JP2020052073A - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】搬送ガイド表面に生じた結露の用紙への付着による画像欠陥の発生を抑制する。【解決手段】定着装置２０は、未定着のトナー画像が形成された記録媒体を加熱してトナー画像を定着させる加熱ロール２６と、加熱ロール２６と協働して記録媒体を挟持する対向ロール２８を有する。加熱ロール２６と対向ロール２８の間を通過した記録媒体を案内する搬送ガイド３２は、記録媒体に対向する側の表面に撥水性を有する部分を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、定着装置および画像形成装置に関する。

記録媒体上の静電潜像をトナーで現像し、このトナー画像を加熱して記録媒体に定着させる画像形成装置が知られている。未定着のトナー画像を加熱し、定着させる装置は、定着装置と呼ばれている。未定着のトナー画像を加熱する際、記録媒体も加熱され、記録媒体に含まれる水分が蒸発する。蒸発した水が、記録媒体を搬送路上で案内する搬送ガイドの表面で凝縮すると結露を生じる。結露した水により記録媒体が濡れると、その部分に画像欠陥が生じる場合がある。

下記特許文献１では、搬送ガイドの記録媒体と接する部分に親水性または吸水性を持たせることで結露した水が記録媒体に付着することを防止している。

特開２００８−１１６７５３号公報

前述のように、搬送ガイド表面に結露した水により記録媒体が濡れると、画像欠陥が生じる場合がある。

本発明は、搬送ガイド表面の結露によって生じる画像欠陥の発生を抑制することを目的とする。

請求項１に係る発明は、未定着のトナー画像が形成された記録媒体を加熱して前記トナー画像を定着させる加熱要素と、前記加熱要素と協働して記録媒体を挟持する対向要素と、前記加熱要素と前記対向要素の間を通過した記録媒体を案内する搬送ガイドであって、記録媒体に対向する側の表面に撥水性を有する部分を有する搬送ガイドと、を含む定着装置である。

請求項２に係る発明は、前記搬送ガイドの撥水性を有する部分は、表面に撥水材料による撥水層を設けることで撥水性が付与されており、さらに、前記搬送ガイドは、記録媒体の搬送方向に沿って延びるリブを有し、当該リブの頂面には、前記撥水層が設けられていない請求項１に記載の定着装置である。

請求項３に係る発明は、前記搬送ガイドの撥水性を有する部分は、表面に撥水材料による撥水層を設けることで撥水性が付与されており、さらに、前記搬送ガイドは、記録媒体の搬送方向に沿って延びる高さの異なる複数のリブを有し、少なくとも最も高いリブの頂面には、前記撥水層が設けられていない、請求項１に記載の定着装置である。

請求項４に係る発明は、前記搬送ガイドには、記録媒体を搬送する駆動ローラが配置される開口が形成され、前記搬送ガイドの撥水性を有する部分が、前記開口より記録媒体を搬送する方向において上流側の部分である、請求項1に記載の定着装置である。

請求項５にかかる発明は、前記搬送ガイドは、記録媒体に対向する側の表面の全体が撥水性を有する、請求項1に記載の定着装置である。

請求項６に係る発明は、前記搬送ガイドは、記録媒体の搬送路に関し前記加熱要素と反対の側に配置されている、請求項１から５のいずれか１項に記載の定着装置である。

請求項７に係る発明は、前記加熱要素と前記対向要素は、挟持した記録媒体を上方に向けて送り出す、請求項１から６のいずれか１項に記載の定着装置である。

請求項８に係る発明は、記録媒体の搬送路に対して配置され、未定着のトナー画像が形成された記録媒体を加熱して前記トナー画像を定着させる加熱要素と、前記搬送路に関し前記加熱要素の反対側に配置され、前記加熱要素と協働して記録媒体を挟持する対向要素と、前記搬送路において、前記加熱要素および前記対向要素の下流側に配置され、記録媒体を案内する搬送ガイドであって、記録媒体に対向する側の表面に撥水性を有する部分を有する搬送ガイドと、を備えた、画像形成装置である。

請求項９に係る発明は、前記搬送ガイドの撥水性を有する部分は、表面に撥水材料による撥水層を設けることで撥水性が付与されており、さらに、前記搬送ガイドは、記録媒体の搬送方向に沿って延びるリブを有し、当該リブの頂面には、前記撥水層が設けられていない、請求項８に記載の画像形成装置である。

