(57)【要約】【課題】定着性の向上を図ることができる定着装置及びこれを搭載した画像形成装置を提供する。【解決手段】縦搬送される記録材がニップを通過することにより、未定着画像を記録材に定着させる定着装置(12)であって、加熱源で加熱された加熱ローラ(40)と、加熱ローラの側方に配置された加圧ローラ(50)と、通電によって加圧ローラと加熱ローラとの間にニップを形成させる電磁石(68,69)を有するとともに、電磁石への通電が解除されてもニップを弱圧で常時形成させる加圧力調整手段(54,58,60,80)とを具備する。【選択図】図３
2008233503.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
縦搬送される記録材がニップを通過することにより、未定着画像を前記記録材に定着させる定着装置であって、
加熱源で加熱された加熱ローラと、
該加熱ローラの側方に配置された加圧ローラと、
通電によって該加圧ローラと前記加熱ローラとの間に前記ニップを形成させる電磁石を有するとともに、該電磁石への通電が解除されても前記ニップを弱圧で常時形成させる加圧力調整手段と
を具備することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
請求項１に記載の定着装置であって、
前記加圧力調整手段は、前記加圧ローラを前記加熱ローラに向けて水平方向に移動させることを特徴とする定着装置。
【請求項３】
請求項２に記載の定着装置であって、
前記加圧力調整手段は、前記記録材の種類に応じて前記電磁石への通電量を変更する通電制御部を有することを特徴とする定着装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の定着装置を搭載し、これを用いて画像形成部で形成された画像を前記記録材に定着させることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば複写機やファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に組み込まれて好適な定着装置及びこれを搭載した画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の定着装置はローラ対を備えており、転写部から搬送された用紙がローラ対の間を通過すると、この用紙には未定着画像が定着される。
詳しくは、ローラ対はヒートローラとプレスローラとから構成されている。ヒートローラは、その表面がヒータで昇温され、用紙に転写された未定着画像を加熱している。一方、プレスローラはヒートローラを加圧し、これら両ローラの間にニップを形成させる。そして、用紙がニップを通過することにより、加熱された未定着画像は加圧されて用紙に定着される。
ここで、上記転写部に関する技術であるが、転写ローラが電磁石を用いて感光体ドラムを加圧する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２６７４７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述した従来の技術を定着装置に適用すると、定着性が悪化するとの問題がある。
すなわち、上記従来の技術では、用紙が水平方向に搬送され、ローラがドラムの下方に配置されており、電磁石への通電によってローラはドラムを加圧する一方、この通電が解除されると、ローラはドラムから完全に離間してしまう。つまり、仮に、上記技術を定着装置に適用すると、プレスローラが冷え易くなり、特に印刷当初の定着性が低下するとの問題が生ずるからである。
【０００５】
また、この問題を解決するにあたり、両ローラの耐久性にも留意しなければならない。画像形成装置が待機状態にある場合にも、プリント動作時と同様の加圧力を両ローラの間に生じさせると、両ローラの寿命が短くなるからである。
