JP2003043834A - 定着装置及びこれを備える画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加熱された記録材からの水蒸気による案内部
材への水滴の付着を防止し、記録材の波打や、両面画像
形成時における画像流れを防止することができる定着装
置及びこれを備える画像形成装置を提供する。 【解決手段】 排紙ガイド３１の加熱後の記録材Ｐとの
接触面に界面活性剤を塗布する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式、静
電記録方式等を採用するプリンタ、ファクシミリ装置、
複写機等の画像形成装置に用いる定着装置及びこれを備
える画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、かかる定着装置にあっては、未定
着像を担持する記録材を加熱することにより該未定着像
を該記録材に定着させる定着装置であって、加熱後の記
録材を所定位置に案内するガイド部材を備える定着装置
が知られている。

【０００３】例えば、かかる定着装置は、セラミック製
のヒータと、該ヒータの裏面に取り付けられたサーミス
タと、ポリイミド等の耐熱樹脂フィルムスリーブの外周
にＰＦＡやＰＴＦＥといった離型性の良い樹脂をコート
した定着フィルムと、加圧ローラとを備えている。

【０００４】上記定着フィルムは、フィルムガイドによ
り内側から支えられている。

【０００５】上記ヒータへの通電は、上記サーミスタに
よって検出された温度に応じて、ＣＰＵがトライアック
をＯＮ、ＯＦＦすることによりなされる。

【０００６】上記加圧ローラは、芯金の上にシリコーン
ゴム等の耐熱弾性体が被覆されている。上記加圧ローラ
を上記定着フィルムに圧接することで、定着ニップを形
成し、該定着ニップに記録材を通過させることで、未定
着トナー像を記録材に定着させる。上記加圧ローラに
は、モータから駆動ギヤ列を介して駆動力が伝達され
て、上記定着フィルム及び記録材を搬送する。

【０００７】上記定着ニップの記録材の搬送方向下流側
（定着ニップでの加熱後の記録材が排出される側）に
は、ガイド部材たる排紙ガイドが設けられており、上記
加圧ローラへの記録材の巻きつきを防止したり、所定位
置に配置された排紙トレーへの記録材の案内をするため
に用いられている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うな従来の定着装置にあっては、記録材に含まれていた
水分が同時に加熱されるために、蒸気として発生し排紙
ガイドに水滴として付着する場合がある。

【０００９】これが多量になると、後から排出されてく
る紙の先端に付着して先端を波打たせたり、或いは、両
面プリントをしようと再度画像形成工程に戻る時に、感
光体ドラムに水滴を付着させて画像を流れさせたりす
る。

【００１０】特に、この現象は装置が冷えている状態で
発生しやすいため、スタンバイ状態での加熱のない上述
のフィルム加熱方式の定着装置においては顕著な問題と
なり得る。

【００１１】又、ローラ定着においても記録材が吸湿し
ていると同様の問題が発生する場合がある。

【００１２】更には、排紙ガイドには、定着装置からの
記録材の排出を検出するセンサが取り付けられているこ
とが多いが、水滴が直接このセンサに落ちて破壊した
り、或いはその先の電装基板にまで達して故障の一因と
なる虞がある。

【００１３】従来、この問題は、図６に示すようにガイ
ド部材たる排紙ガイド２３１に風を通すための穴２３４
を形成したり、或いは、排紙センサの周囲を水滴受けで
囲ったりして対策していた。

【００１４】しかしながら、排紙部分は自然対流をもち
いて風を流すことが多いのと、強引な除湿は記録材のカ
ールの原因となることがわかっているため、容易に対策
を打つことができなかった。

【００１５】そこで、本発明は、加熱された記録材から
の水蒸気による案内部材への水滴の付着を防止し、記録
材の波打や、両面画像形成時における画像流れを防止す
ることができる定着装置及びこれを備える画像形成装置
の提供を目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本出願によれば、上記目
的は、未定着像を担持する記録材を加熱することにより
該未定着像を該記録材に定着させる定着装置であって、
加熱後の記録材を所定位置に案内するガイド部材を備え
る定着装置において、ガイド部材は、加熱後の記録材と
の接触面に界面活性剤が塗布されているという第一の発
明によって達成される。

