(57)【要約】【課題】詰まった記録紙を容易に取り除くことができるとともに、加熱ローラ及び加圧ローラ間の圧力を精度よく微調整することができる定着装置及びこれを備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】加熱ローラ５１及び加圧ローラ５２の少なくとも一方の回転軸５３，５４をカム５６により変位可能に保持し、当該カム５６の動作を制御することにより、ニップ状態（図２（ａ））とニップ解除状態（図２（ｃ））とを切り替える。これにより、記録紙が詰まった場合には、カム５６の動作を制御してニップ解除状態とすることにより、詰まった記録紙を容易に取り除くことができる。また、上記回転軸がカム５６により直接保持されているので、カム５６を動作させることにより、加熱ローラ５１及び加圧ローラ５２間の圧力を精度よく微調整することができる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の温度に加熱される加熱ローラと、当該加熱ローラに対して所定の圧力で接する加圧ローラとを備え、上記加熱ローラ及び上記加圧ローラの間にトナーが転写された記録紙を通過させることにより、上記トナーを定着させるための定着装置であって、
上記加熱ローラ及び上記加圧ローラの少なくとも一方の回転軸を変位可能に保持し、上記加熱ローラ及び上記加圧ローラが互いに接するニップ状態と、上記加熱ローラ及び上記加圧ローラが互いに離れたニップ解除状態との間で、上記回転軸を変位させるカムと、
上記カムの動作を制御するためのカム制御部とを備えたことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
記録紙が詰まっているか否かを検知するためのジャム検知部を備え、
上記カム制御部は、上記ニップ状態において上記ジャム検知部により記録紙が詰まっていると検知された場合に、上記ニップ解除状態となるように上記回転軸を変位させることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
上記カム制御部は、上記ニップ解除状態において上記ジャム検知部により記録紙が詰まっていないと検知された場合に、上記ニップ状態となるように上記回転軸を変位させることを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
上記カムは、上記回転軸を自重で変位させることにより、上記ニップ状態から上記ニップ解除状態へと切り替えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の定着装置。
【請求項５】
感光体の表面に形成された静電潜像をトナーで現像することによりトナー像を形成し、当該トナー像を記録紙に転写することにより画像を形成する画像形成装置であって、
上記記録紙に転写されたトナーを定着させるための定着部に、請求項１〜４のいずれか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、所定の温度に加熱される加熱ローラと、当該加熱ローラに対して所定の圧力で接する加圧ローラとを備え、上記加熱ローラ及び上記加圧ローラの間にトナーが転写された記録紙を通過させることにより、上記トナーを定着させるための定着装置及びこれを備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ又は複写機などの画像形成装置として、感光体の表面に形成された静電潜像をトナーで現像することによりトナー像を形成し、当該トナー像を記録紙に転写することにより画像を形成する構成が知られている。トナー像が転写された記録紙は、所定の温度に加熱される加熱ローラと、当該加熱ローラに対して所定の圧力で接する加圧ローラとを備えた定着部へと搬送される。これらの加熱ローラと加圧ローラの間を記録紙が通過することにより、記録紙上のトナーが定着されるようになっている。
【０００３】
通常、加熱ローラには、ギア等の連結機構を介してモータが連結されており、当該モータの駆動により加熱ローラを回転させることができるとともに、当該加熱ローラに接している加圧ローラも回転させることができる。一方、モータが駆動していないときには、連結機構又はモータなどの駆動系の負荷に起因して、加熱ローラ及び加圧ローラが回転しにくい状態となっている。そのため、定着部で記録紙が詰まった場合に、詰まった記録紙を引っ張ることにより加熱ローラ及び加圧ローラを回転させて記録紙を取り除くことは困難である。
