JP2008145636A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化が可能であって転写材上の画像にローラマークの発生を抑制し得る定着装置を提供する。
【解決手段】転写材Ｐに転写したトナー像を加熱して定着するための定着ローラ対10，11が配置された定着部18と、前記定着部18を通過した前記転写材Ｐを排出するための排出ローラ対14，15が配置された排出部19と、前記転写材Ｐの搬送経路において前記定着ローラ対10，11と前記排出ローラ対14，15の間に配置され、搬送される転写材Ｐの幅方向において前記転写材Ｐよりも幅広のローラ部を有する均しローラ対12，13と、前記定着部18と前記排出部19を隔離するための隔壁であって、転写材Ｐが通過する開口16ａを有する隔壁16と、前記排出部19を冷却する冷却ファン21と、を有し、前記均しローラ対12，13が前記隔壁16の開口16ａを塞ぐように配置されていることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、転写材に転写された現像剤像を加熱定着して排出する及びこれを用いた画像形成装置に関する。

近年、電子写真方式の画像形成装置は、高速化、カラー化につづき小形化が進められてきている。

電子写真方式のカラー画像形成装置は、例えば図６に示すように、給送カセット51から転写材Ｐを搬送し、搬送される転写材Ｐに画像形成手段52において現像剤（以下「トナー」という）像を転写する。そして、その転写材Ｐを定着装置53に搬送して定着ローラ対54で搬送する間に加熱及び加圧してトナー像を転写材Ｐに定着させた後、排出ローラ対55によって排出部へ排出する。

このようなカラー画像形成装置に要求される仕様の１つとして、転写材としてのＯＨＰ（Over Head Projector）シートへ出力した際の画像の透過性が挙げられる。しかし、ＯＨＰシートにおいて優れた透過性を得るには、ＯＨＰシート上のトナー像を確実に溶融させ、トナー像表面を平滑化する必要がある。そこで、ＯＨＰシート上に転写されたトナー像を定着する場合、定着温度を上げたり、定着搬送速度を落として、単位時間当たり与える熱量を大きくしたりしている。

ところが、一般的に排出ローラ対55は、転写材の幅方向（転写材搬送方向と直交する方向）に分割されている（図３参照）。定着部を通過して高温になっているＯＨＰシートのトナー転写面が前記転写材の幅方向に分割配置された搬送ローラ（以下「分割ローラ」という）に接触すると、該分割ローラにより高温のトナー像表面が部分的に押し潰され、平滑性にムラができることがある。このムラはＯＨＰシートの投影時にスジ状のムラ（以下「ローラマーク」という）として生じてしまい、特にカラー画像の投影画質を著しく損なうという問題があった。

これを防止するために、排出ローラ対として、転写材よりも幅広のローラ部を有する搬送ローラ（以下「均しローラ」という）を用いることが提案されている（図４参照）。このように、均しローラを使用することにより、定着済みのトナーが柔らかい状態にある領域で、定着済みのトナー画像に均しローラが加圧接触して平滑にする（特許文献１参照）。

また、前記均しローラ対で構成した搬送ローラ対を、前記定着ローラ対54と、前記分割ローラ対で構成した排出ローラ対55との間に配置する。そして、定着済みトナーがガラス転移温度（Ｔｇ）以下に冷やされた後、前記排出ローラ対55で排出する方法が提案されている（特許文献２参照）。

しかし、近年の画像形成装置は小形化への強い要望に応えて排出ローラ対55を定着ローラ対54に近接する傾向にある。そのため、転写材を前記均しローラで搬送した場合でも、排出トレイに積載されたＯＨＰシート上のトナーは十分冷却されず、積載されたＯＨＰシート同士が貼り付いてしまうといった問題が発生するおそれがある。

また、分割ローラで構成した排出ローラ対55が定着ローラ対54に近接するほどローラマークは発生し易い。従って、そのような定着装置では間に均しローラで構成した搬送ローラ対を配置してもローラマークの発生を確実に防止し難い。

