(57)【要約】【課題】経済的で廉価な定着装置、及びそれを備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】定着ローラーと加圧ローラーとの圧接により形成されるニップ部の圧力を低減するニップ圧低減機構３１は、加圧ローラーを定着ローラーから離間する方向に移動させる作動部と、作動部を駆動する駆動部３３とを備えている。駆動部３３は、定着ハウジング２４の外側で本体フレーム３０に取り付けられている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
定着ローラーと、
上記定着ローラーに圧接し、未定着トナー像を担持した用紙を上記定着ローラーとの間に挟持して用紙上に未定着トナー像を溶融して定着するニップ部を形成する加圧ローラーと、
上記定着ローラー及び加圧ローラーを収容し、画像形成装置の本体フレームに取り付けられる定着ハウジングと、
上記ニップ部の圧力を低減するニップ圧低減機構とを備えた定着装置であって、
上記ニップ圧低減機構は、上記加圧ローラーを上記定着ローラーから離間する方向に移動させる作動部と、該作動部を駆動する駆動部とを備え、
上記駆動部は、上記定着ハウジングの外側で上記本体フレームに取り付けられていることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
請求項１に記載の定着装置において、
上記作動部は、定着ハウジングに取り付けられ、
上記駆動部は、上記作動部に駆動力を伝達可能なよう上記本体フレームに用紙搬送方向へ位置調整可能に取り付けられていることを特徴とする定着装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の定着装置を備えた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、定着ローラーと加圧ローラーとの圧接により形成されるニップ部の圧力を低減するニップ圧低減機構を有する定着装置、及びそれを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示されている定着装置内には、用紙を搬送する時のしわ防止や待機時のローラーの耐久性向上等のためにニップ部の圧力を低減するニップ圧低減機構が配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２８７２４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、ニップ圧低減機構を定着装置内に配置すると、駆動部(モーターやギア)が定着装置内の高温雰囲気に晒されて変形等し易くなり、これを防止するために耐熱部材を使用するとコスト高になる。
【０００５】
また、定着装置の定着ローラーや加圧ローラーは、他の構成部品に比べて寿命が短いため、本来交換する必要のないニップ圧低減機構の駆動部も交換しなければならず、余分なコストが掛かって無駄である。
【０００６】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、経済的で廉価な定着装置、及びそれを備え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】
【０００７】
本発明に係る定着装置は、定着ローラーと、上記定着ローラーに圧接し、未定着トナー像を担持した用紙を上記定着ローラーとの間に挟持して用紙上に未定着トナー像を溶融して定着するニップ部を形成する加圧ローラーと、上記定着ローラー及び加圧ローラーを収容し、画像形成装置の本体フレームに取り付けられる定着ハウジングと、上記ニップ部の圧力を低減するニップ圧低減機構とを備えている。上記ニップ圧低減機構は、上記加圧ローラーを上記定着ローラーから離間する方向に移動させる作動部と、該作動部を駆動する駆動部とを備え、上記駆動部は、上記定着ハウジングの外側で上記本体フレームに取り付けられている。
【０００８】
この構成によれば、ニップ圧低減機構の駆動部は、定着装置内の高温雰囲気に晒されず、変形等しない。したがって、高価な耐熱部材を使用せずに済み、安価な定着装置にすることができる。
【０００９】
また、定着装置の定着ローラーや加圧ローラーを交換する際、定着ローラーや加圧ローラーよりも寿命が長いニップ圧低減機構の駆動部をそのまま継続して使用することができ、その分だけコストを低減することができる。
【００１０】
この場合、上記作動部は、定着ハウジングに取り付けられ、上記駆動部は、上記作動部に駆動力を伝達可能なよう上記本体フレームに用紙搬送方向へ位置調整可能に取り付けられていることが好ましい。