請求項１０に係る発明は、前記搬送ガイドの撥水性を有する部分は、表面に撥水材料による撥水層を設けることで撥水性が付与されており、さらに、前記搬送ガイドは、記録媒体の搬送方向に沿って延びる高さの異なる複数のリブを有し、少なくとも最も高いリブの頂面には、前記撥水層が設けられていない、請求項８に記載の画像形成装置である。

請求項１１に係る発明は、さらに、前記加熱要素と前記対向要素を通過した記録媒体を送る駆動ローラを備え、前記搬送ガイドの撥水性を有する部分が前記駆動ローラより記録媒体を搬送する方向において上流側の部分である、請求項８に記載の画像形成装置である。

請求項１２に係る発明は、前記搬送ガイドは、記録媒体に対向する側の表面の全体が撥水性を有する、請求項８に記載の画像形成装置である。

請求項１３に係る発明は、前記搬送ガイドは、前記搬送路に関し前記加熱要素と反対の側に配置されている、請求項８から１２のいずれか１項に記載の画像形成装置である。

請求項１４に係る発明は、前記加熱要素と前記対向要素は、挟持した記録媒体を上方に向けて送り出す、請求項８から１３のいずれか１項に記載の画像形成装置である。

請求項１に係る発明によれば、搬送ガイド表面の結露によって生じる画像欠陥の発生を抑制することができる。

請求項２に係る発明によれば、撥水層のはがれや摩滅などによるリブ頂面の摩擦のばらつきの発生を防止することができる。

請求項３に係る発明によれば、記録媒体に接触する頻度の高いリブ頂面について、撥水層のはがれや摩滅などによる摩擦のばらつきの発生を防止することができる。

請求項４に係る発明によれば、駆動ローラ下流側より記録媒体の近くに配置される駆動ローラ上流側で結露を抑制することができる。

請求項５に係る発明によれば、搬送ガイド表面の結露によって生じる画像欠陥の発生を抑制することができる。

請求項６に係る発明によれば、加熱要素からの熱を受けにくく、暖まりにくい側に配置された搬送ガイドにおいて結露を抑制することができる。

請求項７に係る発明によれば、加熱要素および対向要素の上方に配置され、結露した水が加熱要素および対向要素に滴下しやすい配置とされた搬送ガイドにおいて結露を抑制することができる。

請求項８に係る発明によれば、搬送ガイド表面の結露によって生じる画像欠陥の発生を抑制することができる。

請求項９に係る発明によれば、撥水層のはがれや摩滅などによるリブ頂面の摩擦のばらつきの発生を防止することができる。

請求項１０に係る発明によれば、記録媒体に接触する頻度の高いリブ頂面について、撥水層のはがれや摩滅などによる摩擦のばらつきの発生を防止することができる。

請求項１１に係る発明によれば、駆動ローラ下流側より記録媒体の近くに配置され、結露が生じやすい駆動ローラ上流側で結露を抑制することができる。

請求項１２に係る発明によれば、搬送ガイド表面の結露によって生じる画像欠陥の発生を抑制することができる。

請求項１３に係る発明によれば、加熱要素からの熱を受けにくく、暖まりにくい側に配置された搬送ガイドにおいて結露を抑制することができる。

請求項１４に係る発明によれば、加熱要素および対向要素の上方に配置され、結露した水が加熱要素および対向要素に滴下しやすい配置とされた搬送ガイドにおいて結露を抑制することができる。

画像形成装置の概略構成を示す模式図である。 定着装置の概略構成を示す模式図である。 対向側搬送ガイドを示す斜視図である。 対向側搬送ガイドの部分を示す拡大斜視図である。

以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。図１は、画像形成装置１０の概略構成を示す模式図である。記録媒体としての用紙が給紙トレイ１２に蓄えられている。用紙は給紙トレイ１２から搬送路１４を通って転写領域１６に送られ、転写領域１６において、感光体１８上に形成されたトナー像が用紙上に転写される。用紙は、搬送路１４を通って更に定着装置２０に送られ、定着装置２０で加熱および加圧によってトナー像が用紙に定着される。定着装置２０を通過した用紙は、搬送路１４に沿って排紙トレイに向けて送られる。両面印刷の場合、裏面に印刷を行うために、定着装置２０から送り出された用紙は、戻し搬送路２４を通って、転写領域１６に戻される。

