JP5554981B2 - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、記録媒体上に形成したトナー画像を加熱定着させる定着装置、及びこの定着装置を具備したプリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。

電子写真プロセス・静電記録プロセス等の画像形成装置において、トナーによって記録媒体（転写紙、印字シート、感光紙，静電記録シート等、以下「シート」という）に画像を形成する。このとき、シートに担持させたトナーを定着するために定着装置によってトナー像を加熱、加圧する。そのために定着装置としては、熱ローラ方式、フィルム加熱方式など各種の方式・構成の装置が知られている。

図６にこのような装置の一例を示した。本例の装置は特開２００２-２６８４１２号公報等で知られるフィルム加熱方式の加熱装置である。すなわち、加圧手段で互いに圧接させた加熱手段１０３と対向手段１０１との間に耐熱フィルム１０２を挟ませて走行させる。耐熱フィルムを挟んで加熱手段と対向手段とで形成される圧接ニップ部にシートを進入させて耐熱フィルムに密着させ、加熱手段の熱をシートに付与する。なお、加熱手段と対向部材は加熱手段を保持するスライド保持部材１０４を介して加圧バネ１０５等で加圧される。

フィルム加熱方式では、ヒータと耐熱フィルムとの加熱ニップ部と、シートを搬送するための耐熱フィルムと加圧手段との定着ニップ部が同一ニップ部であり、この耐熱フィルムは直接画像面（未定着トナー面）に圧接する。このため、耐熱フィルムには耐久性、離型性等さまざまな機能が要求されることから、耐熱フィルムが高価になる傾向にある。

そこで、加熱ニップ部と定着ニップ部を分けた外部加熱方式がある。この外部加熱方式では画像面はゴムローラ同士の定着ニップ部で搬送できるため、加熱ニップ部を形成する耐熱フィルムが比較的安価なもので代用できる。または耐熱フィルムレスの加熱ニップ部にすることも可能である。

特開２００２−２６８４１２号公報

フィルム加熱方式の定着装置内でシートが詰まり（以下「ジャム」という）が発生すると、耐熱フィルムと対向する加圧ローラで形成されるニップ部の圧を開放するため、加圧ローラを加熱部材から離してニップ部を開放状態にしていた。

しかし、上記のような外部加熱方式の定着装置にあっては、定着ローラと加熱部材で形成される加熱ニップ部、定着ローラと加圧ローラで形成される定着ニップ部、２箇所のニップ部が存在する。

したがって、ジャム処理の際に、定着ニップ部の１箇所しか解除できないと、定着ローラに巻きついたようなシートジャムの場合、もう１箇所の加熱ニップ部ではシートは挟まれたままであり、シートを取り除くことが困難である。

また、加熱ニップ部と定着ニップ部の２箇所のニップ部が完全解除状態であるならば問題ないが、２箇所のニップ部を減圧状態にした状態であると、ニップ部は残ったままである。この場合、シートが定着ニップ部と加熱ニップ部の両方に挟まれた状態であると、これを取り除く際に抵抗は残る。

本発明は上記課題を解決するものである。よって、本発明の目的は、加熱ニップ部と定着ニップ部を有する定着装置にあってジャム処理を確実に行うことが可能な定着装置及びこれを備えた画像形成装置を提供するものである。

上記目的を達成するための本発明に係る代表的な構成は、回転軸が固定されており、記録媒体を加熱するための定着ローラと、前記定着ローラと圧接して第１のニップ部を形成し、前記第１のニップ部において前記記録媒体を前記定着ローラに押圧する加圧部材と、前記定着ローラに当接して第２のニップ部を形成し、前記定着ローラを加熱するための加熱手段と、前記第１のニップ部及び前記第２のニップ部のニップを解除又はニップ圧を減圧するためのニップ解除手段と、を有し、前記ニップ解除手段は前記定着ローラの回転軸と同軸上に配置されたカムであり、前記カムを回転させることにより前記カムが前記加圧部材と前記加熱手段を押して前記第１のニップ部及び前記第２のニップ部のニップ解除又はニップ圧の減圧を同時に行うことを特徴とする。

本発明にあっては、ニップ解除手段により定着ローラとニップしている加熱手段及び加圧部材のニップ部を同時にニップ解除できるために定着装置における記録媒体のジャム処理の操作性が向上する。

