JPH09325639A - 定着ユニットおよびこれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】小型の画像形成装置に好適な定着ユニットを提
供すること。また、ニップ圧を解除した状態で画像形成
動作を開始するおそれのない画像形成装置を提供するこ
と。 【解決手段】圧ローラ５１の回転軸５９の両端付近に
は、カム体８２が取り付けられている。レバー８５を下
げられた状態から上方に移動させると、カム体８２の高
位置周面８４が軸受板５６の上面に接触し、高位置周面
８４によって回転軸５９の両端が上方に持ち上げられ
て、圧ローラ５１と熱ローラ５２との圧接状態が解除さ
れる。また、カバー２を閉塞すると、カバー２から内側
に向けて突出した操作部材８９の先端によって、レバー
８５が押し下げられて、圧ローラ５１が熱ローラ５２に
圧接される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、小型プリンタ等の
小型の画像形成装置に用いられる定着ユニットに関す
る。また、この定着装置を用いた画像形成装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年のコンピュータのダウンサイジング
化の流れに伴い、各個人が自分の机の上でパーソナルコ
ンピュータ（パソコン）やワークステーションを利用す
ることが多くなっている。この流れに伴い、パソコン等
で作成した文書や図形等を手軽にプリントアウトできる
ように、個人の机に載置できる小型のプリンタが要望さ
れている。

【０００３】小型化の要望に答えるためには、プリンタ
の内部構成をできるだけ簡単にする必要がある。したが
って、定着ユニットの構成も簡単にする必要がある。一
方、定着ユニットは、ジャム用紙を容易に除去できるよ
うに、定着ローラのニップ圧を解除できる構成にする必
要もある。定着ローラのニップ圧を解除する構成は、た
とえば、実開昭６１−１５０３６８号公報や実開平５−
８４９６７号公報に開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】実開昭６１−１５０３
６８号公報に開示されている構成では、定着ローラ間に
ローラ離間部材を挿入することによって、定着ローラの
ニップ圧を解除している。ところが、このローラ離間部
材は、ジャム用紙を除去する際に邪魔になるうえ、ジャ
ム用紙除去後に抜き忘れて、圧解除した状態で複写動作
を開始することがあった。

【０００５】また、実開平５−８４９６７号公報に開示
されている構成では、圧ローラの一方端部付近に圧力解
除レバーが設けられており、この圧力解除レバーを、圧
ローラが熱ローラから離間する方向に向けて移動させる
ことによって、ニップ圧の解除が行われている。しか
し、圧力解除レバーは、圧ローラのどちらか一方端部の
みしか設けられておらず、１つの圧力解除レバーによっ
て圧ローラ全体を移動させるには、圧ローラの左右端部
を連結する強度の高いステーが必要となり、小型化に適
していない。

【０００６】そこで、この発明の目的は、上述の技術的
課題を解決し、小型の画像形成装置に好適な定着ユニッ
トを提供することである。また、この発明の他の目的
は、ニップ圧を解除した状態で画像形成動作を開始する
おそれのない画像形成装置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの請求項１記載の定着ユニットは、第１ローラおよび
第２ローラを備え、これらの第１ローラおよび第２ロー
ラ間を用紙が通過する間に、用紙上のトナーを用紙に定
着させる定着ユニットであって、第１ローラは両端から
回転軸が突出しており、その両端の回転軸を回転自在に
保持している固定配置された一対の第１軸受と、第２ロ
ーラは両端から回転軸が突出しており、その両端の回転
軸を回転自在に保持している一対の第２軸受と、第２ロ
ーラが第１ローラに圧接する方向に、一対の第２軸受を
それぞれ弾力付勢する弾性体と、弾性体の弾性力に抗し
て第２ローラを第１ローラから離間させて、第１ローラ
および第２ローラの圧接状態を解除する圧解除手段と、
を含み、圧解除手段には、第２ローラの回転軸の両端付
近にそれぞれ回動自在に取り付けられ、該回転軸からの
距離が周面の位置により異なる２つのカム体、各カム体
に設けられ、カム体の周面から所定の方向に突出したレ
バー、および各カム体の周面に対向するように固定配置
された２つの固定ベースが備えられており、上記レバー
を操作してカム体を第２ローラの回転軸に対して回転さ
せたとき、カム体の周面は固定ベースに接する位置と接
しない位置とに変位し、カム体の周面が固定ベースに接
触しているときには、２つのカム体によって第２ローラ
の両端の回転軸が弾性体の弾性力に抗して変位されてい
ることを特徴とするものである。

