JPH10161460A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エネルギーロスが少ない状態で発熱源を機内
の空間に対して熱的に遮断して機内の温度上昇を防止す
るとともに、定着装置の近傍で詰まった用紙を容易に取
り除けるようにすること。 【解決手段】 加熱ロール１１と加圧ロール１２を備え
た定着装置において、加熱ロール１１と加圧ロール１２
とを離接可能に設けると共に、加熱ロール１１と加圧ロ
ール１２とが離隔状態にあるときに加熱ロール１１を囲
む耐熱部材からなる開閉可能な加熱ロールカバー１９を
設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、レーザプ
リンタ等の電子写真方式の画像形成装置に関し、特に、
画像形成装置において使用される定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式の画像形成装置において
は、ドラム状或いはベルト状の感光体の表面が帯電器に
より一様に帯電され、この帯電された感光体の表面が露
光装置により画像情報を含む光で露光されて画像情報に
対応した静電潜像が形成され、この静電潜像が現像装置
により現像されてトナー像が感光体の表面に形成され
る。このトナー像は、転写装置により用紙上に転写され
た後、定着装置により用紙に定着される。定着後の用紙
は、画像形成装置の筐体に形成された開口部を通って機
外に排出される。

【０００３】上記定着装置としては、一般に、互いに圧
接した状態で配置された加熱ロールと加圧ロールとから
構成される加熱・加圧定着装置が使用されている。この
定着装置は、発熱状態で使用されるので、定着装置から
の熱により機内温度が上昇し、画像形成装置の筐体内の
他の部品、たとえば、感光体に悪影響を与える恐れがあ
る。

【０００４】このため、特開昭６１−１４７２７６公報
や特開平１−４９０７３公報に記載されているように、
定着装置の記録紙通紙部を含む開口部にシャッター機構
を設け、記録紙通紙時にはシャッターを開き、記録紙非
通紙時にはシャッターを閉じることによつて定着装置か
らの放熱を最小限にして、機内温昇によるトナーブロッ
キング等のトラブルを未然に防ぐ手段が採用されてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報に記載の構成では、以下に説明するような問題点があ
る。

【０００６】（１）熱的遮断がなされている範囲が、定
着装置全体と非常に広い為、熱源であるヒートロール近
傍を熱的遮断した場合に比べ、エネルギーロスが大き
い。

【０００７】（２）定着装置の近傍で紙詰まりが発生し
たときに、シャッターが閉じている場合には、詰まった
用紙が除去不可能或いは困難であり、また、シャッター
が開いている場合には、詰まった用紙を除去する際に放
熱を防ぐことはできない。

【０００８】そこで本発明は、エネルギーロスが少ない
状態で発熱源を機内の空間に対して熱的に遮断して機内
の温度上昇を防止するとともに、定着装置の近傍で詰ま
った用紙を容易に取り除けるようにすることを課題とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、加熱ロールと
加圧ロールを備えた定着装置において、前記加熱ロール
と前記加圧ロールとを離接可能に設けると共に、前記加
熱ロールと前記加圧ロールとが離隔状態にあるときに前
記加熱ロールを囲む耐熱部材からなる開閉可能な加熱ロ
ールカバーを設けたことを特徴とする。

【００１０】また本発明は、上下方向に開閉可能な筐体
を有する画像形成装置において使用される加熱ロールと
加圧ロールを備えた定着装置において、前記加熱ロール
と前記加圧ロールとを前記筐体の開閉に連動して離接可
能に設けると共に、前記加熱ロールと前記加圧ロールと
が離隔状態にあるときに前記加熱ロールを囲む耐熱部材
からなる開閉可能な加熱ロールカバーを設けたことを特
徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の定着装置が適用
される画像形成装置の原理的な構成を示す模式図であ
る。

【００１２】感光体ドラムからなる像担持体１の表面が
帯電装置２により一様に帯電された後に、露光装置３に
より出力すべき画像に対応する光Ｌで露光することによ
り、像担持体１の表面上に静電潜像が形成される。この
静電潜像は、現像装置４においてトナーにより現像さ
れ、像担持体１の表面上にトナー像が形成される。この
トナー像は、転写装置５により、給紙トレイ６から供給
された用紙Ｐ上に転写される。トナー像が転写された用
紙Ｐは、剥離装置７により像担持体１の表面から剥離さ
れた後に、定着装置８により定着される。また、転写後
に、像担持体１の表面上に残ったトナーは、クリーナユ
ニット９のクリーニングブラシ１０により除去される。
なお、本実施例においては、画像形成装置の筐体が、画
像形成後の用紙搬送経路の近傍を境目として、上カバー
と下カバーに分割されており、鰐口状に開閉可能になっ
ているものとする。