そこで、本発明の目的は、上記課題を解消し、定着性の向上を図ることができる定着装置及びこれを搭載した画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための第１の発明は、縦搬送される記録材がニップを通過することにより、未定着画像を記録材に定着させる定着装置であって、加熱源で加熱された加熱ローラと、加熱ローラの側方に配置された加圧ローラと、通電によって加圧ローラと加熱ローラとの間にニップを形成させる電磁石を有するとともに、電磁石への通電が解除されてもニップを弱圧で常時形成させる加圧力調整手段とを具備する。
【０００７】
第１の発明によれば、電磁石を有する加圧力調整手段が備えられており、加熱ローラと加圧ローラとの間には、未定着画像を記録材に定着させるためのニップが電磁石への通電によって形成可能に構成されている。一方、この加圧力調整手段は、電磁石への通電が解除された場合にも、加圧ローラと加熱ローラとを弱い圧力で常に接触させている。よって、記録材がニップを通過する前に予備加熱が行われる結果、記録材がニップを通過する場合の定着性が向上するし、未定着画像が記録材に良好に定着可能になる。
しかも、弱圧であれば両ローラの寿命に悪影響を与えず、耐久性の向上も図られる。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明の構成において、加圧力調整手段は、加圧ローラを加熱ローラに向けて水平方向に移動させることを特徴とする。
第２の発明によれば、第１の発明の作用に加えてさらに、加圧ローラは電磁石を用いて水平方向に移動可能に構成されているので、加熱ローラを移動させる場合に比して簡単な構造で定着性の向上を図ることができる。
【０００９】
第３の発明は、第１又は第２の発明の構成において、加圧力調整手段は、記録材の種類に応じて電磁石への通電量を変更する通電制御部を有する。
第３の発明によれば、第１や第２の発明の作用に加えてさらに、通電制御部を有しており、電磁石の通電量が記録材に応じて調整されていることから、用途に応じた適切な加圧力が得られる。
【００１０】
第４の発明は、第１から第３の定着装置を画像形成装置に搭載し、これを用いて画像形成部で形成された画像を記録材に定着させることを特徴とする。
第４の発明によれば、第１から第３の発明の作用に加えてさらに、定着性の向上が図られているので、良好な画像が形成される結果、画像形成装置の信頼性が向上するし、また、定着装置は記録材を縦搬送しているので、水平搬送の場合に比して設置面積が少なくて済み、画像形成装置の小型化にも寄与する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、未定着画像が記録材に良好に定着可能な定着装置及びこれを搭載した画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１には、画像形成装置の一例である複合機１が右前上方から示されており、ユーザに相対する複合機１の正面と、この複合機１の右側面とが見えている。
この複合機１は胴内排紙型の本体２を備え、この本体２の内側には排紙トレイ１５が形成されている。本体２の上側には原稿送り装置８が搭載されており、複合機１を複写機やファクシミリ、ネットワークスキャナとして利用するときには、この送り装置８から原稿を搬送し、その画像面は光学式の画像読取部９にて光学的に読み取られる。
【００１３】
画像読取部９の手前側には操作表示部２０が設置されている。この操作表示部２０には、ユーザの各種操作に供される複数の操作キーやスイッチが配置され、さらに、各種情報を表示する表示画面２１が配置されている。また、この画面２１はタッチ式パネルの機能も有し、ユーザの各種操作に供される。
【００１４】
一方、本体２の下部にはフロントローディング式の給紙部３が配置されている。詳しくは、本体２の高さ方向に沿って上下２段のカセット４が備えられており、各カセット４はいずれも本体２に対して手前側に向けて引き出し可能に構成されている。なお、本体２の右側面には開閉式の手差しトレイ５が備えられている。
【００１５】