【０００８】請求項１記載の構成によれば、レバーを操
作してカム体を回動させることによって、第２ローラが
第１ローラに圧接された状態と、カム体によって第２ロ
ーラの回転軸が変位されて、第２ローラが第１ローラか
ら離間した状態とを簡単に切り換えることができる。カ
ム体およびレバーは、第２ローラの回転軸の両端付近に
設けられているので、第２ローラの左右端部を連結する
強度の高いステー等が不必要である。また、ジャム用紙
を除去する際にカム体およびレバーが邪魔になることは
ない。

【０００９】また、請求項２記載の発明は、上記固定ベ
ースは、上記第１軸受であることを特徴とする請求項１
記載の定着ユニットである。請求項２記載の構成によれ
ば、固定ベースが第１ローラの回転軸を受ける第１軸受
と兼用されているので、固定ベースを独立して設ける必
要がなく、ユニットを構成する部材の点数を減らすこと
ができる。

【００１０】請求項３記載の画像形成装置は、装置本体
と、装置本体に対して開閉可能に取り付けられたカバー
とを含む画像形成装置であって、装置本体内には、第１
および第２のローラによって用紙上に転写されたトナー
を用紙に定着させる定着ユニットが備えられており、こ
の定着ユニットには、第２ローラを変位させて第１ロー
ラと第２ローラとの圧接状態を解除するためのレバー
が、第２ローラの両端に関連して２つ設けられており、
カバーには、該カバーの移動に連動して、２つのレバー
を操作する操作部材が設けられていることを特徴とする
ものである。

【００１１】請求項３記載の構成によれば、たとえば、
第２ローラを第１ローラから離間させた状態でジャム用
紙を除去した後に、画像形成装置のカバーを閉塞する
と、操作部材によってレバーが操作されて、第２ローラ
は第１ローラに自動的に圧接する。これにより、第２ロ
ーラが第１ローラから離間した状態で画像形成動作が開
始されるおそれがない。また、たとえば、カバーの開放
に連動してレバーが操作されるように構成することによ
って、第１ローラと第２ローラとの圧接状態を自動的に
解除することもできる。

【００１２】また、請求項４記載の発明は、定着ユニッ
トは、請求項１または請求項２に記載の定着ユニットで
あることを特徴とする請求項３記載の画像形成装置であ
る。請求項４記載の構成によれば、画像形成装置に備え
られている定着ユニットが、請求項１または請求項２に
記載の定着ユニットであるから、請求項３の作用に加え
て、請求項１または請求項２と同様の作用を奏すること
ができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に、この発明の実施の形態
を、添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、この
発明の一実施形態に係るプリンタの外観構成を示す斜視
図である。また、図２は、図１に示すプリンタの内部構
成を簡略化して示す断面図である。このプリンタは、た
とえば、個人の机上に載置されて用いられる小型のプリ
ンタであり、パーソナルコンピュータ等に接続されて、
作成した文書や図形等を手軽にプリントアウトするため
のものである。

【００１４】装置本体１の上面には、開閉可能なカバー
２が取り付けられている。カバー２は、装置本体１の上
面の前半分程度を覆っており、図２に示す支点５を中心
に、前部を矢印Ａ方向に引き上げることによって開放す
ることができる。たとえば、搬送経路７上で用紙ジャム
等が発生した場合には、このカバー２を開放して、ジャ
ムを起こしている用紙を取り除くことができる。

