JP2020190684A - 定着装置、画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ガイド部材との摺動による記録媒体の搬送負荷を低減することを課題とする。【解決手段】定着ローラ２２と、定着ローラ２２に対向して、当該定着ローラ２２との間に定着ニップＮを形成する加圧ローラ２３と、定着ニップＮの用紙搬送方向下流側に設けられ、用紙Ｐに当接して用紙Ｐを所定の方向へガイドするガイド部材３４とを備えた定着装置７であって、ガイド部材３４は、用紙Ｐに当接してガイドするガイド部３４２が、その他の部分よりも摺動性の高い材料によって形成される。【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。

画像形成装置に設けられる定着装置には、定着部材とこれに対向する対向部材との間に形成される定着ニップにおいて、用紙（記録媒体）が加熱および加圧される。用紙の加熱は、定着部材および対向部材のうちの一方側に設けられた加熱部材によって行われ、用紙の主に画像形成面が加熱される。

このような定着装置では、定着ニップにおける用紙の画像形成面側とその裏面側との温度差により、用紙が裏面側へカールする現象が知られている。

そして、上記のカールを矯正するために、特許文献１（特開２０１６−１７７０８５号公報）では、定着ニップＮの用紙搬送方向下流側に一対の搬送補助ローラが設けられ、搬送補助ローラのニップ部のさらに下流側に、ガイド面を有するリブが設けられる。搬送される用紙がリブのガイド面に接触することで、ガイド面に沿って下流側へ搬送される。これにより、用紙のカールを矯正すると共に、用紙を下流側の正しい搬送方向へガイドすることができる。

特許文献１の構成では、記録媒体がガイド面に沿って搬送されることで記録媒体とガイド面とが摺動し、記録媒体の搬送負荷が大きくなってしまう。

上記の課題を解決するため、本発明は、定着部材と、前記定着部材に対向して、当該定着部材との間に定着ニップを形成する対向部材と、前記定着ニップの記録媒体搬送方向下流側に設けられ、前記記録媒体に当接して記録媒体を所定の方向へガイドするガイド部材とを備えた定着装置であって、前記ガイド部材は、前記記録媒体に当接してガイドするガイド面が、その他の部分よりも摺動性の高い材料によって形成されることを特徴とする。

本発明によれば、ガイド部材と記録媒体との摺動による記録媒体の搬送負荷の増加を抑制することができる。

画像形成装置の概略構成図である。 定着装置の概略構成図である。 搬送補助ローラ対とガイド部との位置関係を示す図である。 異なるガイド部材を有する定着装置の概略構成図である。 上記ガイド部材の斜視図である。 上記ガイド部材の一部分を示す断面図である。 上記定着装置によって用紙を搬送する様子を示す図である。 上記定着装置によって用紙を搬送する様子を示す図である。 上記定着装置によって用紙を搬送する様子を示す図である。 第３のガイドコロの異なる配置を示す図である。

以下、本発明に係る実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

図１に示すカラー画像形成装置１の中央には、４つのプロセスユニット９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｂｋが着脱可能に設けられた画像形成部２が配置されている。各プロセスユニット９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｂｋは、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の異なる色の現像剤を収容している以外は同様の構成となっている。

具体的な各プロセスユニット９としては、表面上に現像剤としてのトナーを担持可能なドラム状の回転体である感光体ドラム１０と、感光体ドラム１０の表面を一様に帯電させる帯電ローラ１１と、感光体ドラム１０の表面にトナーを供給する現像ローラ１３を有する現像装置１２等を備えている。

プロセスユニット９の上方には、露光部３が配置されている。露光部３は、画像データに基づいて、レーザ光を発するように構成されている。

画像形成部２の直下には転写部４が配置されている。転写部４は、駆動ローラ１４及び従動ローラ１５に周回走行可能に張架されている無端状の中間転写ベルト１６、各プロセスユニット９の感光体ドラム１０に対して中間転写ベルト１６を挟んだ対向位置に配置されている一次転写ローラ１７等で構成されている。各一次転写ローラ１７はそれぞれの位置で中間転写ベルト１６の内周面を押圧しており、中間転写ベルト１６の押圧された部分と各感光体ドラム１０とが接触する箇所に一次転写ニップが形成されている。

また、中間転写ベルト１６の駆動ローラ１４と、中間転写ベルト１６を挟んで駆動ローラ１４に対向した位置には二次転写ローラ１８が配設されている。二次転写ローラ１８は中間転写ベルト１６の外周面を押圧しており、二次転写ローラ１８と中間転写ベルト１６とが接触する箇所に二次転写ニップが形成されている。

