JP2022171186A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】送風機から送風される空気が定着部へ流れ込むことを抑制する。【解決手段】画像形成装置は、シートを加熱及び加圧してトナー像をシートに定着する定着部と、定着部によってトナー像が定着されたシートを搬送する搬送部１７と、搬送部の中へ空気を送風する送風機と、搬送部の中に回転可能に配置され、シートを搬送する搬送ローラ１８ａと、送風機によって送風される空気の流れを遮るように搬送部の中に配置され、搬送ローラの近傍で搬送ローラの回転軸線ＲＡに沿う方向に搬送ローラの全長にわたって延在するリブ１２０と、を備え、搬送ローラは、回転軸線に沿う方向における両端部と中央部とで異なる外径を有し、搬送ローラに対向するリブの先端部は、搬送ローラの外周部に沿って湾曲している。【選択図】図１１

Description

本発明は、定着部を有する画像形成装置に関する。

電子写真方式を用いて記録媒体にトナーで画像を形成する画像形成装置は、トナーを溶融して記録媒体に定着させる定着部を有する。定着部は、定着部材（加熱部材）と加圧部材を有する。トナー像が転写された記録媒体は、定着部材と加圧部材のニップ部を通って加熱及び加圧され、トナーが溶融して記録媒体にトナー像が定着される。溶融したトナーは、粘着性を有するため、溶融したトナーによって記録媒体が定着部材又は加圧部材に貼り付くことがある。そこで、定着部材又は加圧部材に対する記録媒体の分離性を高めるために離型剤としてのパラフィンワックスがトナーに含有されている。

しかし、トナーに含有されるパラフィンワックスは、ニップ部で揮発し、定着部材を加熱する誘導加熱部に付着する。パラフィンワックスの付着量が一定量以上に増加すると、付着したパラフィンワックスが誘導加熱部から定着部材へ付着し、さらに定着部材から記録媒体へ付着し、画像品位が低下する。そこで、特許文献１は、誘導加熱部に発熱体を設け、発熱体に通電して誘導加熱部上に付着したパラフィンワックスを液化し、パラフィンワックスを誘導加熱部から排出するクリーニング手段を開示している。また、特許文献２は、揮発性有機化合物や微粒子を捕捉する捕捉材を含むクリーニングウェブを定着部材に接触させることによって定着部材を清掃するクリーニング装置を開示している。

特開２０１０－２１７５８０号公報 特開２０１１－１１２７０８号公報 特開平４－４４０７５号公報

画像形成装置の定着部によって溶融されたトナーから気化した離型ワックスは、空気中で冷やされて凝縮し、数十ｎｍ程度のダスト（塵芥）になる。ダストは、定着部の外部へ漏れ出ないように、定着部の内部に留めておくことが望ましい。しかし、定着部から排出されるシートを冷却するための送風機が設けられている場合、送風機から送風される空気が定着部へ流れ込むことがある。定着部に流れ込んだ空気によって、ダストは、定着部の外へ拡散し、定着部の外部のシート搬送部材に付着し、離型ワックスからなる汚れとしてシート搬送部材に堆積することがある。ダストの堆積量が増えると、ダストは、シート搬送部材からシートへ移行し、シートに形成された画像の品位を低下させる。また、画像形成装置が排気フィルタを有している場合は、ダストが排気フィルタに付着して排気フィルタの目詰まりを生じさせることもある。

そこで、本発明は、送風機から送風される空気が定着部へ流れ込むことを抑制することができる画像形成装置を提供する。

本発明の一実施例による画像形成装置は、
シートにトナー像を形成する画像形成部と、
前記シートを加熱及び加圧して前記トナー像を前記シートに定着する定着部と、
前記シートの搬送方向において前記定着部の下流に配置され、前記定着部によって前記トナー像が定着された前記シートを搬送する搬送部と、
前記搬送部の中へ空気を送風する送風機と、
前記搬送部の中に回転可能に配置され、前記シートを搬送する搬送ローラと、
前記送風機によって送風される前記空気の流れを遮るように前記搬送部の中に配置され、前記搬送ローラの近傍で前記搬送ローラの回転軸線に沿う方向に前記搬送ローラの全長にわたって延在するリブと、
を備え、
前記搬送ローラは、前記回転軸線に沿う前記方向における両端部と中央部とで異なる外径を有し、
前記搬送ローラに対向する前記リブの先端部は、前記搬送ローラの外周部に沿って湾曲していることを特徴とする。