【００１３】図２は、図１に示される定着装置８の動作
状態を示す概略断面図である。また、図３は、図２に示
される加熱ロールと加圧ロールの離接機構を示す説明図
である。

【００１４】定着装置８は、離接可能に設けられた一対
の定着ロール、すなわち、加熱ロール１１と加圧ロール
１２とを備えている。図３に示すように、加圧ロール１
２の回転軸１３は、フレーム１４に形成された円形孔１
５により、ベアリング１３ａを介して回転自在に支持さ
れている。一方、加熱ロール１１の回転軸１６は、フレ
ーム１４に形成された長孔１７により、ベアリング１６
ａを介して回転自在に、且つ、上下方向に移動可能に支
持されている。加圧ロール１２の回転軸１３と加熱ロー
ル１１の回転軸１６との間には、トーションバネ１８が
設けられており、支点１８ａを中心として、加熱ロール
１１を加圧ロール１２から離間させる方向に力が加わっ
ている。

【００１５】上記加熱ロール１１の回転軸１６は、トー
ションバネ１８により上向きの力を受けていると共に、
画像形成装置の筐体の上カバーの一部で押圧されるよう
になっており、上カバーを閉じたときには、回転軸１６
は下方に位置し、上カバーを開けたときには、上方に位
置するようになっている。すなわち、上カバー３７の下
面に棒状部材３８が円筒状の受部３９により上下方向に
移動可能に支持された状態で取り付けられている。棒状
部材３８の下端部には、径大の押圧部４０が形成されて
いる。押圧部４０と受部３９との間には圧縮スプリング
４１が設けられており、棒状部材３８は下方に付勢され
ている。なお、棒状部材３８の基部には図示しないスト
ッパが設けられており、棒状部材３８が受部３９から抜
け出さないようにされている。

【００１６】図２に示すように、加熱ロール１１の周囲
には、加熱ロール１１を上方から覆うように、開閉可能
な加熱ロールカバー１９が設けられている。この加熱ロ
ールカバー１９は、加熱ロール１１の大部分を覆う円筒
形状を有しており、加熱ロール１１の軸１６を挟んで二
つの加熱ロールカバー半部１９ａ，１９ｂに２分割され
ており、加熱ロール１１の上方に設けられた軸２６を回
動中心として開閉可能となっている。加熱ロールカバー
１９の各半部１９ａ，１９ｂは、それぞれ、加熱ロール
１１の側部を覆う部分円筒部２０ａ，２０ｂと、この部
分円筒部２０ａ，２０ｂの円周方向先端部から内側に伸
びる平坦部２１ａ，２１ｂとから構成されている。部分
円筒部２０ａ，２０ｂと平坦部２１ａ，２１ｂとは、ア
ルミ板金により一体に形成されている。また、部分円筒
部２０ａ，２０ｂの面が外側表面には、たとえば、特殊
耐熱性樹脂をガラスマットに塗布後、熱圧成型し、不織
布等で表面コートしたもの、たとえば、「カルボジライ
トＧシート」（商品名）からなる断熱シート２２ａ，２
２ｂが被覆されている。

【００１７】前記部分円筒部２０ａ，２０ｂの形状は、
図２（ｃ）に示すように、定着装置８の動作中におい
て、部分円筒部２０ａ，２０ｂの内周面と像担持体１の
表面との間の距離がほぼ一定となるように設定され、平
坦部２１ａ，２１ｂが用紙搬送経路に対して平行になる
ように設定されている。

【００１８】また、加熱ロールカバー１９の各半部１９
ａ，１９ｂには、外方に向けて水平に突出する翼部２３
ａ，２３ｂが溶接等により取り付けられており、頂部フ
レーム２４の翼部２３ａ，２３ｂと対向する位置に圧縮
スプリング２５ａ，２５ｂの上端部が取り付けられてい
る。圧縮スプリング２５ａ，２５ｂの下端部は、定着装
置８の動作中においては、図２（ｃ）に示すように、翼
部２３ａ，２３ｂから離れた状態にある。