給紙部５は、画像形成装置１の下部に位置しており、記録媒体としての用紙Ｐを収容した給紙カセット１９や、給紙カセット１９から用紙Ｐを搬出する給紙ローラ２０等からなっている。

搬送路６は、給紙部５から搬出された用紙Ｐを搬送する搬送経路であり、一対のレジストローラ２１の他、後述する排紙部８に至るまで、搬送ローラ対が搬送路６の途中に適宜配置されている。

定着装置７は、ハロゲンヒータなどの加熱部材３１と、加熱部材３１によって加熱される、定着部材としての定着ローラ２２と、その定着ローラ２２を加圧可能な、対向部材としての加圧ローラ２３等を有している。

排紙部８は、画像形成装置１の搬送路６の最下流に設けられる。この排紙部８には、用紙Ｐを外部へ排出するための一対の排紙ローラ２４と、排出された用紙Ｐをストックするための排紙トレイ２５とが配設されている。

以下、図１を参照して上記画像形成装置１の基本的動作について説明する。

画像形成装置１において、画像形成動作が開始されると、各プロセスユニット９Ｙ，９Ｃ，９Ｍ，９Ｂｋの感光体ドラム１０の表面に静電潜像が形成される。各感光体ドラム１０に露光部３によって露光される画像情報は、所望のフルカラー画像をイエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。各感光体ドラム１０上には静電潜像が形成され、各現像装置１２に蓄えられたトナーが、ドラム状の現像ローラ１３によって感光体ドラム１０に供給されることにより、静電潜像は顕像であるトナー画像（現像剤像）として可視像化される。

転写部４では、駆動ローラ１４の回転駆動により中間転写ベルト１６が図の矢印Ａの方向に走行駆動される。また、各一次転写ローラ１７には、トナーの帯電極性と逆極性の定電圧又は定電流制御された電圧が印加される。これにより、一次転写ニップにおいて転写電界が形成され、各感光体ドラム１０に形成されたトナー画像は一次転写ニップにて中間転写ベルト１６上に順次重ね合わせて転写される。

一方、画像形成動作が開始されると、画像形成装置１の下部では、給紙部５の給紙ローラ２０が回転駆動することによって、給紙カセット１９に収容された用紙Ｐが搬送路６に送り出される。搬送路６に送り出された用紙Ｐは、レジストローラ２１によってタイミングを計られて、二次転写ローラ１８と駆動ローラ１４との間の二次転写ニップに送られる。このとき、中間転写ベルト１６上のトナー画像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加されており、二次転写ニップに転写電界が形成されている。二次転写ニップに形成された転写電界によって、中間転写ベルト１６上のトナー画像が用紙Ｐ上に一括して転写される。

トナー画像が転写された用紙Ｐは、定着装置７へと搬送され、定着ローラ２２と加圧ローラ２３とによって用紙Ｐが加熱及び加圧されてトナー画像が用紙Ｐに定着される。そして、トナー画像が定着された用紙Ｐは、定着ローラ２２から分離され、搬送ローラ対によって搬送され、排紙部８において排紙ローラ２４によって排紙トレイ２５へと排出される。

以上の説明は、用紙Ｐ上にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作であるが、４つのプロセスユニット９Ｙ，９Ｃ，９Ｍ，９Ｂｋのいずれか１つを使用して単色画像を形成したり、２つ又は３つのプロセスユニット９を使用して、２色又は３色の画像を形成したりすることも可能である。

以上の画像形成装置１に設けられた定着装置７には、定着ニップの下流側に、用紙Ｐのカールを矯正したり、用紙Ｐを正しい搬送方向へガイドするためのガイド部材が設けられる。以下、このガイド部材、および、その周辺の構成について説明する。

図２に示すように、定着ローラ２２と加圧ローラ２３との間には定着ニップＮが形成される。定着装置７は、定着ニップＮよりも下流側に設けられ、駆動ローラと従動ローラとの組み合わせからなる一対の搬送補助ローラ対３２と、搬送補助ローラ対３２のさらに下流側に設けられるガイド部材３４とを有する。

ガイド部材３４は、複数の保持部３４１と、保持部３４１によって保持され、ガイド面を有するガイド部３４２とを有する。ガイド部３４２は、摩擦係数が低い等の特性を有する高摺動性グレードの材料によって形成され、保持部３４１よりもその摺動性が高く設定されている。本実施形態では、ガイド部３４２はＰＦＡによって形成される。

