JP2005324924A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 用紙の搬送パス長を短くすることで、スループットを短縮させることを課題とする。
【解決手段】 定着装置１８内にはヒートローラ２０と加圧ローラ３０とが設けられており、ヒートローラ２０と加圧ローラ３０とにより画像が定着された用紙Ｐは、ゲート１５６によって、定着装置１８内に形成された用紙搬送路１５２又は用紙搬送路１５２とは別に定着装置１８内に形成された用紙搬送路１５４に、搬送先が切り替えられて搬送される。定着装置１８内で送り先を切り替えることができるため、片面に画像が形成された用紙Ｐを用紙搬送路１５４へ搬送して、用紙反転装置１７０へ送る場合、ゲート１５６までの用紙Ｐの搬送パス長を短くすることができる。従って、スループットが向上する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、加熱して定着させる方法により記録媒体へ画像を定着させる定着装置に関する。

プリンタ、複写機等の画像形成装置は、定着装置で画像が定着された用紙を表裏反転させて、他面（画像が定着された面の裏側の面）に画像を定着するものがある。このとき、装置本体には画像を形成するための最低限の機能を持たせ、用紙を反転させる装置（用紙反転装置）はオプションとして装着するようになっているものがある。

オプションとしての用紙反転装置は、画像形成装置本体に対して着脱可能とされ、画像形成装置本体の用紙排出部付近に設けられた切り替えゲートを切り替えることにより、用紙を用紙排出部へ、或いは用紙反転装置の反転ローラへ案内している（特許文献１参照）。

しかし、特許文献１に記載の画像形成装置では、用紙の搬送先を用紙排出部又は用紙反転装置の反転ローラへ切り替えるための切替えゲートを、用紙反転装置内に設けている。これにより、用紙反転装置へ用紙が搬送された場合、切替えゲートまでの用紙のパス長が長くなってしまい、印刷処理に要する時間（スループット）が長くなるという欠点がある。
特開平６−１１０２７４号公報

本発明は、用紙の搬送パス長を短くすることで、スループットを短縮させることを目的とする。

請求項１に記載の発明は、画像形成装置へ装着されるハウジング内に設けられ、トナー像が転写された記録媒体を加熱して画像を定着させる加熱部材と、前記加熱部材に圧接される加圧部材と、前記ハウジング内に形成され、前記加熱部材と前記加圧部材とにより画像が定着された前記記録媒体が搬送される第１搬送経路と、前記ハウジング内に前記第１搬送経路とは別に形成され、前記加熱部材と前記加圧部材とにより画像が定着された前記記録媒体が搬送される第２搬送経路と、前記記録媒体の搬送先を、前記第１搬送路又は前記第２搬送路に切り替える切り替え手段と、を有することを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、ハウジング内には、記録媒体を加熱して記録媒体にトナー像を転写する加熱部材と、この加熱部材に圧接された加圧部材とが設けられており、加熱部材と加圧部材とにより画像が定着された記録媒体は、切り替え手段によって、ハウジング内に形成された第１搬送路又は第１搬送路とは別にハウジング内に形成された第２搬送路に、搬送先が切り替えられて搬送される。

定着装置内で送り先を切り替えることができるため、例えば、表面に画像が形成された用紙を第２搬送路へ搬送して用紙反転装置へ送る場合、切り替え手段までの用紙の搬送パス長を短くすることができる。従って、スループットが向上する。また、例えば定着装置の下流側に別途搬送路を形成しなくても、用紙の種類やサイズ、片面／両面印刷等によって用紙の排出路を変更することができる。

請求項２に記載の発明は、前記切り替え手段は、前記第１搬送路及び前記第２搬送路の間に設けられ、前記第１搬送路と前記第２搬送路との間で移動可能とされたゲートであることを特徴としている。

請求項２に記載の発明によれば、第１搬送路及び第２搬送路の間に設けられたゲートを、第１搬送路と第２搬送路との間で切り替えることで、用紙は第１搬送路又は第２搬送路に搬送される。すなわち、ゲートによって用紙の搬送先が第１搬送路又は第２搬送路へ切り替えられる。

このように、第１搬送路と第２搬送路の間にゲートを設けることで、定着装置の中で第１搬送路又は第２搬送路への振り分けができる。

請求項３に記載の発明は、前記ゲートは、前記加熱部材又は前記加圧部材の軸方向に平行な長板と、該長板に長さ方向へ所定の間隔で、且つ、直交して配置された板材とで構成され、前記長板には、前記ゲートで搬送路を切り替えたとき、前記第１搬送路及び前記第２搬送路の切り替え部に設けられたリブに当たる補強部が形成されたことを特徴としている。