【００１９】上記加熱ロールカバー１９は、加熱ロール
１１の上方に設けられた軸２６を回動中心として開閉可
能となっている。軸２６は、リアフレーム２７に形成さ
れた長孔２８により上下方向に移動方向に移動可能に支
持されており、加熱ロール１１が一定距離以上上方に移
動すると、加熱ロール１１が加熱ロールカバー１９の内
周面に当接し、加熱ロール１１の上下動に連動して加熱
ロールカバー１９も上下動する。なお、加熱ロールカバ
ー１９の下限位置において、翼部２３ａ，２３ｂの下方
にストッパ２９ａ，２９ｂが設けられている。

【００２０】一方、加圧ロール１２の周囲には、加圧ロ
ール１２を下方から覆うように、部分円筒状の加圧ロー
ルカバー３０が設けられている。この加圧ロールカバー
３０は、加圧ロール１２の大部分を覆う円筒形状を有し
ている。加圧ロールカバー３０の円周方向先端部には、
軸３１ａ，３１ｂを回動中心として、アーム３２ａ，３
２ｂが傾動可能に設けられている。アーム３２ａ，３２
ｂの一方の端部にはソレノイド３３ａ，３３ｂのプラン
ジャが連結され、他方の端部は、加熱ロールカバー１９
の開放端部の近傍に配置される。また、アーム３２ａ，
３２ｂの他方の端部は、引っ張りスプリング３４ａ，３
４ｂにより加圧ロール１２の軸１３の方向に付勢されて
いる。

【００２１】次に、上述した定着装置の動作について説
明する。

【００２２】画像形成装置において画像形成動作が開始
される前に、上カバー３７が閉じられ、図２（ｂ）及び
図３（ｂ）に示すように、トーションバネ１８の力（矢
印Ｄで示す）に抗して、上カバー３７に設けられた棒状
部材３８の押圧部４０により、加熱ロール１１の軸１６
が加熱ロールカバー１９と共に矢印Ｅで示す方向に押し
下げられる。加熱ロールカバー１９の翼部２３ａ，２３
ｂがストッパ２９ａ，２９ｂに当接すると、加熱ロール
カバー１９の各半部１９ａ，１９ｂは、矢印Ｆ，Ｇで示
す方向の力を受ける。これにより、加熱ロールカバー１
９の下端部が開放状態になり、平坦部２１ａ，２１ｂの
面が用紙搬送経路に対して平行になるとともに、加熱ロ
ール１１が加圧ロール１２に圧接される。

【００２３】このとき、ソレノイド３３ａ，３３ｂは付
勢されており、引っ張りスプリング３４ａ，３４ｂの力
に抗して、プランジャは矢印Ｈ，Ｉの方向に吸引された
状態にあり、アーム３２ａ，３２ｂの先端は、平坦部２
１ａ，２１ｂの縁部に当接する。したがって、図２
（ｂ）に示すように、加熱ロール１１が加圧ロール１２
と圧接している状態においても、加熱ロール１１の大部
分が加熱ロールカバー１９で囲まれているので、加熱ロ
ール１１から機内に漏洩する輻射熱を大幅に低減するこ
とができる。

【００２４】次に、画像形成動作が開始され、用紙の先
端が定着装置の直前まで搬送されてくると、図２（ｃ）
に示すように、ソレノイド３３ａ，３３ｂは消勢され
て、プランジャは引っ張りスプリング３４ａ，３４ｂの
力に引かれて矢印Ｊ，Ｋの方向に突出した状態にあり、
アーム３２ａ，３２ｂの先端が、平坦部２１ａ，２１ｂ
の縁部から離間する。これにより、用紙上のトナーを定
着するための用紙搬送路３５が形成され、用紙が加熱ロ
ール１１と加圧ロール１２の間のニップを通過して定着
処理を受けることができる。

