JP6638200B2 - 定着装置、画像形成装置、加圧装置、および押付装置 - Google Patents

Description

本発明は、定着装置、画像形成装置、加圧装置、および押付装置に関する。

従来、例えば電子写真方式などの画像形成装置には、画像を用紙などの記録媒体に定着させる定着装置が組み込まれており、この定着装置は画像の定着にあたって記録媒体を加圧する。このような定着装置には一般的に押付装置が付属しており、記録媒体に接触する部材をこの押付装置が記録媒体や他の部材に押し付けて加圧力を生む。また、記録媒体として封筒を用いる使用形態が望まれており、記録媒体として用紙を用いる通常モードに対し、記録媒体として封筒を用いる封筒モードでは、定着における加圧力を低下させる機能も望まれている。

例えば特許文献１には、通常モードと封筒モードとで、加圧力を切り替えるとともに加圧パッドの位置も切り替える技術が開示されている。

また、例えば特許文献２および特許文献３には、バネ定数が異なる複数のバネを平行に設け、通常モードと封筒モードとで異なるバネを切り替えて使用する技術が開示されている。

特開２００８−２３３１３３号公報 特開２０１２−１７７７８９号公報 特開２０１１−２３２４４２号公報

従来の技術では、通常モードと封筒モードとで加圧力を切り替えることは可能であるが、切り替え機構の大型化や加圧方向の変化を伴っている。

本発明は、小型化を図りながらも複数の同方向の加圧力を切り替えることを目的とする。

請求項１に係る定着装置は、
周面同士が互いに接触し、それら周面の間を記録媒体が通過することでその記録媒体を加圧してその記録媒体上の未定着な画像を定着させる複数の接触体と、
上記複数の接触体のうち第１の接触体に力を加えることでその第１の接触体の周面を、それら複数の接触体のうち第２の接触体の周面に押し付ける押付部材であって、その第１の接触体に接触した第１姿勢と、その第１の接触体から離間した第２姿勢とに姿勢が変更自在な押付部材と、
上記押付部材を付勢することでその押付部材を介して上記第１の接触体に力を加える第１付勢部材と、
上記第１の接触体の一部分を案内溝で挟むことでその第１の接触体の移動方向を案内する案内部材と、
上記押付部材と上記案内部材との間に介在し、その案内部材を付勢することでその案内部材を介して上記第１の接触体に力を加える第２付勢部材と、
上記押付部材の姿勢を上記第１姿勢と上記第２姿勢とに選択的に変更する変更器と、
を備えたことを特徴とする。

請求項２に係る定着装置は、
上記押付部材が、上記第２姿勢よりも更に上記第１の接触体から離間した第３姿勢にも
姿勢変更が自在で、その第２姿勢からその第３姿勢に姿勢が移る際に上記案内部材に接触
してその案内部材を上記第１の接触体から離間させる接触部分を有するものであり、
上記変更器が、上記押付部材の姿勢を上記第１姿勢と上記第２姿勢と上記第３姿勢とに
選択的に変更するものであることを特徴とする。

請求項３に係る画像形成装置は、
記録媒体上に未定着な画像を形成する形成器と、
周面同士が互いに接触し、それら周面の間を前記記録媒体が通過することでその記録媒体を加圧して上記画像を定着させる複数の接触体と、
上記複数の接触体のうち第１の接触体に力を加えることでその第１の接触体の周面を、それら複数の接触体のうち第２の接触体の周面に押し付ける押付部材であって、その第１の接触体に接触した第１姿勢と、その第１の接触体から離間した第２姿勢とに姿勢が変更自在な押付部材と、
上記押付部材を付勢することでその押付部材を介して上記第１の接触体に力を加える第１付勢部材と、
上記第１の接触体の一部分を案内溝で挟むことでその第１の接触体の移動方向を案内する案内部材と、
上記押付部材と上記案内部材との間に介在し、その案内部材を付勢することでその案内部材を介して上記第１の接触体に力を加える第２付勢部材と、
上記押付部材の姿勢を上記第１姿勢と上記第２姿勢とに選択的に変更する変更器と、
を備えたことを特徴とする。

