

斯かる定着装置において紙詰まり（ジャム）が発生した場合、通常は開閉カバーを開いた後、加圧部材を加熱部材から離間させて加圧解除状態とし、両部材間に挟まれていたジャム紙を取り除く処理がなされるが、このジャム処理の作業性を向上させるために開閉カバーの開閉動作に連動して加圧部材を加圧状態又は加圧解除状態とする方式を採用した定着装置が提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。
特開平９−０３４２９９号公報 特開平９−１０１６９６号公報 特開２００８−１２２７４４号公報

ところで、開閉カバーの開閉動作に連動して加圧部材を加圧状態又は加圧解除状態とする方式を採用した定着装置には、加圧部材を加熱部材に押圧する回動可能な加圧レバーと、該加圧レバーに係合する加圧プレートと、開閉カバーの開閉動作に連動して回動する開閉レバーと、該開閉レバーと前記加圧プレートの間に介装された加圧スプリングを備え、前記開閉カバーの開閉動作に連動して前記開閉レバーを回動させて前記加圧スプリングの加圧力を変化させることによって前記加圧部材を加圧状態又は加圧解除状態とするようにしたものがある。

しかしながら、上記構成を採用する定着装置においては、開閉レバーの変形や加圧プレートの逃げ等に起因して加圧スプリングの付勢力（プリセット荷重）が変化し、最適な定着圧を得ることが不可能となったり、開閉レバーの復帰不良が発生する等の問題があった。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、定着圧を最適値に保って高質画像を安定的に得ることができる定着装置及びこれを備えた画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、互いに当接して回転する加熱部材及び加圧部材と、前記加圧部材を前記加熱部材に押圧する回動可能な左右一対の加圧レバーと、該加圧レバーに係合する左右一対の加圧プレートと、開閉カバーの開閉動作に連動して回動する左右一対の開閉レバーと、該開閉レバーと前記加圧プレートの間に介装された加圧スプリングと、前記加熱部材と前記加圧部材間の定着ニップに用紙を案内する搬送ガイドを備え、前記開閉カバーの開閉動作に連動して前記開閉カバーを回動させて前記加圧スプリングの加圧力を変化させることによって前記加圧部材を加圧状態又は加圧解除状態とするようにした定着装置において、加圧状態で、左右一対の前記開閉レバーを連結する軸の長手方向中央部を押さえて前記開閉レバーの位置を規制するフック状の押さえリブと、前記加圧プレートに近接配置されて該加圧プレートの位置を規制する規制リブを前記搬送ガイドに設けたことを特徴とする。

請求項２記載の画像形成装置は、請求項１記載の定着装置を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、搬送ガイドに設けられた押さえリブや規制リブ等の位置規制部材によって開閉レバーと加圧プレートの位置が規制され、開閉レバーの変形や加圧プレートの逃げ等の発生が防がれる。このため、開閉レバーと加圧プレート間の距離が変化せず、両者間に介装された加圧スプリングの付勢力（プリセット荷重）が最適値（設計値）に保持され、適正な定着圧が保持されて高質画像が安定的に得られるとともに、開閉レバーの復帰不良等の問題が解消される。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

［画像形成装置］
図１は本発明に係る画像形成装置の一形態としてのカラーレーザープリンタの断面図、図２は同カラーレーザープリンタの開閉カバーを開いた状態の斜視図である。

本実施の形態に係るカラーレーザープリンタはタンデム型であって、図１に示すように、その本体１００内の中央部には、マゼンタ画像形成ユニット１Ｍ、シアン画像形成ユニット１Ｃ、イエロー画像形成ユニット１Ｙ及びブラック画像形成ユニット１Ｋが一定の間隔でタンデムに配置されている。

上記各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋには、像担持体である感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄがそれぞれ配置されており、各感光ドラム２ａ〜２ｄの周囲には、帯電器３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ、現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ、転写ローラ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ及びドラムクリーニング装置６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄがそれぞれ配置されている。

ここで、前記感光ドラム２ａ〜２ｄは、ドラム状の感光体であって、不図示の駆動モータによって図示矢印方向（時計方向）に所定のプロセススピードで回転駆動される。又、前記帯電器３ａ〜３ｄは、不図示の帯電バイアス電源から印加される帯電バイアスによって感光ドラム２ａ〜２ｄの表面を所定の電位に均一に帯電させるものである。