図２は、定着装置２０の主要部分を示す模式図である。用紙を送る搬送路１４を挟んで加熱要素と対向要素が配置されている。この定着装置２０において、加熱要素はロール形態の加熱ロール２６であり、対向要素は同じくロール形態の対向ロール２８である。また、加熱要素と対向要素の一方または双方は、ベルト形態の要素であってもよい。加熱ロール２６と対向ロール２８は、協働して、通過する用紙を挟持する。加熱ロール２６により加熱され、また加熱ロール２６と対向ロール２８に挟持されて加圧されることによって、用紙上の未定着のトナー画像が定着される。用紙は、加熱ロール２６と対向ロール２８の間を通過した後、上方へ搬送され、これらのロール２６，２８の直後に配置された２つの搬送ガイド３０，３２の間を通って、排出トレイ２２に向けられる。搬送路１４に関して加熱ロール２６の側に配置される搬送ガイド３０を加熱側搬送ガイド３０と記し、対向ロール２８の側に配置される搬送ガイド３２を対向側搬送ガイド３２と記す。なお、ここでいう上方とは、重力の作用する向きと反対の向き、および重力の作用する向きと反対向きの成分を有する向きを指す。

対向側搬送ガイド３２内には、用紙を搬送駆動する駆動ローラ３４が配置され、搬送路１４の反対側には、駆動ローラ３４に対向するように従動ローラ３６が配置されている。駆動ローラ３４は、駆動モータ（不図示）に駆動され、従動ローラ３６と共に挟持した用紙を搬送駆動する。

図３および図４は、対向側搬送ガイド３２を示す図であり、図３が全体を示す斜視図、図４が一部を拡大した斜視図である。図３，４において、用紙は下から上へ搬送され、手前側が搬送される用紙に対向する。

対向側搬送ガイド３２は、用紙の搬送される方向に交差する方向に延びて配置されるベース板３８と、ベース板３８の搬送路１４側の表面に立設された複数のリブ４０，４２，４４，４６とを有する。対向側搬送ガイド３２には、用紙の搬送される方向に交差する方向に開口４８が複数個配列され、各開口４８内にそれぞれ駆動ローラ３４が配置されている。この定着装置２０では、駆動ローラ３４は４個設けられ、これらは共通の駆動シャフト５０上に固定されている。

リブ４０は、用紙の搬送方向において駆動ローラ３４の位置から上流側に延び、これに対しリブ４２は用紙の搬送方向において駆動ローラ３４と同じ位置に配置されている。リブ４２に比べてリブ４０は長く形成されており、リブ４０を長リブ４０、リブ４２を短リブ４２と記す。また、リブ４４は、駆動ローラ３４の上流側に配置され、駆動ローラ３４に向かう用紙の部分を駆動ローラ３４と従動ローラ３６の間のニップに導入する。リブ４４を導入リブ４４と記す。リブ４６は、駆動ローラ３４より下流側に配置され、駆動ローラ３４により送り出された用紙を案内する。

対向側搬送ガイド３２の用紙に対向する側の表面は撥水性を有する部分を有する。接触角が９０°以上となる撥水性でよく、また接触角が１２０°以上、更には１５０°以上となる撥水性としてもよい。一般的に撥水性を有さない金属や樹脂で基材を形成し、その表面に撥水コート処理をすることで表面に撥水層を形成して撥水性を持たせる。撥水コートの材料としては、撥水性微粒子コート、フッ素系撥水コート等を使用し得る。対向側搬送ガイド３２の用紙に対向する側の表面全体を、撥水性を有するようにしてよい。

対向側搬送ガイド３２の温度が低いとき、例えば画像形成装置１０の使用開始初期において、加熱ロール２６の加熱により、用紙から蒸発した水蒸気が、対向側搬送ガイド３２で冷やされて凝縮し、その表面に結露する。表面の撥水性のために、結露した水滴と対向側搬送ガイド３２の表面との接触面積が、撥水性を有さない場合よりも小さくなる。このため、水滴は対向側搬送ガイド３２によってさほど冷やされず、高い温度が維持される。水滴の温度が高いために、水滴周囲の水蒸気の凝縮が抑えられ、水滴の成長が抑制される。