参考例に係るシート給送装置を備えた画像形成装置の一例であるレーザービームプリンタの概略構成を示す断面図 図１の定着装置Ｂ近傍を拡大した図である。 図１の定着装置Ｂ近傍を拡大した図である。 第１実施形態に係る定着装置のニップ部が圧接した状態図である。 第１実施形態に係る定着装置のニップ部が圧接解除した状態図である。 従来の実施形態を示す図である。

次に本発明の一実施形態に係る定着装置を備えた画像形成装置について、図面を参照して説明する。なお、ここではまず定着ニップ部及び加熱ニップ部が同時にニップ解除させる参考例を説明し、次に前記ニップを同時に解除させるカムを定着ローラと同軸に設ける本発明の実施形態について説明する。

〔参考例〕
＜画像形成装置の全体構成＞
まず、図１を参照して参考例に係る画像形成装置の全体構成について説明する。なお、図１は参考例に係る定着装置を備えた画像形成装置の一例であるレーザービームプリンタの概略構成を示す断面図である。

本参考例の画像形成装置Ａは画像形成部を構成するプロセスカートリッジ１を装置本体２に装着して画像を行うものである。プロセスカートリッジ１には、感光体ドラム３、帯電ローラ４、現像手段５等が設けられてカートリッジ化されている。画像形成に際しては、回転する感光体ドラム３を帯電ローラ４によって帯電し、これにレーザスキャナ６から画信号に応じて露光を行うことで静電潜像し、この静電潜像を現像手段５によってトナー現像して可視像化する。

一方、上記画像形成動作と同期して装置本体下部に装着されたシートカセット７に収納された記録媒体であるシートＰが給送ローラ８、搬送ローラ９，１０によって画像形成部に搬送される。そして、転写ローラ１０へのバイアス印加によって感光体ドラム３上のトナー像がシートに転写される。

そして、トナー像が転写されたシートは定着装置Ｂに搬送され、ここで加熱、加圧されてトナー像が定着された後、排出ローラ１２によって装置上部の排出部１３に排出される。

＜定着装置＞
次に本参考例の定着装置Ｂの構成について、図２及び図３を参照して具体的に説明する。図２は定着装置の加圧状態を示す側面図であり、図３は定着装置の加圧解除状態の側面図である。

本参考例の定着装置Ｂは、トナー像が転写されたシートを加熱するための定着部材である定着ローラ３１が回転軸３１ａを中心に回転可能に設けられている。そして、この定着ローラ３１の下部に圧接して第１のニップ部を形成し、このニップ部においてシートを定着ローラ３１に押圧する加圧部材である加圧ローラ３２が回転軸３２ａを中心に回転可能に設けられている。また、本参考例の定着装置Ｂは、外部加熱方式を採用しており、定着ローラ３１の上部に当接して第２のニップ部を形成し、定着ローラ３１を加熱する加熱手段としてのヒータ３３が設けられている。

前記加圧ローラ３２の回転軸３２ａは、支点３５ａを中心に揺動可能な加圧支持部材である加圧ローラアーム３５に支持されている。ヒータ３３も同様に支点３４ａを中心に揺動可能な加熱支持部材であるヒータアーム３４に支持されている。そして、定着ローラ３１の回転軸は固定されている。なお、前記加圧ローラアーム３５及びヒータアーム３４は、それぞれ加圧ローラ３２の長手方向両側、ヒータ３３の長手方向両側に設けられている。

ヒータアーム３４及び加圧ローラアーム３５には、定着ローラ３１を挟んでそれぞれの支点３４ａ，３５ａが設けられている側と反対側にバネ係止部３４ｂ，３５ｂが設けられ、これに引っ張りバネで構成したバネ部材３６が取り付けられている。このため、定着ローラ３１には下部において加圧ローラ３２が圧接して第１のニップ部である定着ニップ部Ｎ１が形成され、上部においてヒータ３３が圧接して第２のニップ部である加熱ニップ部Ｎ２が形成されている。

前記加熱ニップ部Ｎ２を介して定着ローラ３１はヒータ３３から加熱され、定着ニップ部Ｎ１を通過するシートを加熱する。これにより、シートに転写されたトナー像が加熱、加圧されてシートに定着される。

