JP2006113342A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 分離に適した空気流を作り出す空気案内部材を設けることにより、加熱部材から転写材を確実に分離する定着装置を有する画像形成装置を提供すること。
【解決手段】 加熱部材と加圧部材とを有し、前記加熱部材と前記加圧部材により形成されるニップ部にてトナー画像を担持した転写材を加圧加熱して、ニップ部の近傍に設けられた搬送ガイド部材に沿って搬送することにより、トナー画像を転写材に定着する定着装置であって、エアーコンプレッサ、及び開閉弁を有する送風手段と、前記送風手段から送られた空気を案内する空気案内部材と、を備え、前記空気案内部材を、前記ニップ部の接線方向に伸びる面と前記加熱部材とから作られる領域に配置して、ニップ部出口に向かう空気流を形成すると共に、前記空気案内部材の一部で前記搬送ガイド部材の一部を形成したことを特徴とする定着装置を有する画像形成装置。
【選択図】 図６

Description

本発明は、電子写真技術による複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関するものである。

電子写真技術による画像形成装置には、トナー画像を担持した転写材を、ローラ、あるいはベルト等により加圧加熱しながら搬送して、トナー画像を転写材に定着する定着装置が多く用いられている。

このような定着装置においては、内部にヒータを有するローラ状の加熱部材、又は適宜な加熱手段に巻き回された加熱ベルトのような加熱部材に、耐熱弾性のゴム、もしくは樹脂層を周面に有するローラである加圧部材を対向させて配置し、これらの二つの部材の間にトナー画像を担持した転写材を挟み、加圧加熱しながら搬送して定着処理を施す。

しかしながら、このような方式の定着装置においては、転写材上に形成された未定着のトナー画像が前記加熱部材の表面に直接接触するため、溶融したトナーの粘性により転写材が加熱部材に貼り付き、転写材が加熱ローラから分離しない、いわゆる巻き付き事故を起こす可能性がある。

このような問題を回避するために、金属又は耐熱性の樹脂で作られる分離爪を設け、この分離爪の先端を加熱部材の周面に当接するように配置して、加熱部材に巻き付いた転写材の先端部を周面から剥離する分離爪方式と呼ばれる方法が広く採用されるようになった。

上述した分離爪方式においては、分離爪を常に加熱部材の周面に当接させるために、分離爪には小さな押圧力がかけられている。このため、分離爪の先端部、及び加熱部材の周面は摩耗すると共に、時には、加熱部材の周面の付着物が分離爪の先端に堆積して、これが原因となり加熱部材の周面に傷を発生させる場合もある。

このような不都合の発生に対応するために、分離爪を設けずに、エアーポンプ、空気開閉弁、空気案内部材等からなるエアーパッファを設けて、予め設定したタイミングで加熱部材に貼り付いている転写材の先端部に空気を吹き付ける方法を採用した定着装置も登場するようになった。

しかし、このエアーパッファによる分離方法は、分離爪による方法に比較して、分離性能を発揮させるための条件が微妙であり、また、部品点数も多いことからコストアップにつながりやすい。この問題に対応するための提案としては、分離性能の向上をねらって円筒の周面に複数の小径の空気吹きだし口を設けて、所定のタイミングで加熱部材に貼り付いて搬送されてくる転写材の先端部に空気を吹き付けるという提案も出されているが（例えば、特許文献１参照）、空気流が望ましい位置に当てることが困難であることから、期待する分離性能が得られないことも多く、また、部品点数の低減にもつながっていない。
特開昭６０−２４７６７２号公報（第１頁）

本発明は、上述したような状況に鑑みてなされたもので、その目的は、分離に適した空気流を作り出す空気案内部材を設けることにより、加熱部材から転写材を確実に分離する定着装置を有する画像形成装置を提供することにある。

