JP2005292652A - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 搬送路の温度上昇を防止し、定着後のトナーが再溶融する事を防ぐ。
【解決手段】 複数の定着器２０、２１と、それら複数の定着器のうち、いずれかの定着器を迂回するバイパスＰｂと、該バイパスＰｂが迂回する定着器２１を経由するタンデムパスＰｔとを有し、バイパスＰｂを定着器２１の対流熱が通る定着器２１の鉛直な上方向の投影面外に配置する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、シート材上に画像を定着する定着装置および該定着装置を備えた画像形成装置に関する。

画像形成装置においては、一般的にトナーよってシート上に描かれた未定着画像を、定着器において熱加圧することでシート面に定着させる。定着器は、内部のヒータによって加熱されており、通過するシートに奪われる熱量を補いつつ、定着に必要な温度を維持するように制御される。

さて、画像形成装置で搬送されるシートマテリアルの種類は年々増加してきており、一つの定着器で画像定着を行う構成では、全てのマテリアルに対して安定した定着性、定着画像の画質、プロダクティビティを両立させる事が困難になっている。これに対応する為、複数の定着器を搬送路中に直列に並べて配置し、熱量不足を始めとした定着器１個構成に起因する問題を回避する手法が取られるようになった（例えば、特許文献１および特許文献２参照。）。
特開平０６−３４８１５９ 特開平０７−２７１２２６

ところで、例えば、普通紙と呼ばれる坪量の小さな用紙や、厚紙の２面目（水分含有量が低下し、シート温度も上昇している）など、１つの定着器で定着性を満足でき、２つ以上の定着器を通過させて過剰な熱量を加えるとカールや定着ローラへの巻き付きといった問題を発生するマテリアルがある。このようなマテリアルに対応するために、複数の定着器を通過する主搬送路から分岐し、複数の定着器のうちのいくつかの定着器を迂回する迂回搬送路を別途に設け、２つ以上の定着器を通過させると問題が発生するマテリアルは迂回搬送路を通過させることが考えられる。

しかし、迂回搬送路が迂回する定着器からの対流熱によって迂回搬送路が加熱されると以下のような問題が発生する。定着器の加熱は画像形成装置がスタンバイであろうが画像形成中であろうが行われるため迂回搬送路は画像形成装置の電源が入っている間は常時、加熱される。ここで、迂回搬送路が加熱されると迂回搬送路を通るシートに迂回搬送路が接触し、それが原因で既にシート上に定着されたトナーが再度、溶融して画像不良が発生してしまう。また、溶融したトナーが迂回搬送路に固着し、それが原因でジャムが発生してしまう。また溶融したトナーが迂回搬送路に設けられた搬送ローラに付着し、搬送ローラを汚染し、それによって搬送不良、サービスメンテナンスを頻繁に行う必要が発生してしまう。

本発明は、複数の定着器のうちの少なくとも１つの定着器を迂回する迂回搬送路を有する定着装置において、迂回搬送路が迂回する定着器からの熱の影響を迂回搬送路が受けることによって生じる画像劣化や搬送不良等が起こらないようにすることを目的としている。

本願発明は、シート材上に形成されたトナー画像をシート材に定着させる為の複数の定着手段と、前記複数の定着手段のうち、少なくとも１つ以上の定着手段を迂回してシートを搬送する迂回搬送路と、前記迂回搬送路で迂回する少なくとも１つ以上の定着手段を経由してシートを搬送する主搬送路と、を有し、前記迂回搬送路は、前記迂回搬送路が迂回する定着手段の鉛直な上方向の投影領域の外に設けられていることを特徴とする。

本発明では、迂回搬送路が迂回する定着手段の鉛直な上方向の投影領域の外に迂回搬送路が設けられているために、迂回搬送路が定着器からの熱の影響をうけてしまうことに起因する画像劣化や搬送不良等が防止される。

以下に、実施例を挙げて、本発明をより具体的に説明する。なお、これら実施例は、本発明における最良の実施形態の一例ではあるものの、本発明はこれら実施例により限定されるものではない。

図１、図２を用いて、本発明の実施例を説明する。図１は本発明を適用した画像形成装置の概略断面である。図２は本発明を適用した定着装置とその周辺の搬送経路を示した図である。

１はプリンタ本体であり、プリンタ本体１の上部には、イエロー・マゼンタ・シアン・ブラックの計４色の一次画像を形成する為のエンジン部分Ｙ，Ｍ，Ｃ，ＢＫが配置されている。パソコン等の外部機器から送信されてきた印刷データは、プリンタ本体１を制御するコントローラ３で受信され、書き込み画像データとして各色のレーザースキャナ１０へ出力される。

