JPH0728354A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】装置の未使用時に加圧ローラの圧を解除して定
着ベルトの変形を防止し、定着不良及びオフセットを防
止できる画像形成装置を提供する。 【構成】転写材Ｐが通紙されていない状態で、加圧レバ
ー５３の軸５３ａを長穴５７ａの下端部に係合させて上
方に移動し、加圧スプリング５５の緊縮力に抗して加圧
レバー軸５４を中心として反時計方向へ加圧レバー５３
を回動させて加圧ローラ２５を自重により下方に下げ、
加圧ローラ２５の発熱体２１ａに対する加圧を解除す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、トナーを加熱溶融し
て転写材上に未定着トナー画像を定着させる定着装置を
有する複写機やプリンター、および、ファクシミリ等の
画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の画像形成装置における定着装置
は、一般に、所定の温度に維持された加熱ローラと、こ
の加熱ローラに弾性層を圧接させて回転する加圧ローラ
とにより、未定着トナー画像の形成された転写材を挾持
搬送しながら、トナーを加熱溶融して転写材上に未定着
トナー画像を定着させる定着方式を多く使用している。

【０００３】しかしながら、この定着方式による定着装
置では、加熱ローラの熱容量不足による定着温度変動に
よってトナーの低温オフセットや高温オフセットが発生
し易い。このため、この種の定着装置では、通常、加熱
ローラの熱容量を大きく設定してトナーのオフセット防
止を図っているが、このように熱容量を大きく設定した
場合には、加熱ローラの立上り（ウォームアップ）に長
い時間を要し、装置の使用初期時における待機時間が長
くなる不具合がある。

【０００４】そこで、このような定着装置の不具合を解
消するために、従来、転写材上に、加熱溶融性の樹脂等
からなるトナーにより未定着画像を形成する画像形成手
段を有し、上記転写材と同速度で移動する耐熱性シート
（定着ベルト）を介して、パルス状に通電発熱する発熱
体（サーマルヘッド）と加圧ローラによって未定着トナ
ーを上記転写材に定着するように構成した画像形成装置
が提案されている（特開昭６３−３１３１８２号公
報）。また、関連技術として、特開昭６２−２２２２８
１号公報記載の「定着方法」、特開昭６４−３８７７５
号公報記載の「定着装置」などが知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記従来の
画像形成装置におけるサーマルヘッドを使用した定着装
置では、そのサーマルヘッドの加熱部が凸状に形成され
ているため、装置を使用しない状態が長期に及ぶと、こ
のサーマルヘッドと加圧ローラに挾まれた定着ベルトが
変形し、その定着時に定着不良及びオフセットなどを生
じることがあった。請求項１記載の発明は、上述の点に
鑑みてなされたものであって、その目的は、装置の未使
用時に加圧ローラの圧を解除して定着ベルトの変形を防
止し、定着不良及びオフセットを防止できる画像形成装
置を提供することにある。

【０００６】このように、この種の画像形成装置では、
その未使用時に加圧ローラの圧を解除することにより、
定着ベルトの変形を防止できるが、この定着ベルトは、
通常、張られた状態にあるため、それが長期にわたり未
使用状態におかれることにより、この定着ベルトにベル
トの伸びによる変形が生じ、定着ベルトの機械的な寿命
が低下する。また、このベルトの伸びにより、定着ベル
トの厚みが不均一になるため、その定着時に温度ムラが
発生して定着不良及びオフセットなどが生じる。請求項
２記載の発明は、この点に鑑みてなされたものであっ
て、その目的は、装置の未使用時に定着ベルトを駆動す
るベルト従動ローラの圧を解除して定着ベルトの伸び変
形を防止し、定着ベルトの寿命低下や定着不良及びオフ
セットを防止できる画像形成装置を提供することにあ
る。