【０００４】
加熱ローラ及び加圧ローラを回転させずに、詰まった記録紙を引き抜くことも考えられる。しかし、加熱ローラ及び加圧ローラは、互いに比較的高い圧力で接しているため、これらのローラを回転させることなく詰まった記録紙を取り除くのも困難である。
【０００５】
下記特許文献１では、シート搬送装置の一例として、互いに接する２つのローラ間の圧力が、一方のローラの回転軸に作用する軸受けバネの付勢力によって変化するような構成が開示されている。この例では、シートに外力が加えられた場合に、当該外力に起因して軸受けバネが圧縮されて、上記回転軸が変位することにより、ローラ間の圧力が解除されるようになっている。
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−２１８４２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１のような構成であっても、軸受けバネの付勢力に抗してシートに外力が加えられるため、シートが薄い場合などには、外力によってシートが破れ、その紙片が装置内に入り込むことによって、故障の原因になるおそれがある。また、２つのローラ間の圧力が、軸受けバネの付勢力によって変化するため、ローラ間の圧力を精度よく微調整することが難しいといった問題がある。
【０００８】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、詰まった記録紙を容易に取り除くことができるとともに、加熱ローラ及び加圧ローラ間の圧力を精度よく微調整することができる定着装置及びこれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の本発明に係る定着装置は、所定の温度に加熱される加熱ローラと、当該加熱ローラに対して所定の圧力で接する加圧ローラとを備え、上記加熱ローラ及び上記加圧ローラの間にトナーが転写された記録紙を通過させることにより、上記トナーを定着させるための定着装置であって、上記加熱ローラ及び上記加圧ローラの少なくとも一方の回転軸を変位可能に保持し、上記加熱ローラ及び上記加圧ローラが互いに接するニップ状態と、上記加熱ローラ及び上記加圧ローラが互いに離れたニップ解除状態との間で、上記回転軸を変位させるカムと、上記カムの動作を制御するためのカム制御部とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
このような構成によれば、加熱ローラ及び加圧ローラの少なくとも一方の回転軸を変位可能に保持するカムの動作を制御することにより、ニップ状態とニップ解除状態とを容易に切り替えることができる。したがって、記録紙が詰まった場合には、カムの動作を制御してニップ解除状態とすることにより、詰まった記録紙を容易に取り除くことができる。また、上記回転軸がカムにより直接保持されているので、カムを動作させることにより、加熱ローラ及び加圧ローラ間の圧力を精度よく微調整することができる。
【００１１】
第２の本発明に係る定着装置は、記録紙が詰まっているか否かを検知するためのジャム検知部を備え、上記カム制御部は、上記ニップ状態において上記ジャム検知部により記録紙が詰まっていると検知された場合に、上記ニップ解除状態となるように上記回転軸を変位させることを特徴とする。
【００１２】
このような構成によれば、ニップ状態において記録紙が詰まっていると検知された場合には、自動的に回転軸を変位させてニップ解除状態とすることができる。したがって、詰まった記録紙をより容易に取り除くことができる。
【００１３】
第３の本発明に係る定着装置は、上記カム制御部は、上記ニップ解除状態において上記ジャム検知部により記録紙が詰まっていないと検知された場合に、上記ニップ状態となるように上記回転軸を変位させることを特徴とする。
【００１４】