【００１１】
この構成によれば、用紙の斜め搬送を防ぐために位置調整機構により定着ローラーや加圧ローラーの軸方向の一方の端部を用紙搬送方向へ移動させた場合や組立て誤差等により、作動部と駆動部との間に用紙搬送方向へ位置ずれが生じていても、駆動部を用紙搬送方向へ位置調整することで位置ずれを補正でき、駆動部の駆動力を確実に作動部に伝達してニップ圧を低減することができる。
【００１２】
本発明に係る画像形成装置は、上記定着装置を備えている。
【００１３】
この構成によれば、経済的で廉価な定着装置を備えた画像形成装置にすることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ニップ圧低減機構の駆動部を定着装置内の高温雰囲気に晒すことなく長期に亘って使用でき、コストダウンを達成して経済的で廉価な定着装置、ひいては画像形成装置となる。また、作動部と駆動部との用紙搬送方向への位置ずれを駆動部の位置を調整することで、駆動部の駆動力を確実に作動部に伝達してニップ圧を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、画像形成装置の内部構造を示す概略図である。
【図２】図２は、定着装置の内部構造を示す断面図である。
【図３】図３は、定着装置の外観斜視図である。
【図４】図４は、定着装置及びニップ圧低減機構が本体フレームに取り付けられた状態の斜視図である。
【図５】図５は、ニップ圧低減機構の駆動部の外観斜視図である。
【図６】図６は、ニップ圧低減機構の駆動部が本体フレームに取り付けられた状態を本体フレーム内側から見た斜視図である。
【図７】図７は、ニップ圧低減機構の駆動部を拡大して示す外観斜視図である。
【図８】図８は、ニップ圧低減機構の駆動部の内部構造を示す断面図である。
【図９】図９は、ニップ圧低減機構の作動部の内部構造を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。
【００１７】
図１は、画像形成装置１を示し、本例では胴内排紙方式のタンデム型カラー複写機である。この画像形成装置１は、下側装置本体２と上側装置本体３とを備えている。
【００１８】
下側装置本体２内には、給紙部４、画像形成部５及び定着装置６等が収容され、上側装置本体３内には、画像読取部７が収容されている。下側装置本体２と上側装置本体３との間には、排紙空間８が形成され、排紙空間８には、用紙排出トレイ９が設けられている。
【００１９】
給紙部４から排紙空間８に至る用紙搬送経路Ｌには、用紙Ｐを挟持して搬送する複数の搬送ローラー１０が配置されている。
【００２０】
給紙部４は、用紙Ｐが収容される給紙カセット１１と、給紙カセット１１内の用紙Ｐを取り出して用紙搬送経路Ｌに送り出すためのピックアップローラー１２とを有している。給紙カセット１１より送り出された用紙Ｐは、搬送ローラー１０により画像形成部５に供給される。
【００２１】
画像形成部５は、図１右側から順にマゼンタ用、シアン用、イエロー用及びブラック用と並べられた４つの画像形成ユニット１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｙ，１３Ｋを備え、これら画像形成ユニット１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｙ，１３Ｋの上方には、無端状の中間転写ベルト１４が駆動ローラー１５とテンションローラー１６に張架されて配置されている。
【００２２】
各画像形成ユニット１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｙ，１３Ｋは、像担持体である感光体ドラム１７を備え、感光体ドラム１７の周囲に現像器１８、露光装置１９、帯電器２０及びクリーニング装置２１が配置されている。
【００２３】
帯電器２０は、感光体ドラム１７の周面を一様に帯電させる。露光装置１９には、図示しないレーザー光源、ポリゴンミラー等が設けられ、レーザー光源から出射されたレーザー光が、ポリゴンミラーを介して感光体ドラム１７の周面に照射される。照射されたレーザー光により、感光体ドラム１７の周面に所定の画像データ（例えば画像読取部７にて読み取った原稿画像のデータ）に応じた静電潜像が形成される。現像器１８は、感光体ドラム１７の周面の静電潜像にトナーを供給してトナー像として顕像化する。
【００２４】