【００１７】又、本出願によれば、上記目的は、第一の
発明において、ガイド部材は、加熱後の記録材との接触
面をなすリブが形成されているという第二の発明によっ
ても達成される。

【００１８】更に、本出願によれば、上記目的は、第一
の発明又は第二の発明において、ガイド部材は、界面活
性剤が添加された樹脂材料で形成されているという第三
の発明によっても達成される。

【００１９】又、本出願によれば、上記目的は、第一の
発明乃至第三の発明のいずれかにおいて、ガイド部材に
塗布される界面活性剤は、フッ素系の界面活性剤である
という第四の発明によっても達成される。

【００２０】更に、本出願によれば、上記目的は、一連
の画像形成プロセスによって形成された画像を記録材に
記録する画像形成装置であって、第一の発明乃至第四の
発明のいずれかの定着装置を備えるという第五の発明に
よっても達成される。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に関し
て、添付図面に基づき説明する。

【００２２】（第一の実施形態）先ず、本発明の第一の
実施形態について説明する。

【００２３】図１は、本実施形態にかかる画像形成装置
の概略構成を示す模式的断面図である。

【００２４】本実施形態に画像形成装置は、図１に示す
ように、像担持体としての感光ドラム１と、帯電ローラ
２と、像露光装置（レーザスキャナ）３と、現像装置４
と、転写ローラ５と、クリーニング装置６と、定着装置
１１とを備えている。

【００２５】感光ドラム１は、ＯＰＣ、アモルファスシ
リコン等の感光材料をアルミニウムやニッケル等からな
るシリンダ状の基体上に形成して構成されており、所定
のプロセススピードで回転駆動されるようになってい
る。

【００２６】帯電ローラ２は、感光ドラム１表面に所定
の押圧力で当接されて感光ドラム１の回転駆動に伴い従
動回転し、帯電バイアス電源（図示せず）から帯電ロー
ラ２に対して所定の帯電バイアスを印加して、感光ドラ
ム１を所定の極性、電位に帯電処理するようになってい
る。

【００２７】露光装置３は、入力される画像情報に応じ
てレーザー光Ｌによる露光を、帯電処理された感光ドラ
ム１上に行って静電潜像を形成するようになっている。

【００２８】現像装置４は、本実施の形態では現像スリ
ーブ４ａを有する反転現像装置であり、現像スリーブ４
ａには現像バイアス電源（図示せず）より現像バイアス
が印加されるようになっている。

【００２９】転写ローラ５は、芯金上にソリッド状の弾
性層を成形したローラ転写方式の接触転写手段であり、
転写バイアス電源（図示せず）より転写バイアスが印加
されるようになっている（転写ローラ５の詳細な構成に
ついては後述する）。

【００３０】次に、本実施形態の画像形成装置の画像形
成動作について説明する。

【００３１】画像形成時には、感光ドラム１は駆動手段
（図示せず）により所定のプロセススピードで回転駆動
される。この時、帯電バイアスを印加して感光ドラム１
表面を帯電処理する。

【００３２】そして、帯電処理された感光ドラム１表面
に、露光装置３からレーザー光Ｌを画像情報に応じてＯ
Ｎ、ＯＦＦ制御して走査露光がなされ、感光ドラム１上
に静電潜像が形成される。

【００３３】この静電潜像は現像装置４で現像され、ト
ナー像として顕像化される。

【００３４】このとき、用紙等の記録材Ｐは、手差しト
レイ（図示せず）又はカセット７から給紙ローラ１５ａ
によって１枚づつ取り出され、先端が感光ドラム１表面
上に形成されるトナー像と同期をするようにレジスタセ
ンサ９でタイミングを取って、感光ドラム１と転写ロー
ラ５とで形成される転写ニップ部（転写部）に供給され
る。