本発明によれば、送風機から送風される空気が定着部へ流れ込むことを抑制することができる。

画像形成装置の断面図。 画像形成装置を制御する制御システムのブロック図。 定着装置と排出ユニットの断面図。 加熱ユニットの分解斜視図。 加熱ユニット及び加圧ローラの断面図。 定着装置の分解斜視図。 搬送ローラの断面図。 シート冷却ファン、排出ユニット及び定着装置を示す斜視図。 離型ワックスから気化したダストの性質の説明図。 参考例としての排出ユニットの断面図。 図３に示す線ＸＩ－ＸＩに沿って取った排出ユニットの断面図。 図１１と同様の断面で取った参考例の排出ユニットの断面図。

＜画像形成装置＞
図１は、画像形成装置１の断面図である。画像形成装置１は、電子写真プロセスを用いた、４色フルカラーのレーザビームプリンタ（カラー電子写真画像形成装置）である。しかし、画像形成装置１は、カラーレーザビームプリンタに限定されるものではない。画像形成装置１は、例えば、電子写真複写機（例えば、デジタル複写機）、カラーＬＥＤプリンタ、ＭＦＰ（複合機）、ファクシミリ装置などであってもよい。図１の図面に垂直な方向において、手前側が画像形成装置１の前面側であり、奥側が画像形成装置１の背面側である。画像形成装置１の左側及び右側は、前面側から見て左側および右側である。

図２は、画像形成装置１を制御する制御システム３０のブロック図である。制御システム３０は、画像形成装置１に設けられた制御回路部Ａ、外部ホスト装置Ｂおよび画像形成装置１に設けられた操作部Ｅを有する。画像形成装置１は、パーソナルコンピュータ及びイメージリーダ等の外部ホスト装置Ｂから制御手段としての制御回路部Ａへ入力される電気的画像信号に基づいて記録媒体（以下、シートという）Ｐ（図３）に画像を形成する。制御回路部Ａは、中央処理装置（ＣＰＵ）を有する。シートＰは、例えば、普通紙、再生紙、厚紙、第二原図紙、ＯＨＰシート、色紙、プレパンチ紙、プレ印刷紙、レターヘッド又はラベル紙である。制御回路部Ａは、外部ホスト装置Ｂ及び操作部Ｅとの間で各種の電気的情報の授受をするとともに、画像形成装置１の画像形成動作を制御プログラム及び参照テーブルに従って統括的に制御する。制御回路部Ａは、ＲＯＭ３１及びＲＡＭ３２に電気的に接続されている。ＲＯＭ３１は、制御プログラムを保存する。ＲＡＭ３２は、画像形成装置１の制御に必要なデータを保存する。

画像形成装置１は、４つの画像形成ステーション（以下、画像形成部という）５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ及び５Ｋを備えている。画像形成部５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ及び５Ｋは、画像形成装置１の装置本体１Ａの中のほぼ中央部に左側から右側へほぼ水平に順に並んで配置されている。画像形成部５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ及び５Ｋは、トナー像が形成される像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体（以下、ドラムという）６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ及び６Ｋをそれぞれ有する。ドラム６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ及び６Ｋの回りには、帯電ローラ（帯電手段）７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ及び７Ｋ、現像ユニット（現像手段）９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ及び９Ｋ並びにクリーニング部材（クリーニング手段）４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ及び４１Ｋが配置されている。帯電ローラ７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ及び７Ｋ、現像ユニット９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ及び９Ｋ並びにクリーニング部材（クリーニング手段）４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ及び４１Ｋは、ドラム６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ及び６Ｋに作用するプロセス手段である。

画像形成部５Ｙの現像ユニット９Ｙのトナー収容室９ａＹには、イエローの現像剤（以下、トナーという）が収容されている。画像形成部５Ｙは、イエローのトナーを用いてイエロートナー像を形成する。画像形成部５Ｍの現像ユニット９Ｍのトナー収容室９ａＭには、マゼンタのトナーが収容されている。画像形成部５Ｍは、マゼンタのトナーを用いてマゼンタトナー像を形成する。画像形成部５Ｃの現像ユニット９Ｃのトナー収容室９ａＣには、シアンのトナーが収容されている。画像形成部５Ｃは、シアンのトナーを用いてシアントナー像を形成する。画像形成部５Ｋの現像ユニット９Ｋのトナー収容室９ａＫには、ブラックのトナーが収容されている。画像形成部５Ｋは、ブラックのトナーを用いてブラックトナー像を形成する。参照符号の添字Ｙ、Ｍ、Ｃ及びＫは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックを示す。以下の説明において、特に必要でない場合、参照符号の添字Ｙ、Ｍ、Ｃ及びＫを省略することがある。４つの画像形成部５は、トナーの色を除いて同一の構造を有する。本実施例において、トナーは、離型剤を含有する。