【００１５】カバー２の背後には、トレイ差込口３が形
成されており、このトレイ差込口３に給紙トレイ４が抜
取り自在に差し込まれている。給紙トレイ４は、上方斜
め後方に向けて伸びた状態に取り付けられており、装置
本体１内に供給すべき用紙が上面に載置される。図２を
参照して、装置本体１の内部構成について詳細に説明す
る。装置本体１内の給紙トレイ４の下端部付近には、給
紙トレイ４に載置された用紙を１枚ずつ分離して供給す
るための給紙ローラ６が設けられている。給紙ローラ６
によって搬送開始された用紙は、搬送経路７に沿って搬
送されて、画像が記録された後に用紙排出口８から排出
される。搬送経路７は、給紙トレイ４から用紙排出口８
に向けて下り勾配のほぼ直線状に形成されている。

【００１６】用紙の搬送方向に関して、給紙ローラ６の
やや下流側の所定位置には、供給される用紙を検知する
ための用紙検知スイッチ９が設けられている。また、用
紙検知スイッチ９の下流側には、感光体ドラム２１が備
えられたイメージングユニット２０および感光体ドラム
２１に形成されたトナー像を用紙に転写するための転写
ユニット４０が、搬送経路７を挟んで配置されている。
イメージングユニット２０および転写ユニット４０のさ
らに下流側には、転写ユニット４０の働きによって感光
体ドラム２１から用紙へ転写されたトナー像を用紙上に
定着させるための定着ユニット５０が配置されている。

【００１７】装置本体１の下方部には、装置本体１の後
面部１ａにコネクタ１１を介して接続されたプリンタケ
ーブル１０から与えられるデータに基づいてレーザビー
ムを発生するためのレーザ照射ユニット６０が配置され
ている。レーザ照射ユニット６０には、半導体レーザ光
源、レンズおよびポリゴンミラー等が備えられている。
レーザ照射ユニット６０から生成されたレーザビームＬ
Ｂは、イメージングユニット２０に導かれる。

【００１８】イメージングユニット２０には、図中矢印
Ｂ方向に回転駆動される感光体ドラム２１、感光体ドラ
ム２１の下方に設けられたチャージャ２２、および感光
体ドラム２１の回転方向Ｂに関してチャージャ２２より
も上流側に配置された紙粉回収ブラシ２３が含まれてい
る。紙粉回収ブラシ２３は、感光体ドラム２１の表面に
付着した紙粉を回収して感光体ドラム２１の表面を清掃
するためのものである。画像の形成に際して、感光体ド
ラム２１の表面は、チャージャ２２によって一様に帯電
された後に、レーザ照射ユニット６０からのレーザビー
ムＬＢによって露光される。これにより、形成すべき画
像に対応した静電潜像が感光体ドラム２１の表面に形成
される。

【００１９】この静電潜像が形成された感光体ドラム２
１の表面は、次に現像ユニット３０に対向する。現像ユ
ニット３０は、サブローラ３１および現像ローラ３２を
含んでいる。現像ローラ３２は、感光体ドラム２１に所
定の力で押し付けられており、必要な量のトナーを感光
体ドラム２１の表面に付着させる。これにより、感光体
ドラム２１の表面に形成された静電潜像は、トナー像に
顕像化される。

【００２０】感光体ドラム２１がさらに回転し、感光体
ドラム２１の表面に形成されたトナー像は、転写ユニッ
ト４０に対向する。転写ユニット４０は、カバー２に取
り付けられており、搬送経路７を挟んで感光体ドラム２
１に対向する転写ローラ４１を備えている。この転写ロ
ーラ４１の働きによって、感光体ドラム２１の表面に形
成されたトナー像は、供給される用紙の下面に転写され
る。転写後の感光体ドラム２１の表面は、紙粉回収ブラ
シ２３によって紙粉が除去されて、チャージャ２２で再
び帯電された後、現像ユニット３０で残留トナーが回収
される。

【００２１】下面にトナー像が転写された用紙は、定着
ユニット５０へと導かれる。定着ユニット５０は、搬送
経路７よりも上側に配置された圧ローラ５１と、搬送経
路７の下側に圧ローラ５１に対向して設けられた熱ロー
ラ５２とを有している。圧ローラ５１は、図３に示すコ
イルばね８０の付勢力によって熱ローラ５２に押し付け
られている。これにより、圧ローラ５１および熱ローラ
５２の間を通る用紙には、圧力がかけられるとともに、
熱ローラ５２によって加熱されて、トナー粒子は用紙上
に定着される。定着ユニット５０にはさらに、排出ロー
ラ対５３および５４が備えられており、定着処理後の用
紙は、この排出ローラ対５３および５４によって装置本
体１の外部に排出される。