レーザースキャナ１０は感光ドラム１２上へとレーザを発光し、書き込み画像データに従った光像を描く。

各色の一次画像形成部は、感光ドラム１２と、感光ドラム１２の表面に均一な帯電を施すための帯電器１３、帯電器１３により帯電された感光ドラム１２の表面に前記レーザースキャナ１１が光像を描く事で作成された静電潜像を、中間転写ベルト１６へと転写すべきトナー像へと現像するための現像器１４と、感光ドラム１２の表面に現像されたトナー像を中間転写ベルト１６に転写するための一次転写ローラ１９と、トナー像を転写した後、感光ドラム１２に残留したトナーを除去するためのクリーナ（図示せず）とから構成される。中間転写ベルト１６に一次転写されたトナー像は、２次転写ローラ１７においてシート上へと再転写される。２次転写ローラ１７で転写されずに残留したトナーは、クリーナ１８によって回収される。一次画像を形成する為のエンジン部Ｙ，Ｍ，Ｃ，ＢＫとエンジン部、中間転写ベルト１６および２次転写ローラ１７等によって本発明の画像形成部が構成されている。

給紙部３０は、シート搬送の最上流に位置し、本実施例のプリンタでは、装置下部に２段設けられている（３０ａ，ｂ）。給紙部から給紙されたシートは、縦搬送パス３６を通って下流側へと搬送される。縦搬送パス３６の最下流位置には、レジストローラ対４０があり、ここで最終的なシートの斜行補正と、画像形成部での画像書き込みとシート搬送のタイミング合わせが行われる。

画像形成部の下流側には、シートＳ上のトナー像を永久画像として定着するための第１定着器２０、そして、第１定着器２０を通過したシートに対し、要求に応じて追加定着を行うための第２定着器２１が設けられている。第１定着器２０と第２定着器２１は共に回転体対によってシートを狭持してシートを搬送しながら、発熱体からの熱と回転体対の狭持圧とによってトナーをシート上に定着する。搬送パスは、第１定着器２０の下流で、第２定着器２１へ向う本発明の主搬送路であるタンデムパスＰｔと第２定着器２１を迂回する本発明の迂回搬送路であるバイパスＰｂとに分岐し、第２定着器２１の下流で再び合流する。タンデムパスＰｔとバイパスＰｂとの分岐点Ｓｐには、タンデムパスＰｔとバイパスＰｂとを切換え可能な搬送路切換え手段であるフラッパＦが備えられており、コントローラ３からの要求信号に応じて、両搬送パスを選択可能になっている。タンデムパスＰｔとバイパスＰｂとの合流点Ｍｐの下流には、両面印刷用の両面搬送パス４６への入口を兼ねたシート反転部４５と、像が定着されたシートＳをプリンタ本体１から排出するための排出ローラ２２が設けられ、プリンタ本体１の外側には、排出ローラ２２で排出されたシートＳを受け取るための排紙トレイ２３が構成されている。また、シートの第２面に画像を形成するためには反転搬送路４５に搬送してシートを反転した後、両面搬送路４６を通過させて再度画像形成部にシートを導く。

そして、普通紙や厚紙の２面目等の、１つの定着器で定着性を満足でき、２つ以上の定着器を通過させて過剰な熱量を加えるとカールや定着ローラへの巻き付きといった問題を発生するようなマテリアルの場合にはバイパスＰｂを通過させて第２定着器２１を迂回させる。第１定着器２０と第２定着器２０を通過させて定着性を向上させたいマテリアルはタンデムパスＰｔを通過させる。

以下において、本発明に基づく定着構成の詳細を説明する。本実施例での定着構成の概略断面を図２に示す。複数の定着手段である第１定着器２０および第２定着器２１、タンデムパスＰｔ、バイパスＰｂから成る定着構成は先に概略を説明した通りである。

このように、バイパスＰｂは、バイパスＰｂが迂回する第２定着２１の鉛直な上方向の投影領域の外、即ち、第２定着２１の下方をシートＳが通過するようにに設けられている。これによってバイパスＰｂ内の温度が上昇する事が防止され、第２定着２１を通さずバイパスＰｂにシートＳを通した場合でも、スムーズにシートを送ることができる。第２定着２１の外側とバイパスＰｂの距離は第２定着から流れる対流熱および輻射熱を考慮して、少なくともバイパスＰｂ内の温度がトナーの融解開始温度である例えば７５℃以上にならないように所定距離を離している。

図３は画像形成装置１の概観および第２定着２１の排熱経路を示した斜視図である。説明図の簡略化のためその他の部品については省略している。

図３において第２定着２１から発せられる熱量はその大部分が対流熱となって第２定着２１の上方へ流れる。画像形成装置１の背面には排熱ダクト５０が配置されており、その内部には軸流ファン５１が配置されている。熱を強制的に装置外部へ移動させる熱流移動手段である排熱ダクト５０と軸流ファン５１とによって、第２定着の上方に流れた熱流を画像形成装置１の外部へと排出している。なお、図２のように第２定着の下部にバイパスＰｂを設けているので図３に示した熱流にさらされる事がなく、バイパス内Ｐｂ内の温度が上昇する事もない。