画像形成部５の下方には、ドラム６の表面を露光する露光手段としてのレーザスキャナユニット（光走査装置）８が配置されている。画像形成部５の上方には、無端の中間転写ベルト（中間転写体）１０が配置されている。中間転写ベルト１０は、駆動ローラ１０ａ、テンションローラ１０ｂ、及び一次転写ローラ１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ並びに１１Ｋに掛け渡されている。一次転写ローラ１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ及び１１Ｋは、中間転写ベルト１０を間に挟んでそれぞれドラム６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ及び６Ｋに対向して配置されている。駆動ローラ１０ａは、中間転写ベルト１０を間に挟んで二次転写ローラ１２に当接し、中間転写ベルト１０と二次転写ローラ１２の間に二次転写部ＳＴを形成する。テンションローラ１０ｂに対向して中間転写ベルト１０を間に挟んでベルトクリーニング装置１０ｃが配置されている。

レーザスキャナユニット８の下方には、給送カセット２が配置されている。給送カセット２は、装置本体１Ａから引き出し可能に装置本体１Ａに装着されている。装置本体１Ａの右側の内部には、給送カセット２から給送されたシートＰを上方へ搬送する縦型のシート搬送路Ｄが配置されている。シート搬送路Ｄには、下側から上側へ順に、給送ローラ２ａとリタードローラ２ｂのローラ対、レジストレーションローラ対４、二次転写ローラ１２、定着装置１０３、両面フラッパ１５ａ及び排出ローラ対１４が配置されている。装置本体１Ａの上面には、排出トレイ（排出シート積載部）１６が設けられている。

＜画像形成動作＞
次に、画像形成装置１がシートＰにフルカラー画像を形成する電子写真画像形成プロセス（以下、画像形成動作という）を説明する。制御回路部Ａは、外部ホスト装置Ｂ又は操作部Ｅから送信されるプリント開始信号に基づいて画像形成装置１の画像形成動作を開始する。制御回路部Ａは、画像形成タイミングに合わせて画像形成部５のドラム６を時計回り方向に所定の速度で回転させる。中間転写ベルト１０は、反時計回り方向にドラム６の回転速度に対応する回転速度で回転される。制御回路部Ａは、レーザスキャナユニット８の駆動を開始する。レーザスキャナユニット８の駆動の開始に同期して、各画像形成部５において、所定の帯電バイアスが印加された帯電ローラ７によってドラム６の表面が所定の極性および所定の電位に均一に帯電される。

レーザスキャナユニット８は、均一に帯電されたドラム６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ及び６Ｋの表面をイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの画像情報信号に応じて変調されたそれぞれのレーザビームで主走査方向に露光する。これにより、各ドラム６の表面に、対応する色の画像情報信号に応じた静電潜像が形成される。ドラム６の表面上に形成された静電潜像は、現像ユニット９が有する現像ローラ（現像部材）によってトナー像（現像剤像）として現像される。現像ローラには、所定の現像バイアスが印加される。

画像形成部５Ｙのドラム６Ｙの表面上には、フルカラー画像のイエロー成分に対応するイエロートナー像が形成される。ドラム６Ｙの表面上のイエロートナー像は、一次転写ローラ１１Ｙによって中間転写ベルト１０に転写される。画像形成部５Ｍのドラム６Ｍの表面上には、フルカラー画像のマゼンタ成分に対応するマゼンタトナー像が形成される。ドラム６Ｍの表面上のマゼンタトナー像は、中間転写ベルト１０上にすでに転写されているイエロートナー像の上に重ね合わせて一次転写ローラ１１Ｍによって転写される。画像形成部５Ｃのドラム６Ｃの表面上には、フルカラー画像のシアン成分に対応するシアントナー像が形成される。ドラム６Ｃの表面上のシアントナー像は、中間転写ベルト１０上にすでに転写されているマゼンタトナー像の上に重ね合わせて一次転写ローラ１１Ｃによって転写される。画像形成部５Ｋのドラム６Ｋの表面上には、フルカラー画像のブラック成分に対応するブラックトナー像が形成される。ドラム６Ｋの表面上のブラックトナー像は、中間転写ベルト１０上にすでに転写されているシアントナー像の上に重ね合わせて一次転写ローラ１１Ｋによって転写される。

