JPH0756582B2 - ローラ退避機構を有する熱定着装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、電子写真法を用いる画像形成装置に於い
て、感光ドラムから記録紙上に転写されたトナー像をヒ
ートローラにより加えられる熱で溶融して記録紙に定着
させる熱定着装置に関し、特に記録紙として連続紙を用
いるローラ退避機構を有する熱定着装置に関する。

「従来の技術」 従来、静電感光体により感光ドラムを形成し、一様に帯
電させた該感光ドラム表面の感光体を露光して潜像を形
成し、この潜像にトナーを付着させて現像（トナー像
化）し、該トナー像を記録紙に転写すると共に、定着装
置によってトナーを記録紙上に定着させて排紙する所謂
電子写真法を利用した画像形成装置としては、電子複写
機が知られている。

このような電子写真法に於いて、記録紙上にトナーを固
定して定着する為の定着方法として、ヒートロール方式
が知られており、最近では電子写真法を利用した画像形
成装置として電子複写機の他にレーザビームプリンタも
普及しつつある。

しかし乍ら、従来のヒートロール定着方式の定着装置を
有するプリンタに記録紙として連続紙を用いた場合、プ
リンタの印字待機中はヒートロールは何時でも定着作用
可能に加熱し続けなければならず、記録紙（連続紙）は
常にこの加熱されたヒートローラと押圧ローラとの間に
押圧挟持されていることとなる。その結果、印字待機時
に於て連続紙の同一箇所がヒートローラにより長時間加
熱され、焦げ付きや火ぶくれを起こすと言った問題があ
る。

この為、連続紙を使用する場合における熱定着方式とし
て、上述したヒートロール定着方式を採用する場合に
は、プリンタの印字待機中はヒートローラと押圧ローラ
とを離間させ、両者による連続紙の挟持状態を解除させ
る必要があり、この為のローラ退避機構が多種提案され
ている。

「従来技術の問題点」 しかしながら、例え、プリンタの印字待機中にヒートロ
ーラと押圧ローラとが互いに分離されたとしても、例え
ば、ヒートローラが下方に配設されている場合には、こ
のヒートローラ上に連続紙が接触してしまい、上述した
様な、連続紙の焦げ付きや火ぶくれを起こすと言った問
題が解決されないまま残る事になり、また、ヒートロー
ラが上方に配設されている場合でも、ヒートローラから
の放熱が長時間に渡り連続紙上に作用した場合には、や
はり、同様な問題が発生する虞がある。

「発明の目的」 この発明は、上述した事情に鑑みなされたもので、この
発明の目的は、ヒートロール方式を採用した状態で記録
紙として連続紙を用いても、熱による連続紙への不具合
を確実に発生させることのないローラ退避機構を有する
熱定着装置を提供する事である。

「問題点を解決する為の手段」 上記目的達成の為、この発明に係るローラ退避機構を有
する熱定着装置は、ヒートローラと押圧ローラとが圧接
配置され、少なくとも何れか一方のローラが回転駆動さ
れて連続紙を前記両ローラに挟んで加熱する事によりト
ナーを溶融して前記連続紙に定着させる熱定着装置にお
いて、一端に前記ヒートローラを支軸回りに回転可能に
支持すると共に、略中央部で揺動可能に軸支され、前記
ヒートローラを前記押圧ローラに転接する定着作用位置
とこれから離間する退避位置との間で移動させるレバー
部材と、このレバー部材の他端に一端が連結された付勢
部材と、この付勢部材の他端に係合され、回転される事
により、前記付勢部材による前記レバー部材への付勢力
を発揮・解消させるカムと、前記転接位置から離間する
離間位置と、前記退避位置に移動されたヒートローラの
押圧ローラに対向する項部をカバーする作用位置との間
で移動可能に配設されたカバー部材と、前記ヒートロー
ラの前記定着作用位置から退避位置への移動に伴う前記
レバー部材の揺動力を用いて、前記カバー部材を前記離
間位置から作用位置に回動させるカバー部材回動手段と
を具備し、前記カムの回転により前記付勢部材で発揮さ
れた付勢力に基づき前記レバー部材が揺動される事によ
り、前記ヒートローラは、前記定着作用位置で前記押圧
ローラに前記付勢力で圧接され、前記カムの更なる回転
による前記付勢部材の付勢力の解消に基づき前記レバー
部材が少なくとも前記ヒートローラの自重で揺動される
事により、前記ヒートローラは前記押圧ローラから離間
すると共に、前記カバー部材はレバー部材回動手段を介
して、前記離間位置から作用位置に回動する事を特徴と
している。