【０００７】また、この種の画像形成装置では、その加
圧ローラの加圧解除機構として、図８及び図９に示すよ
うに、加熱ローラ１００に対して転写材を加圧するため
の加圧ローラ２００に所定の圧を加えるための加圧レバ
ー３００と、この加圧レバー３００の加圧力を解除する
ための解除レバー１６０と、加圧レバー３００の加圧力
を解除する解除位置に解除レバー１６０を変位させる解
除レバー変位手段（ソレノイド１５０）とを有する加圧
解除機構が提唱されている。しかしながら、この加圧解
除機構を有する従来の画像形成装置では、その加圧ロー
ラ２００に所定の圧を加えるための加圧用のスプリング
４００，１８０が、加圧レバー３００と解除レバー１６
０とにそれぞれ配設されているため、これらの２つのス
プリング４００，１８０の加圧力のバラツキによって加
熱ローラ１００への加圧ローラ２００の加圧力が変動
し、この加熱ローラ１００と加圧ローラ２００とのニッ
プ幅が変化して、その定着時に定着ムラ及びはオフセッ
トなどを生じることがあった。請求項３記載の発明は、
上述の点に鑑みてなされたものであって、その目的は、
サーマルヘッドへの加圧ローラの加圧力を安定化させ
て、定着ムラ及びオフセットを防止できる画像形成装置
を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
上述の課題を解決するために、転写材上に、加熱溶融性
の樹脂等からなるトナーにより未定着画像を形成する画
像形成手段を有し、上記転写材と同速度で移動する耐熱
性シートを介して、パルス状に通電発熱する発熱体によ
って未定着トナーを上記転写材に定着する画像形成装置
において、上記発熱体に対して転写材を加圧するための
加圧ローラの所定の圧を、画像形成装置がオンしたとき
のみかけ、それ以外の時は上記加圧ローラの圧を解除す
るための加圧ローラ圧解除手段を有する構成とする。

【０００９】請求項２記載の発明は、上述の課題を解決
するために、転写材上に、加熱溶融性の樹脂等からなる
トナーにより未定着画像を形成する画像形成手段を有
し、上記転写材と同速度で移動する耐熱性シートを介し
て、パルス状に通電発熱する発熱体によって未定着トナ
ーを上記転写材に定着する画像形成装置において、上記
耐熱性シートを移動させるためのベルト従動ローラの所
定の圧を、画像形成装置がオンしたときのみかけ、それ
以外の時は上記ベルト従動ローラの圧を解除するための
ベルト従動ローラ圧解除手段を有する構成とする。

【００１０】請求項３記載の発明は、上述の課題を解決
するために、転写材上に、加熱溶融性の樹脂等からなる
トナーにより未定着画像を形成する画像形成手段を有
し、上記転写材と同速度で移動する耐熱性シートを介し
て、パルス状に通電発熱する発熱体によって未定着トナ
ーを上記転写材に定着する画像形成装置において、上記
発熱体に対して転写材を加圧するための加圧ローラに所
定の圧を加えるための加圧レバーに設けた軸と、この加
圧レバーの加圧力を解除するための解除レバーに設けら
れた上記軸が嵌合する長穴と、この長穴の第１端部に上
記軸が係合移動されて上記加圧レバーの加圧力を解除す
る解除位置と上記長穴の第１端部及び第２端部に対して
上記軸が係合しない加圧位置とに上記解除レバーを変位
させる解除レバー変位手段とを有し、上記加圧位置にお
ける上記軸と上記長穴の第１端部との離間距離をＬ１，
上記加圧位置における上記軸と上記長穴の第２端部との
離間距離をＬ２，上記解除レバー変位手段による上記解
除レバーの変位量をＳとしたとき、Ｌ１＜Ｓ＜Ｌ２なる
関係を満足する構成とする。

【００１１】

【作用】請求項１記載の発明によれば、上記発熱体に対
して転写材を加圧するための加圧ローラの所定の圧が、
画像形成装置がオンしたときのみかかり、それ以外の時
は上記加圧ローラの圧が解除される。