一次転写ローラ１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ及び１１Ｋには、所定の制御タイミングで、トナーの帯電極性と逆極性の、所定の電位の一次転写バイアスが印加される。このようにして、移動する中間転写ベルト１０上に未定着のイエロートナー像、マゼンタトナー像、シアントナー像及びブラックトナー像が重ね合わせて形成される。中間転写ベルト１０の回転によって、４色の未定着のトナー像は、二次転写部ＳＴへ搬送される。各画像形成部５において、中間転写ベルト１０へのトナー像の転写後にドラム６の表面上に残った転写残トナーは、クリーニング部材（クリーニングブレード）４１によって拭掃除去される。

一方、給送カセット２内のシートＰは、所定の制御タイミングで給送ローラ２ａとリタードローラ２ｂによって１枚ずつ給送されてレジストレーションローラ対４へ搬送される。手差し給送モードの場合は、手差しトレイ３上のシートＰが給送ローラ３ａによって給送され、搬送ローラ対３ｂによってレジストレーションローラ対４へ搬送される。シートＰは、レジストレーションローラ対４によって所定の制御タイミングで二次転写部ＳＴへ搬送される。二次転写ローラ１２には、所定の制御タイミングで、トナーの帯電極性と逆極性の、所定の電位の二次転写バイアスが印加される。これにより、二次転写部ＳＴにおいて、中間転写ベルト１０上の４色のトナー像がシートＰの表面に一括して転写される。トナー像がシートＰへ転写された後に中間転写ベルト１０の表面に残留した転写残トナーは、ベルトクリーニング装置１０ｃによって中間転写ベルト１０の表面から除去される。

二次転写部ＳＴを出たシートＰは、中間転写ベルト１０から分離され、定着部としての定着装置１０３へ搬送される。定着装置１０３において、シートＰは、加熱及び加圧され、トナー像がシートＰに定着され、シートＰにフルカラー画像が形成される。本実施例において、シートＰは、二次転写部（第１の位置）ＳＴから定着装置１０３の定着ニップ部（第２の位置）１０１ｂ（図３）に至る搬送路（シート搬送経路）Ｄを、重力方向上方へ搬送されて、定着装置１０３へ導入される。即ち、本実施例において、定着装置１０３は、中間転写ベルト１０よりも上方に位置する。したがって、定着ニップ部１０１ｂは、二次転写部ＳＴよりも上方に位置する。

シートＰの搬送方向（シート搬送方向）Ｘ（図３）において、定着装置１０３の下流に搬送部としての排出ユニット１７が配置されている。排出ユニット１７の下流に両面フラッパ１５ａが配置されている。両面フラッパ１５ａは、シートＰを排出トレイ１６へ排出するために上方へ揺動した上方位置とシートＰの表裏を反転するために下方へ揺動した下方位置との間を揺動可能である。シートＰの片面のみに画像を形成する片面印刷モードの場合、両面フラッパ１５ａは、上方位置へ揺動される。片面（第１の面）に画像が形成され、下から上へ定着装置１０３を通って搬送されたシートＰは、上方位置にある両面フラッパ１５ａの下方を通り、排出ローラ対１４によって排出トレイ１６へ排出される。

シートＰの両面に画像を形成する両面印刷モードの場合、両面フラッパ１５ａは、下方位置へ揺動される。片面（第１の面）に画像が形成され、定着装置１０３から排出されたシートＰは、下方位置にある両面フラッパ１５ａの上方を通り、排出トレイ１６に排出されずにスイッチバックローラ対（反転搬送部）１５へ搬送される。シートＰは、排出トレイ１６の上方へ搬送されるが、シートＰの後端が両面フラッパ１５ａの上に到達すると、両面フラッパ１５ａが上方位置へ揺動されるとともにスイッチバックローラ対１５が逆転される。これにより、シートＰは、逆方向へ搬送され、両面搬送路（再循環搬送路）１５ｂ内を下向きに搬送され、搬送ローラ対１５ｃによって再びレジストレーションローラ対４へ搬送される。二次転写部ＳＴで、シートＰの裏面（第２の面）にトナー像が転写され、定着装置１０３によってシートＰの裏面にトナー像が定着されてシートＰの裏面に画像が形成される。両面に画像が形成されたシートＰは、排出ローラ対１４によって排出トレイ１６へ排出される。