「発明の実施例」 以下、この発明の一実施例の構成を、添付図面に基づい
て詳細に説明する。

第１図はレーザビームプリンタ100の概略構成図であ
り、この一実施例のローラ退避機構を有する熱定着装置
が用いられて構成されている。

このレーザビームプリンタ100は、感光ドラム１の周囲
に、その回転方向（図中矢印により示す）に沿って、感
光ドラム１の表面の感光体を一様に帯電させる帯電部
２、画像情報に基づいてON・OFFされるレーザビームに
より感光ドラム１の表面の感光体を走査する走査光学系
３、レーザビームに照射されることにより電荷が抜け落
ちて潜像化した感光体部分にトナーを付着させてトナー
像化させる現像部４、記録紙としての連続紙50を帯電さ
せて該連続紙50にトナー像を転写する転写部５、感光体
表面の残留トナーを機械的に除去するクリーニング部
６、及び感光体表面を一様に照射して残留している電荷
を除去する除電部７、が夫々配置されている。尚、転写
部５は、感光ドラム１の上方側に位置している。

又、感光ドラム１の前方に連続紙50の搬送機構と、後方
にこの発明に係るローラ退避機構を有する熱定着装置で
ある定着部10が配置されている。

そして、図示しない装置全体の制御装置により走査光学
系３及び感光ドラム１等の各作用機構を制御駆動して接
続されたコンピュータ等からの情報を連続紙50に印字し
て出力するものである。

連続紙50は、図中右側面から装置内に導入され、搬送ロ
ーラ51等の搬送機構により搬送され、転写部５に於て感
光ドラム１からトナー像を転写され、定着部10により定
着された後、装置左側面から排紙される。尚、本構成で
は、定着部10の後述するバックアップローラ12の回転駆
動によって連続紙50を搬送するようになっている。即
ち、定着部10では定着作用を行なうばかりでなく連続紙
50を搬送する機能も兼ねているものである。又、定着終
了後の連続紙50は、印字された面が下向き（所謂フェイ
スダウン状態）で排紙されるものである。

定着部10は、側面の拡大図である第２図及び第２図のII
I−III断面図である第３図に詳細に示す如く、回転駆動
される固定されたバックアップローラ12と、回転自在で
揺動するヒートローラ11とにより構成されている。そし
て、前述の装置全体の制御装置により制御され、印字時
にはバックアップローラ12にヒートローラ11を所定の圧
力で押圧して定着作用可能とすると共に印字待機時には
ヒートローラ11を揺動させてバックアップローラ12と隔
離（即ち、退避）させるよう構成されているものであ
る。

バックアップローラ12は、アルミニウム合金製のローラ
の表面に所定硬度のシリコンゴムを巻き付けて所定の外
径に形成し、連続紙50の幅以上の長さとしたものであ
る。その両端で装置のシャーシである左右の側板101・1
01（第３図には一方の側板101のみ図示）に回転自在に
固定されている。又、図示しない一端で回転駆動手段と
しての駆動モータと連結されており、所定の速度で回転
駆動されるよう構成されている。尚、該駆動モータは感
光ドラム１や現像部４等の他の作用機構部の回転駆動手
段と兼用しており、バックアップローラ12はそれらと同
調した速度で回転駆動される。

ヒートローラ11は、アルミニウム合金製の所定肉厚の円
筒形のパイプであり、表面には焼き付き防止の為にフッ
素樹脂被膜が所定の厚さでコーティングされている。そ
して、その両端で、シャフト14を支点として揺動可能に
設置されたレバー部材としてのレバー13にベアリング11
Cを介して回転自在に固定されている。又、円筒の内部
にブラケット11Bでレバー13に支持されたハロゲンラン
プ11Aが挿置され、該ハロゲンランプ11Aからの照射熱で
ヒートローラ11を内側から加熱して所定の表面温度（16
0〜200℃）を保持するよう構成されている。

レバー13は、両側の略同形状サイドプレート13A・13A
（一方は図示せず）を連結部材13Bで連結して一体に構
成したものであり、サイドプレート13A・13Aが左右の側
板101・101間に固定されたシャフト14に回転可能に嵌合
して設置されている。そして、シャフト14を中心として
揺動すると、ヒートローラ11がバックアップローラ12に
対して離接するようになっている。又、一方のサイドプ
レート13A（図示側）のヒートローラ11取付け位置と揺
動中心（シャフト14）を隔てた対称位置の上端部には、
付勢部材としての引っ張りスプリング15の上端が連結さ
れている。引っ張りスプリング15の下端は、左右の側板
101・101間に渡されたシャフト16に連結されている。