リブ４０，４２，４４，４６の頂面は、加熱ロール２６により加熱した用紙が接触するため、または用紙との距離が近いため温度の上昇が早く、一方ベース板３８は用紙に直接接触しないので温度上昇が遅い。このため、結露はベース板３８上で生じやすい。ベース板３８上の水滴の成長が抑制されることにより、水滴が用紙に付着することが抑制される。また、水滴が成長しなければ、水滴は対向側搬送ガイド３２から下方にある対向ロール２８に滴下しにくく、対向ロール２８を介した用紙への付着、さらには対向ロール２８および加熱ロール２６を介した付着が抑制される。

リブ４０，４２，４４，４６の頂面には撥水層を設けないようにしてよい。リブ４０，４２，４４，４６の頂面は、用紙に接触する頻度が高く、表面に形成された撥水層がはがれたり、摩滅したりして失われることが考えられる。一部のリブの撥水層がはがれ等により失われると、リブと用紙の間の摩擦係数がリブごとにばらつき、用紙を不均一な力が作用する。不均一な力の作用によって、用紙が傾くなど搬送時の用紙の姿勢の安定性が低下する可能性がある。あらかじめ、リブ４０，４２，４４，４６の頂面に撥水層を設けずにおけば、撥水層のはがれ等による用紙搬送の安定性の低下は生じ得ない。リブ４０，４２，４４，４６の頂面に加え、側面にも撥水層を設けないようにしてよい。

リブ４０，４２，４４のうち、隣接するリブに対して高いリブの頂面に撥水層を設けないようにしてよい。リブ４０，４２，４４は、用紙搬送方向に交差する方向において一部が隣接している。長リブ４０は、短リブ４２と隣接する部分が、短リブ４２に比べて高くなっている。この部分は、短リブ４２に比べて用紙と接触する頻度が高く、この部分の頂面に撥水層を設けないようにしてよい。また、長リブ４０の、短リブ４２より上流側に延びている部分も、用紙と接触する頻度が高く、この部分も撥水層を設けないようにしてよい。導入リブ４４は、用紙が駆動ローラ３４に接触しやすくするために、高さを低くする場合がある。この場合、長リブ４０は、導入リブ４４と隣接する部分が導入リブ４４より高くなり、この部分の頂面に撥水層を設けないようにしてよい。

リブの高さが複数の場合、最も高いリブの頂面に撥水層を設けないようにしてよく、また、２番目までの高さのリブ、３番目までの高さのリブというように、上位の所定順位までの高さのリブの頂面に撥水層を設けないようにしてよい。

対向側搬送ガイド３２の用紙搬送路側の表面は、用紙搬送方向において開口４８の位置より上流側の表面を、撥水性を有するようにしてよい。一方、下流側の表面は撥水性を有さないようにしてよい。開口４８の位置、すなわち駆動ローラ３４の位置より上流側において、対向側搬送ガイド３２の表面、例えばベース板３８の表面は下流側に比べて搬送される用紙に近接して配置される場合がある。ベース板３８が用紙の近くに配置されていると、ベース板３８上で結露した水滴が成長し大きくなったとき、水滴が用紙に触れて付着することがある。開口４８より上流側の表面を、撥水性を有するようにすることで、結露した水の付着が抑制される。駆動ローラ３４が用紙の搬送方向に沿って複数列設けられる場合、最も加熱ロール２６および対向ロール２８に近い側の駆動ローラ３４を収容する開口４８より上流側の対向側搬送ガイド３２の表面に撥水性を有する部分を設けてよい。

加熱側搬送ガイド３０の搬送される用紙に対向する側の表面に、撥水性を有する部分を設けてよい。

上述の実施形態では、撥水性を有さない基体に対し、表面に撥水コート処理を行うことで撥水性を付与したが、これに代えて、基材そのものを撥水性の材料で作製してもよい。

１０ 画像形成装置、１２ 給紙トレイ、１４ 搬送路、１６ 転写領域、１８ 感光体、２０ 定着装置、２２ 排紙トレイ、２４ 戻し搬送路、２６ 加熱ロール、２８ 対向ロール、３０ 加熱側搬送ガイド、３２ 対向側搬送ガイド、３４ 駆動ローラ、３６ 従動ローラ、３８ ベース板、４０ リブ（長リブ）、４２ リブ（短リブ）、４４ リブ（導入リブ）、４６ リブ（下流リブ）、４８ 開口、５０ 駆動シャフト。