請求項４に係る加圧装置は、
周面同士が互いに接触し、それら周面の間を被圧物が通過することでその被圧物を加圧する複数の接触体と、
上記複数の接触体のうち第１の接触体に力を加えることでその第１の接触体の周面を、それら複数の接触体のうち第２の接触体の周面に押し付ける押付部材であって、その第１の接触体に接触した第１姿勢と、その第１の接触体から離間した第２姿勢とに姿勢が変更自在な押付部材と、
上記押付部材を付勢することでその押付部材を介して上記第１の接触体に力を加える第１付勢部材と、
上記第１の接触体の一部分を案内溝で挟むことでその第１の接触体の移動方向を案内する案内部材と、
上記押付部材と上記案内部材との間に介在し、その案内部材を付勢することでその案内部材を介して上記第１の接触体に力を加える第２付勢部材と、
上記押付部材の姿勢を上記第１姿勢と上記第２姿勢とに選択的に変更する変更器と、
を備えたことを特徴とする。

請求項５に係る押付装置は、
周面同士が互いに接触した複数の接触体のうち第１の接触体に力を加えることでその第１の接触体の周面を、それら複数の接触体のうち第２の接触体の周面に押し付ける押付部材であって、その第１の接触体に接触した第１姿勢と、その第１の接触体から離間した第２姿勢とに姿勢が変更自在な押付部材と、
上記押付部材を付勢することでその押付部材を介して上記第１の接触体に力を加える第１付勢部材と、
上記第１の接触体の一部分を案内溝で挟むことでその第１の接触体の移動方向を案内する案内部材と、
上記押付部材と上記案内部材との間に介在し、その案内部材を付勢することでその案内部材を介して上記第１の接触体に力を加える第２付勢部材と、
上記押付部材の姿勢を上記第１姿勢と上記第２姿勢とに選択的に変更する変更器と、
を備えたことを特徴とする。

請求項１に係る定着装置、請求項３に係る画像形成装置、請求項４に係る加圧装置、および請求項５に係る押付装置によれば、小型化を図りながらも複数の同方向の加圧力を切り替えることができる。

請求項２に係る現像装置によれば、加圧力を解放することができる。

本発明の画像形成装置の一実施形態であるプリンタの概略構成図である。 定着器の断面図である。 押付機構の構造を示す図である。 押付プレートと案内プレートの詳細を示す図である。 通常モードにおける押付機構の状態を示す図である。 封筒モードにおける押付機構の状態を示す図である。 解除モードにおける押付機構の状態を示す図である。

本発明の実施形態について、以下図面を参照して説明する。

図１は、本発明の画像形成装置の一実施形態であるプリンタの概略構成図である。

図１に示すプリンタ１０はモノクロプリンタであり、プリンタ１０外で作成された、画像を表す画像信号が、不図示の信号ケーブル等を介して入力される。プリンタ１０には、このプリンタ１０内の各構成要素の動きを制御する制御部１１が備えられており、画像信号はこの制御部１１に入力される。そして、プリンタ１０では、この制御部１１の制御の下で画像信号に基づく画像の形成が行われる。

プリンタ１０の下部には用紙トレイ２１が備えられていて、用紙トレイ２１には、用紙Ｐが積み重なった状態に収容されている。用紙トレイ２１は、用紙Ｐの補給のために、引出し自在に構成されている。用紙トレイ２１には、紙の用紙Ｐに替えてＯＨＰシートやプラスチック紙や封筒などが本発明にいう記録媒体として収容される。図１では用紙Ｐが収容されているものとしてプリンタ１０の動作を説明するが、他の記録媒体が収容される場合であっても基本的な動作は同様となる。

用紙トレイ２１内の用紙Ｐは、ピックアップロール２２およびさばきロール２３により待機ロール２４へと送られる。待機ロール２４に到達した用紙Ｐは、搬送のタイミングが調整されてさらに搬送される。