複合機１の内部は図２に示されている。なお、図中に実線で示された矢印は用紙の搬送経路及びその搬送方向を表している。
同図に示されるように、各カセット４には画像形成前の各種の用紙（記録材）Ｐが積層状態で収容され、この用紙Ｐはカセット４から１枚ずつ分離され、左方向に向けて送出される。
【００１６】
給紙部３の左方には用紙搬送部６が配置され、カセット４から送出された用紙Ｐは本体２の左側面に沿って上方に向けて縦搬送される。また、手差しトレイ５から送出された用紙（記録材）も本体２の右側から左方向に向けて搬送され、その後、上方に向けて縦搬送される。この本体２の内部には、用紙搬送方向でみて下流側にレジストローラ７、画像形成部１０及び転写部１１が順番に配置されている。画像形成部１０の右方には光学部１４が備えられており、この光学部１４からは画像形成部１０の感光体ドラムに向けてレーザ光が照射される。
【００１７】
また、用紙搬送方向でみて転写部１１の下流側には、本実施例の定着装置１２、及び排出分岐部１３が順番に配置され、片面印刷の場合には、定着装置１２から排出された用紙は排出分岐部１３を経て排紙トレイ１５に排出される。
一方、この排出分岐部１３と用紙搬送部６との間には両面印刷用ユニット３２が配置されており、このユニット３２では定着装置１２から排出された用紙を用紙搬送部６に戻し、画像形成部１０に向けて再び送出する。
【００１８】
ここで、上述した定着装置１２は、縦搬送される用紙が通電によって形成されたニップを通過することにより、未定着トナー画像を用紙に定着させている。
具体的には、本実施例の定着装置１２は、図３に示される如く、ヒートローラ（加熱ローラ）４０を有し、このローラ４０は、例えばアルミニウム（Ａｌ）や鉄（Ｆｅ）等の金属材料を用いて円筒状に成形されており、軸４４を介して回転可能に構成されている。また、このローラ４０は軸方向（同図のＹ方向）で見て同図のＺ方向に搬送される用紙の通紙範囲よりも広範囲に亘って形成されている。
【００１９】
軸４４には従動ギア４６が嵌合され、このギア４６はローラ４０の端部にてローラ４０に一体的に形成されている。また、ギア４６は駆動ギア４８に噛合されており、このギア４８は本体２内に配置された駆動部に連結される。
また、本実施例のローラ４０の内部には、ヒータ（加熱源）４２が設置されている（図２）。このヒータ４２は輻射加熱方式のものであり、例えばハロゲンランプの輻射熱でローラ４０の加熱し、ローラ４０の表面を昇温させる。なお、当該方式に替えて誘導加熱方式、詳しくは、電磁誘導による渦電流を用いてローラ自身を発熱させても良い。
【００２０】
ここで、このローラ４０の側方（図３のＸ方向）にはプレスローラ（加圧ローラ）５０が配置されている。このプレスローラ５０は、例えば快削鋼を用いて円筒状に成形され、軸５２を介して回転可能に構成されており、ローラ４０の回転に従動回転する。このローラ５０もまた軸方向（同図のＹ方向）で見て用紙の通紙範囲よりも広範囲に亘って形成されている。そして、このローラ５０は、加圧力調整手段によってヒートローラ４０との間にニップを形成させている。
【００２１】
詳しくは、本実施例の加圧力調整手段は、図３に示されるように、２つの電磁石６８，６９を有しており、この電磁石６８，６９は水平方向（同図のＸ方向）に配置され、これら電磁石６８，６９は、通電によって電磁石６８が電磁石６９に向けて移動可能に構成されている。また、電磁石６９とは反対側の電磁石６８の近傍にはローラ支持枠６０が配置されている。より具体的には、この電磁石６８の端面には対峙板６２が連結され、電磁力によって上記Ｘ方向に沿って移動する。
【００２２】
この板６２は両ローラ４０，５０の軸方向長さよりも大きく構成されており、板６２の両端には非磁性材料で構成された案内通路６４がそれぞれ接合されている。この通路６４は中央部分にて上記Ｘ方向に沿って形成された空間を有し、この空間内にプレスローラ５０の軸５２が遊嵌されている。さらに、板６２とは反対側の通路６４の端部分にはバネ支持部６６がそれぞれ形成されている。
【００２３】