【００１２】請求項２記載の発明によれば、上記耐熱性
シートを移動させるためのベルト従動ローラの所定の圧
が、画像形成装置がオンしたときのみかかり、それ以外
の時は上記ベルト従動ローラの圧が解除される。

【００１３】請求項３記載の発明によれば、上記転写材
の通紙時における上記加圧ローラへの加圧力が、上記加
圧レバーの加圧力のみによって付勢される。

【００１４】

【実施例】以下、この発明の実施例を図によって詳細に
説明する。図１は、本発明の実施例の画像形成装置の全
体の概略断面図である。図１において、装置本体１の下
部のカセット２内に収納された転写材Ｐは、給紙ローラ
３により分離給紙され、搬送ローラ４を介してレジスト
ローラ５に送られる。

【００１５】一方、装置本体１のコンタクトガラス６上
にセットされた原稿Ｏの画像は、スキャナ７によって読
み取られ、書込装置８によって感光体ドラム９上に静電
潜像として書き込まれた後、この感光体ドラム９上の静
電潜像に同期してレジストローラ５により給送された転
写材Ｐ上に、加熱溶融性の樹脂等からなるトナーにより
未定着画像として形成（転写）される。

【００１６】この転写材Ｐ上への未定着トナー画像の形
成は、感光体ドラム９の周囲に配置された、感光体ドラ
ム９上の残留トナーを除去するクリーニングユニット１
０，感光体ドラム９上の残留電荷を除去する除電ランプ
１１，感光体ドラム９の表面を一様に帯電させる帯電チ
ャージャ１２，感光体ドラム９上に書き込まれた静電潜
像をトナーにより顕像化する現像ユニット１３，感光体
ドラム９上に形成された未定着画像を転写材Ｐ上に転写
する転写チャージャ１４，未定着画像の転写された転写
材Ｐを感光体ドラム９から分離させる分離チャージャ１
５等からなる画像形成手段によって、周知の電子写真プ
ロセスにより行なわれる。

【００１７】このようにして未定着トナー画像が形成さ
れて感光体ドラム９から分離された転写材Ｐは、搬送ガ
イドユニット１６により定着ユニット１７に送られて未
定着トナーを定着された後、一対の排紙ローラ１８，１
９により、装置本体１の側部に配置された排紙トレイ２
０上に排出される。

【００１８】この実施例における定着ユニット１７は、
図２に示すように、サーマルヘッド２１、定着ベルト２
２、ベルト駆動ローラ２３、ベルト従動ローラ２４、加
圧ローラ２５、及び、転写材ガイド２６，２７などで構
成されている。

【００１９】ここで、定着ベルト２２は、定着時の発熱
に対する耐熱性、及び、加熱溶融されたトナーに対する
離型性の高い、透明なテフロン等の樹脂材料からなる耐
熱性シートにより、無端ベルト状に形成されている。

【００２０】また、この定着ベルト２２は、ベルト駆動
ローラ２３とベルト従動ローラ２４とによって、転写材
Ｐの搬送速度と略同速度で、図２において時計方向にエ
ンドレス回転される。

【００２１】サーマルヘッド２１は、その発熱体２１ａ
が、定着ベルト２２の内側、すなわち、定着ベルト２２
を挾んで転写材Ｐの搬送経路と対向するように配設され
ている。

【００２２】発熱体２１ａは、通常のトナーの定着可能
な温度（１２０℃）より高い温度（１８０℃）に維持さ
れており、定着ベルト２２は、トナーが発熱体２１ａの
発熱部を８ｍｓの速度で通過するように、その回転速度
が定められている。なお、特開平１−２６３６７９号公
報に記載されているように、発熱体の定着可能な温度を
１８０℃にした場合には、十分な定着性が得られるまで
トナーを加熱するのに長い時間を要する。

【００２３】サーマルヘッド２１のベルト駆動ローラ２
３側の部分には、定着ベルト２２が当接・摺動する摺接
部２１ｂが設けられている。

【００２４】加圧ローラ２５は、この転写材Ｐの搬送経
路及び定着ベルト２２を挾んで、サーマルヘッド２１の
発熱体２１ａに対して圧接するように回転自在に配置さ
れている。