図３に示すように、搬送補助ローラ対３２を構成するローラは、その軸方向（図の左右方向）に間欠的に設けられる複数のローラからなる。ガイド部材３４のガイド部３４２は、軸方向の各ローラ間に複数設けられ、搬送補助ローラ対３２の側に進入して設けられる。ガイド部３４２が軸方向に幅を持ち、用紙搬送方向に延在するガイド面を有することで、ガイド部３４２が用紙Ｐに広範囲で面接触してガイド時の面圧を小さくし、用紙Ｐとガイド部３４２間に生じる摩擦力を小さくすることができる。

ガイド部３４２は、図２の紙面上において、搬送補助ローラ対３２のニップ部の延長線上（各ローラのニップ部における接線方向の延長線上）に設けられており、搬送補助ローラ対３２を通過した用紙Ｐは、ガイド部３４２のガイド面に接触する。これにより、用紙Ｐを正しい方向へガイドすることができると共に、用紙Ｐ先端が加圧ローラ２３側へカールしている場合には、これを矯正することができる。

さらに、本実施形態では、ガイド部３４２のガイド面を高摺動性の材料によって形成することにより、ガイド面と用紙Ｐとの摺動抵抗を小さくすることができる。これにより、定着装置７における紙詰まりを防止したり、ガイド部３４２の摩耗を抑制して長期にわたって用紙Ｐのガイド機能を維持させることができる。特に、用紙Ｐが厚紙の場合には、用紙Ｐとガイド部３４２との間に生じる摺動抵抗が大きくなるため、本実施形態のような高摺動性の材料を用いることが効果的である。

次に、ガイド部材３４の変形例について説明する。

図４に示すように、本実施形態では、ガイド部材３４が、ガイド面を備えた第１のガイドコロ（ガイドローラ）３７と第２のガイドコロ（ガイドローラ）３８とを有する。第１のガイドコロ３７と第２のガイドコロ３８とは、用紙搬送方向に並んで配置されている。また、定着装置７は、用紙搬送路を挟んでガイド部材３４と反対側に、第３のガイドコロ（ガイドローラ）であり、ガイド部材３４とは異なるガイド部材としてのコロ部材３９を有する。

図５に示すように、ガイド部材３４は、支軸３５と、保持体３６と、ガイドコロ３７，３８とを有する。ガイドコロ３７，３８は軸部を中心に回転可能に設けられ、その表面はガイド面をなす。ガイドコロ３７，３８のガイド面は、摩擦係数が低い等の特性を有する高摺動性グレードの材料によって形成され、本実施形態ではＰＦＡが用いられる。

支軸３５は、用紙搬送方向と直交する方向で、図４の紙面に直交する方向に延在する。保持体３６は、その内部を支軸３５が貫通し、支軸３５によって支持されている。

保持体３６は、ガイドコロ３７，３８を保持するための一対の保持孔３６ａ１、３６ａ２および保持孔３６ｂ１、３６ｂ２を有する。各保持孔は、対応するガイドコロの軸部の一端あるいは他端が挿入される部分であり、その入口部分が幅狭になっている。ガイドコロの軸部を保持孔に挿入する際には、ガイドコロの軸部が保持孔の入口部分を弾性変形させて押し広げていくことで、保持孔に進入する。ガイドコロ３７の軸部は保持孔３６ａ１、３６ａ２に保持され、ガイドコロ３８の軸部が保持孔３６ｂ１、３６ｂ２に保持される。ただし、保持体３６がガイドコロ３７，３８を保持する方法はこれに限らず、適宜の構成によりガイドコロ３７，３８を回転可能に保持することができる。

ガイドコロ３７，３８は、それぞれの保持孔に保持された状態で、自身の軸部を中心に回転可能に設けられる。ガイドコロ３７，３８のコロ部分の外周面のうち、搬送路６（図４参照）に対向する部分が、搬送される用紙Ｐに接触し、ガイド機能を果たすことができる。

ガイド部材３４は、ガイドコロ３７，３８を保持する保持体３６を、支軸３５の軸方向に複数有する。

図６に示すように、ガイドコロ３７，３８のコロ部分の軸方向端縁には、半径０．５ｍｍ以上のＲ面が形成されている。これにより、用紙ガイド時のガイドコロ３７，３８から用紙への摩擦力を減らすことができ、例えば用紙にコロ部分の端縁の跡が残ることを防止できる。

図４に示すように、用紙搬送路を挟んでガイド部材３４と反対側には、第３のガイドコロであるコロ部材３９が設けられる。コロ部材３９は高摺動性グレードの材料によって形成され、本実施形態ではＰＦＡが用いられる。コロ部材３９は、ガイドコロ３７，３８と同様、軸部を中心に回転可能に設けられ、その表面は用紙ガイド面をなす。

