JP2005257853A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ニップ部の上方がケーシングの内壁や搬送ガイドにより覆われていたり、搬送経路が横方向の構成のため、ニップ部の上方にプレスローラもしくはヒートローラが位置する場合は、水蒸気が結露して水滴を生じ、この水滴が定着装置内を通過する用紙に附着する恐れがある。
【解決手段】熱ローラ定着式の定着装置１０のケーシング２０には、ヒートローラ１１とプレスローラ１２とのニップ部Ｂの直上方を含む領域に、用紙の通過口である用紙搬出口Ｄの開口が形成され、該開口の直上方で用紙の搬送を案内する用紙搬送ガイド１８が備えられると共に、該用紙搬送ガイド１８には蒸気逃がし孔２６・２６・・・が形成され、蒸気逃がし孔２６・２６・・・は、用紙搬送路Ａの中央Ｆより、用紙幅方向の左右に向かうにつれて、その開口面積が小さくなるように形成される。
【選択図】図４

Description

本発明は、熱ローラ定着式の定着装置を備える画像形成装置の技術に関する。

熱ローラ定着方式の定着装置では、ヒートローラとプレスローラとのニップ部で用紙が加熱および加圧されてトナー定着が行われるが、この定着時に用紙に含まれる水分が蒸発して、水蒸気が発生する。
近年では、定着装置内の保温性を高めてウォームアップタイムの短縮等を図るべく、定着装置のケーシングは出来るだけ密閉構造に構成され、該ケーシングには用紙の搬入口および搬出口のみが開口される。
また、用紙は、画像形成装置内部を搬送ガイドにより案内されて搬送されるが、用紙の搬送経路が定着装置を挟んで屈曲している場合は、定着装置の出口又は入口側で、搬送ガイドにより定着装置の内部が覆われることになる。ここで、定着装置の保温性を確保すべく、定着装置の周辺では、一対の搬送ガイドにより形成される案内空間は用紙が通過可能な程度に狭く形成されている。
このため、定着時に蒸発した水蒸気が、定着装置の休止時等ヒートローラの温度が低下した折に、定着装置のケーシング内や前記搬送ガイド上で結露して水滴となることがある。そうすると、その後の定着処理時に、ケーシングの内壁や搬送ガイドより水滴が落下して用紙に附着することになり、用紙がふやけてトナーが滲んだり、そりや皺を生じるなど、画像品質が劣化又は悪化する不具合がある。

このような不具合を改善する技術として、特許文献１に開示される技術がある。
該技術では、ヒートローラやプレスローラを包囲する定着装置のケーシングに、水蒸気を逃すための蒸気逃がし孔が複数穿設される構成である。そして、定着時に発生する水蒸気が定着装置外に設けるファンにより、前記ケーシング外へと排出され、結露した水滴の落下による画像品質の劣化や悪化が防止される。

特開平９−２８１８２５号公報

水蒸気が発生するのは、主として、用紙が前記ニップ部を通過する時点である。また、水蒸気は通常上昇するものである。
このため、ニップ部の上方が、ケーシングの内壁や搬送ガイドにより覆われていると、ファンにより水蒸気の排出を図ろうとしても、水蒸気が逃げられず、ニップ上方に位置するケーシング内壁や搬送ガイドに、水蒸気が結露してしまうことがある。
また、定着装置を通過する用紙の搬送経路が横方向である場合は、ニップ部の上方にプレスローラもしくはヒートローラが位置する構成となり、これらのローラ上に水蒸気が結露してしまう可能性がある。
ここで、特許文献１に開示される技術の場合は、特にニップ部の直上方を、水蒸気の排出経路とすることを意図しているわけではないため、上記のような不具合の発生を防止できない。