上記課題は、以下の請求項を実現することにより達成される。
（請求項１）
加熱部材と加圧部材とを有し、前記加熱部材と前記加圧部材により形成されるニップ部にてトナー画像を担持した転写材を加圧加熱して、ニップ部の近傍に設けられた搬送ガイド部材に沿って搬送することにより、トナー画像を転写材に定着する定着装置であって、
エアーコンプレッサ、及び開閉弁を有する送風手段と、
前記送風手段から送られた空気を案内する空気案内部材と、
を備え、
前記空気案内部材を、前記ニップ部の接線方向に伸びる面と前記加熱部材とから作られる領域に配置して、ニップ部出口に向かう空気流を形成すると共に、前記空気案内部材の一部で前記搬送ガイド部材の一部を形成したことを特徴とする定着装置を有する画像形成装置。
（請求項２）
加熱部材と加圧部材とを有し、前記加熱部材と前記加圧部材により形成されるニップ部にてトナー画像を担持した転写材を加圧加熱して、ニップ部の近傍に設けられた搬送ガイド部材に沿って搬送することにより、トナー画像を転写材に定着する定着装置であって、
エアーコンプレッサ、及び開閉弁を有する送風手段と、
前記送風手段から送られた空気を案内する複数の空気案内部材と、
を備え、
複数の前記空気案内部材を、前記加熱部材、及び前記加圧部材の近傍に配置して
ニップ部出口に向かう空気流を形成すると共に、前記複数の案内部材の一部で前記搬送ガイド部材の一部を形成したことを特徴とする定着装置を有する画像形成装置。

請求項１に記載の発明によれば、空気案内部材を加熱部材の直近に設けたことにより、空気案内部材の空気吹きだし口から吐出される空気流を的確に転写材の先端部と加熱部材に導くことが可能となり、空気流による転写材の加熱部材からの分離がより確実になされる、且つ、前記空気案内部材と一体となった搬送ガイド部材により、分離された転写材が正しく搬送路上に搬送される定着装置を有する画像定着装置が実現される。

請求項２に記載の発明によれば、加熱部材、及び加圧部材のそれぞれの近傍に空気案内部材を設けることにより、空気案内部材の空気吹きだし口から吐出される空気流を的確に転写材の先端部と加熱部材と加圧部材とに導くことが可能となり、両面に画像を形成した転写材の加熱部材、又は加圧部材からの空気流による分離がより確実になされ、且つ、前記空気案内部材と一体となった搬送ガイド部材により、分離された転写材が正しく搬送路上に搬送される定着装置を有する画像定着装置が実現される。

以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。

図１は、複写機、ファクシミリ、プリンタの機能を有する、通称、複合機と呼ばれるデジタル式の画像形成装置Ｇの概略構成図である。

画像形成装置Ｇは、本体の上部に自動原稿送り装置ＡＤＦを有し、本体は、画像読み取り手段１、画像書き込み手段２、画像形成手段３、操作表示手段４、給紙手段５、排紙再給紙手段６、および、定着装置７、制御手段Ｃ等から構成されている。

自動原稿送り装置ＡＤＦは、原稿載置台１１に載置された原稿を原稿分離手段１２によって一枚ずつ原稿搬送手段１３に送り出し、原稿搬送手段１３は送られた原稿を原稿排紙手段１４に搬送し、原稿排紙手段１４は送られた原稿を原稿排紙台１５に排紙する。原稿画像は原稿搬送路に設けられた、画像読み取り手段１の原稿画像読み取り位置であるスリット２１にて読み取りがなされる。

原稿両面の画像を読み取る場合には、一対のローラを有する原稿反転手段１６によって、第１面を読み取られた原稿が表裏反転されて、再度、原稿搬送手段１３に送り出されることにより第２面の読み取りがなされる。読み取りが終了した原稿は原稿排紙台１５に排紙される。

画像読み取り手段１は、原稿画像を読み取って画像データを得るための手段であり、スリット２１の位置にて、ランプ２３１により光照射された原稿画像を第１ミラーユニット２３と、第２ミラーユニット２４と、結像レンズ２５とによりライン状のＣＣＤである撮像素子２６に結像させている。撮像素子２６から出力された信号は、制御手段Ｃ１の画像処理部においてＡ／Ｄ変換され、シェーディング補正、画像圧縮等の処理がなされてメモリＭに画像データとして保存される。