本参考例の定着装置にあっては、シート幅方向両側にそれぞれ配置されたヒータアーム３４及び加圧ローラアーム３５の揺動端部側（支点３４ａ，３５ａの反対側）の間には、前記定着ニップ部及び加熱ニップ部を解除するためのニップ解除手段が設けられている。

本参考例のニップ解除手段は、解除カム３７が軸３７ａを中心に回動するレバー部材で構成されている（以下「圧解除レバー」という）。前記圧解除レバーの一方の腕部は握り部として装置後方に突出させてある。圧解除レバーのもう一方は解除カム３７と連動し、手動によって解除カム３７を回転させことができるようになっている。また、この圧解除レバーは、装置本体に設けられた解除カム駆動手段（不図示）によって解除カム３７を回転することができるようになっている。

定着装置Ｂの定着ニップ部Ｎ１にシートＰが挟まれた状態でジャムした場合には、定着ニップ部Ｎ１及び加熱ニップ部Ｎ２のニップを解除してジャムシートの除去を行う。

図２に示す定着ニップ部Ｎ１及び加熱ニップ部Ｎ２がニップした状態では、解除カム３７はヒータアーム３４及び加圧ローラアーム３５には接触していない（第１位置）。

そして、ジャム処理時には前記圧解除レバーを操作して、図３に示すように、解除カム３７が略上向きに起立した回転角姿勢になるまで回動する（第２位置）。この左右の解除カム３７の回動操作により、ヒータアーム３４及び加圧ローラアーム３５がカム３７で突き上げられ、図３に示すように、各アーム３４，３５がバネ部材３６の引っ張り力に抗して支点３４ａ，３５ａを中心にして持ち上げ回動される。

これにより、定着ニップ部Ｎ１及び加熱ニップ部Ｎ２は同時にニップ解除され、定着ニップ部Ｎ１に挟まれたジャムシートＰの拘束が解かれる。

また、圧解除カム３７の回動と連動して、定着ローラ３１への駆動伝達手段による駆動伝達が解除されるので、定着ニップ部Ｎ１と加熱ニップ部Ｎ２のニップが解除されることに加え、定着ローラ３１が自由に回転可能となる。このため、定着ローラ３１に巻きついたジャムシートを取り除く際、定着ローラ３１は回転し除去作業が向上する。

ジャム処理後に、圧解除レバーを戻すと、解除カム駆動手段によって左右の圧解除カム３７を元の位置（図２に示す位置）に戻り、圧解除カム３７による支えが解除される。このため、ヒータアーム３４と加圧ローラアーム３５にはバネ部材３６による引っ張り力により、定着ローラ３１に圧接し、図２の安定した加圧状態に復帰する。また、このとき定着ローラ３１への駆動伝達手段による駆動伝達が接続される。

上記のように、定着ニップ部Ｎ１及び加熱ニップ部Ｎ２が同時にニップ解除されることにより、定着ローラは自由に回転可能となり、ジャム処理のためのニップ解除の操作性が向上する。

〔第１実施形態〕
次に第１実施形態に係る装置について図４及び図５を参照して説明する。なお、本実施形態の装置の基本構成は前述した参考例と同一であるため重複する説明は省略し、ここでは本実施形態の特徴となる構成について説明する。また、前述した参考例と同一機能を有する部材には同一符号を付す。

本実施形態は定着ローラ３１にシートを加圧する方式が、定着ローラ３１の中心に向かい垂直方向にヒータ３３及び加圧ローラ３２のガイドを設置し、直動する支持部材がバネなどの加圧部材により、定着ローラ３１を加圧する構成である。

ヒータ３３はヒータ支持部材３８に支持され、ヒータ支持部材３８は直動ガイドによって図４の上下方向にスライド可能に設けられている。また、ヒータ支持部材３８は圧縮バネで構成したバネ部材３６によりヒータ３３を定着ローラ３１に圧接させるように付勢している。

同様に、加圧ローラ３２は加圧ローラ支持部材３９に支持され、この加圧ローラ支持部材３９は直動ガイドによって図４の上下方向にスライド可能に設けられている。そして、加圧ローラ支持部材３９は圧縮バネで構成したバネ部材３６により加圧ローラ３２を定着ローラ３１に圧接させるように付勢している。

ニップ解除手段を構成する解除カム３７は、定着ローラ３１の回転軸と同軸上に配置されている。さらに図示していない左右一対の解除カム３７を回動させる圧解除レバーが設けられている。この圧解除レバーは、参考例と同様の構成である。

