JP5556159B2 - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents
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Description
例えば特許文献1には、定着ローラと加熱ローラとに張架された定着ベルトと、定着ベルトの外周面に接触して定着ベルトとの間でニップを形成する加圧ローラとを備えるとともに、定着ベルトを介して定着ローラと加圧ローラによって形成されるニップの出口分離部に対応した位置であって定着ベルトの内側に、出口分離部面を曲率の大きな形状部とした固定部材を備えた定着装置が記載されている。
本発明は、ニップ部の下流側領域であって加圧ロールに隣接する箇所で詰まった用紙を容易に取り除くことができる定着装置等を提供することを目的とする。
請求項3に記載の発明は、前記定着部材を挟み前記加圧部材と対向して配され、当該定着部材を張架する張架部材と、前記定着加圧部の下流側領域であって前記張架部材に隣接する位置に配され、前記記録材を前記定着部材から剥離させる剥離部材と、を備え、前記定着部材、前記張架部材および前記剥離部材は、一体となって前記加圧部材から離間可能であることを特徴とする請求項1または2に記載の定着装置である。
請求項2の発明によれば、本発明を採用しない場合に比べ、排紙案内部材の移動を行なう機構をより簡易に構成することができる。
請求項3の発明によれば、本発明を採用しない場合に比べ、ベルトモジュールの取り外しがより容易になる。
請求項4の発明によれば、本発明を採用しない場合に比べ、よりメンテナンス性のよい画像形成装置が提供できる。
<画像形成装置の説明>
図1は本実施の形態に係る定着ユニット(定着器)60が適用される画像形成装置1の構成例を示した図である。図1に示す画像形成装置1は、所謂「タンデム型」のカラープリンタであり、画像データに基づき画像形成を行う画像形成部10と、画像形成装置1全体の動作制御や例えばパーソナルコンピュータ(PC)等との通信、画像データに対して行う画像処理等を実行する主制御部50と、ユーザからの操作入力の受付やユーザに対する各種情報の表示を行うユーザインターフェース(UI)部90と、を備えている。
画像形成部10は、例えば電子写真方式により画像を形成する機能部であって、並列的に配置されるトナー像形成手段の一例としての6つの画像形成ユニット11C,11M,11HC,11HM,11Y,11K(以下、「画像形成ユニット11」)を備えている。各画像形成ユニット11は、機能部材として、例えば、静電潜像が形成され、その後に各色トナー像が形成される感光体ドラム12と、感光体ドラム12の表面を予め定められた電位で帯電する帯電器13と、帯電器13により帯電された感光体ドラム12を画像データに基づいて露光する露光器14と、感光体ドラム12上に形成された静電潜像を各色トナーにより現像する現像器15と、転写後の感光体ドラム12表面を清掃するクリーナ16と、を備えている。
各画像形成ユニット11の現像器15各々は、各色トナーを貯蔵するトナー容器17C,17M,17HC,17HM,17Y,17K(以下、「トナー容器17」)とトナー搬送路(不図示)で連結されている。そして、トナー搬送路中に設けられた補給用スクリュー(不図示)によりトナー容器17から現像器15に各色トナーが補給されるように構成されている。
加えて、画像形成部10は、定着ユニット60にて用紙上に定着された各色トナー像を冷却し、用紙上への各色トナー像の定着を促進する冷却ユニット80と、用紙の曲がり(カール)を矯正するカール矯正ユニット85と、を備えている。
なお、本実施の形態の画像形成装置1では、中間転写ベルト20、一次転写ロール21、および二次転写ロール22により転写手段が構成される。また、二次転写ロール22が配置され、中間転写ベルト20上の各色トナー像が用紙に二次転写される領域を、以下、「二次転写領域Tr」という。