シャフト16は、その両端が左右の側板101・101に形成さ
れた上下方向の長孔101Aに摺動可能に嵌合して、左右の
側板101・101間を渡されているものであり、第２図のIV
−IV断面図である第４図に示す如く、一方の側板101か
ら外側に突出する端部にローラ16Aが回転自在に嵌合さ
れている。シャフト16は引っ張りスプリング15により上
方に付勢されるが、一端のカムフォロア部材としてのロ
ーラ16Aがその上方に設置されたカム17のカム面17Aに当
接して上方への移動は規制されている。

カム17は、第４図のＶ−Ｖ断面図である第５図に示され
ている如く、略円形乃至ハート形の外形を呈し、偏心位
置を回転中心として該カム17の駆動手段としてのモータ
18の回転シャフト18Aが嵌合して固定されている。即
ち、単純にはカム17は偏心カムであり、一回転でそのカ
ム面18Aが回転中心（回転シャフト18A）に近づいたり離
れたりするものである。

従って、モータ18を回転駆動してカム17を回転させる
と、ローラ16Aと当接しているカム面17Aが上下するに従
ってシャフト16も長孔101A内を上下に摺動するように構
成されているものである。

そして、カム17を回転させた場合、シャフト16のローラ
16と当接するカム面17Aが最下位置となると、レバー13
の引っ張りスプリング15固定端側を所定の引っ張り力で
引き下げてレバー13をシャフト14を中心として第５図に
於て左回りに揺動させ、ヒートローラ11をバックアップ
ローラ12に所定の力で押圧すると共に、シャフト16のロ
ーラ16と当接するカム面17Aが最も上方となった位置で
は引っ張りスプリング15は収縮しきって自由状態となっ
てレバー13を下方に付勢しなくなり、レバー13はヒート
ローラ11の自重でシャフト14を中心として反対方向（第
５図中右回り）に揺動してヒートローラ11がバックアッ
プローラ12から所定間隔離れるよう構成されている。

モータ18は、側板101の外側にハット形のブラケット101
Bにより支持されて設置されている。そのブラケット101
Bの内側（側板101及びカム17側）にはリミットスイッチ
19・19が回転シャフト18Aを中心として対称となる二箇
所に固定設置されており（第２図及び第４図示）、カム
17のモータ18側に突設されたピン17Bがカム17の半回転
（180°回転）毎に夫々のリミットスイッチ19・19のレ
バーに当接してON・OFFするようになっている。

このリミットスイッチ19・19は、図示しない装置全体の
制御装置に接続されており、ON・OFFの状況が入力され
ている。そして、このリミットスイッチ19・19がON・OF
Fする位置は、シャフト16のローラ16Aと当接するカム17
のカム面17Aの位置が、最も上方である位置と、最も下
方である位置となるよう設定されているものである。
尚、この最上方位置及び最下方位置に於るカム面17Aに
はローラ16Aが嵌合する凹部が形成されており、安定的
に当接するようになっている。

又、レバー13の両側のサイドプレート13A・13Aのヒート
ローラ11固定側の端面には、夫々揺動中心（シャフト1
4）を中心としてギア部13Cが形成されている。該ギア部
13Cは、左右の側板101・101間に回転自在に設置したシ
ャフト21に嵌合固定されたギア21Aと噛合している。シ
ャフト21には、更にギア21Aとは噛数の異なるギア21Bが
ギア21Aに隣接して固定されており、該ギア21Bはヒート
ローラ11に回転自在に嵌合装着されたギア11Dと噛合し
ている。

ギア部13Cとギア21Aの噛合位置は、後述する定着作用状
態（ヒートローラ11がバックアップローラ12に所定の圧
力で押圧されている状態）ではレバー13のギア部13Cの
下端側でギア21Aと噛合すると共に、レバー13が揺動し
てヒートローラ11がバックアップローラ12から離れて退
避した状態ではギア部13Cの上端側がギア21Aと噛合する
状態となるよう構成されている。

ギア11Dには、その側面に第６図示の如くヒートローラ
カバー20が固定されている。

ヒートローラカバー20は、メンテナンス時や連続紙50の
セット時等に第１図に想像線で示す如く上方カバー104
を開放させてバックアップローラ12を外した際、ヒート
ローラ11の前後に設けられている紙ガイド部102・103間
に露出するヒートローラ11を覆うのに必要な幅と長さを
有し、ヒートローラ11と略同中心の円弧状に形成されて
いる。