一方、この軸５２の両端側は、通路６４の内面とローラ５０の端面との間に配置された軸受５４を介して回転自在にそれぞれ支持されており、この軸受５４とバネ支持部６６との間にはバネ座５６を介してバネ５８が配設されている。これにより、バネ５８はプレスローラ５０をヒートローラ４０に向けて付勢する。
【００２４】
ところで、電磁石６８，６９への通電量は本体２内に設けられた通電制御部（加圧力調整手段）８０で制御されており、両ローラ４０，５０の間に図３のＹ方向に沿うニップを形成させている。つまり、電磁石６８，６９を通電すると、電磁石６８が電磁石６９に向けて吸引され、対峙板６２及び案内通路６４も同方向に移動する。これにより、軸受５４はバネ５８の付勢力の後押しを受けて同方向に移動し、ローラ５０をローラ４０に向けて上記Ｘ方向に移動させ、強い圧接力を生じさせる。
【００２５】
これに対し、この通電が解除されると、電磁石６８は電磁石６９から離間するものの、軸受５４はバネ５８の付勢力によって通電時と同方向に移動し、ローラ５０をローラ４０に向けて上記Ｘ方向に移動させ、この場合には弱い圧接力を生じさせる。このように、本実施例の定着装置１２では、通電が解除されても両ローラ４０，５０は離間せず、弱圧で生じたニップが常時形成される。
また、本実施例の定着装置１２では、用紙の種類に応じて電磁石６８，６９への通電量を変更している。
【００２６】
図４を参照すると、定着装置１２による通電量変更の制御フローチャートが示されている。
同図のステップＳ４０１では、表示画面２１にてユーザが所望の用紙を設定し、ステップＳ４０２では、設定された用紙が普通紙であるか否かを判別する。そして、普通紙である場合、すなわちＹＥＳと判定された場合には、ステップＳ４０３に進み、通電制御部８０にて普通紙用の電流値を設定してステップＳ４０４に進む。なお、この電流値は図示しないコントローラのメモリに予め記憶されている。
【００２７】
ステップＳ４０４では、通電制御部８０にて中位の加圧力（約９８．１ｋＮ／ｍ２（１．０ｋｇｆ／ｃｍ２））が得られるように電磁石６８，６９を通電する。そして、ユーザによる駆動開始の指示に応じて複合機１の駆動を開始する（ステップＳ４０５）。次いで、ステップＳ４０６では、所望枚数の通紙の完了後にエージングを行い、定着装置１２の温度を調整する。そして、複合機１の駆動を停止し（ステップＳ４０７）、通電制御部８０にて電磁石６８，６９への通電を解除して一連のルーチンを抜ける。
【００２８】
一方、上記ステップＳ４０２にて普通紙ではないと判定した場合には、ステップＳ４０９に進み、設定された用紙が厚紙（例えば葉書）であるか否かを判別して厚紙である場合には、通電制御部８０にて厚紙用の電流値を設定し（ステップＳ４１０）、高位の加圧力（約１４７．２ｋＮ／ｍ２（１．５ｋｇｆ／ｃｍ２））が得られるように電磁石６８，６９を通電する（ステップＳ４１１）。以後は上記普通紙の場合と同様に、複合機１の駆動やエージングを行い、そして、電磁石６８，６９への通電を解除して一連のルーチンを抜ける。
【００２９】
また、上記ステップＳ４０９にて厚紙ではないと判定した場合には、ステップＳ４１２に進む。この場合には、設定された用紙が薄紙（例えば封筒）であると擬制し、ステップＳ４１２にて通電制御部８０にて薄紙用の電流値を設定する。そして、この場合には低位の加圧力（約６８．７ｋＮ／ｍ２（０．７ｋｇｆ／ｃｍ２））が得られるように電磁石６８，６９を通電し（ステップＳ４１３）、皺の発生を防止する。なお、以後は上記普通紙や厚紙の場合と同様である。
【００３０】
そして、この定着装置１２が組み込まれた複合機１では、カセット４やトレイ５から用紙が１枚ずつ分離して送出され、この用紙は用紙搬送部６を介してレジストローラ７に到達する。このローラ７は、用紙の斜め送りを矯正しつつ、画像形成部１０で形成されるトナー画像とのタイミングを計りながら、用紙を転写部１１へと送出する。
【００３１】