【００２２】図３は、定着ユニット５０を一部切り欠い
て示す斜視図である。図３の定着ユニット５０は、図２
に示す装置本体１の左斜め後方から見た状態を示してい
る。また、定着ユニット５０は左右ほぼ対称に構成され
ており、図３では、装置本体１を後方から見たときの定
着ユニット５０の右端部が拡大して示されている。図３
を参照して、定着ユニット５０は、たとえば合成樹脂成
形品からなるハウジング５５を有しており、このハウジ
ング５５の内部に、圧ローラ５１および熱ローラ５２が
配設されている。図３におけるハウジング５５の前面に
は、トナー像が転写された用紙をハウジング５５内に取
り込むための開口５５ａが形成されており、開口５５ａ
を介して進入した用紙は、圧ローラ５１および熱ローラ
５２間に導かれる。

【００２３】熱ローラ５２は長手状のものであり、その
両端から回転軸５７が所定長さ突出している。熱ローラ
５２の回転軸５７は、ハウジング５５内に所定の間隔を
置いて固定配置された、一対の軸受板５６によって回動
自在に支持されている。図３における回転軸５７の右側
端部には、熱ローラ駆動ギア５８が設けられており、こ
の熱ローラ駆動ギア５８には、図外のモータからの駆動
力が与えられる。

【００２４】一方、圧ローラ５１は、熱ローラ５２の回
転に従動して回転する従動ローラである。圧ローラ５１
は、熱ローラ５２とほぼ同じ長さで、その周面が熱ロー
ラ５２の周面と接することができるように、熱ローラ５
２の上方に設けられている。圧ローラ５１の両端からは
回転軸５９が所定長さ突出しており、回転軸５９は一対
の軸受部材８１によって回動自在に支持されている。軸
受部材８１は、弾性体であるコイルばね８０を介してハ
ウジング５５の上面に取り付けられている。軸受部材８
１は、コイルばね８０の弾性力によって圧ローラ５１が
熱ローラ５２に圧接される方向に弾力付勢されている。

【００２５】定着ユニット５０には、ジャム用紙の除去
が容易にできるように、圧ローラ５１と熱ローラ５２と
の間のニップ圧を解除する手段が備えられている。この
圧解除手段について、図３および図４を参照して詳述す
る。圧ローラ５１の回転軸５９の両端部には、熱ローラ
５２の回転軸５７を支持している軸受板５６の上面に対
向した位置に、カム体８２が取り付けられている。カム
体８２には中心孔が形成されており、この中心孔に回転
軸５９が挿通されて、カム体８２は回転軸５９に回動自
在に取り付けられている。また、カム体８２の周面に
は、回転軸５９からの距離が異なる低位置周面８３およ
び高位置周面８４が形成されている。低位置周面８３と
回転軸５９との距離は、高位置周面８４と回転軸５９と
の距離よりも短くされており、高位置周面８４は軸受板
５６の上面と接するが、低位置周面８３は軸受板５６の
上面に接しない。

【００２６】カム体８２の周面から所定の方向に突出し
た状態に、レバー８５が設けられている。レバー８５
は、カム体８２と一体に形成されており、レバー８５の
先端部分はハウジング５５の外側に突出している。レバ
ー８５の先端部分をつまみ、レバー８５を上下動させる
と、カム体８２が回転軸５９を中心に所定角度範囲で回
動し、カム体８２の軸受板５６に対向する面が、低位置
周面８３と高位置周面８４とに切り換わる。

【００２７】具体的に説明すると、図３および図４
（ａ）に示すように、レバー８５が下方に下げられた状
態になっているときには、カム体８２の低位置周面８３
が軸受板５６の上面に対向しており、カム体８２は軸受
板５６に接触していない。したがって、圧ローラ５１
は、コイルばね８０の弾性力によって熱ローラ５２に押
し付けられている。