また、定着ローラ対54とその下流に配置した均しローラで構成した排出ローラ対55とを、断熱性を有する隔壁を介して隔離する提案されている（特許文献３参照）。

しかし、この提案においては製品の小形化を図るためには十分な断熱性を有する隔壁を設けることができない。

このような状況を鑑みて、定着ローラ対54を通過した転写材Ｐを冷却するファンを設ける構成が提案されている。これにより、トナーがガラス転移温度（Ｔｇ）以下に冷えた後、排出ローラ対55で排出することで、転写材Ｐ上の画像にローラマーク等の汚れが生じるのを防止する（特許文献４参照）。

特開２００３−２２３０２４ 特開２００３−１９５６６３ 特開２００４−８５９０８ 特開２００３−１９５６６３

しかしながら、定着部に冷却ファンを設ける構成においては、定着部とその下流の均しローラ対とを隔てる隔壁のシーリングが十分でないと、冷却ファンから流入した冷風によって定着部の温度が低下するおそれがある。

上記定着部の温度低下を補うために、定着ローラに設けた発熱体の温度を上げることが考えられる。しかし、その場合、発熱体への印加電力を上げることから画像形成装置の消費電力が増加するという問題が発生する。

本発明は上記点に鑑みてなされたものであり、その目的は、小型化が可能であって転写材上の画像にローラマーク等の発生を抑制し得る定着装置及びこれを備えた画像形成装置を提供するものである。

上記課題を解決するための本発明における代表的な手段は、転写材に転写した現像剤像を加熱して定着するための定着部材が配置された定着部と、前記定着部を通過した前記転写材を排出するための排出部材が配置された排出部と、前記転写材の搬送経路において前記定着部材と前記排出部材の間に配置され、搬送される転写材の幅方向において前記転写材よりも幅広のローラ部を有する搬送ローラ対と、前記定着部と前記排出部を隔離するための隔壁であって、転写材が通過する開口を有する隔壁と、前記排出部を冷却する冷却手段と、を有し、前記搬送ローラ対が前記隔壁の開口を塞ぐように配置されていることを特徴とする。

本発明にあっては、定着部材によって加熱された転写材は冷却手段によって冷却されて排出部材へ至るためにローラマーク等の発生が抑制され、高品位の定着画像を得ることができる。また、冷却手段によって冷却される排出部は定着部とは隔壁により隔てられ、開口を搬送ローラ対で塞がれているために、冷却手段によって定着部材が冷えてしまうことはない。このため、定着部材と排出部材間を短くすることができ、装置の小型化を図ることができる。

次に本発明の一実施形態に係る定着装置及び画像形成装置について図面を参照して具体的に説明する。

〔第１実施形態〕
図１乃至図４は本発明の第１実施形態を示すものであり、図１は画像形成装置の模式説明図、図２は定着装置の模式説明図、図３及び図４はローラ対の説明図である。

｛画像形成装置の全体構成｝
まず、図１を参照して本実施形態に係る画像形成装置の全体構成について、画像形成動作とともに説明する。

本実施形態の画像形成装置Ａはマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の画像形成ステーション１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋを４個配置した画像形成手段により、トナー像を形成する。各画像形成ステーションはトナーの色が異なるが構成は同じである。すなわち、それぞれの感光体ドラム２Ｍ，２Ｃ，２Ｙ，２Ｋに露光手段３から画信号に応じた露光を行うことで静電潜像を形成し、図示しない現像手段によって前記潜像をトナー現像して可視像化する。そのトナー像をベルトローラ４に張架されて回転する中間転写ベルト５に順次一次転写することでカラー画像を形成する。

一方、装置本体下部には転写材Ｐを収納した給送カセット６が装着されており、前記中間転写ベルト５へのトナー像転写と同期して、搬送ローラ７等によって転写材Ｐを二次転写部へ給送する。そして、二次転写部において二次転写ローラ８へバイアス印加して中間転写ベルト５上のトナー像を転写材Ｐに二次転写する。