＜定着装置＞
図３は、定着装置１０３と排出ユニット１７の断面図である。定着装置１０３は、加熱源としてセラミックヒータ等の面状（細板状）のヒータ１０１ａを用いたベルト（フィルム）加熱方式－加圧部材駆動式の加熱装置である。このタイプの加熱装置は、特許文献３によって知られている。定着装置１０３は、シート搬送路面内においてシートＰの搬送方向Ｘに直交する方向に平行な長手方向ＬＤ（図４）に延在する横長形状を有する。定着装置１０３は、加熱ユニット１０１と、加熱ユニット１０１に対向する対向部材（加圧部材）としての加圧ローラ１０２と、加熱ユニット１０１及び加圧ローラ１０２を収容する筐体（定着筐体）１００と、を有する。筐体１００は、シートＰの通過を許容する入口開口部１００ａ及び出口開口部１００ｂが設けられている。

図４は、加熱ユニット１０１の分解斜視図である。なお、図４には、加圧ローラ１０２も描かれている。加熱ユニット１０１は、ホルダ（保持部材）１０４、ヒータ１０１ａ、ステー１０４ａ、加熱部材としてのエンドレスベルト（フィルム）状のスリーブ１０５、一端側フランジ１０６Ｌ及び他端側フランジ１０６Ｒを有する組立体である。

ホルダ１０４は、ほぼ半円弧状の横断面を有する樋型の横長部材である。ホルダ１０４は、液晶ポリマー等の耐熱樹脂で形成されている。ヒータ１０１ａは、通電により急峻に昇温するセラミックヒータ等の低熱容量の横長の板状発熱体である。ヒータ１０１ａは、ホルダ１０４の外面側の周方向中央部に長手方向ＬＤに沿って配置され、ホルダ１０４によって保持されている。ステー１０４ａは、Ｕ字型の横断面を有する横長の剛性部材である。ステー１０４ａは、鉄等の金属で形成されている。ステー１０４ａは、ホルダ１０４の内側に配置されている。スリーブ１０５は、ホルダ１０４、ヒータ１０１ａ及びステー１０４ａの組立体の回りにゆとりをもって緩く（ルーズに）外嵌（外挿）されている。

一端側フランジ１０６Ｌ及び他端側フランジ１０６Ｒは、それぞれ耐熱樹脂で形成された対称形状の成形品である。一端側フランジ１０６Ｌ及び他端側フランジ１０６Ｒは、それぞれホルダ１０４の一端側と他端側とに対称に装着されている。一端側フランジ１０６Ｌ及び他端側フランジ１０６Ｒは、スリーブ１０５を回転可能に保持する保持部材である。一端側フランジ１０６Ｌ及び他端側フランジ１０６Ｒは、スリーブ１０５の両端部の位置を規制するとともにスリーブ１０５の両端部の形状を保つ（保形性）。

一端側フランジ１０６Ｌ及び他端側フランジ１０６Ｒのそれぞれは、図４に示すように、フランジ部１０６ａ、棚部１０６ｂ及び被押圧部１０６ｃを有する。フランジ部１０６ａは、スリーブ１０５の端部を受け止めてスリーブ１０５のスラスト方向への移動を規制する鍔部である。フランジ部１０６ａは、スリーブ１０５の外形形状より所定量大きい外形形状を有する。棚部１０６ｂは、フランジ部１０６ａの内側面に設けられ、円弧形状を有する。棚部１０６ｂは、スリーブ１０５の端部の内面を保持してスリーブ１０５の円筒形状を保つ。被押圧部１０６ｃは、フランジ部１０６ａの外側面に設けられている。被押圧部１０６ｃは、付勢手段（不図示）による所定の押圧力Ｔを受ける。