このプリンタ１０には、矢印Ａで示す向きに回転する円柱状の感光体１２が待機ロール２４の上方に備えられている。そして、この感光体１２の周囲に、帯電器１３、露光器１４、現像器１５、転写器１６、および感光体クリーナ１７が配備されている。感光体１２、帯電器１３、露光器１４、現像器１５、および転写器１６を併せたものが本発明に言う形成器の一例に相当する。

帯電器１３は感光体１２の表面を帯電させ、露光器１４は、制御部１１から送られてくる画像信号に従って感光体１２の表面を露光して静電潜像を形成する。静電潜像は現像器１５により現像されてトナー像が形成される。

ここで、上記の待機ロール２４は、感光体１２上のトナー像が、転写器１６に対面した位置に達するタイミングに合わせてその位置に到達するように用紙Ｐを送り出す。そして、感光体１２上のトナー像は、転写器１６の作用を受け、その送り出されてきた用紙Ｐ上に転写される。これにより用紙Ｐ上に未定着なトナー像が形成されることとなる。

未定着なトナー像が形成された用紙Ｐは、さらに矢印Ｂ方向に進み、定着器１８による加熱および加圧を受けてその用紙Ｐ上にトナー像が定着される。その結果、用紙Ｐ上には定着トナー像からなる画像が形成される。この定着器１８が本発明の定着装置および加圧装置の一実施形態に相当する。

定着器１８を通過した用紙Ｐは、排出器１９に向かって矢印Ｃ方向に進み、さらに、その排出器１９によってさらに矢印Ｄ方向に送られて排紙台２０上に排出される。

図２は、定着器の断面図である。

定着器１８には、加熱ロール１１０と加圧体１２０が備えられている。加圧体１２０は本発明にいう第１の接触体の一例に相当し、加熱ロール１１０は本発明にいう第２の接触体の一例に相当する。

加熱ロール１１０は熱源ランプ１１１を内包していて、金属の芯材上をゴムが被覆した外周体１１２が回転する。

加圧体１２０は外周ベルト１２１を有し、その外周ベルト１２１内に、ガイド１２２と支持プレート１２３と加圧パッド１２４が配備されている。ガイド１２２は樹脂製で、外周ベルト１２１の周回移動を案内するものである。

加圧パッド１２４は外周ベルト１２１を内側から押して加熱ロール１１０に押し付けるものであり、加圧パッド１２４と加熱ロール１１０とで挟まれて外周ベルト１２１が加熱ロール１１０の外周に押し付けられている領域（ニップ領域）を記録媒体が通過することで記録媒体に力と熱が加えられる。

支持プレート１２３は金属製で、加圧体１２０の内部構造を一体化して支持するものである。加熱ロール１１０へと向かう力がこの支持プレート１２３に加えられることで加圧パッド１２４および外周ベルト１２１を介した加圧力が生じる。支持プレート１２３は、図の奥方向と手前方向のそれぞれにおける定着器１８の端部で、加圧体１２０の他の要素よりも長く伸び出しており、定着器１８の端部には、支持プレート１２３を介して加圧体１２０を加熱ロール１１０に押し付ける押付機構１３０が組み込まれている。この押付機構１３０が本発明の押付装置の一実施形態に相当する。

図３は、押付機構の構造を示す図である。

押付機構１３０は、押付プレート１３１と、通常モード用バネ１３２と、封筒モード用バネ１３３と、案内プレート１３４とを備えている。また、押付機構１３０のモードを切り替える切替器も備えているがこの図３では図示が省略されている。

押付プレート１３１は本発明にいう押付部材の一例に相当し、通常モード用バネ１３２は本発明にいう第１付勢部材の一例に相当し、封筒モード用バネ１３３は本発明にいう第２付勢部材の一例に相当し、第２プレート１３４は本発明にいう案内部材の一例に相当し、切替器は本発明にいう変更器の一例に相当する。