上記のようにしてトナー像が転写された転写材Ｐは定着装置Ｆへ送られ、熱及び圧力が印加されて転写されたトナー像が定着された後、装置上部の排出トレイ９へと排出される。

｛定着装置｝
次に定着装置Ｆの構成について説明する。本実施形態の定着装置Ｆは、図２に示すように、定着部材となる定着ローラ対10，11と、均しローラで構成した搬送ローラ対（以下「均しローラ対」という）12，13と、排出部材となる排出ローラ対14，15とを有している。

前記定着ローラ対10，11は、発熱体を備えた定着ローラ10と、これに転写材Ｐを押圧する加圧ローラ11とで構成され、転写材Ｐが定着ローラ対10，11のニップを通過する際に、加熱、加圧されて転写されたトナー像が転写材に定着する。

排出ローラ対14，15は、定着ローラ対10，11によってトナー定着された転写材Ｐを排出トレイへ排出するものであり、図３に示すように、転写材の幅方向に分割配置された分割ローラで構成されている。

前記定着ローラ対10，11は、転写材の搬送方向において定着装置Ｆの転写材入口付近に配置され、排出ローラ対14，15はシート出口付近に配置されている。そして、前記定着ローラ対10，11と排出ローラ対14，15とは隔壁16によって隔てられている。すなわち、定着ユニット17は隔壁16によって分割され、定着ローラ対10，11は定着部18に配置され、排出ローラ対14，15は排出部19に配置されている。

ここで定着ローラ対10，11のニップ部を通過した転写材Ｐは加熱されて高温となっている。そのため、転写材Ｐのトナー像が定着された側に排出ローラ15が当接するときに、ローラマークが発生しないようにしなければならない。そのため、図２に示すように、排出部19とダクト20を介して連通した冷却手段としてのファン21が設けられている。このファン21からの冷却風Ｗが排出部19へ送られ、該排出部19を搬送される転写材Ｐを冷却する。

これにより、排出ローラ対14，15の位置において、転写材Ｐ上の定着済みトナーはガラス転移温度（Ｔｇ）以下に冷やされており、転写材Ｐが分割された排出ローラ15と当接してもローラマークが生じ難くなっている。また、排出トレイに転写材が積層して排出されても相互に貼り付くことがなくなる。

ここで、前記冷却風Ｗが定着部18へ送られると定着ローラ対10，11の温度が低下し、トナー定着に影響を及ぼしてします。そのために、定着部18を排出部19とを隔壁16によって隔離している。しかし、隔壁16には転写材Ｐを通過させるための開口16ａが設けられているため、ここから排出部19内の冷却風Ｗが定着部18へ送られるおそれがある。

そこで、本実施形態では前記均しローラ対12，13が前記開口16ａを塞ぐように配置されている。この均しローラ対12，13は、図４に示すように、転写材Ｐよりも幅広のローラ部を有する均しローラで構成され、定着ローラ対10，11によって加熱定着された直後のトナーが柔らかい状態にあるときに、該トナー像を加圧して平滑にするものである。

上記均しローラ対12，13が転写材の搬送経路において前記定着ローラ対10，11と排出ローラ対14，15の間であって、隔壁16の開口16ａを塞ぐように、開口16ａに近接して設けられている。

このように、均しローラで構成した均しローラ対12，13が隔壁16の開口16ａを塞ぐことにより、排出部19に吹き出された冷却風Ｗは開口16ａを介して定着部18へ流入することがなくなる。このため、冷却風Ｗによって定着部18の温度が低下してしまうことが防止される。これにより、定着ローラ対10，11と排出ローラ対14，15間を短くすることができ、装置の小型化を図ることができる。

〔第２実施形態〕
次に第２実施形態に係る装置について図５を参照して説明する。なお、本実施形態の装置の基本構成は前述した実施形態と同一であるため重複する説明は省略し、ここでは本実施形態の特徴となる構成について説明する。また、前述した実施形態と同一機能を有する部材には同一符号を付す。