【００３５】そして、転写ニップ部において、転写バイ
アスが印加された転写ローラ５により感光ドラム１上の
前記トナー像が記録材Ｐに転写される。

【００３６】トナー像が転写された記録材Ｐは、定着装
置１１に搬送され、定着装置１１のニップ部で加熱加圧
されてトナー像が記録材Ｐ上に永久固着画像として定着
されて、外部に排出される。

【００３７】一方、転写後に感光ドラム１上に残留して
いる転写残トナーは、クリーニング装置６によって感光
ドラム１上から除去される。

【００３８】或いは、両面印字をされる場合には、定着
装置１１後にあるフラッパ１８で搬送方向を下方に切り
替えられて、両面用の積載カセット１９に一時収納され
る。その後、積載カセット１９内の記録材Ｐ２は給紙ロ
ーラ１５ｂによって再度給紙されて、搬送ローラ１７
ａ，１７ｂ等で搬送されて、第一面と同様の画像形成プ
ロセスを経て反対面に像を形成されて排紙トレー１４に
排出される。

【００３９】図２は、定着装置１１の概略構成を示す断
面図である。

【００４０】定着装置１１は、図２に示すように、セラ
ミック製のヒータ２０と、ヒータ２０の裏面に取り付け
られたサーミスタ２１と、ポリイミド等の耐熱樹脂フィ
ルムスリーブの外周にＰＦＡやＰＴＦＥといった離型性
の良い樹脂をコートした定着フィルム２５と、加圧ロー
ラ２６とを備えている。

【００４１】この定着フィルム２５は、フィルムガイド
２２により内側から支えられている。

【００４２】セラミック製のヒータ２０への通電は、サ
ーミスタ２１によって検出された温度に応じて、ＣＰＵ
２３がトライアック２４をＯＮ、ＯＦＦすることにより
なされる。

【００４３】加圧ローラ２６は、芯金２６ａの上にシリ
コーンゴム等の耐熱弾性体２６ｂが被覆されている。こ
の加圧ローラ２６を定着フィルム２５に圧接すること
で、定着ニップａを形成し、この定着ニップａに記録材
Ｐを通過させることで、未定着トナー像を記録材Ｐい定
着させる。この加圧ローラ２６には、モータ３０から駆
動ギヤ列２９を介して駆動力が伝達されて、定着フィル
ム２５及び記録材Ｐを搬送する。

【００４４】定着ニップａの記録材Ｐの搬送方向下流側
（定着ニップａでの加熱後の記録材Ｐが排出される側）
には、排紙ガイド３１が設けられており、加圧ローラ２
６への巻きつきを防止したり、所定位置に配置された排
紙トレーへの案内するために用いられている。

【００４５】図３は、本実施形態における、ＰＢＴやＰ
ＥＴといった樹脂製の排紙ガイド３１上に、界面活性剤
３５をスプレーガン３３によって塗装する様子を示して
いる。

【００４６】界面活性剤として使用できるものの選定基
準は排紙ガイドの達する温度でも、分解を起こさない
ものであること。濡れ性を与えるためには、塗布後の
水との接触角を２０度以下に下げることのできるもので
あること。より好ましくは、１０度以下にさげることの
できるものである。

【００４７】具体的には、耐熱性の面からフッ素系の界
面活性剤が好ましく、例えば、ダイキン工業株式会社製
ユ二ダインＤＳ−１０１、ＤＳ−１０２、ＤＳ−２０
１、ＤＳ−２０２、ＤＳ−３０１、ＤＳ−４０１、ＤＳ
−４０２、旭硝子工業株式会社製サーフロンＳ−１１
１、Ｓ−１１２、Ｓ−１１３、Ｓ−１３１、Ｓ−１３
２、Ｓ−１４５といったものが挙げられる。

【００４８】これらのものは、水のなかの含有量が、
０.１％でも水の表面張力を４４.６×１０^-3Ｎ／ｍ以下
にまで下げることが可能である。又、多くは、０.００
１％でも水の表面張力を４３×１０^-3Ｎ／ｍ以下にまで
下げることが可能である。