押付プレート１３１および案内プレート１３４は、支点１３５を中心に各々が回転自在となっている。

案内プレート１３４は、支持プレート１２３を挟んで案内する案内溝１３６を有する。

押付プレート１３１には通常モード用バネ１３２の一端が掛かり押付プレート１３１を付勢している。押付プレート１３１の央部に封筒モード用バネ１３３が保持され、封筒モード用バネ１３３の一端が案内プレート１３４に掛かって案内プレート１３４を付勢している。このように封筒モード用バネ１３３が押付プレート１３１と案内プレート１３４との間に組み込まれることで押付機構１３０の小型化が図られている。

通常モード用バネ１３２は引きバネであり、押付プレート１３１を図の下方へと付勢する。封筒モード用バネ１３３は、通常モード用バネ１３２よりもバネ定数が小さいトーションバネであり、案内プレート１３４を図の下方へと付勢する。

図４は、押付プレートと案内プレートの詳細を示す図である。

押付プレート１３１は、案内プレート１３４の案内溝１３６に挟まれた支持プレート１２３に押し当たるアーチ部１３７と、案内プレート１３４側に突き出した突起１３８を備えている。この突起１３８は、本発明にいう接触部分の一例に相当する。

案内プレート１３４は、支持プレート１２３を案内する案内溝１３６と、押付プレート１３１の突起１３８が入る貫通孔１３９を備えている。

また、押付プレート１３１および案内プレート１３４は、上述した共通の支点１３５で回転自在に保持される保持穴１４１，１４２を備えている。

このような押付プレート１３１と案内プレート１３４が互いに重なって図３に示す押付機構１３０に組み込まれている。

このような押付機構１３０では、通常モードと封筒モードの他に、加圧力がゼロとなる解除モードも実現される。以下、各モードにおける押付機構１３０の状態を説明する。

図５は、通常モードにおける押付機構の状態を示す図である。

この図５には、図３で省略されていた切替器１４３が示されており、案内プレート１３４に案内される支持プレート１２３も示されている。また、上述した加熱ロールは、定着器のフレーム１５０に回転自在に保持されており、通常モード用バネ１３２は、フレーム１５０と押付プレート１３１とに掛かっている。

切替器１４３は、回転カムの回転によって押付プレート１３１の姿勢を切り替えるものであり、図１に示す制御部１１によって回転が制御されている。この回転カムの回転軸は定着器のフレーム１５０に対して位置が固定されており、通常モードでは回転カムが押付プレート１３１から離れている。

回転カムが押付プレート１３１から離れていると押付プレート１３１は通常モード用バネ１３２によって図の下方へと付勢され、アーチ部１３７が支持プレート１２３に押し当てられる。その結果、通常モード用バネ１３２の付勢力が生む強い力が支持プレート１２３に加えられ、上述したニップ領域では強い加圧力で記録媒体が加圧される。

このとき封筒モード用バネ１３３の付勢力は、案内プレート１３４を支持プレート１２３に押し当てる役目を果たしているが、封筒モード用バネ１３３の両端に位置する押付プレート１３１と案内プレート１３４との距離が不動となっているのでニップ領域の加圧力には寄与していない。通常モード用バネ１３２の付勢力が生む力によって支持プレート１２３が押される方向は案内プレート１３４によって案内されている。

図５に示す通常モードで切替器１４３の回転カムが回転して押付プレート１３１を持ち上げると押付機構１３０は封筒モードに移行する。

図６は、封筒モードにおける押付機構の状態を示す図である。

切替器１４３の回転カムが回転して押付プレート１３１が持ち上げられると、定着器のフレーム１５０に対する押付プレート１３１の位置が切替器１４３を介して固定されることとなる。また、押付プレート１３１が持ち上げられることによってアーチ部１３７が支持プレート１２３から離間している。この結果、通常モード用バネ１３２の付勢力は、押付プレート１３１を切替器１４３の回転カムに押し付ける力として働き、ニップ領域の加圧力には寄与しない。