【００２５】また、転写材ガイド２６は、定着ベルト２
２と加圧ローラ２５のニップ部に向けて転写材Ｐをガイ
ドするように配置されている。更に、転写材ガイド２７
は、定着ベルト２２と加圧ローラ２５のニップ部から搬
出された転写材Ｐを、一対の排紙ローラ１８，１９のニ
ップ部に向けてガイドするように配置されている。

【００２６】図３は、加圧ローラ２５と、サーマルヘッ
ド２１と、発熱体（加熱部）２１ａと、定着ベルト２２
との、定着時における状態図である。図３から明らかな
ように、この定着時の状態では、サーマルヘッド２１へ
の加圧ローラ２５の加圧力によって、定着ベルト２２が
発熱体２１ａに押されて加圧ローラ２５側へ食い込んだ
状態となる。このため、駆動が停止された時点で図３に
示すような状態におかれる従来の装置では、この状態で
長期間放置されることによって、定着ベルト２２が変形
を起こす。

【００２７】このような不具合を解消するために、本実
施例には、図４に示すような、発熱体２１ａに対して転
写材Ｐを加圧するための加圧ローラ２５に所定の圧を加
えるための加圧レバー５３に設けた軸５３ａと、この軸
５３ａが嵌合する加圧レバー５３の加圧力を解除するた
めの解除レバー５７に設けられた長穴５７ａと、この長
穴５７ａの第１端部に軸５３ａが係合移動されて加圧レ
バー５３の加圧力を解除する解除位置と長穴５７ａの第
１端部及び第２端部に対して軸５３ａが係合しない加圧
位置とに解除レバー５７を変位させる解除レバー変位手
段（ソレノイド５８）とを有し、加圧位置における５３
ａ軸と長穴５７ａの第１端部との離間距離をＬ１，加圧
位置における軸５３ａと長穴５７ａの第２端部との離間
距離をＬ２，ソレノイド５８による解除レバー５７の変
位量をＳとしたとき、Ｌ１＜Ｓ＜Ｌ２なる関係を満足す
る加圧ローラの加圧解除機構が設けられている。

【００２８】すなわち、図４において、解除レバー５７
は、これに設けられた他の長穴５７ｂに嵌合する前側板
５１に取り付けられた段ビス６６により、前側板５１に
対して上下方向にスライド可能に支持されている。ま
た、この解除レバー５７は、転写材Ｐが通紙されていな
い状態では、その上端と不動部との間に張架された解除
スプリング６４の緊縮力によって、上方側（解除位置
側）へ引っ張り上げられている。

【００２９】これにより、この転写材Ｐが通紙されてい
ない状態では、加圧レバー５３の軸５３ａが長穴５７ａ
の第１端部（下端部）に係合して上方に移動され、この
軸５３ａの上方への移動により、加圧レバー５３がその
自由端と前側板５１との間に張架された加圧スプリング
５５の緊縮力に抗して加圧レバー軸５４を中心として反
時計方向へ回動されて、加圧ローラ２５が自重により下
方に下がる。

【００３０】これによって、この加圧ローラ２５の発熱
体２１ａに対する加圧が解除される。ここで、解除スプ
リング６４の緊縮力は、加圧スプリング５５の緊縮力よ
りも大きな値に設定されている。

【００３１】一方、この画像形成装置がオンした状態、
例えば図５に示すように、複写機のコピースタートボタ
ンがオンされた場合には、そのオン信号によってソレノ
イド５８がオンされ、このソレノイド５８のオンによっ
て解除スプリング６４の緊縮力に抗して解除レバー５７
が図４に示す加圧位置側に変位される。