画像書き込み手段２は、メモリＭから呼び出されて所定の画像処理が施された画像データに基づき、レーザビームとポリゴンミラーとにより、帯電手段３２によって一様帯電されて回転している像担持体３１の表面を走査して、像担持体３１の面上に原稿画像に対応した静電潜像を形成する。

前記静電潜像は、画像形成手段３の現像手段３４により反転現像されて、トナー画像が像担持体３１上に形成される。

トナー画像形成のタイミングに対応して、手差し給紙手段５５、もしくは、転写材Ｐを収容するカセットやトレイを有する給紙手段５からは、転写材Ｐが給送され、搬送ローラ５６により搬送され、タイミングローラ３９によって像担持体上に形成された前記トナー画像との位置合わせのための同期が取られて転写領域に送り出される。

転写領域において、像担持体３１の表面に形成されたトナー画像は、転写手段３５により反対極性に帯電された転写材Ｐに転写される。

トナー画像を担持した転写材Ｐは、分離除電手段３６の作用により、像担持体３１の表面から分離し、定着装置７に送られる。

定着装置７において、トナー画像を担持した前記転写材Ｐは、加熱ローラ７１と加圧ローラ７２とにより加熱加圧を受けながら搬送され、トナー画像が転写材Ｐに定着されて、排出ローラ６３によって機外の排紙台６４に排出される。

なお、転写材Ｐを表裏反転して排紙台６４に排出する場合には、切換ガイド６２により、転写材Ｐを排紙再給紙手段６に導き、転写材Ｐをスイッチバックさせて排出ローラ６３に送る。

また、転写材Ｐの両面に画像形成をする場合には、第１面の定着を終えた転写材Ｐを、切換ガイド６２により排紙再給紙手段６に導き、反転部６５にて反転させた後、給紙のための搬送路６６に送り出し、第２面の画像形成に供する。

一方、転写材Ｐへのトナー画像の転写を終えた像担持体３１の表面は、クリーニング手段３７により残留トナーが除去されて次なる画像形成に向けての準備がなされる。

図２は、画像形成装置Ｇの制御関係を示すブロック図である。

制御手段ＣはＣＰＵ、メモリＭを始め、図に記されてはいないが演算ユニット、Ｉ／Ｏポート、通信用インターフェイス、駆動回路等を有するコンピュータシステムであり、図示の各手段、又は装置とは対応するＩ／Ｏポート、通信用インターフェイス、駆動回路にて接続されている。

また、制御手段Ｃによる制御は、メモリＭに格納されているプログラムが逐次実行されることによりなされる。

自動原稿送り装置ＡＤＦにも、制御手段Ｃに比較して規模は小さいが、ＣＰＵを中心とした同様な制御手段が設けられており、制御手段Ｃとは、通信手段Ｔにて接続されている。

なお、本図では、本発明の説明に直接関係しないブロックの記載が省略されている。

図３は、分離爪を備えた定着装置７の概念図である。

定着手段７は、内部にヒータを有する加熱部材である加熱ローラ７１、加圧部材である加圧ローラ７２、分離爪７３等から構成されている。

トナー画像を担持した転写材Ｐの先端は、図に示される矢印ａの方向から、加熱ローラ７１、及び加圧ローラ７２により作られるニップ部Ｎに送られる。ニップ部Ｎにおいて加圧加熱されたトナー画像は転写材Ｐに定着され、ニップ部Ｎの接線方向である矢印ｂの方向に送り出されることが望ましいが、溶融したトナーの粘着性により、矢印ｃのように加熱ローラの周面に沿って進む場合もある。このような場合に対応するために、加熱ローラ７１の周面に当接する分離爪７３を設けて、転写材Ｐの先端と加熱ローラとの間に分離爪７３の先端を入れ、転写材Ｐの先端が加熱部材７１から離れるようにする。