一方、封筒モード用バネ１３３の付勢力が案内プレート１３４を付勢することとなり、支持プレート１２３は案内プレート１３４によって、案内されるとともに力が加えられることとなる。その結果、上述したニップ領域では、封筒モード用バネ１３３の付勢力により、通常モードよりも弱い加圧力が生じて記録媒体が加圧されることとなる。封筒モードと通常モードでは、ニップ領域に生じる加圧力が異なっているが、いずれのモードでも支持プレート１２３は案内プレート１３４によって全く同様に案内されるので、加圧力の方向は封筒モードと通常モードで同一方向となる。このような同一方向の加圧力は、定着時における記録媒体の搬送性などを維持することとなり好ましい。

このように、本実施形態では、押付機構１３０の小型化が図られて定着器１８およびプリンタ１０の小型化が図られているとともに、通常モードと封筒モードとで加圧力の方向が同一のまま加圧力の切り替えが実現されている。また、通常モードと封筒モードとの切り替えは、支持プレート１２３と押付プレート１３１とが接触しているか離間しているかの切り替えであるので高い精度は不要で、切替器１４３の回転制御が容易である。

図６に示す封筒モードで切替器１４３の回転カムが回転して押付プレート１３１を更に持ち上げると押付機構１３０は解除モードに移行する。

図７は、解除モードにおける押付機構の状態を示す図である。

解除モードでは切替器１４３によって押付プレート１３１が封筒モード時よりも更に持ち上げられている。これにより、押付プレート１３１の突起１３８が案内プレート１３４の貫通孔１３９の縁に掛かり、案内プレート１３４も持ち上げられる。そのため、案内プレート１３４と支持プレート１２３との間に隙間が生じ、押付機構１３０による加圧力がゼロになる。このような解除モードは、例えば用紙詰まり（ジャム）が生じた場合などに選択される。

このように、本実施形態では、押付プレート１３１と案内プレート１３４との接触で案内プレート１３４を支持プレート１２３から離間させる簡単な構造によって解除モードが実現する。そして、切替器１４３による押付プレート１３１の姿勢切替により、通常モード、封筒モード、解除モードという３つのモードが容易に切り替えられる。

なお、上記説明では、制御部１１による切替器の制御でモードが切り替えられる例が示されているが、本発明の実施形態としては、モードの切り替えが手動で切り替えられるものであってもよい。

また、上記説明では、通常モード、封筒モード、解除モードという３つのモードを有する例が示されているが、本発明の実施形態としては、通常モードと封筒モードを有し解除モードを有さないものであってもよい。

また、上記説明では本発明の加圧装置の一実施形態として定着器が示されているが、本発明の加圧装置は、用紙の巻き癖を修正する装置などに応用されてもよい。

また、上記実施形態ではモノクロのプリンタが例示されているが、本発明は、カラーの装置に応用されてもよいし、ファクシミリやコピー機や複合機に応用されてもよい。

また、上記実施形態では電子写真方式でトナー画像を形成する装置が例示されているが、本発明にいう形成器は、電子写真方式以外の方式で記録媒体上にトナー画像を描画するものであってもよい。

１０ プリンタ
１８ 定着器
１１０ 加熱ロール
１２０ 加圧体
１２３ 支持プレート
１３０ 押付機構
１３１ 押付プレート
１３２ 通常モード用バネ
１３３ 封筒モード用バネ
１３４ 案内プレート
１３６ 案内溝
１３７ アーチ部
１４３ 切替器

Claims (5)