【００３２】この時、本実施例における加圧ローラの加
圧解除機構は、前述のように、加圧位置における５３ａ
軸と長穴５７ａの第１端部（下端部）との離間距離をＬ
１，加圧位置における軸５３ａと長穴５７ａの第２端部
（上端部）との離間距離をＬ２，ソレノイド５８による
解除レバー５７の変位量をＳとしたとき、Ｌ１＜Ｓ＜Ｌ
２なる関係を満足するように設定されているので、この
ソレノイド５８がオンした状態では、加圧レバー５３に
設けられた軸５３ａが、解除レバー５７に設けられた長
穴５７ａの第１端部及び第２端部に対して係合しないフ
リーな位置に臨む。

【００３３】従って、本実施例における加圧レバー５３
は、その加圧スプリング５５の緊縮力のみよって、加圧
レバー軸５４を中心として図４において時計方向へ回動
され、加圧ローラ２５が自重に抗して上方に引き上げら
れて、サーマルヘッド２１の発熱体２１ａに安定した一
定の加圧力で圧接される。

【００３４】これにより、転写材Ｐのトナーの定着が実
行され、この定着を終えた転写材Ｐが排紙されて、この
排紙部に配設された排紙センサ２８（図２）がオンし、
その後、図５に示すように、連続通紙信号の有無が判断
され、この連続通紙信号が無いと判断されると、その信
号に基いてソレノイド５８がオフされて、定着ローラ２
５がその初期状態（解除位置）に復帰される。

【００３５】図６に加圧ローラ２５の駆動系を示す。装
置本体からの駆動は、アイドラギヤ３３から連結ギヤ３
２を介して定着ギヤ３１に伝達される。連結ギヤ３２
は、アーム３６に回転自在に取付けられており、アーム
軸３７を中心にアームスプリング３４によって図６にお
いて上方に引っ張り上げられて、アイドラギヤ３３及び
定着ギヤ３１に連結されている。この連結ギヤ３２の位
置は、アーム３６がストッパー３５に当接することによ
って規制されている。このように構成された駆動系を使
用することにより、上述した加圧ローラ２５の上下方向
の位置の変化に対応して加圧ローラ２５を駆動できる。

【００３６】ところで、従来の画像形成装置の定着ベル
トには、常時一定の張力が作用しているため、前述した
ように、装置が長期間放置された場合にベルトに伸びが
生じてベルト厚が変化する不具合がある。

【００３７】そこで、本実施例では、装置がオンしてい
ない状態では、従動レバー７１が、ベルトスプリング７
２によって従動軸５２を中心に、図７において時計方向
に回転して軸受７４を押し、ベルト従動ローラ２４を左
方に移動させて、定着ベルト２２を弛めるように構成さ
れる。

【００３８】この従動レバー７１は、装置がオンしてい
ない状態では、前述の加圧レバー５３の場合と同様に、
ソレノイド７５がオンすることにより、従動軸５２を中
心にしてベルトスプリング７２に抗して反時計方向に回
転される。

【００３９】これにより、ベルト従動ローラ２４は、そ
の軸受７４が従動スプリング７３によって前側板５１に
設けられた長穴５１ａに沿って、図７において右方に移
動されることにより、定着ベルト２２を再び緊張させ
る。

【００４０】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、装置の未
使用状態において加圧ローラの圧が解除されるので、定
着ベルトの変形が防止され、定着不良及びオフセットを
防止できるとともに、加圧ローラ部で発生したジャム紙
の除去を容易に取り除くことができる。

【００４１】請求項２記載の発明によれば、装置の未使
用状態において定着ベルトに対するベルト従動ローラの
圧を解除できるので、定着ベルトの伸び変形を防止で
き、定着ベルトの長寿命化を図ることができるととも
に、定着不良及びオフセットを防止できる。

【００４２】請求項３記載の発明によれば、転写材の通
紙時における加圧ローラの加圧力が加圧スプリングの緊
縮力のみによって与えられるので、加圧ローラの加圧力
を安定化させることができ、定着ムラ及びオフセットを
防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例の画像形成装置の概略断面図
である。

