JP2014026068A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着時に被印刷媒体の形成画像に対するリブ痕の発生を防止すると共に被印刷媒体から発生する水蒸気による水滴での画像障害の発生を防止する定着装置を提供する。
【解決手段】分離ガイド４６を保持する板材４９の分離ガイド４６のリブとリブとの間の凹部５１に対応する位置に貫通孔５４を形成されている。被印刷媒体５８の先端が定着把持部４５を通過して出てきたとき、加熱ベルト３５からの加熱によって被印刷媒体５８から発生する水蒸気は、加熱ベルト３５の循環移動面に沿って流れる空気流５９に乗って貫通孔５４から定着装置本体のフレーム４７が位置する空間領域に吸入されていく。定着把持部４５を通過した直後の位置のリブには凹部５１が形成されているので被印刷媒体５８の画像形成面が定着直後にリブに当接することがなくリブ痕は生じない。
【選択図】図４

Description

本発明は、定着装置に係わり、特に定着時に被印刷媒体の形成画像に対するリブ痕の発生を防止すると共に被印刷媒体から発生する水蒸気による水滴での画像障害の発生を防止する定着装置に関する。

従来、トナーを用いて電子写真方式でトナー像を像担持体上に形成し、このトナー像を用紙に直接または間接に転写し、この転写トナー像を定着装置で用紙に定着して画像を形成する画像形成装置が知られている。

このような画像形成装置は、例えば、給紙ユニット、画像形成ユニット、転写ベルトユニット、定着ユニット等の複数の内部装置を備えている。中でも画像形成の最終工程にあたる定着処理では、形成画像に与える恐れのある悪影響を防止するために、定着装置に種々の工夫が施されている。

例えば、定着分離部材に付着したトナーが定着ニップ形成部材である定着ベルトの表面移動方向に平行な方向にリボン状に成長し、大きな塊となって画像品質に悪影響を与えるという不具合が発生する場合がある。

この不具合の発生を防止するために、定着分離爪が定着ベルトとの接触する位置よりも定着ベルトの表面移動方向下流側の表面と対向する定着ベルト接触位置下流側対向面で且つ定着ベルトの表面移動方向に対して直交する方向に延在する溝を形成された分離爪に備えた定着装置が提案されている。（例えば、特許文献１参照。）

特開２００７−１４０１８９号公報

しかしながら、定着装置における定着処理では、定着ベルトの表面移動方向にトナーが付着するという問題の他に、画像形成面との接触を最小限にするために分離爪をリブ状に設けた場合に形成画像面に直線状のリブ痕が残るという問題もある。

特許文献１では、分離爪の背面に溝を形成して定着ベルトの表面移動方向に付着したトナーが帯状に成長するのを防止するものではあるが、分離爪の正面構造に関るものではないので、形成画像にリブ痕が残るという問題の解決は考慮されていない。

また、上記の問題の他に、定着装置における定着処理では、加熱により、常温で被印刷媒体が吸湿した水分が水蒸気となって蒸発し、この水蒸気がリブを組み付ける板金に付着して水滴になり、その水滴が被印刷媒体に付着して、形成画像の品質に悪影響を及ぼすという問題もある。

本発明は、上記従来の課題を解決するものであって、定着時に被印刷媒体の形成画像に対するリブ痕の発生を防止すると共に被印刷媒体から発生する水蒸気による水滴での画像障害の発生を防止する定着装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の定着装置は、加熱ベルトと、該加熱ベルトを発熱ローラとの間に掛け渡された定着ローラと、加圧ローラと、上記加熱ベルトを介し上記定着ローラと上記加圧ローラとが圧接する定着把持部を通過した被印刷媒体を排出口へ案内すべく、上記被印刷媒体の排出経路に対し上記定着ローラ側に配置された複数のリブから成る分離ガイドと、該分離ガイドを保持して定着装置本体のフレームに固定され、上記リブとリブとの間に貫通孔を有する板材と、を備える、ように構成される。