更に、前記現像装置４ａ〜４ｄは、マゼンタ（Ｍ）トナー、シアン（Ｃ）トナー、イエロー（Ｙ）トナー、ブラック（Ｋ）トナーをそれぞれ収容しており、各感光ドラム２ａ〜２ｄ上に形成された各静電潜像に各色のトナーを付着させて各静電潜像を各色のトナー像として可視像化するものである。

又、前記転写ローラ５ａ〜５ｄは、各一次転写部にて中間転写ベルト７を介して各感光ドラム２ａ〜２ｄに当接可能に配置されている。ここで、中間転写ベルト７は、二次転写対向ローラ８とテンションローラ９との間に張設されて各感光ドラム２ａ〜２ｄの上面側に走行可能に配置されており、前記二次転写対向ローラ８は、二次転写部において中間転写ベルト７を介して二次転写ローラ１０に当接可能に配置されている。又、テンションローラ９の近傍にはベルトクリーニング装置１１が設けられている。

ところで、装置本体１００内の各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋの上方には、前記各現像装置４ａ〜４ｄにトナーを補給するためのトナーコンテナ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄが一列に並設されている。

又、装置本体１００内の各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋの下方にはレーザースキャナユニット（ＬＳＵ）１３が配置され、その下方の本体１００の底部には給紙カセット１４が着脱可能に設置されている。そして、給紙カセット１４には複数枚の不図示の用紙が積層収容されており、この給紙カセット１４の近傍には、給紙カセット１４から用紙を取り出すピックアップローラ１５と、取り出された用紙を分離して搬送パスＬへと１枚ずつ送り出すフィードローラ１６とリタードローラ１７が設けられている。

又、装置本体１００の側部を上下方向に延びる前記搬送パスＬには、用紙を搬送する搬送ローラ対１８と、用紙を一時待機させた後に所定のタイミングで前記二次転写対向ローラ８と二次転写ローラ１０との当接部である二次転写部へと供給するレジストローラ対１９が設けられている。尚、搬送パスＬの横には、用紙の両面に画像を形成する場合に使用される別の搬送パスＬ’が形成されており、この搬送パスＬ’には複数の搬送ローラ対２０が適当な間隔で設けられている。

ところで、装置本体１００内の一側部に縦方向に配置された前記搬送パスＬは、装置本体１００の上面に設けられた排紙トレイ２１まで延びており、その途中には本発明に係る定着装置２２と排紙ローラ対２３，２４が設けられている。尚、図２に示すように、本体１００の前面には開閉可能な開閉カバー（フロントカバー）１０１が設けられており、前記定着装置２２等において用紙がジャムしたような場合には、開閉カバー１０１が図示のように開けられてジャム紙を取り除く等の処理がなされる。

次に、以上の構成を有するカラーレーザープリンタによる画像形成動作を図１に基づいて説明する。

画像形成開始信号が発せられると、各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋにおいて各感光ドラム２ａ〜２ｄが図１の矢印方向（時計方向）に所定のプロセススピードで回転駆動され、これらの感光ドラム２ａ〜２ｄは、帯電器３ａ〜３ｄによって一様に帯電される。又、レーザースキャナユニット１３は、各色毎のカラー画像信号によって変調されたレーザー光を出射し、そのレーザー光を各感光ドラム２ａ〜２ｄの表面に照射し、各感光ドラム２ａ〜２ｄ上に各色のカラー画像信号に対応した静電潜像をそれぞれ形成する。

そして、先ず、マゼンタ画像形成ユニット１Ｍの感光ドラム２ａ上に形成された静電潜像に、該感光ドラム２ａの帯電極性と同極性の現像バイアスが印加された現像装置４ａによってマゼンタトナーを付着させ、該静電潜像をマゼンタトナー像として可視像化する。このマゼンタトナー像は、感光ドラム２ａと転写ローラ５ａとの間の一次転写部（転写ニップ部）において、トナーと逆極性の一次転写バイアスが印加された転写ローラ５ａの作用によって、図１の矢印方向に回転駆動されている中間転写ベルト７上に一次転写される。

上述のようにしてマゼンタトナー像が一次転写された中間転写ベルト７は、次のシアン画像形成ユニット１Ｃへと移動する。そして、シアン画像形成ユニット１Ｃにおいても、前記と同様にして、感光ドラム２ｂ上に形成されたシアントナー像が一次転写部において中間転写ベルト７上のマゼンタトナー像に重ねて転写される。