図５は、加熱ユニット１０１及び加圧ローラ１０２の断面図である。図５（ａ）は、加熱ユニット１０１と加圧ローラ１０２の間の定着ニップ部１０１ｂの拡大断面図である。図５（ｂ）は、スリーブ１０５の層構造の説明図である。スリーブ１０５は、内側から外側へ順に、エンドレス（円筒状）の基層１０５ａ、プライマ層１０５ｂ、弾性層１０５ｃ及び離型層１０５ｄが積層された複合層部材である。スリーブ１０５は、全体的に可撓性を有する薄肉の低熱容量の部材である。スリーブ１０５は、自由状態においてはほぼ円筒形状を保持する保形性を有する。

基層１０５ａは、ＳＵＳ（ステンレス）等の金属製である。基層１０５ａは、熱ストレスと機械的ストレスに耐えるために、３０μｍ程度の厚みを有する。プライマ層１０５ｂは、基層１０５ａの上に、カーボン等の導電粒子を適量分散した導電性プライマを５μｍ程度の厚みで塗布することによって形成されている。弾性層１０５ｃは、トナー像が形成されたシートＰに圧接されたときに変形することによって、離型層１０５ｄをトナー像に密着させる作用を果たす。離型層１０５ｄは、トナーや紙粉の付着抑制性能を確保するために、離型性と耐熱性に優れたＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）樹脂で形成されている。離型層１０５ｄは、伝熱性を確保する観点から２０μｍ程度の厚さを有する。

図５（ｃ）は、加圧ローラ１０２の層構造を示す断面図である。加圧ローラ１０２は、金属（アルミや鉄）の芯金１０２ａ、シリコンゴム等で形成された弾性層１０２ｂ及び弾性層１０２ｂを被覆する離型層１０２ｃを有する弾性ローラである。チューブ状の弾性層１０２ｂは、離型層１０２ｃで被覆されている。離型層１０２ｃは、ＰＦＡ樹脂等のフッ素系樹脂で形成されている。スリーブ１０５の周長と加圧ローラ１０２の周長はほぼ同じである。

図６は、定着装置１０３の分解斜視図である。定着装置１０３は、筐体１００を有する。筐体１００は、横長の板金製の内枠体１１５と、内枠体１１５の外側に装着される横長の耐熱樹脂製の外枠体１２５を有する。内枠体１１５は、ベース板１０９、ステー１０８、一端側板１０７Ｌ及び他端側板１０７Ｒによって構成されている。外枠体１２５は、後カバー１１０、第１上カバー１１１、前下カバー１１２、第２上カバー（不図示）、一端側カバー１１７Ｌ及び他端側カバー１１７Ｒによって構成されている。

加圧ローラ１０２の芯金１０２ａの一端側と他端側がそれぞれ軸受（不図示）を介して内枠体１１５の一端側板１０７Ｌと他端側板１０７Ｒとによって支持され、加圧ローラ１０２は回転可能である。加圧ローラ１０２の弾性層１０２ｂ及び離型層１０２ｃは、一端側板１０７Ｌと他端側板１０７Ｒとの間に配置されている。加熱ユニット１０１のヒータ１０１ａ（図５（ａ））は、内枠体１１５の一端側板１０７Ｌと他端側板１０７Ｒとの間において加圧ローラ１０２に対向し、加圧ローラ１０２に並行に配置されている。

加熱ユニット１０１の一端側フランジ１０６Ｌと他端側フランジ１０６Ｒは、それぞれ内枠体１１５の一端側板１０７Ｌと他端側板１０７Ｒに形成されたガイド穴１０７Ｌａ及び１０７Ｒａに嵌着され、加圧ローラ１０２に向かう方向にスライド移動可能である。一端側フランジ１０６Ｌと他端側フランジ１０６Ｒは、それぞれ付勢手段（不図示）によって加圧ローラ１０２に向かう方向に所定の押圧力Ｔで押圧されている。所定の押圧力Ｔによって、一端側フランジ１０６Ｌ、他端側フランジ１０６Ｒ、ステー１０４ａ（図５（ａ））、ホルダ１０４（図５（ａ））及びヒータ１０１ａ（図５（ａ））は、加圧ローラ１０２に向かって移動する。ヒータ１０１ａは、加圧ローラ１０２の弾性層１０２ｂの弾性力に抗して、スリーブ１０５を介して加圧ローラ１０２に所定の押圧力Ｔで押圧される。これにより、スリーブ１０５と加圧ローラ１０２との間に搬送方向Ｘに所定幅を有する定着ニップ部１０１ｂ（図５（ａ））が形成される。