また、画像形成部10は、用紙搬送系として、用紙を収容する複数(本実施の形態では2個)の用紙収容容器40A,40Bと、この用紙収容容器40A,40Bに収容された用紙を繰り出して搬送する繰出しロール41A,41Bと、用紙収容容器40Aからの用紙を搬送する第1搬送路R1と、用紙収容容器40Bからの用紙を搬送する第2搬送路R2と、を備えている。さらに、画像形成部10は、用紙収容容器40Aおよび用紙収容容器40Bからの用紙を二次転写領域Trに向けて搬送する第3搬送路R3と、を備えている。加えて、画像形成部10は、二次転写領域Trにて各色トナー像が転写された用紙を定着ユニット60、冷却ユニット80、およびカール矯正ユニット85を通過するように搬送する第4搬送路R4と、カール矯正ユニット85からの用紙を画像形成装置1の排出部に設けられた用紙積載部44に向けて搬送する第5搬送路R5と、を備えている。
第1搬送路R1から第5搬送路R5は、それぞれに沿って搬送ロールや搬送ベルトが配置され、送られてくる用紙を順次、搬送する。
また、画像形成部10は、両面搬送系として、定着ユニット60で第1面に各色トナー像が定着された用紙を一旦保持する中間用紙収容容器42と、カール矯正ユニット85からの用紙を中間用紙収容容器42に向けて搬送する第6搬送路R6と、中間用紙収容容器42に収容された用紙を上記の第3搬送路R3に向けて搬送する第7搬送路R7と、を備えている。さらに、画像形成部10は、カール矯正ユニット85の用紙搬送方向下流側に配置され、用紙を用紙積載部44に向けて搬送する第5搬送路R5と中間用紙収容容器42に搬送する第6搬送路R6とに選択的に振り分ける振分機構部43と、中間用紙収容容器42に収容された用紙を繰り出して第7搬送路R7に向けて搬送する繰出しロール45と、を備えている。
次に、本実施の形態に係る画像形成装置1での基本的な画像形成動作について説明する。
画像形成部10の画像形成ユニット11各々は、上記の機能部材を用いた電子写真プロセスによりC色,M色,HC色,HM色,Y色,K色の各色トナー像を形成する。各画像形成ユニット11にて形成された各色トナー像は、一次転写ロール21により中間転写ベルト20上に順に一次転写され、各色トナーが重畳された合成トナー像を形成する。中間転写ベルト20上の合成トナー像は、中間転写ベルト20の移動(矢印方向)に伴って二次転写ロール22が配置された二次転写領域Trに搬送される。
二次転写領域Trでは、二次転写ロール22により形成された転写電界によって、中間転写ベルト20上に保持された合成トナー像が用紙に一括して二次転写される。
なお、一次転写後に感光体ドラム12に付着しているトナー(一次転写残トナー)、および二次転写後に中間転写ベルト20に付着しているトナー(二次転写残トナー)は、それぞれクリーナ16、およびベルトクリーナ26によって除去される。
二次転写領域Trでは、第1面の場合と同様にして、二次転写ロール22により形成された転写電界によって、中間転写ベルト20上に保持された第2面の各色トナー像が用紙に一括して二次転写される。
このようにして、画像形成装置1での画像形成処理がプリント枚数分のサイクルだけ繰り返し実行される。
次に、本実施の形態の画像形成装置1に用いられる定着ユニット60について説明する。
図2は、本実施の形態の定着ユニット60の構成を説明するための断面構成図である。この定着ユニット60は、定着ベルトモジュール61と、定着ベルトモジュール61に対して接離自在に構成される加圧部材の一例としての加圧ロール62とで主要部が構成されている。
定着ロール611は、例えばアルミニウムやSUSで形成された円筒状ロールであり、図示しない駆動モータからの回転駆動力を受けて、図中矢印方向に回転する。そして、定着ロール611の内部に配置された加熱源としての例えば3本のハロゲンヒータ71により、定着ロール611は予め定められた温度(例えば、150℃)に加熱される。
また、内部加熱ロール612は、その両端部に定着ベルト610を内側から外側に向けて押圧するバネ部材(不図示)が配置され、定着ベルト610全体の張力を例えば15kgfに設定している。
さらには、内部加熱ロール612には、定着ベルト610の蛇行(ベルトウォーク)を制御するための機構が設けられている。すなわち、内部加熱ロール612の近傍には、定着ベルト610の端部位置(エッジ位置)を検知するベルトエッジ位置検知機構(不図示)が配置されている。また、内部加熱ロール612には、内部加熱ロール612の一方の端部を内部加熱ロール612の軸方向と直行する方向に変位させる変位機構(不図示)が設けられている。そして、この変位機構は、ベルトエッジ位置検知機構の検知結果に応じて内部加熱ロール612の一方の端部を変位させることで定着ベルト610を内部加熱ロール612の軸方向に変位させる。それにより、定着ベルト610のベルトウォークを制御している。