【図２】この発明の実施例の画像形成装置における定着
ユニットの概略断面図である。

【図３】この発明の実施例の画像形成装置における加圧
ローラとサーマルヘッドと発熱体と定着ベルトとの定着
時における状態図である。

【図４】この発明の実施例の画像形成装置における加圧
ローラの加圧解除機構の概略側面図である。

【図５】この発明の実施例の画像形成装置における制御
動作を示すフローチャートである。

【図６】この発明の実施例の画像形成装置における加圧
ローラの駆動系の概略側面図である。

【図７】この発明の実施例の画像形成装置における定着
ベルトの圧解除機構の概略側面図である。

【図８】従来の画像形成装置における加圧ローラの加圧
解除機構の圧解除状態の概略側面図である。

【図９】従来の画像形成装置における加圧ローラの加圧
解除機構の加圧状態の概略側面図である。

【符号の説明】

１７ 定着ユニット ２１ サーマルヘッド ２１ａ 発熱体 ２２ 定着ベルト ２３ ベルト駆動ローラ ２４ ベルト従動ローラ ２５ 加圧ローラ ２８ 排紙センサ ５１ 前側板 ５２ 従動軸 ５３ 加圧レバー ５３ａ 軸 ５４ 加圧レバー軸 ５５ 加圧スプリング ５７ 解除レバー ５７ａ 長穴 ５８ ソレノイド ６４ 解除スプリング ７１ 従動レバー ７２ ベルトスプリング ７３ 従動スプリング ７４ 軸受 ７５ ソレノイド Ｐ 転写材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】転写材上に、加熱溶融性の樹脂等からなる
   トナーにより未定着画像を形成する画像形成手段を有
   し、上記転写材と同速度で移動する耐熱性シートを介し
   て、パルス状に通電発熱する発熱体によって未定着トナ
   ーを上記転写材に定着する画像形成装置において、上記
   発熱体に対して転写材を加圧するための加圧ローラの所
   定の圧を、画像形成装置がオンしたときのみかけ、それ
   以外の時は上記加圧ローラの圧を解除するための加圧ロ
   ーラ圧解除手段を有することを特徴とする画像形成装
   置。
2. 【請求項２】転写材上に、加熱溶融性の樹脂等からなる
   トナーにより未定着画像を形成する画像形成手段を有
   し、上記転写材と同速度で移動する耐熱性シートを介し
   て、パルス状に通電発熱する発熱体によって未定着トナ
   ーを上記転写材に定着する画像形成装置において、上記
   耐熱性シートを移動させるためのベルト従動ローラの所
   定の圧を、画像形成装置がオンしたときのみかけ、それ
   以外の時は上記ベルト従動ローラの圧を解除するための
   ベルト従動ローラ圧解除手段を有することを特徴とする
   画像形成装置。
3. 【請求項３】転写材上に、加熱溶融性の樹脂等からなる
   トナーにより未定着画像を形成する画像形成手段を有
   し、上記転写材と同速度で移動する耐熱性シートを介し
   て、パルス状に通電発熱する発熱体によって未定着トナ
   ーを上記転写材に定着する画像形成装置において、上記
   発熱体に対して転写材を加圧するための加圧ローラに所
   定の圧を加えるための加圧レバーに設けた軸と、この加
   圧レバーの加圧力を解除するための解除レバーに設けら
   れた上記軸が嵌合する長穴と、この長穴の第１端部に上
   記軸が係合移動されて上記加圧レバーの加圧力を解除す
   る解除位置と上記長穴の第１端部及び第２端部に対して
   上記軸が係合しない加圧位置とに上記解除レバーを変位
   させる解除レバー変位手段とを有し、上記加圧位置にお
   ける上記軸と上記長穴の第１端部との離間距離をＬ１，
   上記加圧位置における上記軸と上記長穴の第２端部との
   離間距離をＬ２，上記解除レバー変位手段による上記解
   除レバーの変位量をＳとしたとき、Ｌ１＜Ｓ＜Ｌ２なる
   関係を満足することを特徴とする画像形成装置。