次に、定着装置１０３の定着動作を説明する。制御回路部Ａは、所定の制御タイミングで加圧ローラ１０２を図５（ａ）において矢印Ｒ１０２で示す時計方向に所定の回転速度で回転させる。加圧ローラ１０２の芯金１０２ａの他端部には、駆動ギアＧ（図４）が一体的に取り付けられている。駆動源３３の駆動力が駆動ギアＧへ伝達されることによって、加圧ローラ１０２が回転される。加圧ローラ１０２が回転されると、定着ニップ部１０１ｂにおいて加圧ローラ１０２との摩擦力によってスリーブ１０５に回転トルクが作用する。これによって、スリーブ１０５は、スリーブ１０５の内面がヒータ１０１ａに密着して摺動しながら、ホルダ１０４とステー１０４ａの回りを加圧ローラ１０２の回転速度とほぼ同じ回転速度で矢印Ｒ１０５が示す反時計方向に従動回転する。

図４に示すように、ヒータ１０１ａの一端側と他端側には、それぞれ一端側通電コネクタ１０１ｄＬ及び他端側通電コネクタ１０１ｄＲが装着されている。制御回路部Ａは、電源部３４から一端側通電コネクタ１０１ｄＬ及び他端側通電コネクタ１０１ｄＲを介してヒータ１０１ａへ通電を開始する。この通電によって、ヒータ１０１ａは、ヒータ１０１ａの有効全長域に渡って急速に昇温する。ヒータ１０１ａの裏面（定着ニップ部１０１ｂと反対側の面）には、温度検知手段としてのサーミスタＴＨが設けられている。サーミスタＴＨは、ヒータ１０１ａの温度を検知する。制御回路部Ａは、サーミスタＴＨによって検知された温度に基づいてヒータ１０１ａの温度が目標設定温度になるようにヒータ１０１ａへの供給電力を制御する。本実施例において、目標設定温度は、約１７０℃である。

ヒータ１０１ａの温度が目標設定温度に制御された状態において、未定着のトナー像Ｓを担持したシートＰは、二次転写部ＳＴから定着装置１０３へ搬送される。図３及び図５（ａ）に示すように、シートＰは、搬送ガイド１３０ｂ及び後カバー１１０のガイド面１１０ａによって案内されてニップ部入口１０１ｃに導入され、定着ニップ部１０１ｂによって挟持され搬送される。シートＰが定着ニップ部１０１ｂによって挟持され搬送される過程で、ヒータ１０１ａの熱がスリーブ１０５を介してシートＰへ付与される。未定着のトナー像Ｓは、ヒータ１０１ａの熱によって溶融され、定着ニップ部１０１ｂによって加圧され、固着像としてシートＰに加熱定着（熱圧定着）される。

＜排出ユニット＞
次に、排出ユニット（搬送部）１７について説明する。図３に示すように、排出ユニット１７は、シートＰの搬送方向Ｘにおいて定着装置１０３の下流に配置されている。排出ユニット１７は、定着装置１０３から搬送されたシートＰを排出トレイ１６へ搬送する。排出ユニット１７は、搬送ローラ１８ａ及び１８ｂからなる排出入口ローラ対１８を有する。排出入口ローラ対１８（１８ａ及び１８ｂ）は、排出ユニット１７の中に配置され、シートＰを搬送する。排出入口ローラ対１８は、排出ユニット１７の筐体１７Ａによって回転可能に支持されている。排出入口ローラ対１８は、搬送方向Ｘに短い封筒などのシートＰでも搬送できるように、定着装置１０３の出口開口部１００ｂの近傍で排出ユニット１７の受け渡し部に配置されている。

定着装置１０３によってトナー像がシートＰに定着された直後に搬送ローラ対によってシートＰが挟持されて搬送されると、シートＰに形成された画像に光沢ムラが生じることがある。トナー像が定着された直後のシートＰが搬送ローラ対によって挟持されると、加熱されたトナー像から搬送ローラ対への伝熱によってトナー像の温度が急激に低下する。そのため、搬送ローラ対のニップ部の幅だけトナー像の光沢が変化し、光沢ムラとして視認される。そこで、本実施例の排出入口ローラ対１８のニップ部がシートＰの全幅を覆うことができるように、長手方向ＬＤにおいて、排出入口ローラ対１８のニップ部の幅は、搬送されるシートＰの幅より大きく設定されている。