請求項３に記載の発明によれば、ゲートを構成する加熱部材又は加圧部材の軸方向に平行な長板には、板材が所定の間隔で直交して配置されている。また、この長板には補強部が形成されており、ゲートで搬送路を切り替えたとき、この補強部は搬送路の切り替え部に設けられたリブに当たるようになっている。

これにより、ゲートの回転軸を長板（薄板）にすることで、定着装置をコンパクトに設計できる。また、厚紙などが搬送される際に、厚紙の押圧によって長板がたわんでも、補強部が搬送路の切り替え部に設けられたリブに当たるので、ゲートが破損するのを防止できる。従って、ゲートの剛性を確保するために、必要以上に長板の厚みを増やす必要がないので、定着装置の小型化に繋がる。

請求項４に記載の発明は、前記第１搬送路と前記第２搬送路の上流側には、前記記録媒体を前記第１搬送路又は前記第２搬送路に案内する走行ロールが設けられていることを特徴としている。

請求項４に記載の発明によれば、第１搬送路と第２搬送路の上流側に走行ロールを設けることで、スムーズに用紙を第１搬送路又は第２搬送路に送ることができる。

本発明は上記構成としたので、用紙の搬送パス長が短くなり、スループットを短縮させることができる。

図１には、本発明の第１の実施形態に係る定着装置１８を備えた画像形成装置１０の概略構成図が示されている。

（画像形成装置の概要）
図１に示すように、画像形成装置１０は、画像形成装置本体１２を有し、この画像形成装置本体１２の上部にヒンジ部１４を中心に回動自在の開閉カバー１６が設けられている。

画像形成装置本体１２は、図示しない駆動モータによって所定の回転速度で図示の矢印Ａ方向に回転する感光体５０を備えている。感光体５０の下方には、感光体５０の周面を帯電する帯電ローラ５２が設けられている。帯電ローラ５２の下方には露光装置６０が配置されており、この露光装置６０からレーザ光が出射され、感光体５０の周面上に静電潜像が形成される。

感光体５０の側方には、ロータリー式の現像装置４０が配置されている。現像装置４０は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナーが収容された現像器４２ａ〜４２ｄを有している。そして、現像装置４０が９０度回転しながら、これらの現像器４２ａ〜４２ｄから感光体５０にトナーが供給されて、感光体５０の周面上にフルカラーのトナー像が形成される。

感光体５０を挟んで現像装置４０の反対側には、クリーニングブレード５６とトナー回収ボトル５８で構成されたクリーニング装置５４が設けられており、感光体５０の周面に残った転写残トナーがクリーニングブレード５６によって掻き取られ、トナー回収ボトル５８に回収される。

感光体５０の上方には、中間転写装置６２が配設されている。中間転写装置６２は、無端状の中間転写ベルト６４を備えている。中間転写ベルト６４は、ラップインロール６８、ラップアウトロール７０、二次転写バックアップロール７２、スクレーパバックロール７４及びブラシバックアップロール７６によって張架されており、ラップインロール６８とラップアウトロール７０の間で感光体５０の周面に当接しながら、図示の矢印Ｂ方向に走行する。

中間転写ベルト６４を挟んで感光体５０と対向する位置には、転写ロール６６が配置されている。この転写ロール６６によって、中間転写ベルト６４で搬送された用紙Ｐに、感光体５０に形成されたトナー像が転写される（一次転写）。

一方、画像形成装置本体１２の下部には、給紙トレイ４４が配置されている。給紙トレイ４４には用紙Ｐが収納されている。給紙トレイ４４の端部には、フィードロール４５及びリタードロール４７が配置されている。そして、給紙トレイ４４からフィードロール４５によって用紙Ｐが供給され、リタードロール４７によって捌かれて、搬送路４８に搬送される。そして、フィードロール４５とリタードロール４７の搬送方向下流側に配置されたレジストロール４９により一時停止され、タイミングを取って二次転写ロール８０と二次転写バックアップロール７２との挟持部へ搬送される。ここで、用紙Ｐ上にトナー像が転写され（二次転写）、後述する定着装置１８へ搬送され、定着装置１８で用紙Ｐ上に転写されたトナー像が定着される。そして、トナー像が定着された用紙Ｐは、定着装置１８の搬送方向上流側に設けられた搬送ロール４６Ａ、４６Ｂによって、排出口４１から開閉カバー１６の上部に設けられた排出部３６へ排出される。