感光体ドラム１７は、中間転写ベルト１４に下方から接触し、１次転写ローラー２２で中間転写ベルト１４に圧接して１次転写部を形成している。この１次転写部において、中間転写ベルト１４の回転とともに、所定のタイミングで各感光体ドラム１７のトナー像が中間転写ベルト１４に順次転写される。これにより、中間転写ベルト１４の表面には、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの４色のトナー像が重ね合わされたトナー像が形成される。
【００２５】
クリーニング装置２１は、転写後の感光体ドラム１７の周面に付着残存したトナーを清掃する。なお、図示しないが、感光体ドラム１７の周囲には、感光体ドラム１７の周面の残留電荷を除去する除電器が配置されている。これらにより、画像形成部５が構成されている。
【００２６】
用紙搬送経路Ｌの定着装置６下方には、バイアス電位が印加された２次転写ローラー２３が駆動ローラー１５と対向して配置され、２次転写ローラー２３は、駆動ローラー１５とで中間転写ベルト１４を挟んで中間転写ベルト１４に圧接して２次転写部を形成している。この２次転写部において、中間転写ベルト１４の表面のトナー像が用紙Ｐに転写され、転写後の用紙Ｐは定着装置６に供給される。転写後に、図示しないベルトクリーニング装置が中間転写ベルト１４に残存するトナーを清掃する。
【００２７】
定着装置６は、定着ハウジング２４内に収容された定着ローラー２５及び加圧ローラー２６を備えている（図２及び図３参照）。定着ローラー２５は熱源により加熱されるとともに、加圧ローラー２６は定着ローラー２５に圧接され、両者間にニップ部Ｎが形成される。画像形成部５から定着装置６に供給された，未定着トナー像を担持した用紙Ｐは、定着ローラー２５と加圧ローラー２６との間のニップ部Ｎで挟持されて加熱及び加圧されることにより、用紙Ｐ上に未定着トナー像を溶融して定着させる。加圧ローラー２６は、その両端側に配置された加圧機構（図示せず）により定着ローラー２５に圧接され、ニップ部Ｎでニップ圧を発生させる。
【００２８】
定着装置６にてトナー像が定着された用紙Ｐは、定着ローラー２５及び加圧ローラー２６により用紙搬送経路Ｌの下流側へと送り出され、搬送ローラー１０により排紙空間８の用紙排出トレイ９に排出される。
【００２９】
定着装置６は、電磁誘導加熱方式の熱源を用いた定着方式であり、図２に示すように、定着ローラー２５及び加圧ローラー２６の他に、定着ローラー２５の外周に対向して配置された誘導加熱部２７と、定着ローラー２５の表面温度を検知するサーミスター等からなる温度センサー２８とを備えている。誘導加熱部２７及び温度センサー２８は下側装置本体２に固定保持され、一方、定着ローラー２５及び加圧ローラー２６は下側装置本体２等に回転可能に保持されている。なお、図２は図１の背面側から見た状態を示しており、各部材の配置は図１と左右が逆になっている。
【００３０】
定着ローラー２５は、円筒型ステンレスからなる基材２５ａと、加圧ローラー２６に圧接するニップ部Ｎへ弾性と離型性の向上のためにシリコーンゴムスポンジからなる弾性層２５ｄとを備え、基材２５ａと弾性層２５ｄとの間に、基材２５ａ側から順に断熱層２５ｂ及び誘導発熱層２５ｃを備えている。
【００３１】
加圧ローラー２６は、アルミニウム製の芯金からなる基材２６ａと、ニップ部Ｎへ弾性を付与するために基材２６ａ上に形成されるシリコーンゴムからなる弾性層２６ｂと、ニップ部Ｎで未定着トナー像を溶融して定着する際の離型性を向上させるために弾性層２６ｂの表面を覆うフッ素樹脂チューブからなる離型層２６ｃとを備えている。
【００３２】
誘導加熱部２７は、銅線からなる励磁コイル２７ａ、ホビン２７ｂ及びコア２７ｃを備え、電磁誘導により定着ローラー２５を加熱するものであり、定着ローラー２５の軸方向に延びて定着ローラー２５の外周の一部を囲うように対向して配置されている。
【００３３】
励磁コイル２７ａは、ホビン２７ｂに巻回され、コア２７ｃの中央部の周りを軸方向に周回するように、定着ローラー２５外周の一部に亘って渦巻状に配置されている。また、励磁コイル２７ａは、図示しない電源に接続されていて、電源から供給される高周波電流により磁束を発生させる。誘導加熱部２７から発せられる磁束は、図２の紙面に平行な方向に発せられ、定着ローラー２５の誘導発熱層２５ｃを貫通する。誘導発熱層２５ｃの磁束の周りには渦電流が生じ、渦電流が流れると、誘導発熱層２５ｃ内の電気抵抗によってジュール熱が発生して、誘導発熱層２５ｃが発熱することになる。
【００３４】
定着ローラー２５が誘導加熱部２７によって所定の温度となるように、温度センサー２８の検知する温度に基づいて電源の電力が制御される。そして、定着ローラー２５が加熱されて所定の温度に昇温すると、ニップ部Ｎで挟持された用紙Ｐが加熱されるとともに、加圧ローラー２６にて加圧されることにより、用紙Ｐ上の粉体状態のトナー（未定着トナー像）が溶融して定着される。