この定着装置において、上記板材に保持される複数の上記リブは、それぞれ下端部側に凹部を形成されている、ように構成される。

本発明は、定着時に被印刷媒体の形成画像に対するリブ痕の発生を防止すると共に被印刷媒体から発生する水蒸気による水滴での画像障害の発生を防止する定着装置を提供することができる。

本発明の実施例１に係る定着装置を備えたフルカラーの画像形成装置（プリンタ、装置本体）の内部構成を説明する断面図である。 実施例１に係る定着部における分離ガイド部の１ブロックの構成を取り出して詳細に示す斜視図である。 図２のＡ−Ａ断面矢視図である。 (a),(b)は実施例１に係る定着部の分離ガイド部が定着処理時に機能する動作状態を説明する図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、実施例１に係る定着装置を備えたフルカラーの画像形成装置（以下、プリンタ又は装置本体という）の内部構成を説明する断面図である。同図に示すように、プリンタ１は、画像形成部２、転写ベルトユニット３、両面印刷用搬送ユニット４、給紙部５、及び定着部６で構成されている。

上記画像形成部２は、同図の右から左へ４個の画像形成ユニット７（７Ｍ、７Ｃ、７Ｙ、７Ｋ）を多段式に並設した構成からなる。画像形成ユニット７Ｋは、主として文字や画像の暗黒部分等に用いられるブラック（Ｋ）トナーによるモノクロ画像を形成する。

また、上記４個の画像形成ユニット７（７Ｍ、７Ｃ、７Ｙ、７Ｋ）のうち上流側（図の右側）の３個の画像形成ユニット７Ｍ、７Ｃ及び７Ｙは、それぞれ減法混色の三原色であるマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）の色トナーによるモノカラー画像を形成する。

上記の各画像形成ユニット７（７Ｍ、７Ｃ、７Ｙ、７Ｋ）は、トナー容器（トナーカートリッジ）に収納されたトナーの色を除き全て同じ構成である。したがって、以下ブラック（Ｋ）用の画像形成ユニット７Ｋを例にしてその構成を説明する。

画像形成ユニット７（７Ｍ、７Ｃ、７Ｙ、７Ｋ）は、最下部に感光体ドラム８を備えている。この感光体ドラム８は、その周面が例えば有機光導電性材料で構成されている。この感光体ドラム８の周面に接して又は近傍を取り巻いて、クリーナ９、帯電ローラ１１、光書込ヘッド１２、及び現像器１３の現像ローラ１４が配置されている。

現像器１３は、上部のトナー容器に同図にはＭ、Ｃ、Ｙ、Ｋで示すようにマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）のいずれかのトナーを収容し、中間部には下部へのトナー補給機構を備えている。

また、現像器１３の下部には側面開口部に上述した現像ローラ１４を備え、内部にはトナー撹拌部材、現像ローラ１４にトナーを供給するトナー供給ローラ１５、現像ローラ１４上のトナー層を一定の層厚に規制するドクターブレード等を備えている。

転写ベルトユニット３は、本体装置のほぼ中央で図の左右のほぼ端から端まで扁平なループ状になって延在する無端状の転写ベルト１６と、この転写ベルト１６を掛け渡されて転写ベルト１６を図の反時計回り方向に循環移動させる駆動ローラ１７と従動ローラ１８を備えている。

上記の転写ベルト１６は、トナー像を直接ベルト面に転写（一次転写）されて、そのトナー像を更に被印刷媒体（以下、用紙）に転写（二次転写）すべく用紙への転写位置まで搬送するので、ここではユニット全体を中間転写ベルトユニットと言っている。

この転写ベルトユニット３は、上記扁平なループ状の転写ベルト１６のループ内にベルト位置制御機構１９を備えている。ベルト位置制御機構１９は、転写ベルト１６を介して感光体ドラム８の下部周面に押圧する導電性発泡スポンジから成る一次転写ローラ２１を備えている。