中間転写ベルト６４の感光体５０と反対側には、中間転写体クリーナ８２が設けられている。中間転写体クリーナ８２は、スクレーパ８４及びブラシロール８６を備えており、二次転写後に中間転写ベルト６４に残留した廃トナーをスクレーパ８４とブラシロール８６で掻き取って、トナー回収ボトル８８に回収する。以上が、画像形成プロセスである。
（定着装置）
次に、定着装置１８について説明する。

図２に示すように、定着装置１８はハウジング１９を備えており、ハウジング１９の内部には、所定の温度に加熱されるヒートローラ２０と、このヒートローラ２０との間で用紙Ｐを圧接する加圧ローラ３０とが設けられている。

ヒートローラ２０は、金属製のコア２２（中空形状の芯金、鉄またはアルミ素管）の周囲に耐熱性弾性層２４及び低摩擦係数の離型層２６（ＰＦＡからなるチューブ）が積層されて構成されており、内部には発熱源としてのハロゲンランプ２８が配置されている。

一方、加圧ローラ３０は、エンドレスベルト３２を有し、エンドレスベルト３２の内側には圧力パッド３４と、圧力パッド３４を支持する金属製のホルダ３９が設けられている。そして、エンドレスベルト３２の両端部の内周面がベルト走行ガイド部３８の周面に支持され、エンドレスベルト３２はベルト走行ガイド部３８の周面に沿って回動可能な構成となっている。

ヒートローラ２０は、図示しない駆動モータにより矢印Ｆ方向に回転し、この回転によりエンドレスベルト３２が従動回転するようになっている。このとき、トナー像が形成された用紙Ｐが、ヒートローラ２０と加圧ローラ３０のニップ部に搬送され、ヒートローラ２０からの熱と加圧ローラ３０からの圧力によって、用紙Ｐ上のトナーが溶融し、トナー画像が用紙Ｐ上に定着する。そして、ヒートローラ２０と加圧ローラ３０の用紙搬送方向の下流側に設けられた走行ロール７８に用紙Ｐが案内され、ハウジング１９内に形成された用紙搬送路１５２又は用紙搬送路１５４へ搬送され、画像形成装置本体１２の外へ排出される。

図４〜図６に示すように、用紙搬送路１５２の下搬送面は、ヒートローラ２０の下流側にヒートローラ２０の軸方向に沿って所定の間隔で配置された板片１５５と、この板片１５５に続いて用紙搬送路１５２へ延びる複数の板片４３で構成されている。また、板片１５５と板片４３と対向して、板片１５７がヒートローラ２０の軸方向に沿って複数枚設けられており、共通の搬送路を構成している。

また、板片１５７の下流側にはリブ１７８が設けられ、用紙搬送路１５４を構成している。リブ１７８の中央には搬送ロール４６Ｂが配置され、板片４３側に設けられた搬送ロール４６Ａとの間に用紙Ｐをニップして、用紙搬送路１５２から用紙Ｐを排出する。

一方、板片４３と板片１５７の間にはゲート１５６が設けられ、用紙搬送路１５２と用紙搬送路１５４を形成している。ゲート１５６は、図４に示すように、ハウジング１９の用紙搬送方向と直交する方向とほぼ同じ寸法の長板１５８を有し、長板１５８の長手方向に所定の間隔で板材１６０が直交して設けられて構成されている。長板１５８の両端部は定着装置１８のハウジング１９の側壁１９Ａに回動可能に取り付けられている。

図４及び図７に示すように、長板１５８の長手方向の一方の端部には操作片１６２が設けられている。操作片１６２は略長方形状とされ、操作片１６２と長板１５８とは角柱１６４で接続されている。長板１５８の他方の端部にはコイルばね１６６が巻き回されており、コイルばね１６６の一端が角柱１６４に係止されている。そして、コイルばね１６６の他端がハウジング１９の側壁１９Ａに形成された孔部１６８に係止されている。これにより、ゲート１５６は矢印Ｃ方向に付勢されており、ゲート１５６は、外部から力を加えないときには、図７（Ａ）に示すように、用紙Ｐを用紙搬送路１５２（図５参照）へ案内する方向へ傾斜している。

操作片１６２の頂面１６２Ｂには、後述する用紙反転装置１７０が画像形成装置本体１２に装着されたとき、用紙反転装置１７０に設けられたソレノイド１７２が当接するようになっている。