【００２８】たとえば定着ユニット５０で用紙ジャムが
発生した場合には、図４（ｂ）に示すように、装置本体
１のカバー２を開放して、レバー８５を上方に移動させ
る。レバー８５の移動に伴ってカム体８２が回転し、カ
ム体８２の軸受板５６の上面に対向する面が低位置周面
８３から高位置周面８４に切り替わって、高位置周面８
４が軸受板５６の上面に接触する。すると、高位置周面
８４によって、圧ローラ５１の回転軸５９の両端が、コ
イルばね８０のばね力に抗して上方に持ち上げられる。
これにより、熱ローラ５２の回転軸５７と圧ローラ５１
の回転軸５９との距離（軸間距離）Ｌ２が、圧ローラ５
１と熱ローラ５２とが圧接している状態の軸間距離Ｌ１
に比べて長くなる。言い換えれば、圧ローラ５１が熱ロ
ーラ５２から離間されて、圧ローラ５１と熱ローラ５２
との圧接状態が解除される。

【００２９】ジャム用紙の除去が完了し、プリント動作
を再開するに際しては、カバー２を閉塞する必要があ
る。カバー２の閉塞に伴って、カバー２から内側に向け
て突出した操作部材８９が、図４（ｂ）に二点鎖線で示
す円弧を描いて、矢印Ｃの向きに移動する。この移動の
途中で、操作部材８９の先端がレバー８５に当接し、レ
バー８５が押し下げられる。これにより、カム体８２の
高位置周面８４が軸受板５６の上面から離脱し、圧ロー
ラ５１は、コイルばね８０のばね力によって熱ローラ５
２に圧接される。すなわち、カバー２の閉塞に伴って、
レバー８５が自動的に押し下げられて、圧ローラ５１が
熱ローラ５２に圧接される。ゆえに、圧解除した状態で
プリント動作が開始されることがない。

【００３０】レバー８５は、高位置周面８４を軸受板５
６の上面から離脱させるだけであるから、レバー８５お
よびカバー２に高い強度を持たせる必要はない。ゆえ
に、カバー２を構成する材料を簡素なものにすることが
でき、コストを低減できる。以上のように、圧ローラ５
１の左右両側に設けられたレバー８５を上方に移動させ
ることによって、圧ローラ５１と熱ローラ５２とのニッ
プ圧を簡単に解除することができる。また、カム体８２
およびレバー８５は、圧ローラ５１の回転軸５９の左右
端にそれぞれ独立して設けられているので、どちらか一
方にしかレバーが設けられていない構成（実開平５−８
４９６７号公報参照）の場合に必要であった、圧ローラ
の左右端部を連結する強度の高いステーは不必要であ
り、装置を小型化できる。

【００３１】さらに、カム体８２は、熱ローラ５２の回
転軸５７を支持している軸受板５６の上方に位置してい
るので、熱ローラ５２から発生される熱により変形する
おそれがない。また、レバー８５に当接する操作部材８
９が熱変形するおそれもない。この実施形態では、レバ
ー８５が自動的に押し下げられる構成についてのみ説明
したが、図５に示すように、カバー２に設けられた操作
部材８９の先端部に、所定角度範囲Ｕ内で回動自在なフ
ック１００が取り付けられていて、カバー２が開放され
るときに、このフック１００にレバー８５が引っ掛かっ
て、レバー８５が自動的に上方に移動するようにされて
もよい。この場合、レバー８５の先端は、フック１００
が引っ掛かりやすいような形状に変更されているのが好
ましい。

【００３２】本発明の実施形態の説明は以上の通りであ
るが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではな
い。たとえば、上述の実施形態では小型プリンタを例に
挙げて説明したが、プリンタの他に、複写機やファクシ
ミリ装置等の電子写真方式の画像形成装置にこの発明を
適用できることはもちろんである。この他、特許請求の
範囲に記載された範囲で種々の変更を施すことが可能で
ある。