図７に示すように、搬送補助ローラ対３２のニップ部を通過した用紙Ｐは、その先端部がガイドコロ３７に当接する。このように、本実施形態では、搬送補助ローラ対３２による搬送方向の延長線上、つまり、図７の紙面上において、搬送補助ローラ対３２のニップ部の延長線上にガイドコロ３７が設けられる。搬送補助ローラ対３２を通過した用紙Ｐの先端をガイドコロ３７のガイド面に接触させることができる。ただし、必ずしも搬送補助ローラ対３２のニップ部の延長線上に配置する必要はない。

ガイドコロ３７に接触した用紙Ｐは、搬送補助ローラ対３２の搬送力などによってさらに下流側へ搬送される。この搬送力によって用紙Ｐとガイドコロ３７とが摺動し、ガイドコロ３７はその軸部を中心に回転する。用紙Ｐは、回転するガイドコロ３７により、図の矢印方向でガイドコロ３７の接線方向へガイドされる。

また、ガイドコロ３７（およびガイドコロ３８）は、用紙の搬送路を挟んで、加熱部材３１の側と反対側に設けられている。これにより、用紙Ｐのカールを矯正することができる。つまり、定着ニップＮを通過した用紙Ｐは、定着ローラ２２によって加熱部材３１の熱を伝達されることにより、その先端部が画像面側とは反対側である加圧ローラ２３の側へカールする場合がある。この場合でも、ガイドコロ３７によって図の矢印方向の力を受けることで、カールを矯正することができる。

ガイドコロ３７を通過した用紙Ｐは、さらに下流側で、ガイド部材３４の用紙搬送方向下流側端部に設けられたガイドコロ３８によってガイドされ、下流側へガイドされると共に、用紙先端のカールを矯正される。ガイド部材３４の下流側端部にガイドコロ３８を設けることで、ガイド部材３４がより下流側まで用紙Ｐをガイドすると共に、用紙Ｐのカールを矯正することができる。

さらに本実施形態では、ガイドコロ３８のガイド面が、ガイドコロ３７と排紙ローラ２４とを結ぶ直線Ｋよりも搬送路６の外側に設けられる。より詳しくは、直線Ｋは、ガイドコロ３８等の軸部に垂直な平面上（図７の紙面上）において、ガイドコロ３７のガイド面（保持体３６よりも外側へ突出したガイドコロ３７の表面）の回転方向中央と、排紙ローラ２４のニップ部の搬送方向中央とを結ぶ直線であり、搬送路６の外側とは、搬送補助ローラ対３２と排紙ローラ２４とを結ぶ、図の右下から左上への略円弧状の搬送路６の外周側のことである。搬送補助ローラ対３２のニップ部から排紙ローラ２４のニップ部へ搬送される用紙Ｐは、搬送時に搬送路６の外側へ膨らむため、ガイドコロ３８のガイド面を上記のように配置することで、ガイドコロ３８と用紙Ｐとの摺動抵抗をより減らし、用紙Ｐの搬送負荷を減らすことができる。ただし、直線Ｋの内側にガイドコロ３８のガイド面を配置することもできる。

以上のように、本実施形態のガイド部材３４に設けられたガイドコロ３７，３８により、図８に示すように、用紙Ｐを正しい搬送方向へガイドして下流側の排紙ローラ２４へ送り出すことができる。また、ガイド部材３４側への用紙先端のカールを矯正することもできる。この際、用紙Ｐをガイドする部材を回転可能なコロ部材とすることで、図２の実施形態のようにリブなどで面接触させてガイドする場合と比較するとその摺動抵抗を低減することができる。つまり、すべり抵抗よりも転がり抵抗の方が小さいため、摺動抵抗を低減することができる。従って、例えば用紙Ｐが厚紙であっても摺動抵抗を小さくでき、ガイド部材３４が用紙Ｐを円滑にガイドでき、紙詰まりを防止できる。また、ガイド部材３４の摩耗を抑制し、ガイド部材３４が長期間にわたって用紙Ｐを適切な方向へガイドすることができる。本実施形態では特に、ガイドコロ３７，３８のガイド面を高摺動性の材料によって形成することにより、ガイド面の摩耗を抑制できる。

また、搬送方向に複数のガイドコロ３７，３８を設けることで、一方のガイドコロが用紙ガイド時に受ける負荷をさらに低減することができる。従って、排紙ローラ２４に用紙Ｐの先端側が挟持され、用紙Ｐの後端側がガイドコロ３７，３８によりガイドされるような場合でも、用紙Ｐとガイドコロ３７，３８との間の摺動抵抗を小さくすることができる。ただし、本実施形態では搬送方向に複数のガイドコロ３７，３８が配置される場合を示したが、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。また、本実施形態の配置に限らず、各ガイドコロ３７，３８は搬送方向の適宜の位置に配置することができる。