ベルト位置制御機構１９は、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びイエロー（Ｙ）の３個の画像形成ユニット７Ｍ、７Ｃ及び７Ｙに対応する３個の一次転写ローラ２１を鉤型の支持軸を中心に同一周期で回転移動させる。

そして、ベルト位置制御機構１９は、ブラック（Ｋ）の画像形成ユニット７Ｋに対応する１個の一次転写ローラ２１を上記３個の一次転写ローラ２１の周期と異なる回転移動周期で回転移動させて転写ベルト１６を感光体ドラム８から離接させる。

上記の転写ベルトユニット３には、上面部のベルト移動方向最上流側の画像形成ユニット７Ｍの更に上流側に、ベルトクリーニング部２２が配置されている。また、転写ベルトユニット３の下面部に沿い付けて、平らで薄型の廃トナー回収容器２３が着脱自在に配置されている。

ベルトクリーニング部２２と廃トナー回収容器２３は、特には図示しないが、一時貯留部、廃トナー搬送スクリュー、及び落下筒を介して連結されている。

給紙部５は、上下２段に配置された２個の給紙カセット２４（２４ａ、２４ｂ）を備えている。２個の給紙カセット２４の給紙口（図の右方）近傍には、それぞれ用紙取出ローラ２５、給送ローラ２６、捌きローラ２７、待機搬送ローラ対２８が配置されている。

待機搬送ローラ対２８の用紙搬送方向（図の鉛直上方向）には、転写ベルト１６を介して従動ローラ１８に圧接する二次転写ローラ２９が配設されている。これら転写ベルト１６、従動ローラ１８及び二次転写ローラ２９により、用紙への二次転写部が形成されている。

この二次転写部の下流（図では上方）側には前述した定着部６が配置されている。定着部６はベルト式定着ユニットから構成されている。このベルト式定着ユニットは、断熱性の筐体３１の内部に、加熱部と加圧部とガイド部を備えている。

加熱部は、発熱源３２を内蔵した発熱ローラ３３、例えば、シリコンスポンジ等の気泡を含む発泡性のゴムである定着ローラ３４、発熱ローラ３３と定着ローラ３４に掛け渡された加熱ベルト３５からなる。そして加圧部は、加熱ベルト３５を介して定着ローラ３４に圧接する、ゴムローラ等の加圧ローラ３６から成る。

また、ガイド部は、詳しくは後述するが、定着ローラ３４と加圧ローラ３６による挟持部の近傍で、加熱ベルト３５の定着ローラ３４に掛け渡されている部分に当接または近接して配置された分離ガイド部３７で構成されている。

定着部６の更に下流側には、定着後の用紙を定着部６から搬出する搬出ローラ対３８、搬出される用紙を装置上面に形成されている排紙トレー部３９に排紙する排紙ローラ対４１が配設されている。

両面印刷用搬送ユニット４は、外面（図の右方外側面）がプリンタ１の右側面カバーとしての開閉部材を兼ねている。両面印刷用搬送ユニット４は、搬出ローラ対３８と排紙ローラ対４１との中間部の搬送路から図の右横方向に分岐した返送路を備えている。

この返送路は、開始返送路４２ａ、下方に曲がる中間返送路４２ｂ、左横方向に曲がって最終的に返送用紙を反転させる終端返送路４２ｃ、及びこれら返送路の途中に配置された４組の返送ローラ対４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄを備えている。

上記終端返送路４２ｃの出口は、給紙部５の下方の給紙カセット２４ｂに対応する待機搬送ローラ対２８への搬送路に連絡している。

このプリンタ１は、画像形成ユニット７から用紙に直接トナー像を転写する方式ではなく、待機搬送ローラ対２８により二次転写部まで鉛直方向に搬送される用紙に中間転写ベルト１６を介してトナー像を二次転写する方式となっている。