図４に実施例２の画像形成装置の断面図を示す。実施例１と同様の役割を持つ部品については同符号を記し、説明を省略する。

実施例１では第２定着２１の下方にバイパスＰｂを配置していたのに対して、実施例２ではバイパスＰｂ−２を分岐点Ｓｐから上方に向けてシートを搬送するように配置し、バイパスＰｂ−２によって搬送されたシートを排出する排紙トレイ６０を画像形成装置１の上部に設けている。第１定着２０によって定着されたシートは分岐点Ｓｐにおいて第２定着２１に向かう場合はシートは搬送経路を変えず、定着後排紙トレイ２３上に排紙される。第１定着２０のみの定着で良い場合は分岐点ＳｐのフラッパーＦなどにより搬送経路を上方へ変更する。そしてシートは排紙トレイ６０に排出・積載される。シートに両面複写をする場合は１面目の複写後は第１定着２０と第２定着２１と通し、２面目の画像形成後には第１定着後に分岐点Ｓｐで搬送経路を変えて排紙トレイ６０上に排出する。

本実施例においてもバイパスＰｂ−２は第２定着２１の上方の熱流が通過する部分には配置せず、第２定着２１の上方から少し第１定着２０側に寄せるように配置している。即ち、迂回搬送路バイパスＰｂ−２は、バイパスＰｂ−２が迂回する第２定着２１の鉛直な上方向の投影領域の外に設けられている。また、パイパスＰｂ−２の配置についても第２定着から発せられる対流熱および輻射熱の影響が少なくなるように第２定着２１の外側から第１定着２０側に充分な距離をあけるように配置している。本実施例ではバイパスＰｂ−２内部の温度がトナーの溶融開始温度である７５℃以上にならないように距離をあけている。

以下に上記した本発明の実施形態における効果を詳述する。例えば、迂回搬送路が定着装置の上方に位置する場合には、迂回搬送路が迂回する定着器によってシートが定着される時にシートから発生する水蒸気が温度の低い迂回搬送路に付着する事により再度、液化され水滴となる現象が生じる。また、温度の低い迂回搬送路が定着器から流れる熱流にさらされる事により温度が上昇し、迂回搬送路の周辺の空気内の水蒸気が液化して迂回搬送路に付着する。（所謂、結露現象）この２つの現象は迂回搬送路内の温度が上昇すれば発生しないが、画像形成装置１の電源を入れたときに周囲の環境が低温である場合などは迂回搬送路内の温度が低いために顕著に現れる。

上記現象が起こると迂回搬送路内を搬送するシートに水滴が付着して画像乱れが起き、水滴が搬送抵抗になりジャムが発生するなどの問題点が生じる。

本実施形態によればこれらの問題点が解決され、以下の効果が期待できる。
（１）画像劣化を生じる事なく常に安定した画像形成が期待できる。
（２）搬送ジャムなどの発生頻度が少なくなる。その結果、搬送ジャムによるユーザの作業停止を防止できる。また、メーカに対する信頼性が向上し、ユーザー・メーカ共に商品に対する満足度が向上する。
（３）例えば、軸流ファンのような迂回搬送路内を冷却する手段を別途に設ける必要がなく、ファンを増設することによる装置の大型化やファンによる騒音を上昇させる事がなく高信頼性の画像形成装置を提供できる。

実施例１の定着器２個とタンデムパス・バイパスを有する画像形成装置の概略断面 実施例１の定着構成における断面配置図 画像形成装置の概観および第２定着２１の排熱経路を示した斜視図 実施例２の定着器２個とタンデムパス・バイパスを有する画像形成装置の概略断面

符号の説明

Ｓ シート
２０、２１ 定着器（定着手段）
Ｐｂ バイパス（迂回搬送路）
Ｐｔ タンデムパス（主搬送路）
１ 画像形成装置

Claims (5)

1. シート材上に形成されたトナー画像をシート材に定着させる為の複数の定着手段と、
   前記複数の定着手段のうち、少なくとも１つ以上の定着手段を迂回してシートを搬送する迂回搬送路と、
   前記迂回搬送路が迂回する少なくとも１つ以上の定着手段を経由してシートを搬送する主搬送路と、を有し、
   前記迂回搬送路は、前記迂回搬送路が迂回する定着手段の鉛直な上方向の投影領域の外に設けられていることを特徴とする定着装置。
2. 前記複数の定着手段より発生する熱を強制的に装置外部へ移動させる熱流移動手段を有することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記迂回搬送路は、前記迂回搬送路が迂回する定着手段の下方をシートが通過するように設けられていることを特徴とした請求項１または２記載に定着装置。
4. 前記迂回搬送路は分岐点において前記主搬送路から分岐し、
   シートを前記主搬送路と前記迂回搬送路とのうちのいずれかの搬送路へ導くか切換える搬送路切換え手段が前記分岐点に設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の定着装置。
5. シートに画像を転写する転写手段と、
   前記転写手段によって転写された画像をシートに定着するための請求項１乃至４のいずれか１項に記載の定着装置と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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