このように、本実施の形態の定着ユニット60では、定着ロール611と内部加熱ロール612と外部加熱ロール613とによって定着ベルト610が加熱される構成を採用している。
次に、本実施の形態の定着ユニット60での定着動作について説明する。
画像形成装置1の二次転写領域Tr(図1参照)において合成トナー像(未定着トナー像)が静電転写された用紙Pは、第4搬送路R4(図1参照)に沿って定着ユニット60のニップ部N(図2参照)に向けて搬送される。そして、ニップ部Nを通過する用紙P表面の未定着トナー像は、主としてロールニップ部N1に作用する圧力と熱とにより用紙Pに定着される。
その結果、本実施の形態の定着ユニット60では、高速で連続通紙されても定着温度が略一定に維持される。また、高速での定着動作の開始時に定着温度が落ち込む現象(所謂「温度ドループ現象」)の発生が抑制される。特に、熱容量の大きな厚紙等に対する定着においても、定着温度の維持および温度ドループ現象の発生が抑制され、さらには、紙種に対応させて定着温度を途中で切り替える(定着温度のアップおよびダウンの双方を含む。)必要がある場合にも、定着ベルト610は熱容量が小さいので、ハロゲンヒータ71、さらにはハロゲンヒータ72、ハロゲンヒータ73の出力調整により、温度の切り替えを容易としている。
そのため、ロールニップ部N1において定着ロール611の曲率のもとで加熱加圧された用紙Pは、剥離パッドニップ部N2において加圧ロール62による相反する方向に向いた曲率に進行方向が変化させられる。その際に、用紙P上のトナー像と定着ベルト610表面との間で微小なマイクロスリップが生じる。それによって、トナー像と定着ベルト610との付着力が弱められ、用紙Pは定着ベルト610から剥離され易い状態が形成される。このように、剥離パッドニップ部N2は、最終の剥離工程で確実に剥離が行なわれるための準備工程にも位置付けられる。
以上述べた動作により定着ユニット60での定着処理が完了する。
ここで、ニップ部Nを通過した用紙Pは、通常は上述の通り定着ベルト610から分離し、冷却ユニット80に向けて搬送される。ただし用紙Pが、加圧ロール62の側に付着したまま排紙される場合がある。これは、両面印刷を行なう際に生じやすい。即ち、両面印刷時には、上述した通り、第1面上に定着画像が形成された用紙Pは、第6搬送路R6、第7搬送路R7、および第3搬送路R3(図1参照)に沿って搬送され、第2面の各色トナー像が用紙Pに一括して二次転写される。そして用紙Pは、二次転写後は第4搬送路R4(図1参照)を経由して、第2面のトナー像の定着を行なうために再度定着ユニット60に入る。このとき第1面上の定着画像は、加圧ロール62の側に形成されている。そして第1面上の定着画像を形成するトナーが、ニップ部Nにおいて供給される熱によりその一部が再溶融することがある。ニップ部Nにおいて、熱と共に圧力が付与される結果、この溶融したトナーを媒介として、用紙Pと加圧ロール62とが付着しやすい状態になる。
用紙Pと加圧ロール62とが付着したまま通常の定着動作を行なうと、用紙Pが加圧ロール62に巻き付くことによる用紙詰まりが発生する。そのため、本実施の形態では、排紙ガイド78に加圧ロール62から用紙Pを剥離させるための爪部材を備えている。
図3および図4に示した排紙ガイド78は、ニップ部Nを通過した後に用紙Pを案内するための板部の一例としての案内板781と、案内板781の下部に備えられ排紙ガイド78自体を固定するための取り付け部782と、排紙ガイド78の固定位置を規定する部材である固定位置規定部材784と、加圧ロール62に付着した用紙Pを剥離させるための爪部材790とから主要部が構成されている。
また本実施の形態において、このときベルトモジュール61は、その固定位置からいったん解除された後で、取り外しが行なわれる。即ち、図4において、矢印B方向にいったん移動することで固定位置からの解除が行なわれる。そしてその後は、ベルトモジュール61を図4における上方向に移動させることで取り外しを行なう。