図４は、空気流により転写材を加熱ローラ７１から分離する方法を説明する概念図である。

図４（１）の点線で示される右方から進行してきたトナー画像を担持した転写材Ｐは、多くの場合、その先端部にはトナー画像が形成されておらず、ニップ部Ｎを通過した転写材Ｐの先端は、わずかに加熱ローラ７１から離れている。従って、加熱ローラ７１と転写材Ｐとが作る間隙に矢印ｄで示す空気流が入り込むことにより、転写材Ｐの先端は加熱ローラ７１の周面から直ちに離れる。加熱ローラ７１から離れた転写材Ｐは、搬送ガイド部材７７、７８に導かれて排紙再給紙手段６に送られる。

また、図４（２）で示すように、トナー画像が転写材Ｐの先端部まで形成された結果、転写材Ｐの先端が加熱ローラの密着している場合には、空気流は加熱ローラ７１と転写材Ｐの間に入り込むことができず、矢印ｄで示すように転写材Ｐの背面に沿って流れる。この空気流により作り出された図中斜線部で示す前記転写材の背面の空気圧の低下により、転写材Ｐには加熱ローラ７１の周面から離される方向の力が働き、分離される。

次に、図５、及び図６を基に本発明を説明する。

図５は送風手段７００と空気案内部材７５との接続関係を示す概念図である。

図にて示されるように、送風手段７００は、エアーコンプレッサ７０１、開閉弁７０２、空気配管７０３から構成されており、空気配管の一端は空気案内部材７５に接続されている。

エアーコンプレッサ７０１により圧縮された空気は、開閉弁７０２が開かれることにより空気配管を通り、空気案内部材７５の開口部から吹き出る。吹き出る空気流の方向と形状は空気案内部材７５のの形状と取り付け位置により決定され、空気流が上述したように、進行してくる転写材Ｐの先端部と加熱ローラ７１の周面との境界部に当たるように形状と取り付け位置が決定される。

また、空気吹きだし口である空気案内部材の開口部７９は、図で示すように空気案内部材７５の先端部に複数設けられており、開口部７９の大きさと、その数は、エアーコンプレッサ７０１による圧力、転写材Ｐの幅寸法を考慮し決定される。

開閉弁７０２は一般に使用されている空気流をオンオフする電磁弁であり、その開閉は電気的に制御手段Ｃにより制御される。

図６は、空気案内部材７５を設けた定着装置７の概念図である。
図にて示されるように、空気案内部材７５の空気吹き出し口から矢印ｄの方向に吹き出た空気は、矢印ａの方向から矢印ｃの方向に進行してきた転写材Ｐの先端と加熱ローラ７１の周面との境界部に当たり、既に図４を基に説明したように、空気流により転写材Ｐの先端部は加熱ローラ７１の周面から分離して、矢印ｃの方向から矢印ｂの方向に転写材Ｐの進路を変える。

制御手段Ｃは、転写材Ｐの先端を検知する転写材検知手段Ｓにより検知された先端検知信号を基に、転写材Ｐの先端が加圧ローラ７１と加熱ローラ７２とからなるニップ部Ｎから出た時に、予め設定されている短時間、開閉弁７０２を開くように制御する。このように制御されることにより、空気案内部材７５の吹き出し口から吹き出た空気は、進行してくる転写材Ｐの先端部と加熱ローラ７１の周面との境界部に当たる。

加熱ローラ７１から先端が分離された転写材Ｐは、図示のごとく、空気案内部材７５の一部で、点線で示す搬送ガイド部材７７の一部を形成することにより、搬送ガイド部材７７の機能を併せ持つようになった空気案内部材７５と、搬送ガイド部材７８とに導かれて搬送路を進行する。

このように搬送ガイド部材７７を兼ねた空気案内部材７５をもちいることにより、従来存在した空気案内部材と搬送ガイド部材との間隙が無くなり搬送ガイド部材７７近傍の空気の流れが安定し、また、定着装置７の部品点数が低減され、組み立て精度が向上すると共に、コストダウンが実現される。