ソレノイド１７２は図示しない制御装置に接続されており、ソレノイド１７２が通電されると、可動鉄心１７２Ａが突出して操作片１６２の頂面１６２Ｂを押圧する。これにより、操作片１６２が下方（矢印Ｄ方向）に押されて、ゲート１５６は長板１５８の一方の端部を軸として、矢印Ｃ方向と反対方向に回動する。これにより、図７（Ｂ）に示すように、ゲート１５６は、用紙Ｐを用紙搬送路１５４（図６参照）へ案内する方向へ傾斜する。

ソレノイド１７２への通電が停止すると、ゲート１５６はコイルばね１６６の付勢力によって矢印Ｃ方向に回動する。操作片１６２の上側の短部には段部１６２Ａが形成されており、図７（Ａ）に示すように、コイルばね１６６の付勢力によって、矢印Ｃ方向へ付勢したとき、段部１６２Ａがハウジング１９の側壁１９Ａに突設された係止部材１７４に係止する。これにより、ゲート１５６は元の位置に戻り、用紙Ｐを用紙搬送路１５２（図５参照）へ案内する方向へ傾斜する。

図４に示すように、長板１５８の上面（ゲート１５６をハウジング１９に取り付けたときに、長板１５８の上側となる面）には、所定の間隔で突起部１７６が形成されている。そして、図８（Ａ）に示すように、突起部１７６はリブ１７８に当接して支持されるため、長板１５８が変形しない。

また、図８（Ｂ）に示すように、長板１５８の下面には、所定の間隔で突起部１８０が形成されている。この突起部１８０は、リブ１７８（図８（Ａ）参照）と平行に設けられたリブ１８２と当接して支持されるため、長板１５８が変形しない。
（用紙反転装置）
図３に示すように、画像形成装置本体１２には、用紙反転装置１７０が装着可能とされている。画像形成装置本体１２のカバー１３（図１参照）を取り外し、用紙反転装置１７０を取り付ける。

用紙反転装置１７０は、略Ｌ字状の用紙反転装置本体１７１を有しており、用紙反転装置本体１７１の一方の端部には、ピンチローラ１８４が配設されている。ピンチローラ１８４には、スイッチバックローラ１８６が所定のニップ圧で当接している。スイッチバックローラ１８６は、図示しない駆動モータによって正転及び反転するようになっている。また、ピンチローラ１８４及びスイッチバックローラ１８６の用紙搬送方向の上流側には、センサー１８８が設置されている。定着装置１８の用紙搬送路１５４から送り出された用紙Ｐを受け入れ、センサー１８８によって用紙Ｐの搬送方向の後端部を検出すると、スイッチバックローラ１８６を反転させて搬送路１９６へ送り込むようになっている。

ピンチローラ１８４及びスイッチバックローラ１８６の用紙搬送方向下流側には、搬送ローラ１９０、１９２が配設されており、搬送路１９６へ送り込まれた用紙Ｐは、搬送ローラ１９０、１９２によって、画像形成装置本体１２に形成された挿入口１９４を通じて画像形成装置本体１２内部に搬送され、搬送路４８へ送り込まれるようになっている。

次に、本発明の定着装置に係る作用について説明する。

まず、片面印刷の場合には、図１に示すように、給紙トレイ４４から供給された用紙Ｐは、搬送路４８を通過して、感光体５０及び定着装置１８で画像が片面に形成される。そして、この用紙Ｐはゲート１５６に案内されて用紙搬送路１５２へ搬送され、搬送ロール４６Ａ、４６Ｂによって排出口４１から排出部３６へ排出される。

一方、両面印刷の場合には、図３に示すように、画像形成装置本体１２に用紙反転装置１７０を装着する。そして、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示すように、用紙反転装置１７０に設けられたソレノイド１７２によって操作片１６２が押圧され、ゲート１５６は矢印Ｃ方向と反対方向に回動する。ここで、図６に示すように、表面にトナー像が形成された用紙Ｐは、ゲート１５６に案内されて用紙搬送路１５４へ搬送される。そして、図３に示すように、センサー１８８が用紙Ｐの先搬送方向の後端を検出すると、スイッチバックローラ１８６が反転し、用紙Ｐを搬送路１９６へ送り込み、挿入口１９４を通してレジストロール４９へ搬送する。そして、感光体５０及び定着装置１８で用紙Ｐの画像が形成されていない面に画像が形成される。このとき、ソレノイド１７２の通電は停止されており、ゲート１５６は、図５に示すように、コイルばね１６６の付勢力で用紙搬送路１５２へ案内する方向へ傾いている。そして、用紙Ｐはゲート１５６に案内されて、用紙搬送路１５２へ搬送され、搬送ロール４６Ａ、４６Ｂによって排出口４１（図３参照）から排出部３６へ排出される。