【００２５】用紙の後端が定着装置を通過すると、再度
図２（ｂ）に示す状態となる。

【００２６】連続的に画像形成動作が繰り返される場合
には、図２（ｃ）に示す状態と図２（ｂ）に示す状態を
繰り返す。（注：この説明でよいですか？） 画像形成動作の途中で、定着装置において紙詰まりが発
生した場合には、画像形成装置のカバーを開けると、加
熱ロール１１の軸１６を下方に押しつけていた力がなく
なるので、加熱ロール１１は、図２（ａ）に示す状態か
ら矢印Ａで示すように上方に移動する。加熱ロール１１
が加熱ロールカバー１９に接触すると、加熱ロールカバ
ー１９は加熱ロール１１により押し上げられ、加熱ロー
ルカバー１９の軸２６は長孔２８に沿って上昇する。加
熱ロールカバー１９の翼部２３ａ，２３ｂが圧縮スプリ
ング２５ａ，２５ｂの下端部に当接すると、翼部２３
ａ，２３ｂが下向きに押されはじめるため、加熱ロール
カバー１９の各半部１９ａ，１９ｂは、矢印Ｂ，Ｃで示
す方向の力を受け、加熱ロールカバー１９の平坦部２１
ａ，２１ｂの対向する端部が互いに接触し、加熱ロール
１１は加熱ロールカバー１９により完全に囲まれた状態
となる。これにより、加熱ロール１１は、加熱ロールカ
バー１９により画像形成装置の空間から熱的に隔離され
た状態となり、加熱ロール１１からの熱が、画像形成装
置の機内に漏れ出ることがなくなり、機内の温度上昇が
防止できる。またこのとき、加熱ロール１１は加圧ロー
ル１２から離間しているので、定着装置で詰まった用紙
を容易に取り除くことができる。また、詰まった用紙を
除去する際に、手が加熱ロール１１に直接触れることが
無いので安全である。

【００２７】図４は、本発明の定着装置の他の実施例の
動作状態を示す概略断面図である。なお、図２と対応す
る部分には、同一符号を付している。

【００２８】図４に示す実施例は、図２に示す実施例と
ほぼ同様の構成を有しているが、加圧ロール１２の表面
の近傍、たとえば、加圧ロールカバー３０の内周面に温
度センサ３６が配置されており、この温度センサ３６の
出力に応じて、加熱ロール１１と加圧ロール１２の離
接、及び、加熱ロールカバー１９の開閉を制御している
点が異なっている。

【００２９】図４に示す実施例においては、加熱ロール
１１と加圧ロール１２の離接を制御するために、ロール
昇降機構４２が設けられている。このロール昇降機構４
２は、軸４３を中心として回動自在に設けられ、その一
端が加熱ロール１１の軸１６に下側から接して加熱ロー
ル１１の軸１６を支持する支持アーム４４と、この支持
アーム４４の他端にそのプランジャ４５ａが連結された
ソレノイド４５を備えている。但し、このソレノイド４
５は、励磁されたときに、プランジャ４５ａが突出する
形式のものである。

【００３０】画像形成装置の電源を投入した直後におい
ては、図４（ｂ）に示す状態にあり、加熱ロール１１の
加熱が開始される。加熱ロール１１と加圧ロール１２は
圧接状態にあるので、加熱ロール１１の温度が定着温度
に達した後は、画像形成指示があれば直ちに画像形成が
可能である。

【００３１】加熱ロール１１の温度が、予め決められた
所定の上限温度以上になった場合には、ソレノイド４５
が励磁されてプランジャ４５ａが突出し、支持アーム４
４は軸４３を中心として左回りに回動する。したがっ
て、加熱ロール１１の軸１６が押し上げられて、定着装
置は、図４（ａ）に示す状態とされ、加熱ロール１１と
加圧ロール１２は離隔状態となり、且つ、加熱ロールカ
バー１９は閉じた状態となる。したがって、加熱ロール
１１からの熱は機内に流出することはない。

【００３２】加熱ロール１１の温度が定着温度以上で上
限温度未満である場合は、ソレノイド４５の励磁が停止
されて、図４（ｂ）に示す状態になっており、この状態
で画像形成指示があると、図１に示す画像形成装置にお
いて用紙Ｐの上にトナー像が形成され、図４に示す定着
装置に送られる。用紙Ｐが定着装置に近づくと、図４
（ｃ）に示す状態になり、用紙Ｐに対する搬送経路が形
成され、用紙Ｐは加熱ロール１１と加圧ロール１２の間
のニップを通過して定着処理を受ける。定着後の用紙Ｐ
が機外に排出されると、定着装置は図４（ｂ）に示す状
態に戻る。

【００３３】画像形成動作が終了して、装置内の駆動系
の動作が完全に停止すると、画像形成装置は待機状態と
なる。このとき、加熱ロール１１の表面温度は温度セン
サ３６により検出されており、この温度が上限温度以上
である場合には、定着装置は、図４（ａ）に示す状態と
され、加熱ロール１１からの熱が機内に流出することは
ない。加熱ロール１１の表面温度が上限温度未満である
場合には、しばらくの間、図４（ｂ）に示す状態を維持
する。これは、非常に多数の用紙を連続的に定着した場
合には、用紙により加圧ロール１２の熱が奪われて、通
紙部と非通紙部との温度差が大となり、これ以降の定着
処理の際に定着ムラが発生するおそれがあるので、温度
分布が通常の待機状態と同程度に均一になるまで、加熱
ロール１１と加圧ロール１２とを圧着させておく。その
後、温度が上昇して上限温度以上になった場合には、図
４（ａ）に示す状態とされる。