以下同様にして、中間転写ベルト７上に重畳転写されたマゼンタ及びシアントナー像の上に、イエロー及びブラック画像形成ユニット１Ｙ，１Ｋの各感光ドラム２ｃ，２ｄ上にそれぞれ形成されたイエロー及びブラックトナー像が各一次転写部において順次重ね合わせられ、中間転写ベルト７上にはフルカラーのトナー像が形成される。尚、中間転写ベルト７上に転写されないで各感光ドラム２ａ〜２ｄ上に残留する転写残トナーは、各ドラムクリーニング装置６ａ〜６ｄによって除去され、各感光ドラム２ａ〜２ｄは次の画像形成に備えられる。

そして、中間転写ベルト７上のフルカラートナー像の先端が二次転写対向ローラ８と二次転写ローラ１０間の二次転写部（転写ニップ部）に達するタイミングに合わせて、給紙カセット１４からピックアップローラ１５とフィードローラ１６及びリタードローラ１７によって搬送パスＬへと送り出された用紙がレジストローラ対１９によって二次転写部へと搬送される。そして、二次転写部に搬送された用紙に、トナーと逆極性の二次転写バイアスが印加された二次転写ローラ１０によってフルカラーのトナー像が中間転写ベルト７から一括して二次転写される。

而して、フルカラーのトナー像が転写された用紙は、定着装置２２へと搬送され、フルカラーのトナー像が加熱及び加圧されて用紙の表面に熱定着され、トナー像が定着された用紙は、排紙ローラ対２３，２４によって排紙トレイ２１上に排出されて一連の画像形成動作が完了する。尚、用紙上に転写されないで中間転写ベルト７上に残留する転写残トナーは、前記ベルトクリーニング装置１１によって除去され、中間転写ベルト７は次の画像形成に備えられる。

［定着装置］
次に、本発明に係る前記定着装置２２の詳細を図３〜図９に基づいて説明する。

図３は本発明に係る定着装置の斜視図、図４及び図５は同定着装置の断面図、図６は同定着装置の定着圧軽減機構の構成を示す斜視図、図７は搬送ガイドの斜視図である。

図４及び図５に示すように、定着装置２２は、互いに当接して回転する加熱ローラ２５と加圧ローラ２６をハウジング２７内に収容して構成されており、これらの加熱ローラ２５と加圧ローラ２６は、図４及び図５の紙面垂直方向に沿って平行且つ回転可能に配されている。そして、加圧ローラ２６は、後述の加圧機構によって加熱ローラ２５に加圧されることによって両ローラ２５，２６間に所定圧（定着圧）の定着ニップＮが形成されている。尚、中空状の加熱ローラ２５内には、加熱源である不図示のヒータが収容されている。

又、定着装置２２のハウジング２７内には、加熱ローラ２５と加圧ローラ２６間の定着ニップＮに用紙を案内するための搬送ガイド２８が設けられている。
而して、前述のように、二次転写ローラ１０によってフルカラーのトナー像が中間転写ベルト７から一括して二次転写された用紙は、定着装置２２へと搬送され、該定着装置２２の加熱ローラ２５と加圧ローラ２６間の定着ニップＮに挟持されて搬送される過程で加熱及び加圧されることによってフルカラーのトナー像の定着を受ける。そして、トナー像が定着された用紙は、排紙ローラ対２３，２４によって排紙トレイ２１へと排出される。

次に、加圧ローラ２６を加熱ローラ２５に加圧するための加圧機構について説明する。

加圧ローラ２６の回転軸２９（図６参照）の軸方向両端には、図４〜図６に示すように左右一対の加圧レバー３０が回動可能に支持されており、図４及び図５に示すように、各加圧レバー３０の一端には爪３０ａが形成されており、該爪３０ａは図６に示す左右の側板４０に形成された係合孔４０ａに係合している。従って、各加圧レバー３０を爪３０ａを中心として回動させれば、回転軸２９と共に加圧ローラ２６も爪３０ａを中心として回動し、各加圧レバー３０を図４〜図６の時計方向に回動させれば、加圧ローラ２６が加熱ローラ２５に加圧され、両ローラ２５，２６間に所定圧の定着ニップＮが形成される。

又、図４に示すように、各加圧レバー３０の他端（先端）には係合溝３０ｂが形成されており、この係合溝３０ｂには側面視Ｌ字状に屈曲した左右一対の各加圧プレート３１が係合している。即ち、図６に示すように、各加圧プレート３１には上下に長い矩形状の係合孔３１ａが形成されており、この係合孔３１ａに各加圧レバー３０の先端部が通され、該先端部に形成された前記係合溝３０ｂが加圧プレート３１の係合孔３１ａに係合している。