図２は、上記定着部６における分離ガイド部３７の１ブロックの構成を取り出して詳細に示す斜視図である。この分離ガイド部３７は、図２に示す１ブロックを横方向に５ブロック連設され、定着ローラ３４や加圧ローラ３６に並行し、図１の紙面奥行き方向に長く延在して配置されている。

図３は、図２のＡ−Ａ断面矢視図である。尚、図２及び図３には、図１と同一の構成部分には、図１と同一の番号を付与して示している。

図２及び図３に示す分離ガイド部３７は、加熱ベルト３５を介し定着ローラ３４と加圧ローラ３６とが圧接する定着把持部４５を通過した被印刷媒体を搬出ローラ対３８（図１参照）が配置されている排出口へ案内すべく配設されている。

分離ガイド部３７は、定着把持部４５から搬出ローラ対３８までの被印刷媒体の排出経路に対し、定着ローラ３４側に配置された複数のリブを含む分離ガイド４６と、この分離ガイド４６を保持して定着装置本体のフレーム４７にボルト４８により固定された板材４９を備えている。

分離ガイド４６は樹脂等からなり、フレーム４７は板金等からなる。フレーム４７はボルト４８を締めるための孔が開いているが、定着時には、ボルト４８により孔が塞がっているので、水蒸気を逃がすことはできない。

上記の板材４９に保持される分離ガイド４６の複数のリブは、それぞれ下端部側に凹部５１を形成されている。この凹部に応じて、板材４９の下端部も、複数のリブの前面と同一平面をなす垂直面５２と、この垂直面５２に連続して定着ローラ３４側に傾斜する斜面５３からなる凹部を形成している。

全体として見て換言すれば、分離ガイド４６の複数のリブの下端部は、分離ガイド部３７の凹部５１の上方斜面を形成し、板材４９の下端部は、凹部５１の下方斜面を形成しているということができる。

そして、板材４９は、分離ガイド４６のリブとリブとの間の凹部５１に対応する位置に貫通孔５４を形成されている。また、分離ガイド部３７には、１ブロックの中心の２つのリブの間に、アイドルギア５５が支持軸５６に回転自在に軸支されて配置されている。

尚、定着把持部４５の上方には、分離ガイド部３７に対向し、被印刷媒体の排出経路に対し加圧ローラ３６側に寄った位置に、分離ガイド爪５７が配置されている。分離ガイド爪５７が案内する被印刷媒体面は、画像が形成されていない面、又は両面印刷の既に定着済みの画像が形成されている面であるため、分離ガイド爪５７は単純な形状となっている。

また、図３に示すように、定着ローラ３４は加圧ローラ３６と圧接する定着把持部４５において変形している。これは、定着ローラ３４はシリコンスポンジ等の気泡を含む発泡性のゴムでできており、ゴムローラ等からなる加圧ローラ３６に比較して柔らかいためである。

更に、加熱ベルト３５は、定着ローラ３４と加圧ローラ３６との間に介在しているが、定着ローラ３４と加圧ローラ３６とが圧接する定着把持部４５において見えなくなっている。

これは、被印刷媒体５８の搬送方向と直交する方向の幅において、定着ローラ３４の幅と、加圧ローラ３６の幅と、はほぼ等しいが、加熱ベルト３５の幅は、定着ローラ３４の幅や加圧ローラ３６の幅よりも狭くなっているためである。また、被印刷媒体５８の搬送方向と直交する方向の幅は、加熱ベルト３５の幅よりも狭くなっている。

図４(a),(b)は上記分離ガイド部３７が定着処理時に機能する動作状態を説明する図である。尚、図４(a),(b)に示す構成は、図３の構成と同一であるので、図４(a),(b)には説明に必要な部分にのみ図３の構成と同一の番号を付与して示している。

図４(a)は、被印刷媒体５８の先端が定着把持部４５を通過して出てきた時点の状態を示している。図４(a)に破線丸ｂで示すように、凹部５１に並んで貫通孔５４が形成されている。加熱ベルト３５の循環移動面は、定着ローラ３４と共に矢印ｃで示す反時計回り方向に移動駆動されている。