このように、定着装置１８内で用紙Ｐの送り先を切り替えることができるため、片面に画像が形成された用紙Ｐを用紙搬送路１５４へ搬送して用紙反転装置１７０へ送る場合、ゲート１５６までの用紙Ｐの搬送パス長を短くすることができる。従って、スループットが向上する。また、定着装置１８の下流側に別途搬送路を形成しなくても、定着装置１８に二つの用紙搬送路が設けられているので、用紙の種類やサイズ等によって用紙の排出路を変更することができる。

さらに、用紙搬送路１５２と用紙搬送路１５４の間にゲート１５６を設けることで、定着装置１８の中で用紙搬送路１５２又は用紙搬送路１５４への振り分けができる。

また、ゲート１５６は回転軸を長板１５８にすることで、定着装置１８をコンパクトに設計することができる。さらに、ゲート１５６を構成する長板１５８に突起部１７６が形成されていることで、厚紙などが搬送される際に、厚紙の押圧によってゲート１５６（長板１５８）がたわんでも、突起部１７６、１８０が用紙搬送路１５２及び用紙搬送路１５４の切り替え部に設けられたリブ１７８、１８２に当たるので、ゲート１５６（長板１５８）が破損するのを防止できる。従って、ゲート１５６の剛性を確保するために、必要以上に長板１５８の厚みを増す必要がないので、定着装置１８の小型化に繋がる。

また、用紙搬送路１５２と用紙搬送路１５４の上流側に走行ロール７８を設けることで、スムーズに用紙Ｐを用紙搬送路１５２又は用紙搬送路１５４に送ることができる。

本発明の実施形態に係る定着装置を備えた画像形成装置本体の概略構成図である。 本発明の実施形態に係る定着装置の概略構成を示す断面図である。 本発明の実施形態に係る定着装置を備えた画像形成装置本体に用紙反転装置を装着した状態の概略構成図である。 本発明の実施形態に係る定着装置を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る定着装置において、ゲートの状態を示す断面図である。 本発明の実施形態に係る定着装置において、ゲートが回動した状態を示す断面図である。 （Ａ）本発明の実施形態に係る定着装置において、ソレノイドが操作片を押圧する前の状態を示す側面図であり、（Ｂ）ソレノイドが操作片を押圧した状態を示す側面図である。 （Ａ）本発明の実施形態に係る定着装置において、突起部１７６がリブ１７８に当接した状態を示す断面図であり（Ｂ）突起部１８０がリブ１８２に当接した状態を示す断面図である。

符号の説明

１８ 定着装置
１９ ハウジング
２０ ヒートローラ（加熱部材）
３０ 加圧ローラ（加圧部材）
７８ 走行ロール
１５２ 用紙搬送路（第１搬送路）
１５４ 用紙搬送路（第２搬送路）
１５６ ゲート（切り替え手段）
１５８ 長板
１６０ 板材
１７６ 突起部（補強部）
１７８ リブ
１８０ 突起部（補強部）
１８２ リブ

Claims (4)

1. 画像形成装置へ装着されるハウジング内に設けられ、トナー像が転写された記録媒体を加熱して画像を定着させる加熱部材と、
   前記加熱部材に圧接される加圧部材と、
   前記ハウジング内に形成され、前記加熱部材と前記加圧部材とにより画像が定着された前記記録媒体が搬送される第１搬送経路と、
   前記ハウジング内に前記第１搬送経路とは別に形成され、前記加熱部材と前記加圧部材とにより画像が定着された前記記録媒体が搬送される第２搬送経路と、
   前記記録媒体の搬送先を、前記第１搬送路又は前記第２搬送路に切り替える切り替え手段と、
   を有することを特徴とする定着装置。
2. 前記切り替え手段は、前記第１搬送路及び前記第２搬送路の間に設けられ、前記第１搬送路と前記第２搬送路との間で移動可能とされたゲートであることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記ゲートは、前記加熱部材又は前記加圧部材の軸方向に平行な長板と、該長板に長さ方向へ所定の間隔で、且つ、直交して配置された板材とで構成され、前記長板には、前記ゲートで搬送路を切り替えたとき、前記第１搬送路及び前記第２搬送路の切り替え部に設けられたリブに当たる補強部が形成されたことを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
4. 前記第１搬送路と前記第２搬送路の上流側には、前記記録媒体を前記第１搬送路又は前記第２搬送路に案内する走行ロールが設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の定着装置。

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