1. 周面同士が互いに接触し、それら周面の間を記録媒体が通過することで該記録媒体を加圧して該記録媒体上の未定着な画像を定着させる複数の接触体と、
   前記複数の接触体のうち第１の接触体に力を加えることで該第１の接触体の周面を、該複数の接触体のうち第２の接触体の周面に押し付ける押付部材であって、該第１の接触体に接触した第１姿勢と、該第１の接触体から離間した第２姿勢とに姿勢が変更自在な押付部材と、
   前記押付部材を付勢することで該押付部材を介して前記第１の接触体に力を加える第１付勢部材と、
   前記第１の接触体の一部分を案内溝で挟むことで該第１の接触体の移動方向を案内する案内部材と、
   前記押付部材と前記案内部材との間に介在し、該案内部材を付勢することで該案内部材を介して前記第１の接触体に力を加える第２付勢部材と、
   前記押付部材の姿勢を前記第１姿勢と前記第２姿勢とに選択的に変更する変更器と、
   を備えたことを特徴とする定着装置。
2. 前記押付部材が、前記第２姿勢よりも更に前記第１の接触体から離間した第３姿勢にも姿勢変更が自在で、該第２姿勢から該第３姿勢に姿勢が移る際に前記案内部材に接触して該案内部材を前記第１の接触体から離間させる接触部分を有するものであり、
   前記変更器が、前記押付部材の姿勢を前記第１姿勢と前記第２姿勢と前記第３姿勢とに選択的に変更するものであることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
3. 記録媒体上に未定着な画像を形成する形成器と、
   周面同士が互いに接触し、それら周面の間を前記記録媒体が通過することで該記録媒体を加圧して前記画像を定着させる複数の接触体と、
   前記複数の接触体のうち第１の接触体に力を加えることで該第１の接触体の周面を、該複数の接触体のうち第２の接触体の周面に押し付ける押付部材であって、該第１の接触体に接触した第１姿勢と、該第１の接触体から離間した第２姿勢とに姿勢が変更自在な押付部材と、
   前記押付部材を付勢することで該押付部材を介して前記第１の接触体に力を加える第１付勢部材と、
   前記第１の接触体の一部分を案内溝で挟むことで該第１の接触体の移動方向を案内する案内部材と、
   前記押付部材と前記案内部材との間に介在し、該案内部材を付勢することで該案内部材を介して前記第１の接触体に力を加える第２付勢部材と、
   前記押付部材の姿勢を前記第１姿勢と前記第２姿勢とに選択的に変更する変更器と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
4. 周面同士が互いに接触し、それら周面の間を被圧物が通過することで該被圧物を加圧する複数の接触体と、
   前記複数の接触体のうち第１の接触体に力を加えることで該第１の接触体の周面を、該複数の接触体のうち第２の接触体の周面に押し付ける押付部材であって、該第１の接触体に接触した第１姿勢と、該第１の接触体から離間した第２姿勢とに姿勢が変更自在な押付部材と、
   前記押付部材を付勢することで該押付部材を介して前記第１の接触体に力を加える第１付勢部材と、
   前記第１の接触体の一部分を案内溝で挟むことで該第１の接触体の移動方向を案内する案内部材と、
   前記押付部材と前記案内部材との間に介在し、該案内部材を付勢することで該案内部材を介して前記第１の接触体に力を加える第２付勢部材と、
   前記押付部材の姿勢を前記第１姿勢と前記第２姿勢とに選択的に変更する変更器と、
   を備えたことを特徴とする加圧装置。
5. 周面同士が互いに接触した複数の接触体のうち第１の接触体に力を加えることで該第１の接触体の周面を、該複数の接触体のうち第２の接触体の周面に押し付ける押付部材であって、該第１の接触体に接触した第１姿勢と、該第１の接触体から離間した第２姿勢とに姿勢が変更自在な押付部材と、
   前記押付部材を付勢することで該押付部材を介して前記第１の接触体に力を加える第１付勢部材と、
   前記第１の接触体の一部分を案内溝で挟むことで該第１の接触体の移動方向を案内する案内部材と、
   前記押付部材と前記案内部材との間に介在し、該案内部材を付勢することで該案内部材を介して前記第１の接触体に力を加える第２付勢部材と、
   前記押付部材の姿勢を前記第１姿勢と前記第２姿勢とに選択的に変更する変更器と、
   を備えたことを特徴とする押付装置。

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