Claims (14)

1. 未定着のトナー画像が形成された記録媒体を加熱して前記トナー画像を定着させる加熱要素と、
   前記加熱要素と協働して記録媒体を挟持する対向要素と、
   前記加熱要素と前記対向要素の間を通過した記録媒体を案内する搬送ガイドであって、記録媒体に対向する側の表面に撥水性を有する部分を有する搬送ガイドと、
   を含む、定着装置。
2. 前記搬送ガイドの撥水性を有する部分は、表面に撥水材料による撥水層を設けることで撥水性が付与されており、さらに、前記搬送ガイドは、記録媒体の搬送方向に沿って延びるリブを有し、当該リブの頂面には、前記撥水層が設けられていない、請求項１に記載の定着装置。
3. 前記搬送ガイドの撥水性を有する部分は、表面に撥水材料による撥水層を設けることで撥水性が付与されており、さらに、前記搬送ガイドは、記録媒体の搬送方向に沿って延びる高さの異なる複数のリブを有し、少なくとも最も高いリブの頂面には、前記撥水層が設けられていない、請求項１に記載の定着装置。
4. 前記搬送ガイドには、記録媒体を搬送する駆動ローラが配置される開口が形成され、前記搬送ガイドの撥水性を有する部分が、前記開口より記録媒体を搬送する方向において上流側の部分である、請求項1に記載の定着装置。
5. 前記搬送ガイドは、記録媒体に対向する側の表面の全体が撥水性を有する、請求項1に記載の定着装置。
6. 前記搬送ガイドは、記録媒体の搬送路に関し前記加熱要素と反対の側に配置されている、請求項１から５のいずれか１項に記載の定着装置。
7. 前記加熱要素と前記対向要素は、挟持した記録媒体を上方に向けて送り出す、請求項１から６のいずれか１項に記載の定着装置。
8. 記録媒体の搬送路に対して配置され、未定着のトナー画像が形成された記録媒体を加熱して前記トナー画像を定着させる加熱要素と、
   前記搬送路に関し前記加熱要素の反対側に配置され、前記加熱要素と協働して記録媒体を挟持する対向要素と、
   前記搬送路において、前記加熱要素および前記対向要素の下流側に配置され、記録媒体を案内する搬送ガイドであって、記録媒体に対向する側の表面に撥水性を有する部分を有する搬送ガイドと、
   を備えた、画像形成装置。
9. 前記搬送ガイドの撥水性を有する部分は、表面に撥水材料による撥水層を設けることで撥水性が付与されており、さらに、前記搬送ガイドは、記録媒体の搬送方向に沿って延びるリブを有し、当該リブの頂面には、前記撥水層が設けられていない、請求項８に記載の画像形成装置。
10. 前記搬送ガイドの撥水性を有する部分は、表面に撥水材料による撥水層を設けることで撥水性が付与されており、さらに、前記搬送ガイドは、記録媒体の搬送方向に沿って延びる高さの異なる複数のリブを有し、少なくとも最も高いリブの頂面には、前記撥水層が設けられていない、請求項８に記載の画像形成装置。
11. さらに、前記加熱要素と前記対向要素を通過した記録媒体を送る駆動ローラを備え、前記搬送ガイドの撥水性を有する部分が前記駆動ローラより記録媒体を搬送する方向において上流側の部分である、請求項８に記載の画像形成装置。
12. 前記搬送ガイドは、記録媒体に対向する側の表面の全体が撥水性を有する、請求項８に記載の画像形成装置。
13. 前記搬送ガイドは、前記搬送路に関し前記加熱要素と反対の側に配置されている、請求項８から１２のいずれか１項に記載の画像形成装置。
14. 前記加熱要素と前記対向要素は、挟持した記録媒体を上方に向けて送り出す、請求項８から１３のいずれか１項に記載の画像形成装置。