【００３５】
なお、定着ローラー２５は、誘導加熱部２７により周方向に局所的に加熱される。このため、定着ローラー２５は、表面温度を均一化するために、定着動作時のみならず、非定着動作時にも回転駆動される。
【００３６】
定着ハウジング２４は、図４、図６及び図７に示すように、下側装置本体２の外装パネル内側の本体フレーム３０に取り付けられている。定着装置６の両側方の本体フレーム３０には、ニップ部Ｎの圧力を低減するニップ圧低減機構３１が配置されている。
【００３７】
ニップ圧低減機構３１は、加圧ローラー２６を定着ローラー２５から離間する方向に移動させる作動部３２（図９参照）と、作動部３２を駆動する駆動部３３（図５〜図８参照）とを備えている。駆動部３３は、定着ハウジング２４の外側で本体フレーム３０に取り付けられている。一方、作動部３２は、定着ハウジング２４の両側端部に取り付けられている。
【００３８】
駆動部３３は、図５〜図８に示すように、ケース３４を備えている。ケース３４の背面には、ガイド溝３５ａを有する位置合わせ部材３５が突設されているとともに、３つの長孔３４ａ，３４ｂ，３４ｃが上下に形成されている。ケース３４の背面下端には、係合突起３４ｄと当接突起３４ｅとが突設されている。位置合わせ部材３５のガイド溝３５ａには、定着ハウジング２４の側端面に突設されたガイドバー２４ａ（図３参照）がケース３４を上下（用紙搬送方向）に位置調整可能なよう余裕をもって嵌合するようになっている。
【００３９】
一方、本体フレーム３０の側面には、ボス３０ａ，３０ｂ、ネジ孔３０ｃ及び取付孔３０ｄが形成されている（図６参照）。取付孔３０ｄは、ケース３４の位置合わせ部材３５が上下（用紙搬送方向）に位置調整可能なよう余裕をもって嵌合する大きさに形成されている。
【００４０】
ケース３４内には、駆動モーター３６が配置されている。駆動モーター３６の駆動軸３７には、ウォームギア３８が取り付けられている。ウォームギア３８には、軸３９に支持されたホイールギア４０が噛合されている。ホイールギア４０の背面には、第１スパーギア（図示せず）が同軸に設けられ、第１スパーギアには、軸４１に支持された第２スパーギア４２が噛合されている。第２スパーギア４２の背面には、第３スパーギア（図示せず）が同軸に設けられ、第３スパーギアには、出力軸４３に支持された第４スパーギア４４が噛合されている。出力軸４３はケース３４の背面から突出し、出力軸４３の突出端には出力ギア４５が取り付けられている。
【００４１】
本体フレーム３０の側面の駆動部３３対応箇所には、スライド部材４６が水平移動可能に設けられ、スライド部材４６には、高低差のある２つの傾斜部４６ａが形成され、一方（図８左側）の傾斜部４６ａの上面には、ケース３４の係合突起３４ｄが係合する係合凹部４６ｂが複数形成され、他方（図８右側）の傾斜部４６ａの上面には、ケース３４の当接突起３４ｅが当接する当接段部４６ｃが複数形成されている。
【００４２】
一方、作動部３２は、図９に示すように、定着ハウジング２４の側端内部に配置されている。図９中、４７は、駆動部３３の出力ギア４５に噛合する連結ギア（図示せず）を有する連結軸であり、駆動部３３の駆動力が連結軸４７に伝達される。連結軸４７には、偏芯カム４８が固定されている。偏芯カム４８には、連結軸４７から遠い第１カム部４８ａと、連結軸４７に近い第２カム部４８ｂとが形成されている。
【００４３】
連結軸４７は、第１アーム部材４９の一端側（図９左側）に形成された長孔４９ａに挿入され、軸５０で水平移動可能に支持されている。第１アーム部材４９の一端には、コロ５１が取り付けられている。
【００４４】
第１アーム部材４９の下方には、定着ローラー２５と加圧ローラー２６とが配置されている。加圧ローラー２６の端部には、第２アーム部材５２の上下方向中程が嵌合され、第２アーム部材５２の下端は、支持軸５３で定着ハウジング２４に回動可能に支持されている。
【００４５】
第１アーム部材４９の他端側（図９右側）及び第２アーム部材５２の上端は、連結具５４で連結され、第１アーム部材４９は他端側（図９右側）に水平移動可能に、第２アーム部材５２は図９時計回りに回動可能にそれぞれ圧縮コイルスプリング５５のバネ力で常時付勢されている。
【００４６】
図９の状態は、偏芯カム４８の第１カム部４８ａがコロ５１に係合して第１アーム部材４９の図９右側への水平移動と、第２アーム部材５２の図９時計回りの回動とを規制し、加圧ローラー２６が定着ローラー２５に圧接して所定のニップ圧を得ている。
【００４７】