図７は、上述の第１の空気案内部材７５の下方に、第２の空気案内部材７６を設けた定着装置７を示す図である。

図示される第２の空気案内部材７６は、第１の空気案内部材７５と同様の部材であり、吹き出し口からでた空気流はニップ部Ｎの接線方向ｂの下方から加熱ローラ７１ではなく、加圧ローラ７２に当たるように配置されている。このように、複数の空気案内部材を設けることにより、転写材Ｐの両面に画像を出力した場合に起こりがちな転写材Ｐの加圧ローラ７２への貼り付きを防止することができる。

また、このような搬送ガイド部材７７、７８を兼ねた空気案内部材７５、７６を用いることにより、図６の例と同様に、従来存在した空気案内部材と搬送ガイド部材との間隙が無くなり搬送ガイド部材７７、７８近傍の空気の流れが安定し、また、定着装置７の部品点数が低減され、組み立て精度が向上すると共に、コストダウンが実現される。

なお、本実施の形態においては、加熱ローラと加圧ローラとを使用した定着装置を基に説明をしたが、本発明は加熱ローラの代わりに加熱ベルトを用いた定着装置においても、空気案内部材の形状と、取り付け位置とを変更することにより適応可能なものであり、また、複数の送風手段７００と、転写材Ｐ幅方向に並べた複数の空気案内部材７５とを設けて、転写材Ｐの幅寸法に適合した制御を行うことも可能なものである。

画像形成装置の概略構成図である。 画像形成装置の制御関係を示すブロック図である。 分離爪を備えた定着装置の概念図である。 空気流により転写材を分離する方法を説明する概念図である。 送風手段と空気案内部材の接続図である。 空気案内部材を設けた定着装置の概念図である。 第２の空気案内部材を設けた定着装置を示す図である。

符号の説明

１ 画像読み取り手段
２ 画像書き込み手段
３ 画像形成手段
４ 操作表示手段
５ 給紙手段
６ 排紙再給紙手段
７ 定着装置
７１ 加熱ローラ（加熱部材）
７２ 加圧ローラ（加圧部材）
７５ 空気案内部材
７７、７８ 搬送ガイド部材
７００ 送風手段
７０１ エアーコンプレッサ
７０２ 開閉弁
ＡＤＦ 自動原稿送り装置
Ｃ 制御手段
Ｇ 画像形成装置
Ｎ ニップ部
Ｓ 転写材検知手段

Claims (2)

1. 加熱部材と加圧部材とを有し、前記加熱部材と前記加圧部材により形成されるニップ部にてトナー画像を担持した転写材を加圧加熱して、ニップ部の近傍に設けられた搬送ガイド部材に沿って搬送することにより、トナー画像を転写材に定着する定着装置であって、
   エアーコンプレッサ、及び開閉弁を有する送風手段と、
   前記送風手段から送られた空気を案内する空気案内部材と、
   を備え、
   前記空気案内部材を、前記ニップ部の接線方向に伸びる面と前記加熱部材とから作られる領域に配置して、ニップ部出口に向かう空気流を形成すると共に、前記空気案内部材の一部で前記搬送ガイド部材の一部を形成したことを特徴とする定着装置を有する画像形成装置。
2. 加熱部材と加圧部材とを有し、前記加熱部材と前記加圧部材により形成されるニップ部にてトナー画像を担持した転写材を加圧加熱して、ニップ部の近傍に設けられた搬送ガイド部材に沿って搬送することにより、トナー画像を転写材に定着する定着装置であって、
   エアーコンプレッサ、及び開閉弁を有する送風手段と、
   前記送風手段から送られた空気を案内する複数の空気案内部材と、
   を備え、
   複数の前記空気案内部材を、前記加熱部材、及び前記加圧部材の近傍に配置して
   ニップ部出口に向かう空気流を形成すると共に、前記複数の案内部材の一部で前記搬送ガイド部材の一部を形成したことを特徴とする定着装置を有する画像形成装置。

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