つまり、解決しようとする問題点は、ニップ部の上方がケーシングの内壁や搬送ガイドにより覆われていたり、搬送経路が横方向の構成のため、ニップ部の上方にプレスローラもしくはヒートローラが位置する場合は、水蒸気が結露して水滴を生じ、この水滴が定着装置内を通過する用紙に附着する恐れがある点である。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、
熱ローラ定着式の定着装置を備える画像形成装置であって、
該定着装置には、ヒートローラと、プレスローラと、前記両ローラを包囲するケーシングとを備え、
前記両ローラのニップ部でトナーの熱定着が行われる構成とし、
前記ケーシングには、前記ニップ部の直上方を含む領域に、開口が形成されるものである。

請求項２においては、
前記開口は、前記ケーシングに形成される用紙の通過口を兼用するものとし、
前記開口の直上方で用紙の搬送を案内するガイドを備えると共に、
該ガイドには開口が形成されるものである。

請求項３においては、
前記ガイドの開口は、
用紙搬送路の中央から用紙幅方向の左右に向かうにつれて、その開口面積が小さくなるように形成されるものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、定着装置のケーシング内に水蒸気が滞留することがないので、定着装置やその周辺の温度が低下した折でも、ケーシング内壁に水蒸気が結露して水滴を生じることがない。

請求項２においては、ニップ部の直上方が、用紙搬送ガイドにより覆われてしまう構成であっても、ケーシング内や用紙搬送ガイドの下側に水蒸気が滞留することがない。

請求項３においては、用紙サイズに関わらず、用紙が必ず通過する中央部で、用紙搬送ガイドの開口を介して水蒸気が確実に逃がされると共に、用紙搬送ガイドに形成される開口面積の総量を抑えられるので、定着装置の保温が確実となる。

本発明の画像形成装置の一実施の形態であるプリンタ１について、図面を用いて説明する。

まず、図１を用いて、プリンタ１の全体構成を説明する。
プリンタ１は、電子写真プロセスにより画像形成を行う装置であり、該プリンタ１内に、帯電、露光、現像、転写、クリーニング、定着の各プロセスを担当する装置が設けられている。
これらの装置は、記録用の用紙が収容される給紙装置２から排紙トレイ３に至る用紙搬送路Ａに沿って付設されており、具体的には次のような装置よりなる。

まず、給紙装置２の下流側には感光体ドラム４が配置されており、該感光体ドラム４上に、印字画像が静電潜像として形成される。
感光体ドラム４の周辺には、感光体ドラム４を帯電させる帯電器５、感光体ドラム４上に光照射して静電潜像を形成させる露光手段としてのレーザ走査装置６、トナーを感光体ドラム４に供給する現像ローラ７、用紙に静電潜像に対応するトナー像を転写する転写ローラ８、転写後のトナーを回収するイレーサブラシ９、が設けられている。
さらに、感光体ドラム４の下流側には定着装置１０が配置されており、該定着装置１０で、用紙上のトナー像の定着処理が行われる。
そして、トナー像が定着された用紙が、排紙トレイ３上へと排出される。

図２、図３を用いて、定着装置１０について説明する。
定着装置１０は熱ローラ定着式であり、ヒートローラ１１とプレスローラ１２とが備えられ、両ローラ１１・１２のニップ部Ｂで用紙が加熱および加圧されて、トナー定着が行われる構成である。
また、定着装置１０には、前記両ローラ１１・１２を包囲するケーシング２０が備えられている。該ケーシング２０には、一対の開口が形成されており、それぞれ用紙搬入口Ｃおよび用紙搬出口Ｄである。これらの開口は、定着装置１０内を用紙搬送路Ａに沿って搬送させるために、ケーシング２０に形成される開口である。つまり、ケーシング２０により、前記両ローラ１１・１２を出来る限り密閉構造として放熱量が低減されるようにし、定着装置１０のウォームアップタイムの短縮が図られている。