この加熱ベルト３５の循環移動面に沿って空気流５９が生じている。定着把持部４５を通過して出てきた直後の被印刷媒体５８からは加熱ベルト３５からの加熱によって水蒸気が生じているが、この水蒸気は空気流５９に乗って貫通孔５４から定着装置本体のフレーム４７が位置する空間領域に吸入されていく。

被印刷媒体５８が定着把持部４５に進入する前は、被印刷媒体５８から水蒸気は発生しない。しかし、被印刷媒体５８が定着把持部４５に進入すると、定着ローラ３４の表面温度は１５０〜１８０度であるため、この熱により定着把持部４５を通過した直後に被印刷媒体５８から水蒸気が発生する。

この水蒸気は、インクの水分ではなく、常温で被印刷媒体５８が吸湿した水分である。水蒸気は特に定着把持部４５寄りの分離ガイド４６の下方（貫通孔５４の両端付近）に付着しやすい。被印刷媒体５８へ水滴が付着するのを防ぐため、貫通孔５４を設けて水蒸気を逃がしている。

プリンタは完全に密閉された構造ではないので、発生した水蒸気は最終的にプリンタの外部に抜けて行く。仮に、プリンタの内部で水蒸気が発生したとしても特に問題はない。プリンタにより印刷が連続で行われている状態であれば、分離ガイド４６も温まっており、温度も比較的高いため、このような水蒸気による問題は発生しにくい。

しかし、プリンタの電源を入れて印刷を開始したばかりの時、或いはプリンタの電源は入っているが暫くの時間印刷を行っておらず、印刷を再開したばかりの時は、分離ガイド４６の温度が常温に使い温度、又は水の沸点よりも可也低い温度になっているため、水蒸気による問題が発生しやすくなっている。

この空間領域は、発熱ローラ３３（図１参照）が配設されている領域であり、水蒸気は水蒸気のままの状態で拡散していく。また、たとえ、いずれかの部分で水滴化したとしても、被印刷媒体５８の排出経路とは関係のない場所となるので、いずれにしても、被印刷媒体５８の画像形成面に水滴が付着して画質を損じる不具合が解消される。

また、被印刷媒体５８の画像形成面側の、定着把持部４５を通過した直後の位置のリブには、凹部５１が形成されているので、被印刷媒体５８の画像形成面が定着直後にリブに当接することがなく、リブ痕の問題が解消される。

また、図４(b)のように、被印刷媒体５８が排出される過程で、画像形成面が分離ガイド４６の複数のリブに当接するほどに近接しても、分離ガイド部３７の１ブロックごとに、その中心部にアイドルギア５５が回転自在に配置されているので、被印刷媒体５８の画像形成面は、アイドルギア５５の刃先に当接することはあってもリブに直接当接することは滅多に無い。これによってもリブ痕の問題が解消される。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、本発明は特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[付記１]

加熱ベルトと、
該加熱ベルトを掛け渡された定着ローラと、
加圧ローラと、
前記加熱ベルトを介し前記定着ローラと前記加圧ローラとが圧接する定着把持部を通過した被印刷媒体を排出口へ案内すべく、前記被印刷媒体の排出経路に配置された複数の分離ガイドと、
該分離ガイドを保持して定着装置本体に固定され、前記分離ガイドと分離ガイドとの間に貫通孔を有する板材と、
を備える、
ことを特徴とする定着装置。
[付記２]

前記加熱ベルトを発熱ローラとの間に掛け渡された定着ローラを備え、
前記板材に保持される複数の前記分離ガイドは、それぞれ下端部側に凹部を形成されており、
前記分離ガイドは、前記被印刷媒体の排出経路に対し前記定着ローラ側に配置されている、
ことを特徴とする付記１記載の定着装置。
[付記３]

前記板材は、前記分離ガイドと分離ガイドとの間の前記凹部に対応する位置に前記貫通孔を形成されている、ことを特徴とする付記２記載の定着装置。
[付記４]