排紙ガイド78の移動は、用紙Pを案内するための位置である第1の固定位置である通常の位置と、ニップ部Nの下流側領域であって加圧ロール62に隣接する箇所で用紙Pの詰まりが生じたときに待避を行なう位置である第2の固定位置との間で行なわれる。
図4において、排紙ガイド78の第1の固定位置Cは、実線で示した位置である。このとき第1の固定位置Cは、固定位置規定部材784により規定される。即ち、固定位置規定部材784の下辺部784aが、ピン63と接触する。そのためこの位置で排紙ガイド78を固定することができる。また第2の固定位置C’は、点線で示した位置である。このとき取り付け部782の下辺部782bが、ピン63と接触する。そのためこの位置で排紙ガイド78を固定することができる。
なお第2の固定位置C’から第1の固定位置Cへ排紙ガイド78を移動させるためには、上述した手順と逆の動作を行なえばよい。
Claims (4)
- 記録材にトナー像を定着する定着部材と、
前記定着部材の外周面に圧接することで当該定着部材との間に未定着トナー像を保持した記録材が通過するための定着加圧部を形成する加圧部材と、
前記記録材が前記定着加圧部を通過した後に、当該記録材を案内する排紙案内部材と、
を備え、
前記排紙案内部材は、
前記記録材を案内するための位置である第1の固定位置と、前記定着加圧部の下流側領域であって前記加圧部材に隣接する箇所で当該記録材の詰まりが生じたときに待避を行なう位置である第2の固定位置とを移動可能であり、
前記加圧部材の回転軸部分と結合することで前記加圧部材の回転軸を中心として回転可能とする取り付け部と、前記第1の固定位置を規定する固定位置規定部材とを備え、
前記固定位置規定部材の下辺部が当該固定位置規定部材と接触する部材と接触する位置において前記第1の固定位置が規定されるとともに、前記排紙案内部材が移動したときには前記取り付け部が当該第1の固定位置で当該固定位置規定部材と接触していた当該部材と接触する位置において前記第2の固定位置が規定される
ことを特徴とする定着装置。 - 前記排紙案内部材は、
前記記録材を案内するための板部と、
前記板部に取り付けられ、前記加圧部材と前記記録材との間に入り込むことで前記記録材を当該加圧部材から剥離させる爪部材と、
をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の定着装置。 - 前記定着部材を挟み前記加圧部材と対向して配され、当該定着部材を張架する張架部材と、
前記定着加圧部の下流側領域であって前記張架部材に隣接する位置に配され、前記記録材を前記定着部材から剥離させる剥離部材と、
を備え、
前記定着部材、前記張架部材および前記剥離部材は、一体となって前記加圧部材から離間可能であることを特徴とする請求項1または2に記載の定着装置。 - トナー像を形成するトナー像形成手段と、
前記トナー像形成手段によって形成された前記トナー像を記録材上に転写する転写手段と、
前記記録材にトナー像を定着する定着部材と、当該定着部材の外周面に圧接することで当該定着部材との間に未定着トナー像を保持した記録材が通過するための定着加圧部を形成する加圧部材と、を備える定着手段と、
前記記録材が前記定着加圧部を通過した後に、当該記録材を案内する排紙案内部材と、
を備え、
前記排紙案内部材は、
前記記録材を案内するための位置である第1の固定位置と、前記定着加圧部の下流側領域であって前記定着加圧部に隣接する箇所で当該記録材の詰まりが生じたときに待避を行なう位置である第2の固定位置とを移動可能であり、
前記加圧部材の回転軸部分と結合することで前記加圧部材の回転軸を中心として回転可能とする取り付け部と、前記第1の固定位置を規定する固定位置規定部材とを備え、
前記固定位置規定部材が当該固定位置規定部材と接触する部材と接触する位置において前記第1の固定位置が規定されるとともに、前記排紙案内部材が移動したときには前記取り付け部が当該第1の固定位置で当該固定位置規定部材と接触していた当該部材と接触する位置において前記第2の固定位置が規定される
ことを特徴とする画像形成装置。
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