図３に示すように、ケーシング２０は大まかには二分割構成であり、ヒートローラ１１側の第一ケーシング２１と、プレスローラ１２側の第二ケーシング２２と、からなる。
円筒状のヒートローラ１１は、軸受け１３・１３を介して、第一ケーシング２１に回動自在に支持される。該ヒートローラ１１の内部には、熱源としてのハロゲンランプ２３が挿入されている。また、ヒートローラ１１の軸上には駆動ギヤ１４が固設されており、第一ケーシング２１に付設されるモータ１５から駆動伝達機構を介して駆動ギヤ１４が駆動される。
第二ケーシング２２には、軸受け１６・１６がそれぞれスプリング１７（図２に図示）を介して弾性支持されており、これらの軸受け１６・１６にプレスローラ１２が回動自在に設けられている。
ここで、第一ケーシング２１と第二ケーシング２２とを連結固定した状態では、ヒートローラ１１によりプレスローラ４がケーシング２２内へと押し付けられてスプリング１７・１７が縮められる。そして、短縮状態のスプリング１７・１７で発生する付勢力により、ヒートローラ１１とプレスローラ１２とが圧接され、ニップ部Ｂを通過する用紙は、加熱されると共に加圧される。

また、図１から図３に示すように、定着装置１０の周辺で、その下流側には、用紙搬送ガイド１８・２７が設けられている。用紙搬送ガイド２７は第一ケーシング２１に固設され、用紙搬送ガイド１８は第二ケーシング２２に回動自在に設けられている。そして、用紙搬送ガイド１８・２７とにより、用紙搬出口Ｄを通過した用紙が用紙搬送路Ａに沿って案内される。
ここで、用紙搬送ガイド１８は、第二ケーシング２２に対して回動自在の構成であると共に、自重により用紙搬出口Ｄを閉鎖する側に付勢された状態にある。このため、用紙搬送ガイド１８は、用紙が通過する際には用紙との接触により用紙搬出口Ｄを開放し、用紙が通過しない場合は用紙搬出口Ｄを閉鎖するものである。
したがって、用紙の通過時を除いてケーシング２０の上側の開口（用紙搬出口Ｄ）が閉鎖される構成として、定着装置１０の保温性がより一層確保されるものとしている。なお、熱は上昇するものであるので、ケーシング２０の下側の開口（用紙搬入口Ｃ）を閉鎖せず、上側の開口のみを閉鎖可能としても、保温上有意義である。

本実施の形態では、用紙搬送ガイド１８は定着装置１０のケーシング２０（第二ケーシング２２）に設けられる構成であるが、定着装置１０外のプリンタ１内部に設けられるフレームの一部を、用紙搬送用のガイドとする構成であっても良い。

図１を用いて、用紙搬送路Ａに沿って設けられる前記各装置のレイアウトについて説明する。
プリンタ１では、プリンタ１の最下部に給紙装置２が位置し、給紙装置２の上方に前記各プロセスに関わる装置が配置されている。前記各プロセスに関わる装置においては、定着装置１０を除く各装置がプリンタ１の中央部に位置し、定着装置１０はその上方に位置する構成である。
したがって、用紙搬送路Ａは、定着装置１０を通過する部分では、縦方向の搬送経路に構成されている。加えて、定着装置１０に対して排紙トレイ３が側方に位置する構成であるので、定着装置１０を通過した用紙は、前記用紙搬送ガイド１８等により、側方（図１中左方）へと案内される構成である。

同じく図１を用いて、プリンタ１内の排気機構について説明する。
プリンタ１内には、プリンタ１内に備える熱源により熱せられた空気を、プリンタ１外へ排出するための排気ファン１９と、該排気ファン１９により送出される空気を挿通するための排気経路Ｅが形成されている。
前記熱源としては、プリンタ１内の上部に設ける定着装置１０や、プリンタ１内の下部に設ける電源ユニット（不図示）等がある。

そして、図１には、感光体ドラム４の上方かつ定着装置１０の側方には、一定量の開放空間が確保されている様子が示されているが、この空間も排気経路Ｅの一部である。
排気経路Ｅは、例えば、電源ユニットや定着装置１０とを連通する経路として形成され、この経路の始端及び終端部に相当する部位には、プリンタ１のケーシングが開口されて吸気口および排気口が形成される共に、吸気口または排気口には排気ファン１９が付設されるものである。
そして、プリンタ１内で発生した熱がプリンタ１外へと排出されて、電子写真プロセスに関わる各種装置への熱影響が抑止される。