一方、用紙Ｐを搬送する時のしわ防止や待機時の定着ローラー２５及び加圧ローラー２６の耐久性向上等のためにニップ部Ｎの圧力を低減する場合は、駆動部３３の駆動モーター３６を起動し、ギア噛合系を介して作動部３２の偏芯カム４８を１８０°回転させる。これにより、第１カム部４８ａがコロ５１から離れ、第１アーム部材４９が圧縮コイルスプリング５５のバネ力で他端側（図９右側）に水平移動し、今度は第２カム部４８ｂがコロ５１に係合する。これと同時に、第２カム部４８ｂが図９時計回りに回動し、加圧ローラー２６が定着ローラー２５から離れる方向に移動してニップ部Ｎの圧力が低減する。
【００４８】
駆動部３３の駆動力を作動部３２に伝達するには、駆動部３３の出力ギア４５と作動部３２の連結軸４７の連結ギアとを噛合させる必要がある。それには、
【００４９】
まず、ケース３４の位置合わせ部材３５を本体フレーム３０の取付孔３０ｄに外側から嵌合する。また、本体フレーム３０のボス３０ａ，３０ｂをケース３４の長孔３４ａ，３４ｃに嵌合する。
【００５０】
次いで、位置合わせ部材３５のガイド溝３５ａに定着ハウジング２４のガイドバー２４ａを嵌合し、駆動部３３の出力ギア４５を作動部３２の連結軸４７の連結ギアに噛合させる。
【００５１】
その後、ネジ５６をケース３４の長孔３４ｂに挿入して本体フレーム３０のネジ孔３０ｃに螺合させ、ケース３４を本体フレーム３０に固定して駆動部３３及び作動部３２が位置ずれしないように固定する。
【００５２】
この際、駆動部３３は本体フレーム３０の外側に、作動部３２は定着ハウジング２４内にそれぞれ離れて配置されているので、用紙Ｐの斜め搬送を防ぐために位置調整機構により定着ローラー２５や加圧ローラー２６の軸方向の一方の端部を上下（用紙搬送方向）へ移動させた場合や組立て誤差等により、作動部３２と駆動部３３との間に上下（用紙搬送方向）へ位置ずれが生じ、駆動部３３の出力ギア４５を作動部３２の連結軸４７の連結ギアに噛合し得ない場合がある。
【００５３】
この場合、ネジ５６を外してスライド部材４６を水平移動させ、駆動部３３のケース３４の係合突起３４ｄをスライド部材４６の他の係合凹部４６ｂに係合させるとともに、当接突起３４ｅを他の当接段部４６ｃに当接させることでケース３４を上下に移動させ、駆動部３３の出力ギア４５を作動部３２の連結軸４７の連結ギアに噛合させる。その後、ネジ５６を再びケース３４の長孔３４ｂに挿入して本体フレーム３０のネジ孔３０ｃに螺合させ、ケース３４を本体フレーム３０に固定して駆動部３３及び作動部３２が位置ずれしないように固定する。
【００５４】
このように、駆動部３３を上下（用紙搬送方向）へ位置調整することで位置ずれを補正でき、駆動部３３の駆動力を確実に作動部３２に伝達してニップ圧を低減することができる。
【００５５】
また、駆動部３３は定着ハウジング２４の外側で本体フレーム３０に取り付けられているので、定着装置６内の高温雰囲気から守ることができて変形等を防止することができ、高価な耐熱部材の使用が不要で安価な定着装置を提供することができる。
【００５６】
さらに、定着装置６の定着ローラー２５や加圧ローラー２６を交換する際、定着ローラー２５や加圧ローラー２６よりも寿命が長いニップ圧低減機構３１の駆動部３３をそのまま継続して使用することができ、その分だけコストを低減することができる。
【００５７】
なお、上記実施形態では、画像形成装置１がカラー複写機である場合を示したが、これに限らず、カラープリンター、モノクロ複写機、モノクロプリンター、デジタル複合機、ファクシミリ等、種々の画像形成装置に適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
以上説明したように、本発明は、定着ローラーと加圧ローラーとの圧接により形成されるニップ部の圧力を低減するニップ圧低減機構を有する定着装置、及びそれを備えた画像形成装置について有用である。
【符号の説明】
【００５９】
１    画像形成装置
６    定着装置
２４  定着ハウジング
２５  定着ローラー
２６  加圧ローラー
３０  本体フレーム
３１  ニップ圧低減機構
３２  作動部
３３  駆動部
Ｎ    ニップ部
Ｐ    用紙
【図１】
2016143025.tif 000003
【図２】
2016143025.tif 000004
【図３】
2016143025.tif 000005
【図４】
2016143025.tif 000006
【図５】
2016143025.tif 000007
【図６】
2016143025.tif 000008
【図７】
2016143025.tif 000009
【図８】
2016143025.tif 000010
【図９】
2016143025.tif 000011