第１実施形態においては転写材Ｐの冷却は冷却風Ｗによるものとして説明したが、均しローラ対12，13を通過する際にも、転写材Ｐの熱は均しローラ対12，13を伝わって除熱される。ただし、連続して大量に印刷された場合、均しローラ対12，13は転写材Ｐから受け取った熱で飽和してしまい、除熱効果は永続的には期待できない。そこで、本実施形態では均しローラ対12，13を介して、転写材Ｐの除熱が効率よく行われるようにする。

図５は第２実施形態に係る定着装置の模式説明図である。定着部18と排出部19とは熱伝達の良い材質（例えばアルミ鋼板）の隔壁16で隔てられている。そして、隔壁16の開口16ａに近接して均しローラ対12，13が配置されており、かつ、前記隔壁16と均しローラ対12，13に当接するように弾性部材22が設けられている。

前記弾性部材22は、熱伝達が良い材質（例えばシリコンゴムシート）で構成され、その一端は転写材幅方向において均しローラ対12，13のローラ部全体に当接し、他端は隔壁16に取り付けられている。

上記構成にあっては、定着部18でトナー像が定着された転写材Ｐは、均しローラ対12，13に加圧接触して定着済みのトナー画像を平滑にされると同時に除熱される。その後、排出部19を通過する間に冷却風Ｗによって転写材Ｐ上の定着済みトナーはガラス転移温度（Ｔｇ）以下に冷やされて排出ローラ対14，15により定着装置Ｆの外部へ導かれる。

このとき、均しローラ対12，13が転写材Ｐから受け取った熱は、弾性部材22を伝って隔壁16に排熱されるため、均しローラ対12，13による転写材Ｐの除熱効果が向上する。

弾性部材22及び均しローラ対12，13は転写材幅方向において略転写材Ｐの幅と同等の幅広である。このため、ファン21から流入される冷却風Ｗが定着部18に流入するのを妨げるように隔壁16の開口16ａを塞ぐことができ、冷却風Ｗによって定着部18の温度が低下してしまうことを防止する。

画像形成装置の模式説明図である。 定着装置の模式説明図である。 排出ローラ対の構成図である。 均しローラ対の構成図である。 第２実施形態に係る定着装置の模式説明図である。 従来技術の説明図である。

符号の説明

Ａ …画像形成装置
Ｆ …定着装置
Ｐ …転写材
Ｗ …冷却風
１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋ …画像形成ステーション
２Ｍ，２Ｃ，２Ｙ，２Ｋ …感光体ドラム
３ …露光手段
４ …ベルトローラ
５ …中間転写ベルト
６ …給送カセット
７ …搬送ローラ
８ …二次転写ローラ
９ …排出トレイ
10 …定着ローラ
10，11 …定着ローラ対
12，13 …均しローラ対
14，15 …排出ローラ対
16 …隔壁
16ａ …開口
17 …定着ユニット
18 …定着部
19 …排出部
20 …ダクト
21 …冷却ファン
22 …弾性部材

Claims (4)

1. 転写材に転写した現像剤像を加熱して定着するための定着部材が配置された定着部と、
   前記定着部を通過した前記転写材を排出するための排出部材が配置された排出部と、
   前記転写材の搬送経路において前記定着部材と前記排出部材の間に配置され、搬送される転写材の幅方向において前記転写材よりも幅広のローラ部を有する搬送ローラ対と、
   前記定着部と前記排出部を隔離するための隔壁であって、転写材が通過する開口を有する隔壁と、
   前記排出部を冷却する冷却手段と、
   を有し、
   前記搬送ローラ対が前記隔壁の開口を塞ぐように配置されていることを特徴とする定着装置。
2. 前記隔壁は熱伝導性を有し、一端が前記隔壁に取り付けられ、他端が前記搬送ローラ対のローラ部に当接した熱伝導性の弾性部材を有することを特徴とする請求項１記載の定着装置。
3. 前記排出手段は前記転写材の幅方向において分割された排出ローラ対であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の定着装置。
4. 搬送される転写材に現像剤像を転写する画像形成手段と、
   前記転写材に転写された現像剤像を定着するための前記請求項１乃至請求項３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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