【００３３】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、カム体を
回動させることによって、第２ローラが第１ローラに圧
接された状態と、第２ローラが第１ローラから離れた状
態とが切り換えられる。カム体およびレバーは、第２ロ
ーラの回転軸の両端付近に設けられているので、第２ロ
ーラの左右端部を連結する強度の高いステー等が不必要
であり、画像形成装置を小型化できる。また、カム体お
よびレバーは、第２ローラの回転軸の端部に設けられて
いるので、たとえば第１ローラが熱ローラである場合
に、第１ローラの発熱によって変形することはない。

【００３４】請求項２記載の発明によれば、固定ベース
が第１ローラの回転軸を受ける第１軸受と兼用されてい
るので、固定ベースを独立して設ける必要がなく、ユニ
ットを構成する部材の点数を減らすことができる。請求
項３記載の発明によれば、たとえば、画像形成装置のカ
バーの閉塞に伴って、操作部材によってレバーが自動的
に移動されて、第２ローラが第１ローラに圧接される。
これにより、ニップ圧解除状態で画像形成動作を開始す
るおそれがない。

【００３５】請求項４記載の発明によれば、請求項３記
載の発明の効果に加えて、請求項１または請求項２に記
載の発明と同様の効果を奏することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態に係るプリンタの外観構
成を示す斜視図である。

【図２】図１に示すプリンタの内部構成を簡略化して示
す断面図である。

【図３】定着ユニットを一部切り欠いて示す斜視図であ
る。

【図４】圧解除機構を説明するための図解図である。

【図５】カバーの開放に伴って自動的に圧解除を行うた
めの構成について説明するための図解図である。

【符号の説明】

１ 装置本体 ２ カバー ５０ 定着ユニット ５１ 圧ローラ ５２ 熱ローラ ５９ 回転軸 ８０ コイルばね ８２ カム体 ８５ レバー ８９ 操作部材

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１ローラおよび第２ローラを備え、これ
   らの第１ローラおよび第２ローラ間を用紙が通過する間
   に、用紙上のトナーを用紙に定着させる定着ユニットで
   あって、 第１ローラは両端から回転軸が突出しており、その両端
   の回転軸を回転自在に保持している固定配置された一対
   の第１軸受と、 第２ローラは両端から回転軸が突出しており、その両端
   の回転軸を回転自在に保持している一対の第２軸受と、 第２ローラが第１ローラに圧接する方向に、一対の第２
   軸受をそれぞれ弾力付勢する弾性体と、 弾性体の弾性力に抗して第２ローラを第１ローラから離
   間させて、第１ローラおよび第２ローラの圧接状態を解
   除する圧解除手段と、を含み、 圧解除手段には、第２ローラの回転軸の両端付近にそれ
   ぞれ回動自在に取り付けられ、該回転軸からの距離が周
   面の位置により異なる２つのカム体、各カム体に設けら
   れ、カム体の周面から所定の方向に突出したレバー、お
   よび各カム体の周面に対向するように固定配置された２
   つの固定ベースが備えられており、 上記レバーを操作してカム体を第２ローラの回転軸に対
   して回転させたとき、カム体の周面は固定ベースに接す
   る位置と接しない位置とに変位し、カム体の周面が固定
   ベースに接触しているときには、２つのカム体によって
   第２ローラの両端の回転軸が弾性体の弾性力に抗して変
   位されていることを特徴とする定着ユニット。
2. 【請求項２】上記固定ベースは、上記第１軸受であるこ
   とを特徴とする請求項１記載の定着ユニット。
3. 【請求項３】装置本体と、装置本体に対して開閉可能に
   取り付けられたカバーとを含む画像形成装置であって、 装置本体内には、第１および第２のローラによって用紙
   上に転写されたトナーを用紙に定着させる定着ユニット
   が備えられており、 この定着ユニットには、第２ローラを変位させて第１ロ
   ーラと第２ローラとの圧接状態を解除するためのレバー
   が、第２ローラの両端に関連して２つ設けられており、 カバーには、該カバーの移動に連動して、２つのレバー
   を操作する操作部材が設けられていることを特徴とする
   画像形成装置。
4. 【請求項４】定着ユニットは、請求項１または請求項２
   に記載の定着ユニットであることを特徴とする請求項３
   記載の画像形成装置。