ギア21Aとギア21B及びギア11Dの歯数の関係（即ちギア
比）は、レバー13の揺動によるギア21Aの回転でヒート
ローラカバー20が退避位置からヒートローラ11の上方露
出部分を完全に覆うまで回動するように設定されてい
る。尚、ヒートローラカバー20の退避位置（即ち、定着
作用状態）に於けるその上端位置は後方の紙ガイド部材
103より下方となっており、定着作用及び連続紙50の搬
送を妨害しない位置となっている。又、ヒートローラカ
バー20がヒートローラ11の上方を覆う際にはヒートロー
ラ11は下方に揺動している為、バックアップローラ12は
そのままの位置であっても（即ち、上方カバーが開放し
ていなくても）干渉することは無い。

而して、上記の如く構成された定着部10は、前述の図示
しない制御装置に制御されて下記の如く作用するもので
ある。

即ち、レーザビームプリンタ100が印字を行なう際に
は、モータ18によりカム17を回転駆動してシャフト16の
一端のローラ16Aと当接するカム面17Aが最下位置となる
状態とする。その結果前述の如くシャフト16が引っ張り
スプリング15を引き下げ、それによってレバー13をシャ
フト14を中心として揺動させ、バックアップローラ12に
ヒートローラ11が当接してそれ以上揺動不能となった状
態からは引っ張りスプリング15が伸張してヒートローラ
11をバックアップローラ12に所定の力で押圧する（第５
図）。

この状態が定着作用状態であり、連続紙50はバックアッ
プローラ12とヒートローラ11の間に挟まってヒートロー
ラ11により加熱されると共にバックアップローラ12の回
転駆動により搬送されることとなるものである。

印字が終了して連続紙50の印字部分がバックアップロー
ラ12とヒートローラ11間を通過し終ると、バックアップ
ローラ12の回転駆動が停止されると共にモータ18が回転
駆動されてカム17が回転する。引っ張りスプリング15の
付勢力によりカム17面に当接されるローラ16Aはカム面1
7Aの上昇に伴なって長孔101Aに沿って上昇し、引っ張り
スプリング15が収縮しきって自由状態に達すると、レバ
ー13を下方に付勢しなくなる。

その結果、レバー13はヒートローラ11の自重でシャフト
14を中心として図中右回りに揺動し、ヒートローラ11が
バックアップローラ12から所定間隔離れてヒートローラ
12の前後に配置されている紙ガイド102・103間に退避す
る。このレバー13の揺動に伴なってギア21A・ギア21B及
びギア11Dを介してヒートローラカバー20が回動し、ヒ
ートローラ11の上方に移動する。このヒートローラカバ
ー20によって連続紙のセットやメンテナンス時に高温の
ヒートローラ11への作業者の接触を予防できるものであ
る。

ヒートローラ11がバックアップローラ12から離れると、
同時に連続紙50もバックアップローラ12から離れてヒー
トローラ11と共に下方に移動するが、この移動は紙ガイ
ド102・103に規制され、連続紙50は該紙ガイド102・103
に保持されてヒートローラ11から隔離される。

この時、カム17は定着作用状態から180°回転してロー
ラ16Aと当接するカム面17Aは最下位置となっており、該
カム17の側面に固定されたピン17Bがリミットスイッチ1
9の操作レバー19Aに当接してスイッチを操作する。その
結果制御装置がモータ18の回転駆動を停止させ、この状
態を維持するものである（第７図）。

印字を再開する際には、モータ18を駆動してカム17を18
0°回転させ、レバー13を揺動させてヒートローラ11を
所定の圧力でバックアップローラ12に押圧させると共に
バックアップローラ12の回転駆動を開始すれば、定着作
用状態となって定着作用と連続紙50の搬送を開始するも
のである。

この発明は、上述した一実施例の構成に限定されること
なく、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能
である事はいうまでもない。

例えば、上述した一実施例において、ヒートローラ11は
バックアップローラ12の下方に配設される様に説明した
が、この発明は、この様な構成に限定されることなく、
ヒートローラ11はバックアップローラ12の上方に配設さ
れる様に構成しても良い。

更に、上述した一実施例において、ヒートローラを付勢
する為の付勢部材として引っ張りスプリング15を使用し
たが、圧縮スプリングを使用する構成とする等適宜変更
可能であることは勿論である。