前記板材は、前記装置本体のフレームに固定するための、前記貫通孔とは異なる孔が設けられている、ことを特徴とする付記１乃至３の何れか一項記載の定着装置。
[付記５]

前記貫通孔とは異なる前記孔は、前記板材の、前記分離ガイドと分離ガイドとの間の前記凹部に対応する位置に形成されており、ボルトを締めるための孔である、ことを特徴とする付記１乃至４の何れか一項記載の定着装置。

本発明は、定着時に被印刷媒体の形成画像に対するリブ痕の発生を防止すると共に被印刷媒体から発生する水蒸気による水滴での画像障害の発生を防止する定着装置に利用することができる。

１ 画像形成装置（プリンタ）
２ 画像形成部
３ 転写ベルトユニット
４ 両面印刷用搬送ユニット
５ 給紙部
６ 定着部
７（７Ｍ、７Ｃ、７Ｙ、７Ｋ） 画像形成ユニット
８ 感光体ドラム
９ クリーナ
１１ 帯電ローラ
１２ 光書込ヘッド
１３ 現像器
１４ 現像ローラ
１５ トナー供給ローラ
１６ 転写ベルト
１７ 駆動ローラ
１８ 従動ローラ
１９ ベルト位置制御機構
２１（２１ｍ、２１ｃ、２１ｙ、２１ｋ） 一次転写ローラ
２２ ベルトクリーニング部
２３ 廃トナー回収容器
２４（２４ａ、２４ｂ） 給紙カセット
２５ 用紙取出ローラ
２６ 給送ローラ
２７ 捌きローラ
２８ 待機搬送ローラ対
２９ 二次転写ローラ
３１ 筐体
３２ 発熱源
３３ 発熱ローラ
３４ 定着ローラ
３５ 加熱ベルト
３６ 加圧ローラ
３７ 分離ガイド部
３８ 搬出ローラ対
３９ 排紙トレー部
４１ 排紙ローラ対
４２ａ 開始返送路
４２ｂ 中間返送路
４２ｃ 終端返送路
４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄ 返送ローラ対
４５ 定着把持部
４６ 分離ガイド
４７ 定着装置本体フレーム
４８ ボルト
４９ 板材
５１ 凹部
５２ 垂直面
５３ 斜面
５４ 貫通孔
５５ アイドルギア
５６ 支持軸
５７ 分離ガイド爪
５９ 空気流

Claims (5)

1. 加熱ベルトと、
   該加熱ベルトを掛け渡された定着ローラと、
   加圧ローラと、
   前記加熱ベルトを介し前記定着ローラと前記加圧ローラとが圧接する定着把持部を通過した被印刷媒体を排出口へ案内すべく、前記被印刷媒体の排出経路に配置された複数の分離ガイドと、
   該分離ガイドを保持して定着装置本体に固定され、前記分離ガイドと分離ガイドとの間に貫通孔を有する板材と、
   を備える、
   ことを特徴とする定着装置。
2. 前記加熱ベルトを発熱ローラとの間に掛け渡された定着ローラを備え、
   前記板材に保持される複数の前記分離ガイドは、それぞれ下端部側に凹部を形成されており、
   前記分離ガイドは、前記被印刷媒体の排出経路に対し前記定着ローラ側に配置されている、
   ことを特徴とする請求項１記載の定着装置。
3. 前記板材は、前記分離ガイドと分離ガイドとの間の前記凹部に対応する位置に前記貫通孔を形成されている、ことを特徴とする請求項２記載の定着装置。
4. 前記板材は、前記装置本体のフレームに固定するための、前記貫通孔とは異なる孔が設けられている、ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項記載の定着装置。
5. 前記貫通孔とは異なる前記孔は、前記板材の、前記分離ガイドと分離ガイドとの間の前記凹部に対応する位置に形成されており、ボルトを締めるための孔である、ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項記載の定着装置。