このような構成によれば、ニップ解除状態において記録紙が詰まっていないと検知された場合には、自動的に回転軸を変位させてニップ状態とすることができる。したがって、ニップ解除状態で詰まった記録紙を取り除いた場合には、自動的にニップ状態に戻るので、ニップ状態に戻すための作業を別途行なう必要がなく、作業性が向上する。
【００１５】
第４の本発明に係る定着装置は、上記カムは、上記回転軸を自重で変位させることにより、上記ニップ状態から上記ニップ解除状態へと切り替えることを特徴とする。
【００１６】
このような構成によれば、ニップ状態からニップ解除状態へと切り替える際には、カムによって回転軸が自重で変位するので、回転軸を変位させるために大きな力を加える必要がなく、詰まった記録紙をより容易に取り除くことができる。
【００１７】
第５の本発明に係る画像形成装置は、感光体の表面に形成された静電潜像をトナーで現像することによりトナー像を形成し、当該トナー像を記録紙に転写することにより画像を形成する画像形成装置であって、上記記録紙に転写されたトナーを定着させるための定着部に、上記定着装置を備えたことを特徴とする。
【００１８】
このような構成によれば、第１の本発明に係る定着装置と同様の効果を奏する画像形成装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、加熱ローラ及び加圧ローラの少なくとも一方の回転軸を変位可能に保持するカムの動作を制御することにより、ニップ状態とニップ解除状態とを容易に切り替えることができるので、詰まった記録紙を容易に取り除くことができる。また、上記回転軸がカムにより直接保持されているので、カムを動作させることにより、加熱ローラ及び加圧ローラ間の圧力を精度よく微調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置１の内部構成を示した断面図である。当該画像形成装置１は、外部から入力される画像データに基づく画像を記録紙に形成するためのプリンタであり、その外形が略直方体形状の本体ハウジング２により規定されている。本体ハウジング２内には、給紙部３、画像形成部４及び定着部５などが収容されている。
【００２１】
給紙部３は、記録紙を収容するための記録紙カセット３１を備えており、当該記録紙カセット３１内に設けられた支持板３２上に、記録紙を積層した状態で収容することができるようになっている。支持板３２は、その一端部に設けられた支軸３３を中心に回転可能となっており、支軸３３側とは反対側の端部が上方へ付勢されることにより、最上部の記録紙が給紙ローラ３４に対して押圧される。この状態で給紙ローラ３４が回転駆動されることにより、記録紙カセット３１内に収容されている記録紙が、本体ハウジング２の内部に形成されている搬送路６に１枚ずつ送り出される。
【００２２】
記録紙カセット３１から搬送路６に送り出された記録紙は、当該搬送路６を通って画像形成部４側へ搬送される。そして、記録紙は画像形成部４の直前で一旦停止され、画像形成部４により記録紙に画像を形成するタイミングに合わせて、レジストローラ７によって画像形成部４に送り出される。
【００２３】
画像形成部４は、感光体ドラム４１、帯電器４２、光書込みユニット４３、現像器４４、転写器４５及びクリーニング装置４６を備え、電子写真方式により記録紙に画像を形成する。円筒状の感光体ドラム４１の表面には感光体が形成されており、画像形成時には、回転駆動される感光体ドラム４１の表面が帯電器４２により一様に帯電される。光書込みユニット４３は、外部から入力される画像データなどに基づいて、ＬＥＤ(Light-Emitting Diode)又はレーザ光源から光を出力する。帯電器４２により一様に帯電された感光体ドラム４１の表面には、光書込みユニット４３から出力される光で露光されることにより、静電潜像が形成される。
【００２４】
静電潜像が形成された感光体ドラム４１の表面には、現像器４４から供給されるトナーが付着することによりトナー像が形成され、当該トナー像が転写器４５を用いて記録紙に転写される。転写後に感光体ドラム４１の表面に残留したトナーは、クリーニング装置４６により取り除かれる。転写器４５によりトナー像が転写された記録紙は、搬送路６を通って定着部５へ搬送される。
【００２５】