次に、図１、図２を用いて、定着装置１０における水蒸気対策構造について説明する。
定着装置１０においては、前記ニップ部Ｂにおける熱定着時に、用紙より水蒸気が発生する。このニップ部Ｂで発生した水蒸気は、一旦上方へ向けて上昇するが、前記排気経路Ｅ内の空気流に誘引されて、プリンタ１の外部へと排出される。
ニップ部Ｂで発生した水蒸気は、まず直上方へ向けて移動するため、ニップ部Ｂの上方に水蒸気の移動を規制するフレーム等が存在すると、水蒸気の排出が阻害されることになる。
この水蒸気の排出が不完全であって、例えば定着装置１０のケーシング２０内に水蒸気が滞留する場合、定着装置１０およびその周辺の温度が低下した際には、この水蒸気がケーシング２０内で結露して、水滴を生じることになる。そして、その後の定着処理時に、この水滴が用紙に落下すると画像品質に不具合を生じてしまう。そこで、このような水滴の結露を防止するための構成が、プリンタ１には設けられている。

ここで、ニップ部Ｂの上方の配置構成について説明する。
前述したように、ケーシング２０には、用紙搬送路Ａに沿って、用紙搬入口Ｃおよび用紙搬出口Ｄの開口が形成されると共に、定着装置１０の通過部分で用紙搬送路Ａは縦方向である。つまり、ニップ部Ｂの直上方に用紙搬出口Ｄが位置し、ニップ部Ｂの直下方には用紙搬入口Ｃが位置する構成となる。
加えて、定着装置１０の下流側で、用紙搬送路Ａが排紙トレイ３側へ向けて屈曲する構成のため、用紙搬出口Ｄの直上方が、前記用紙搬送ガイド１８により、塞がれる配置となる。
つまり、ニップ部Ｂで発生した水蒸気は、直上方へ向けて移動するうち、用紙搬出口Ｄを介して第一ケーシング２１および第二ケーシング２２の外部に出た後、用紙搬送ガイド１８と接触して、上方への移動が規制されてしまうことにある。このため、用紙搬送ガイド１８にも、次に示すように、水蒸気を逃がすための構造が設けられている。

特に、本実施の形態では、用紙搬送ガイド１８は回動自在であり、用紙が通過する際を除いて用紙搬出口Ｄが閉鎖されてしまう構成である。
また、用紙搬送ガイド１８が固定される構成であっても、用紙搬出口Ｄの下流のガイド部材（用紙搬送ガイド１８・２７に相当）により囲われる空間が保温を意図して狭く形成されると、水蒸気は逃れにくい。特に、用紙搬出口Ｄの直上方に用紙搬送ガイドが位置する場合に、より水蒸気は逃れにくくなる。

図４を用いて、用紙搬送ガイド１８の構成について説明する。
用紙搬送ガイド１８は、用紙幅方向（ヒートローラ１１等の軸方向）に沿って延出するガイド本体２４を備え、該ガイド本体２４上に多数のリブ２５が突出形成されると共に、リブ２５・２５間の適宜箇所に蒸気逃がし孔２６・２６が穿設される構成である。

リブ２５・２５・・・は、ガイド本体２４より、用紙搬送路Ａ側および反用紙搬送路Ａ側に突出する構成であるが、リブ２５・２５・・・の端部が、用紙搬送路Ａに沿って搬送される用紙と接触するガイド部として機能する。つまり、用紙搬送路Ａ側にリブ２５の先端を突出させる構成とすることで、用紙搬送ガイド１８と用紙との接触抵抗が低減されている。