更に、図３〜図６に示すように、左右一対の前記加圧レバー３０の近傍には、前記開閉カバー１０１（図１及び図２参照）の開閉動作に連動して軸３２を中心として回動する左右一対の開閉レバー３３が本体フレーム側に設けられており、各開閉レバー３３の一端にはロッド３４の上端が連結されている。左右一対の各ロッド３４は前記加圧プレート３１と左右の各側板４０のブラケット４０ｂを貫通してこれらの下方に延びている。そして、各ロッド３４の外周の前記開閉レバー３３と前記加圧プレート３１の間には加圧スプリング３５が介装されている。

ところで、図７に示すように、前記搬送ガイド２８の用紙幅方向中央の上端には左右一対のフック状の押さえリブ２８ａが形成されており、これらの押さえリブ２８ａは、図３及び図５に示すように、左右一対の前記開閉レバー３３を連結する前記軸３２に係合して開閉レバー３３の位置を規制する位置規制手段を構成している。

又、図７に示すように、搬送ガイド２８の内面の左右両端には、左右一対の前記加圧プレート３１の背面側に位置する各２つの規制リブ２８ｂ，２８ｃが一体に突設されている。これらの規制リブ２８ｂ，２８ｃは、左右の各加圧プレート３１の背面側に近接配置されることによって各加圧プレート３１の位置を規制する位置規制手段を構成している。

更に、搬送ガイド２８の外面側には、図３に示すように、用紙幅方向（図３の左右方向）にスライド可能な定着圧切替レバー３６が設けられている。この定着圧切替レバー３６は、封筒等の厚紙を通紙する場合、その両端部が加圧プレート３１と側板４０のブラケット４０ｂとの間に挿入されることによって加圧プレート３１の下方への移動を規制するものであって、このように加圧プレート３１の下方への移動が規制されることによって加圧ローラ２６が加熱ローラ２５から離れる方向に移動し、この結果、加熱ローラ２５と加圧ローラ２６間のニップ量が軽減される。

以上のように構成された定着装置２２に普通紙が通紙される場合には、開閉カバー１０１を図１に示すように閉じると、図４に示すように、開閉レバー３３が開閉カバー１０１によって軸３２を中心として矢印ａ方向に回動して図示のようにロッド３４を押し下げるため、該開閉レバー３３と加圧プレート３１間に介装された加圧スプリング３５が押し縮められ、その反力（バネ力）が加圧プレート３１を介して加圧レバー３０に伝達され、該加圧レバー３０の先端部が加圧スプリング３５の反力によって押し下げられる。このため、加圧レバー３０は、爪３０ａを中心として図４の時計方向に回動して加圧ローラ２６を加熱ローラ２５に加圧し、これによって加圧ローラ２６と加熱ローラ２５間には所定圧の定着ニップＮが形成され、この定着ニップＮを普通紙が通過することによってトナー像が加熱及び加圧されて普通紙上に定着される（通常加圧モード）。

そして、例えば定着装置２２にジャムが発生したために開閉カバー１０１を図２に示すように開けると、該開閉カバー１０１による開閉レバー３３の規制が解除され、加圧スプリング３５は自由長まで延びるため、開閉レバー３３は軸３２を中心として図４の矢印ｂ方向に回動する。このため、今まで加圧スプリング３５によって加圧プレート３１を押し下げていた反力が０となり、従って、加圧ローラ２６の加圧力も０となって定着圧が解除（定着圧解除状態）され、加圧ローラ２６と定着ローラ２５間の定着ニップＮに挟持されていたジャム紙を容易に取り除くことができる。

ところで、開閉カバー１０１を閉じて画像形成動作を行っている状態で封筒等の厚紙を通紙する場合には、前述のように定着圧切替レバー３６をスライドさせ、その両端部を加圧プレート３１と側板４０のブラケット４０ｂとの間に挿入すれば、加圧プレート３１の下方への移動が規制されるため、加圧ローラ２６が加熱ローラ２５から離れる方向に移動し、この結果、加熱ローラ２５と加圧ローラ２６間のニップ量が軽減される。