また、上記コントローラからの画像データに基づき、複合機１では光学部１４によるレーザ光の照射が制御される。これにより、画像形成部１０においてドラム上に原稿画像の静電潜像が作られ、続いてこの潜像からドラム上にトナー画像が形成され、用紙に転写される。
【００３２】
その後、用紙は未定着トナー画像を担持した状態で定着装置１２に向けて送られる。通電制御部８０では用紙の内容に応じて電磁石６８，６９への通電量が可変されており、この通電量に応じてプレスローラ５０がヒートローラ４０を加圧し、所望のニップを形成させてトナー画像が定着される。次いで、定着装置１２から排出された用紙は排出分岐部１３を通ってトレイ１５に排出される。
【００３３】
この片面印刷に対し、両面印刷を行う場合には、定着装置１２から排出された用紙はトレイ１５に排出される直前にてユニット３２側に引き戻され、この用紙は用紙搬送部６に合流し、再び転写部１１に向けて送られる。そして、この場合には、用紙の未だ印刷がされていない方の面にトナー画像が転写される。
【００３４】
以上のように、本実施例によれば、電磁石６８，６９を有する加圧力調整手段が備えられており、ヒートローラ４０とプレスローラ５０との間には、未定着トナー画像を用紙に定着させるためのニップが通電によって形成可能に構成されている。一方、この調整手段は、電磁石６８，６９への通電が解除された場合にも、ヒートローラ４０とプレスローラ５０とを弱い圧力で常に接触させている。よって、用紙がニップを通過する前にプレスローラ５０の予備加熱が行われる結果、用紙がニップを通過する場合の定着性が向上するし、未定着トナー画像が用紙に良好に定着可能になる。
しかも、この弱圧であれば両ローラ４０，５０の寿命に悪影響を与えることもないので、定着装置１２の耐久性の向上も図られる。
【００３５】
また、プレスローラ５０は電磁石６８，６９を用いて水平方向に移動可能に構成されていることから、ヒートローラ４０を移動させる場合に比して簡単な構造で定着性の向上を図ることができる。
さらに、通電制御部８０を有しており、電磁石６８，６９の通電量が用紙に応じて調整されているので、用途に応じた適切な加圧力が得られる。具体的には、加圧力が普通紙に要する値にて維持された場合の如く、厚紙のときに生ずる定着不良や、薄紙のときに生ずる皺も解消することができる。
【００３６】
さらにまた、上述した定着性の向上が図られているので、良好な画像が形成される結果、複合機１の信頼性が向上するし、また、定着装置１２は用紙を縦搬送しているので、水平搬送の場合に比して設置面積が少なくて済み、複合機１の小型化にも寄与する。
本発明は、上記実施例に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。
【００３７】
例えば、排出トレイ１５は胴内排紙型以外のタイプでも良く、パンチング処理やステープル処理等の後処理装置が連結されていても良い。
また、上記実施例では画像形成装置として複合機に具現化した例を示しているが、本発明の定着装置は複写機やネットワーク用の多機能周辺機器（ＭＦＰ）の他、プリンタ、ファクシミリやスキャナ等自体にも当然に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本実施例の複合機の斜視図である。
【図２】図１の複合機を概略的に示した垂直断面正面図である。
【図３】図２の定着装置を概略的に示した斜視図である。
【図４】図２の定着装置による動作フローチャートである。
【符号の説明】
【００３９】
１  複合機（画像形成装置）
１０  画像形成部
１２  定着装置
４０  ヒートローラ（加熱ローラ）
４２  ヒータ
５０  プレスローラ（加圧ローラ）
５４  軸受（加圧力調整手段）
５８  バネ（加圧力調整手段）
６０  ローラ支持枠（加圧力調整手段）
６８，６９  電磁石（加圧力調整手段）
８０  通電制御部（加圧力調整手段）
【図１】
2008233503.tif 000003
【図２】
2008233503.tif 000004
【図３】
2008233503.tif 000005
【図４】
2008233503.tif 000006