用紙搬送ガイド１８には、各蒸気逃がし孔２６が用紙幅方向に沿って配置されると共に、用紙幅方向の蒸気逃がし孔２６・２６・・・の列は、平行に二列形成されている。
また、各列の蒸気逃がし孔２６・２６・・・は、用紙搬送路Ａの中央Ｆより、用紙幅方向の左右に向かうにつれて、その開口面積が小さくなるように形成されている。

前記蒸気逃がし孔２６・２６・・・は、ガイド本体２４を貫通する孔である。
このため、ニップ部Ｂの直上方は、全体として用紙搬送ガイド１８に覆われているが、蒸気逃がし孔２６・２６・・・のため、部分的に開放されることになる。つまり、ニップ部Ｂで発生した水蒸気の上昇が、用紙搬送ガイド１８のために阻害されてしまうことがない。
したがって、用紙搬送ガイド１８の下方に水蒸気が滞留することがないので、定着装置１０やその周辺の温度が低下した折でも、用紙搬送ガイド１８の底面に水蒸気が結露して水滴を生じることがない。

以上の水蒸気対策構造における特徴点をまとめる。
この水蒸気対策構造は、熱ローラ定着式の定着装置１０を備えるプリンタ１に適用されている。該定着装置１０には、ヒートローラ１１と、プレスローラ１２と、前記両ローラ１１・１２を包囲するケーシング２０とが備えられている。
そして、両ローラ１１・１２のニップ部Ｂで、トナーの熱定着が行われる構成であり、ケーシング２０には、ニップ部Ｂの直上方を含む領域に、開口（用紙搬出口Ｄ）が形成されている。

このため、ニップ部Ｂを通過する用紙より発生する水蒸気が、定着装置１０のケーシング２０に邪魔されることなく上昇する。
したがって、定着装置１０のケーシング２０内に水蒸気が滞留することがないので、定着装置１０やその周辺の温度が低下した折でも、ケーシング２０内壁に水蒸気が結露して水滴を生じることがない。

なお、本実施の形態では、用紙が定着装置１０内を縦方向に搬送される構成であるため、用紙搬出口Ｄがニップ部Ｂの直上方に位置し、この用紙搬出口Ｄを、水蒸気逃がし用の開口として利用できる。
一方、用紙が定着装置内を横方向に搬送される構成の場合は、用紙搬出口とは別に、ニップ部の直上方に位置する領域でケーシングに開口を設けることで、この開口より水蒸気を逃がすことが可能である。
つまり、定着装置における用紙搬出口や用紙搬入口を、水蒸気逃がし用の開口に限定するものではない。

特に、プリンタ１では、用紙が定着装置１０内を縦方向に搬送される構成である。このため、ケーシング２０には、ニップ部Ｂの直下方を含む領域で用紙搬入口Ｃが形成されると共に、ニップ部Ｂの直上方を含む領域で用紙搬出口Ｄが形成されている。
つまり、ニップ部の直上方を含む領域でケーシング２０に形成される開口が、用紙の通過口である用紙搬出口Ｄを兼用する構成である。

また、前記開口である用紙搬出口Ｄの直上方には、用紙の搬送を案内する用紙搬送ガイド１８が設けられており、該用紙搬送ガイド１８には、開口（蒸気逃がし孔２６・２６・・・）が形成されている。

このため、ニップ部Ｂで用紙より生じた水蒸気は、用紙搬出口Ｄ（前記開口）と、用紙搬送ガイド１８に形成される開口（蒸気逃がし孔２６・２６・・・）と、を経て、上昇する。
したがって、ニップ部Ｂの直上方が、用紙搬送ガイド１８により覆われてしまう構成であっても、ケーシング２０内や用紙搬送ガイド１８の下側に水蒸気が滞留することがない。

なお、本実施の形態では、用紙搬送ガイド１８は、定着装置１０のケーシング２０に回動自在に設けられる構成であるが、この構成に限定されるものではない。用紙搬送ガイドはプリンタ１内のフレームに支持される構成として、用紙搬送ガイドと定着装置のケーシングとが別設される構成であっても良い。