図９に示すように、用紙搬送路を挟んでガイドコロ３７，３８と反対側には第３のガイドコロであるコロ部材３９が設けられる。これにより、搬送方向がガイド部材３４と反対側へ向いたり、その方向へ先端がカールした用紙Ｐをコロ部材３９に接触させることができる。従って、用紙Ｐを正しい方向へガイドしたり、先端側のカールを矯正することができる。

コロ部材３９のガイド面は、図９の紙面上において、排紙ローラ２４のニップ部中央と排紙ローラ２４の手前に設けられた搬送補助ローラ対３２のニップ部中央とを結ぶ直線（図の一点鎖線Ｌ）よりも用紙搬送路中央側に設けられる。これにより、図９のように用紙Ｐが排紙ローラ２４と搬送補助ローラ対３２の両方に挟持されて搬送されている状態で、用紙Ｐに生じる摺動負荷を低減することができ、特に、排紙ローラ２４の線速が搬送補助ローラ対３２よりも大きい場合に用紙Ｐに生じる摺動負荷を低減することができる。本実施形態では、コロ部材３９は用紙Ｐの画像面側をガイドするため、摺動負荷の低減により、擦れによる用紙Ｐの表面の画像への影響も抑制することができる。なお、ニップ部中央とは、図９の紙面上、つまり、ローラの軸線方向に垂直な平面上において、ニップ部における用紙搬送方向の中央位置であり、各ローラを略円形状とした際に、用紙搬送方向において、対になるローラ同士の重なりが最も大きくなる点のことである。

本実施形態のコロ部材３９の配置は一例であり、図１０のように、図９よりもさらに下流側にコロ部材３９を配置することもできるし、画像面側に複数のコロ部材を配置することもできる。また、図９の一点鎖線Ｌよりも用紙搬送路側と反対側にコロ部材３９のガイド面を配置することもできる。さらに、コロ部材３９を配置しない構成とすることもできる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。

本発明に係る画像形成装置は、図１に示すカラー画像形成装置に限らず、モノクロ画像形成装置や、複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等であってもよい。

記録媒体としては、用紙Ｐ（普通紙）の他、厚紙、はがき、封筒、薄紙、塗工紙（コート紙やアート紙等）、トレーシングペーパ、ＯＨＰシート、プラスチックフィルム、プリプレグ、銅箔等が含まれる。

１ 画像形成装置
７ 定着装置
２２ 定着ローラ（定着部材）
２３ 加圧ローラ（対向部材）
２４ 排紙ローラ
３１ 加熱部材
３４ ガイド部材
３４１ 保持部
３４２ ガイド部
３５ 支軸
３６ 保持体
３７ 第１のガイドコロ
３８ 第２のガイドコロ
３９ コロ部材（異なるガイド部材）

特開２０１６−１７７０８５号公報

Claims (8)

1. 定着部材と、
   前記定着部材に対向して、当該定着部材との間に定着ニップを形成する対向部材と、
   前記定着ニップの記録媒体搬送方向下流側に設けられ、前記記録媒体に当接して記録媒体を所定の方向へガイドするガイド部材とを備えた定着装置であって、
   前記ガイド部材は、前記記録媒体に当接してガイドするガイド面が、その他の部分よりも摺動性の高い材料によって形成されることを特徴とする定着装置。
2. 前記ガイド部材は、前記ガイド面を備えた、回転可能なガイドローラを有する請求項１記載の定着装置。
3. 前記ガイドローラは、その軸線方向に垂直な平面上において、当該ガイドローラの上流側に設けられたローラ対のニップ部延長線上にガイド面を有する請求項２記載の定着装置。
4. 前記ガイドローラは、前記記録媒体搬送方向において、前記ガイド部材の下流側端部に設けられる請求項２または３記載の定着装置。
5. 前記ガイド部材は、前記記録媒体の搬送方向に複数の前記ガイドローラを有する請求項２から４いずれか１項に記載の定着装置。
6. 前記記録媒体の搬送路を挟んで前記ガイド部材の反対側に、異なるガイド部材を有する請求項５記載の定着装置。
7. 前記ガイドローラの軸線方向に垂直な平面上において、前記異なるガイド部材は、その上流側のローラ対のニップ部中央と下流側のローラ対のニップ部中央を結ぶ直線よりも前記記録媒体搬送路中央側に設けられる請求項６記載の定着装置。
8. 請求項１から７いずれか１項に記載の定着装置を備えた画像形成装置。

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