【００４９】図４に示すように、界面活性剤の溶けた水
滴の表面張力をγｌ、樹脂の表面張力をγｓ、樹脂と水
滴の界面の表面張力をγｓｌとした場合に、接触角θを
つかって力のつりあいの式は、近似的に以下のように表
せる。

【００５０】図４につりあいの力の関係を示す。図４に
おいて、符号３６は樹脂の基材を示し、符号３７は水滴
を示している。 γｓ＝γｌｃｏｓθ+｜γｓ−γｌ｜ この式の意味するところは、γｓとγｌを近い値にする
とθが０に近づきぬれやすくなるということである。

【００５１】本発明で用いる界面活性剤の場合は少量の
溶解で水滴の表面張力を排紙ガイドの樹脂材料と同等に
するか、むしろ下げてしまうので、濡れ性を得ることが
できる。逆にいうと界面活性剤でも、樹脂の表面張力に
近いところまで水の表面張力を下げられないもの、ない
し濃度のものでは本発明には使えない。

【００５２】具体的な実施にあたっては、先述の界面活
性剤を０.１％までの濃度で水で希釈し、スプレーで塗
布すればよい。これらの多くは水に溶けるため、作業性
もよい。

【００５３】０.１％以上に希釈した場合には、両面印
字をすると問題を発生させることがある。それは搬送ガ
イドから記録材を介して、感光体ドラムに界面活性剤が
運ばれて表面に付着すると潜像が流れてしまうという現
象である。０.１％以下の濃度の希釈であれば、問題は
発生しない。

【００５４】記録材との磨耗での界面活性剤の剥がれが
心配なら、一度樹脂の成型温度近くまで過熱して界面活
性剤を焼き付けても良い。フッ素系の界面活性剤である
ので、耐熱性が高く、特に旭硝子工業株式会社製サーフ
ロンＳ−１１１等は２５０℃まで耐熱性があるので焼き
付けに適している。

【００５５】尚、界面活性剤のコート方法については、
スプレーに限らず、ディップやはけ塗りでも何ら問題な
い。

【００５６】（第二の実施形態）次に、本発明の第二の
実施形態について説明する。尚、第一の実施形態と同様
の構成に関しては，同一符号を付し、その説明を省略す
る。

【００５７】図５は、本実施形態におけるガイド部材を
説明するものである。

【００５８】本実施形態のガイド部材たる排紙ガイド１
３１には、図５に示すように、リブ１３２が形成されて
おり、リブ１３２の間の平面部１３５には、記録材Ｐが
直接接触しないようにしてある。本実施形態では、この
ような構造の排紙ガイド１３１に実施形態で用いたもの
と同じ界面活性剤をスプレーでコートするようになって
いる。

【００５９】リブ１３２の間隔ｐとリブの高さｈの関係
は、ｐ／ｈ≦１５であることが、記録材の剛性から非接
触を保つために必要である。

【００６０】このようにリブ１３２を設けた結果とし
て、記録材との摺擦による磨耗は、リブ１３２が受け持
つため平面部では起こらず、且つ、発生した蒸気は露結
しても平面部１３５で広がり水滴とならないので、記録
材Ｐについて排出されたり、両面印字画像を乱したりし
ない。

【００６１】又、このようにリブ１３２を設けたこと
で、上述の第一の実施形態では寿命にして５万枚の効果
しか維持できなかったが、本実施形態では１５万枚を超
えても何ら性能の低下を起こさなかった。

【００６２】（第三の実施形態）次に、本発明の第三の
実施形態について説明する。尚、第一の実施形態と同様
の構成に関しては，同一符号を付し、その説明を省略す
る。

【００６３】上述の第一の実施形態又は第二の実施形態
では、排紙ガイド３１又は排紙ガイド１３１の表面に界
面活性剤を塗布したが、本実施形態では、ガイド部材た
る排紙ガイドを形成している樹脂の中に、界面活性剤が
添加されている。

【００６４】第一の実施形態の中で述べた旭硝子工業株
式会社製 サーフロンＳ−１１１等は、耐熱温度も２５
０℃と高く排紙ガイドに用いる樹脂剤に添加して成型し
ても分解することがない。