図４に示す定着ニップ部Ｎ１及び加熱ニップ部Ｎ２が加圧状態時には、解除カム３７はヒータ支持部材３８及び加圧ローラ支持部材３９には触れておらずフリーな状態である（第１位置）。

また、ジャム処理の場合は参考例と同様にして、図５に示すように、解除カム３７が略上向きに起立した回転角姿勢になるまで回動させる（第２位置）。これにより、ヒータ支持部材３８及び加圧ローラ支持部材３９が解除カム３７で突き上げられて、図５に示すように、垂直方向に押し広げられ、定着ニップ部Ｎ１及び加熱ニップ部Ｎ２が同時にニップ解除される。

〔第２実施形態〕
前述した実施形態では圧解除レバーを操作して解除カム３７を回動させる例を示した。しかし、定着装置Ｂでジャムしたシートを除去するための開口部を開閉可能な開閉部材の動作に解除カム３７の回動が連動するようにしてもよい。すなわち、ジャム処理にあたって開閉部材を開くと解除カム駆動手段を介して解除カム３７が回動してニップ部Ｎ１，Ｎ２のニップが解除されるとともに、定着ローラ３１の駆動伝達が解除されるように構成する。また、ジャム処理後に開閉部材を閉じると、これに連動して解除カム３７が回動してニップ部Ｎ１，Ｎ２がニップを形成するとともに、定着ローラ３１の駆動伝達が接続されるように構成する。

このように開閉部材の開閉動作に連動するように構成すれば、ジャム処理後にニップ解除がされたまま画像形成が行われることを防止できる。

また、前述した実施形態では解除カム３７を回動させることにより、それぞれのニップ部Ｎ１，Ｎ２を離間させてニップ解除する例を示した。しかし、それぞれのニップ部Ｎ１，Ｎ２は完全に離間しなくてもニップ圧が減圧され、ジャムしたシートが引き抜ける程度になればジャム処理は可能である。また、解除カム３７の回動により、定着ローラ３１への駆動伝達が解除されれば、ジャムシートを引き抜くときに定着ローラ３１は従動回転するために、ジャム処理に支障はない。よって、解除カム３７の回動により、それぞれのニップ部Ｎ１，Ｎ２にニップ圧が減圧される構成であってもよい。

Ａ …画像形成装置
Ｂ …定着装置
Ｎ１ …定着ニップ部
Ｎ２ …加熱ニップ部
Ｐ …シート
３１ …定着ローラ
３２ …加圧ローラ
３３ …ヒータ
３４ …ヒータアーム
３５ …加圧ローラアーム
３６ …バネ部材
３７ …解除カム
３８ …ヒータ支持部材
３９ …加圧ローラ支持部材

Claims (4)

1. 回転軸が固定されており、記録媒体を加熱するための定着ローラと、
   前記定着ローラと圧接して第１のニップ部を形成し、前記第１のニップ部において前記記録媒体を前記定着ローラに押圧する加圧部材と、
   前記定着ローラに当接して第２のニップ部を形成し、前記定着ローラを加熱するための加熱手段と、
   前記第１のニップ部及び前記第２のニップ部のニップを解除又はニップ圧を減圧するためのニップ解除手段と、
   を有し、前記ニップ解除手段は前記定着ローラの回転軸と同軸上に配置されたカムであり、前記カムを回転させることにより前記カムが前記加圧部材と前記加熱手段を押して前記第１のニップ部及び前記第２のニップ部のニップ解除又はニップ圧の減圧を同時に行うことを特徴とする定着装置。
2. 前記定着ローラは、前記ニップ解除手段により、前記第１のニップ部及び前記第２のニップ部が解除又はニップ圧が減圧されるときに、駆動伝達が解除されることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 記録媒体に画像形成するための画像形成部と、
   画像形成された記録媒体を加熱し、前記画像形成部で形成された画像を記録媒体に定着するための請求項１又は請求項２に記載の定着装置と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
4. 前記定着装置においてジャムした記録媒体を除去するための開口部と、前記開口部を開閉可能な開閉部材と、を有し、
   前記定着装置のニップ解除手段は、前記開閉部材を開く動作に連動して前記第１のニップ部及び前記第２のニップ部のニップを解除又はニップ圧を減圧することを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。

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