「発明の効果」 この発明に係るローラ退避機構を有する熱定着装置によ
れば、ヒートローラと押圧ローラとを離接可能とし、定
着待機状態においては、両者を互いに離間させ、且つ、
この離間した両ローラ間に、カバー部材が位置する様に
移動させている為、ヒートローラの熱による連続紙への
同一箇所を長時間加熱することがなく、焦げ付きや火ぶ
くれといった不具合を確実に解消させることが出来ると
共に、上述したカバー部材の駆動力を、ヒートローラが
自重により定着作用位置から退避位置に移動する事によ
り移動力を利用している為、このカバー部材を移動駆動
する為の構成が簡略化されることになる。

また、このカバー部材を備える事によって、連続紙のセ
ットやメンテナンス時に、高温のヒートローラへの作業
者の接触を予防できることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係るローラ退避機構を有する熱定着
装置の一実施例の構成を適用したレーザビームプリンタ
の概念構成図、 第２図は第１図に示す熱定着装置を拡大して示す側面
図、 第３図は第２図のIII−III断面図、 第４図は第２図のIV−IV断面図、 第５図は第４図のＶ−Ｖ断面図、 第６図は第３図のVI−VI断面図、そして 第７図はヒートローラカバーが第５図に示す離間位置か
ら作用位置まで作動した状態を示す図である。 図中、 １…感光ドラム 11…ヒートローラ 11D…ギヤ（第三のギヤ） 12…バックアップローラ（押圧ローラ） 13…レバー（レバー部材） 13C…ギヤ部、 15…引っ張りスプリング（付勢部材） 17…カム 20…ヒートローラカバー（カバー部材） 21A…ギヤ（第１のギヤ） 21B…ギヤ（第２のギヤ） 50…連続紙（記録紙）である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 根来 育生 東京都板橋区前野町２丁目36番９号 旭光 学工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭54−39643（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−92979（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−80882（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−217083（ＪＰ，Ａ) 実開 昭54−107340（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭60−49909（ＪＰ，Ｂ２) 実公 昭58−55381（ＪＰ，Ｙ２)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ヒートローラと押圧ローラとが圧接配置さ
   れ、少なくとも何れか一方のローラが回転駆動されて連
   続紙を前記両ローラに挟んで加熱する事によりトナーを
   溶融して前記連続紙に定着させる熱定着装置において、 一端に前記ヒートローラを支軸回りに回転可能に支持す
   ると共に、略中央部で揺動可能に軸支され、前記ヒート
   ローラを前記押圧ローラに転接する定着作用位置とこれ
   から離間する退避位置との間で移動させるレバー部材
   と、 このレバー部材の他端に一端が連結された付勢部材と、 この付勢部材の他端に係合され、回転される事により、
   前記付勢部材による前記レバー部材への付勢力を発揮・
   解消させるカムと、 前記定着作用位置から離間する離間位置と、前記退避位
   置に移動されたヒートローラの押圧ローラに対向する部
   分をカバーする作用位置との間で移動可能に配設された
   カバー部材と、 前記ヒートローラの前記定着作用位置から退避位置への
   移動に伴う前記レバー部材の揺動力を用いて、前記カバ
   ー部材を前記離間位置から作用位置に回動させるカバー
   部材回動手段とを具備し、 前記カムの回転により前記付勢部材で発揮された付勢力
   に基づき前記レバー部材が揺動される事により、前記ヒ
   ートローラは、前記定着作用位置で前記押圧ローラに前
   記付勢力で圧接され、前記カムの更なる回転による前記
   付勢部材の付勢力の解消に基づき前記レバー部材が少な
   くとも前記ヒートローラの自重で揺動される事により、
   前記ヒートローラは前記押圧ローラから離間すると共
   に、前記カバー部材はカバー部材回動手段を介して、前
   記離間位置から作用位置に回動する事を特徴とするロー
   ラ退避機構を有する熱定着装置。
2. 【請求項２】前記カバー部材は、前記支軸回りに回動可
   能に配設され、 前記カバー部材回動手段は、 前記レバー部材の一側に形成されたギヤ部に噛合し、該
   レバー部材の揺動に応じて回転駆動される第１のギヤ
   と、この第１のギヤと同軸に一体回転する第２のギヤ
   と、この第２のギヤに噛合すると共に、前記支軸回りに
   回動自在に配設され、前記カバー部材が固定された第３
   のギヤとを備え、 前記ヒートローラの自重による前記レバー部材の揺動力
   を、前記ギヤ部及び前記第１乃至第３のギヤを介して前
   記カバー部材に伝達し、該カバー部材を前記離間位置か
   ら前記作用位置に回動駆動する事を特徴とする特許請求
   の範囲第１項に記載のローラ退避機構を有する熱定着装
   置。