定着部５には、所定の温度に加熱される加熱ローラ５１と、当該加熱ローラ５１に対して所定の圧力で接する加圧ローラ５２とが備えられている。トナー像が転写された記録紙は、加熱ローラ５１と加圧ローラ５２の間を通過することによりトナーが定着された後、排出ローラ８を介して、本体ハウジング２の外部に形成された排出トレイ９上に排出される。
【００２６】
本体ハウジング２には、開閉可能な開閉カバー２２が取り付けられており、当該開閉カバー２２を開状態とすることにより、画像形成装置１内の各部のメンテナンスを行うことができるようになっている。上記メンテナンスの例としては、感光体ドラム４１の交換、又は、搬送路６内で詰まった記録紙の除去などを挙げることができる。
【００２７】
図２は、定着部５の具体的構成の一例を示した概略側面図である。定着部５には、上述の加熱ローラ５１及び加圧ローラ５２を備えた定着装置が配置されている。
【００２８】
加熱ローラ５１は、円筒体からなり、その軸線方向に沿って延びる回転軸５３を中心に回転可能となっている。同様に、加圧ローラ５２は、円筒体からなり、その軸線方向に沿って延びる回転軸５４を中心に回転可能となっている。加熱ローラ５１の回転軸５３及び加圧ローラ５２の回転軸５４は、それぞれ金属により形成され、水平方向に沿って互いに平行に延びるように本体ハウジング２に取り付けられる。図２（ａ）に示すように、加熱ローラ５１と加圧ローラ５２が互いに所定の圧力で接した状態（ニップ状態）では、各ローラ５１，５２の回転軸５３，５４が水平方向に並んでいる。
【００２９】
加熱ローラ５１の回転軸５３には、１つ又は複数のギアを介して、ローラ駆動モータが連結されている。これにより、ローラ駆動モータの駆動力が、ギアを介して加熱ローラ５１に伝達され、当該加熱ローラ５１の回転に伴って加圧ローラ５２が回転するようになっている。すなわち、ローラ駆動モータは、加熱ローラ５１及び加圧ローラ５２を回転させるために駆動されるローラ駆動部を構成している。
【００３０】
加熱ローラ５１の回転軸５３は、本体ハウジング２に対して変位可能な状態では取り付けられていないのに対して、加圧ローラ５２の回転軸５４には、本体ハウジング２に対して変位可能な状態で取り付けられている。より具体的には、本体ハウジング２が取り付けられる本体フレームに、加圧ローラ５２の回転軸５４の両端部をスライド可能に取り付けるための長孔５５が形成されている。
【００３１】
上記長孔５５は、その長手方向の長さが回転軸５４の外径よりも長く、上記長手方向に対して直交方向の幅が回転軸５４の外径と同程度になるように、一直線状に形成されている。当該長孔５５は、ニップ状態で各ローラ５１，５２の回転軸５３，５４が並ぶ方向（水平方向）に直交する方向（鉛直方向）、すなわちニップ状態で各ローラ５１，５２が接する位置（ニップ位置）における接線方向に対して、傾斜する方向に延びている。
【００３２】
加圧ローラ５２の回転軸５４の両端部は、それぞれ樹脂製又は金属製のカム５６により変位可能に保持されている。当該カム５６は、各ローラ５１，５２の回転軸５３，５４に平行な回転軸５７を中心に回転可能に設けられており、カム駆動モータの駆動力によってカム５６を回転させることができるようになっている。当該カム５６は、その少なくとも一部の外周面が滑らかに連続する曲面からなり、当該外周面に接するように、加圧ローラ５２の回転軸５４を保持することができるようになっている。ただし、カム５６の形状は、図２に示すような形状に限らず、各種形状のカム５６を採用することができる。
【００３３】
図２（ａ）に示したニップ状態では、カム５６に保持された加圧ローラ５２の回転軸５４の両端部が、長孔５５の上端縁に接している。この状態では、各ローラ５１，５２の回転軸５３，５４が互いに水平方向に並び、各ローラ５１，５２の外周面が互いに所定の圧力で接することによりニップ状態となっている。
【００３４】
図２（ａ）に示した状態から矢印Ａの方向にカム５６を回転させた場合には、図２（ｂ）に示すように、加圧ローラ５２の回転軸５４の両端部がカム５６の外周面に沿ってスライドするとともに、自重によって長孔５５内を下方側に向かって変位する。そして、カム５６をさらに回転させ、加圧ローラ５２の回転軸５４をさらに下方に変位させた場合には、図２（ｃ）に示すように、回転軸５４の両端部が長孔５５の下端縁に接した状態になり、各ローラ５１，５２の外周面が互いに離れたニップ解除状態に切り替わる。
【００３５】