【００３４】なお、上述した実施例においては、加熱ロ
ール１１を移動させたが、加圧ロール１２を移動させて
もよい。

【００３５】

【発明の効果】

（１）加熱ロールの近傍のみを熱的に遮断しているの
で、エネルギーロスを少なくすることができ、定着装置
の熱効率が低下するのを防止することができる。

【００３６】（２）加熱ロールと加圧ロールが離隔した
状態においても、加熱ロールが熱的に遮断されるので、
詰まった用紙を除去する際にも加熱ロールからの熱が機
内に流出することがない。

【００３７】（３）詰まった用紙を除去する際に、手が
加熱ロールに直接触れることが無いので安全である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の定着装置が適用される画像形成装置
の原理的な構成を示す模式図である。

【図２】 図１に示される定着装置の動作状態を示す概
略断面図である。

【図３】 図２に示される加熱ロールと加圧ロールの離
接機構を示す説明図である。

【図４】 本発明の定着装置の他の実施例の動作状態を
示す概略断面図である。

【符号の説明】

１…像担持体、２…帯電装置、３…露光装置、４…現像
装置、５…転写装置、６…給紙トレイ、７…剥離装置、
８…定着装置、９…クリーナユニット、１０…クリーニ
ングブラシ、１１…加熱ロール、１２…加圧ロール、１
３…回転軸、１４…フレーム、１５…円形孔、１６…回
転軸、１７…長孔、１８…トーションバネ、１９…加熱
ロールカバー、１９ａ，１９ｂ…加熱ロールカバー半
部、２０ａ，２０ｂ…部分円筒部、２１ａ，２１ｂ…平
坦部、２２ａ，２２ｂ…断熱シート、２３ａ，２３ｂ…
翼部、２４…頂部フレーム、２５ａ，２５ｂ…圧縮スプ
リング、２６…軸、２７…リアフレーム、２８…長孔、
２９ａ，２９ｂ…ストッパ、３０…加圧ロールカバー、
３１ａ，３１ｂ…軸、３２ａ，３２ｂ…アーム、３３
ａ，３３ｂ…ソレノイド、３４ａ，３４…引っ張りスプ
リング、３５…用紙搬送路、３６…温度センサ、３７…
上カバー、３８…棒状部材、３９…受部、４０…押圧
部、４１…圧縮スプリング、４２…ロール昇降機構、４
３…軸、４４…支持アーム、４５…ソレノイド４５、４
５ａ…プランジャ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加熱ロールと加圧ロールを備えた定着装
   置において、 前記加熱ロールと前記加圧ロールとを離接可能に設ける
   と共に、前記加熱ロールと前記加圧ロールとが離隔状態
   にあるときに前記加熱ロールを囲む耐熱部材からなる開
   閉可能な加熱ロールカバーを設けたことを特徴とする定
   着装置。
2. 【請求項２】 前記開閉可能な加熱ロールカバーが、前
   記加熱ロールを挟んで２分割された二つの加熱ロールカ
   バー半部から構成されていることを特徴とする請求項１
   記載の定着装置。
3. 【請求項３】 前記加熱ロールカバー半部のそれぞれ
   が、前記加熱ロールの大部分を覆う部分円筒部と、前記
   部分円筒部の円周方向先端部から内側に伸びる平坦部と
   から構成されていることを特徴とする請求項２記載の定
   着装置。
4. 【請求項４】 前記開閉可能な加熱ロールカバーの開閉
   が、前記加圧ロールの表面温度に応じて制御されること
   を特徴とする請求項１記載の定着装置。
5. 【請求項５】 上下方向に開閉可能な筐体を有する画像
   形成装置において使用される加熱ロールと加圧ロールを
   備えた定着装置において、 前記加熱ロールと前記加圧ロールとを前記筐体の開閉に
   連動して離接可能に設けると共に、前記加熱ロールと前
   記加圧ロールとが離隔状態にあるときに前記加熱ロール
   を囲む耐熱部材からなる開閉可能な加熱ロールカバーを
   設けたことを特徴とする定着装置。