また、用紙搬送ガイド１８に形成される開口（蒸気逃がし孔２６・２６・・・）は、用紙搬送路Ａの中央Ｆより、用紙幅方向の左右に向かうにつれて、その開口面積が小さくなるように形成されている。

このため、用紙幅方向の中央Ｆ側で左右側より、水蒸気がより多く逃がされるようになる。
したがって、用紙サイズに関わらず、用紙が必ず通過する中央部で、用紙搬送ガイド１８の開口を介して水蒸気が確実に逃がされると共に、用紙搬送ガイド１８に形成される開口面積の総量を抑えられるので、定着装置１０の保温が確実となる。

以上の作用・効果は、用紙搬送ガイドの開口を、用紙搬送路の中央Ｆから用紙幅方向の左右に向かうにつれて、その開口面積が小さくなるように形成すれば、実現されるものである。
前述した本実施の形態では、用紙搬送ガイド１８に多数の蒸気逃がし孔２６・２６・・・を形成すると共に、これらの蒸気逃がし孔２６・２６・・・を、用紙搬送路Ａの中央Ｆより、用紙幅方向の左右に向かうにつれて、その開口面積が小さくなるように形成している。
この他の構成としては、例えば、用紙搬送路の中央から用紙幅方向の左右に向かう長孔を形成し、この長孔の開口幅を中央から左右に向かうにつれて狭めるようにしてもよい。例えば、菱形の開口である。この場合でも、用紙搬送路の中央から用紙幅方向の左右に向かうにつれて、用紙搬送ガイドの開口面積が小さくなる。その他開口の形状は三角形や多角形や楕円等が可能であり限定するものではない。また、網状に多数の孔を左右方向に開口して、その数を中央が多く、左右両側が少なくなるように構成することもできる。

また、本実施の形態であるプリンタ１では、ニップ部Ｂより、ケーシング２０や用紙搬送ガイド１８により制止されることなく上昇した水蒸気は、排気ファン１９の駆動により、前記排気経路Ｅに沿ってプリンタ１外へと排出される。ここで、該排気経路Ｅは、ケーシング２０および用紙搬送ガイド１８の上方空間と連通している。

前記構成に代えて、排気ファン１９による排気が行われる排気経路が、主として、定着装置１０の下方に形成される構成のプリンタもある。
このような構成の場合は、定着装置のケーシングに開口を形成する部位として、ニップ部Ｂの直上方に位置する領域だけでなく、排気経路に近い側にも、水蒸気の逃がし孔を形成することで、保温性が若干阻害されるが、より一層、水蒸気の排出を促進させることが可能となる。

プリンタ内の各種プロセス装置の配置構成を示す横断面図である。 定着装置の横断面図である。 定着装置の分解構成を示す斜視図である。 用紙搬送ガイドの構成を示す定着装置の平面図である。

符号の説明

１ プリンタ
１１ ヒートローラ
１２ プレスローラ
１８ 用紙搬送ガイド
２０ ケーシング
２６ 蒸気逃がし孔（ガイドの開口）
Ａ 用紙搬送路
Ｂ ニップ部
Ｃ 用紙搬入口
Ｄ 用紙搬出口（ケーシングの開口）

Claims (3)

1. 熱ローラ定着式の定着装置を備える画像形成装置であって、
   該定着装置には、ヒートローラと、プレスローラと、前記両ローラを包囲するケーシングとを備え、
   前記両ローラのニップ部でトナーの熱定着が行われる構成とし、
   前記ケーシングには、前記ニップ部の直上方を含む領域に、開口が形成される、
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記開口は、前記ケーシングに形成される用紙の通過口を兼用するものとし、
   前記開口の直上方で用紙の搬送を案内するガイドを備え、
   該ガイドには開口が形成される、
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記ガイドの開口は、
   用紙搬送路の中央から用紙幅方向の左右に向かうにつれて、その開口面積が小さくなるように形成される、
   ことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
   

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