以上において、本発明に係る定着装置２２によれば、搬送ガイド２８に設けられた押さえリブ２８ａによって開閉レバー３３の位置が規制されるとともに、左右の規制リブ２８ｂ，２８ｃによって左右の加圧プレート３１の位置が規制されるため、開閉レバー３３の変形や加圧プレート３１の逃げ等の発生が防がれる。このため、開閉レバー３３と加圧プレート３１巻の距離が変化せず，両者間に介装された加圧スプリング３５の付勢力（プリセット荷重）が最適値（設計値）に保持され、適正な定着圧が保持されて高質画像が安定的に得られるとともに、開閉レバー３３の復帰不良等の問題が解消される。

尚、以上は特にカラーレーザープリンタとこれに備えられたローラ式の定着装置に対して本発明を適用した形態について説明したが、本発明は、単色のモノクロ画像形成装置とこれに備えられた定着装置に対しても同様に適用可能であることは勿論である。又、定着装置は、ローラ式以外のベルト式のものであっても良い。

本発明に係るカラーレーザープリンタの断面図である。 本発明に係るカラーレーザープリンタの開閉カバーを開いた状態の斜視図である。 本発明に係る定着装置の斜視図である。 本発明に係る定着装置の断面図である。 本発明に係る定着装置の断面図である。 本発明に係る定着装置の定着圧軽減機構の構成を示す斜視図である。 本発明に係る定着装置の搬送ガイドの斜視図である。

符号の説明

１Ｍ マゼンタ画像形成ユニット
１Ｃ シアン画像形成ユニット
１Ｙ イエロー画像形成ユニット
１Ｋ ブラック画像形成ユニット
２ａ〜２ｄ 感光ドラム
３ａ〜３ｄ 帯電器
４ａ〜４ｄ 現像装置
５ａ〜５ｄ 転写ローラ
６ａ〜６ｄ ドラムクリーニング装置
７ 中間転写ベルト
８ 二次転写対向ローラ
９ テンションローラ
１０ 二次転写ローラ
１１ ベルトクリーニング装置
１２ａ〜１２ｄ トナーコンテナ
１３ レーザースキャナユニット（ＬＳＵ）
１４ 給紙カセット
１５ ピックアップローラ
１６ フィードローラ
１７ リタードローラ
１８ 搬送ローラ対
１９ レジストローラ対
２０ 搬送ローラ対
２１ 排紙トレイ
２２ 定着装置
２３，２４ 排紙ローラ対
２５ 加熱ローラ（加熱部材）
２６ 加圧ローラ（加圧部材）
２７ 定着装置のハウジング
２８ 搬送ガイド
２８ａ 搬送ガイドの押さえリブ（開閉レバーの位置規制手段）
２８ｂ，２８ｃ 搬送ガイドの規制リブ（加圧プレートの位置規制手段）
２９ 加圧ローラの回転軸
３０ 加圧レバー
３０ａ 加圧レバーの爪
３０ｂ 加圧レバーの係合溝
３１ 加圧プレート
３１ａ 加圧プレートの係合孔
３２ 開閉レバーの軸
３３ 開閉レバー
３４ ロッド
３５ 加圧スプリング
３６ 定着圧切替レバー
４０ 側板
４０ａ 側板の係合孔
４０ｂ 側板のブラケット
１００ 画像形成装置本体
１０１ 開閉カバー（フロントカバー）
Ｌ，Ｌ’ 搬送パス
Ｎ 定着ニップ

Claims (2)

1. 互いに当接して回転する加熱部材及び加圧部材と、前記加圧部材を前記加熱部材に押圧する回動可能な左右一対の加圧レバーと、該加圧レバーに係合する左右一対の加圧プレートと、開閉カバーの開閉動作に連動して回動する左右一対の開閉レバーと、該開閉レバーと前記加圧プレートの間に介装された加圧スプリングと、前記加熱部材と前記加圧部材間の定着ニップに用紙を案内する搬送ガイドを備え、前記開閉カバーの開閉動作に連動して前記開閉カバーを回動させて前記加圧スプリングの加圧力を変化させることによって前記加圧部材を加圧状態又は加圧解除状態とするようにした定着装置において、
   加圧状態で、左右一対の前記開閉レバーを連結する軸の長手方向中央部を押さえて前記開閉レバーの位置を規制するフック状の押さえリブと、前記加圧プレートに近接配置されて該加圧プレートの位置を規制する規制リブを前記搬送ガイドに設けたことを特徴とする定着装置。
2. 請求項１記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
   

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