上述の態様とは逆に、図２（ｃ）に示したニップ解除状態から矢印Ａとは逆方向にカム５６を回転させた場合には、加圧ローラ５２の回転軸５４の両端部がカム５６の外周面に沿ってスライドすることにより、長孔５５内を上方側に向かって変位する。このようにして、加圧ローラ５２の回転軸５４の両端部が長孔５５の上端縁に接するまでカム５６を回転させることにより、ニップ解除状態からニップ状態に切り替えることができる。
【００３６】
図３は、画像形成装置１の電気的構成の一例を示したブロック図である。当該画像形成装置１は、上述した給紙部３、画像形成部４及び定着部５の他に、ジャム検知部１０、開閉検知部１１及び制御部１００などを備えている。定着部５には、上述の通り、加熱ローラ５１を回転させるためのローラ駆動モータ５８と、カム５６を回転させるためのカム駆動モータ５９とが備えられている。
【００３７】
ジャム検知部１０は、例えば光学センサにより構成され、定着部５において記録紙が詰まっているか否かを検知する。当該ジャム検知部１０の一例として、定着部５に対して記録紙の搬送方向の上流側又は下流側に光学センサを配置し、当該光学センサによって記録紙の端部を検知するような構成を例示することができる。このような構成によれば、上記光学センサで記録紙の先端を検知してから所定時間以内に記録紙の後端を検知しない場合に、定着部５に記録紙が詰まっていると検知することができる。ただし、ジャム検知部１０は、光学センサに限らず、機械的なスイッチなどの他の機構によって構成されてもよい。
【００３８】
開閉検知部１１は、例えば光学センサにより構成され、開閉カバー２２の開閉を検知する。ただし、ジャム検知部１０と同様、開閉検知部１１も、光学センサに限らず、機械的なスイッチなどの他の機構によって構成することが可能である。
【００３９】
制御部１００は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)を備え、当該ＣＰＵがコンピュータプログラムを実行することにより、カム５６の動作を制御するためのカム制御部１０１として機能する。当該カム制御部１０１は、カム駆動モータ５９に供給する電力を制御することにより、カム５６を回転又は停止させることができる。
【００４０】
図４は、ジャム検知部１０により記録紙が詰まっていると検知された場合に制御部１００が行う処理の一例を示したフローチャートである。
【００４１】
ジャム検知部１０により記録紙が詰まっている状態（ジャム）が検知された場合には（ステップＳ１０１でＹｅｓ）、その後に開閉カバー２２が開かれて、開閉検知部１１により開状態が検知されるか否かが監視される（ステップＳ１０２）。そして、記録紙が詰まった状態で開閉カバー２２の開状態が検知されれば（ステップＳ１０２でＹｅｓ）、カム５６が回転されることにより、加圧ローラ５２の回転軸５４が下方側に変位し、ニップ解除状態となる（ステップＳ１０３）。
【００４２】
ユーザは、ニップ解除状態において定着部５に詰まった記録紙を取り除いた後、開閉カバー２２を閉じる。開閉検知部１１により開閉カバー２２の閉状態が検知された場合には（ステップＳ１０４でＹｅｓ）、ジャム検知部１０により記録紙が詰まっているか否かが検知される。そして、記録紙が詰まっていないと検知されれば（ステップＳ１０５でＮｏ）、カム５６が逆方向に回転されることにより、加圧ローラ５２の回転軸５４が上方側に変位し、ニップ状態となる（ステップＳ１０６）。
【００４３】
上記の例では、ジャム検知部１０及び開閉検知部１１の検知結果に基づいてカム５６の動作を制御するような構成について説明したが、このような構成に限らず、ジャム検知部１０の検知結果のみに基づいてカム５６の動作を制御することも可能である。すなわち、ニップ状態においてジャム検知部１０により記録紙が詰まっていると検知された場合には、直ちにカム５６が回転されることにより加圧ローラ５２の回転軸５４が下方側に変位し、ニップ解除状態となるような構成であってもよい。この場合、ニップ解除状態において詰まった記録紙が取り除かれ、ジャム検知部１０により記録紙が詰まっていないと検知された場合には、直ちにカム５６が回転されることにより加圧ローラ５２の回転軸５４が上方側に変位し、ニップ状態となるような構成であってもよい。
【００４４】