【００６５】このように予め樹脂に添加して成型する
と、後工程での塗布が必要なくなるとともに表面の界面
活性剤密度が低下すると、内部からの供給も期待するこ
とができる。

【００６６】

【発明の効果】以上説明したように、本出願にかかる第
一の発明によれば、ガイド部材は、加熱後の記録材との
接触面に界面活性剤が塗布されているので、ガイド部材
の該接触面での表面張力が低下し、加熱された記録材か
らの水蒸気による案内部材への水滴の付着を防止し、記
録材の波打や、両面画像形成時における画像流れを防止
することができる。

【００６７】又、本出願にかかる第二の発明によれば、
ガイド部材は、加熱後の記録材との接触面をなすリブに
界面活性剤が塗布されているので、ガイド部材の該接触
面での表面張力が低下し、加熱された記録材からの水蒸
気による案内部材への水滴の付着を防止し、記録材の波
打や、両面画像形成時における画像流れを防止すること
ができる。

【００６８】更に、本出願にかかる第三の発明によれ
ば、界面活性剤が添加された樹脂材料で形成されている
ガイド部材は、加熱後の記録材との接触面に界面活性剤
が塗布されているので、ガイド部材の該接触面での表面
張力が低下し、加熱された記録材からの水蒸気による案
内部材への水滴の付着を防止し、記録材の波打や、両面
画像形成時における画像流れを防止することができる。

【００６９】又、本出願にかかる第四の発明によれば、
ガイド部材は、加熱後の記録材との接触面にフッ素系の
界面活性剤が塗布されているので、ガイド部材の該接触
面での表面張力が低下し、加熱された記録材からの水蒸
気による案内部材への水滴の付着を防止し、記録材の波
打や、両面画像形成時における画像流れを防止すること
ができる。

【００７０】更に、本出願にかかる第五の発明によれ
ば、ガイド部材は、加熱後の記録材との接触面に界面活
性剤が塗布されているので、ガイド部材の該接触面での
表面張力が低下し、加熱された記録材からの水蒸気によ
る案内部材への水滴の付着を防止し、記録材の波打や、
両面画像形成時における画像流れを防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施形態にかかる画像形成装置
の概略構成を示す模式的断面図である。

【図２】図１の画像形成装置に備えられた定着装置の概
略構成を示す模式的断面図である。

【図３】本発明の第一の実施形態におけるガイド部材へ
の界面活性剤の塗布を説明するための図である。

【図４】ガイド部材上の水滴に働く力を説明するための
図である。

【図５】本発明の第二の実施形態におけるガイド部材の
概略構成を示す図である。

【図６】従来におけるガイド部材の概略構成を示す図で
ある。

【符号の説明】

１１定着装置 ３１排紙ガイド（ガイド部材） １３１ 排紙ガイド（ガイド部材） １３２ リブ ３５ 界面活性剤 Ｐ 記録材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H033 AA15 AA39 AA46 BA10 3F101 FA01 FA02 FB08 FC01 FC07 FC19 FD02 FD07 LA02 LA05 LA07 LB03

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 未定着像を担持する記録材を加熱するこ
   とにより該未定着像を該記録材に定着させる定着装置で
   あって、加熱後の記録材を所定位置に案内するガイド部
   材を備える定着装置において、ガイド部材は、加熱後の
   記録材との接触面に界面活性剤が塗布されていることを
   特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 ガイド部材は、加熱後の記録材との接触
   面をなすリブが形成されていることとする請求項１に記
   載の定着装置。
3. 【請求項３】 ガイド部材は、界面活性剤が添加された
   樹脂材料で形成されていることとする請求項１又は請求
   項２に記載の定着装置。
4. 【請求項４】 ガイド部材に塗布される界面活性剤は、
   フッ素系の界面活性剤であることとする請求項１乃至請
   求項３のいずれか一項に記載の定着装置。
5. 【請求項５】 一連の画像形成プロセスによって形成さ
   れた画像を記録材に記録する画像形成装置であって、請
   求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の定着装置を
   備えることを特徴とする画像形成装置。