本実施形態では、加圧ローラ５２の回転軸５４を変位可能に保持するカム５６の動作を制御することにより、ニップ状態とニップ解除状態とを容易に切り替えることができる。したがって、記録紙が詰まった場合には、カム５６の動作を制御してニップ解除状態とすることにより、詰まった記録紙を容易に取り除くことができる。また、上記回転軸５４がカム５６により直接保持されているので、カム５６を動作させることにより、加熱ローラ５１及び加圧ローラ５２間の圧力を精度よく微調整することができる。
【００４５】
特に、本実施形態では、ニップ状態において記録紙が詰まっていると検知された場合には、カム５６が回転されることにより、自動的に回転軸５４を変位させてニップ解除状態とすることができる。したがって、詰まった記録紙をより容易に取り除くことができる。
【００４６】
また、ニップ解除状態で詰まった記録紙が取り除かれ、記録紙が詰まっていないと検知された場合には、カム５６が回転されることにより、自動的に回転軸５４を変位させてニップ状態とすることができる。したがって、ニップ解除状態で詰まった記録紙を取り除いた場合には、自動的にニップ状態に戻るので、ニップ状態に戻すための作業を別途行なう必要がなく、作業性が向上する。
【００４７】
さらに、本実施形態では、ニップ状態からニップ解除状態へと切り替える際には、カム５６によって回転軸５４が自重で変位するので、回転軸５４を変位させるために大きな力を加える必要がなく、詰まった記録紙をより容易に取り除くことができる。
【００４８】
以上の実施形態では、ローラ駆動モータ５８の駆動力が加熱ローラ５１に伝達され、当該加熱ローラ５１の回転に伴って加圧ローラ５２が回転するような構成について説明した。しかし、このような構成に限らず、ローラ駆動モータ５８の駆動力が加圧ローラ５２に伝達され、当該加圧ローラ５２の回転に伴って加熱ローラ５１が回転するような構成であってもよい。
【００４９】
この場合、カム５６が加熱ローラ５１の回転軸５３を変位可能に保持するような構成であってもよい。すなわち、カム５６は、ローラ駆動モータ５８の駆動力が直接伝達されるローラとは異なるローラの回転軸を、変位可能に保持するような構成であることが好ましい。ただし、ローラ駆動モータ５８の駆動力が直接伝達されるローラの回転軸にカム５６を設けることも可能である。この場合、加熱ローラ５１又は加圧ローラ５２のいずれか一方の回転軸がカム５６により変位可能に保持されるような構成ではなく、両方の回転軸がカム５６により変位可能に保持されるような構成であってもよい。
【００５０】
また、以上の実施形態では、加熱ローラ５１の回転軸５３と加圧ローラ５２の回転軸５４とが、ニップ状態で水平方向に並ぶような構成について説明した。しかし、このような構成に限らず、加熱ローラ５１の回転軸５３と加圧ローラ５２の回転軸５４とが、ニップ状態で水平方向に対して傾斜する方向に並ぶような構成であってもよい。
【００５１】
以上の実施形態では、本発明がプリンタに適用された場合について説明したが、このような構成に限らず、本発明は、定着部を備えた画像形成装置であれば、プリンタ以外に、複写機などの他の画像形成装置にも適用可能である。また、本発明は、定着機能のみを備えた定着装置にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の内部構成を示した断面図である。
【図２】定着部の具体的構成の一例を示した概略側面図である。
【図３】画像形成装置の電気的構成の一例を示したブロック図である。
【図４】ジャム検知部により記録紙が詰まっていると検知された場合に制御部が行う処理の一例を示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００５３】
１    画像形成装置
５    定着部
１０    ジャム検知部
５１    加熱ローラ
５２    加圧ローラ
５３    回転軸
５４    回転軸
５５    長孔
５６    カム
５７    回転軸
５９    カム駆動モータ
１００    制御部
１０１    カム制御部
【図１】
2009265327.tif 000003
【図２】
2009265327.tif 000004
【図３】
2009265327.tif 000005
【図４】
2009265327.tif 000006