光沢ムラは、排出入口ローラ対１８のニップ圧力に対して敏感であるので、排出入口ローラ対１８の搬送ローラ１８ａの外周部の材質は、発泡ウレタン製のスポンジである。搬送ローラ１８ａの外周部が局所的に変形することによって、排出入口ローラ対１８のニップ圧力が均一化される。また、長手方向ＬＤにおいて、搬送ローラ１８ａの中央部の外径（直径）が搬送ローラ１８ａの両端部の外径（直径）よりも大きくなるように、搬送ローラ１８ａは、クラウン形状を有する。図７は、搬送ローラ１８ａの断面図である。搬送ローラ１８ａは、搬送ローラ１８ａの回転軸線ＲＡに沿う方向に関して搬送ローラ１８ａの両端部の外径Ｄ１及びＤ３と中央部の外径Ｄ２が異なる。本実施例において、図７において、搬送ローラ１８ａの中央部の外径Ｄ２は１４．７ｍｍに設定され、一端部の外径Ｄ１は１４．０ｍｍに設定され、他端部の外径Ｄ３は１４．０ｍｍに設定されている。

なお、搬送ローラ１８ａは、回転軸線ＲＡに沿う方向に関して搬送ローラ１８ａの一端部の外径Ｄ１、中央部の外径Ｄ２及び他端部の外径Ｄ３がそれぞれ異なっていてもよい。搬送ローラ１８ａの一端部の外径Ｄ１又は他端部の外径Ｄ３と中央部の外径Ｄ２との差（外径差）は１．５ｍｍ～０．３ｍｍであるとよい。回転軸線ＲＡに沿う方向における搬送ローラ１８ａの一端部の外径Ｄ１又は他端部の外径Ｄ３は、搬送ローラ１８ａの中央部の外径Ｄ２より１．５ｍｍ～０．３ｍｍだけ短いとよい。搬送ローラ１８ａは、両端部に配置されたばね（不図示）によって他方の搬送ローラ１８ｂ（図３）に付勢される。ばね（不図示）の付勢力によって搬送ローラ１８ａがたわむ。搬送ローラ１８ａのたわみ量は、支持部が設けられていない搬送ローラ１８ａの中央部で最も大きくなる。その結果として、搬送ローラ１８ａの中央部のニップ圧力が低下する。そこで、搬送ローラ１８ａの中央部の外径Ｄ２を一端部の外径Ｄ１及び他端部の外径Ｄ３より大きくすることによって、搬送ローラ１８ａの中央部で搬送ローラ１８ａの外周部のスポンジの潰し量が増える。これによって、搬送ローラ１８ａのたわみによる中央部のニップ圧力の低下を防ぎ、排出入口ローラ対１８のニップ圧力が均一化される。

排出ユニット１７は、トナー像が定着されたシートＰのトナー像面のシート温度を低下させるためのシート冷却機能を有する。熱可塑性を有するトナーは、所定温度を超えると、定着後も接着性を発揮する。そのため、シート温度が高いままシートＰが排出トレイ１６上に積載されると、トナーの接着性によって、排出トレイ１６上でのシート整列性不良やシート間の接着が発生する。

本実施例では、トナー像が定着されたシートＰのトナー像面のシート温度を低下させるため、画像形成装置１は、排出ユニット１７の内部へ空気を送風するシート冷却ファン（送風機）１２２（図８）を有する。図８は、シート冷却ファン１２２、排出ユニット１７及び定着装置１０３を示す斜視図である。シート冷却ファン１２２は、排出ユニット１７に設けられたダクト１２３へ冷却風１２１を送風する。ダクト１２３は、排出ユニット１７の中に空気の流路を形成する。ダクト１２３は、搬送ローラ１８ａに関してシートＰの搬送路Ｄと反対の側に設けられている。ダクト１２３は、搬送路Ｄに通じる複数の開口部１２４が設けられている。シートＰの搬送方向Ｘにおいて搬送ローラ１８ａの下流で、空気（冷却風１２１）は、ダクト１２３から複数の開口部１２４を通って矢印１２６で示すように搬送路Ｄへ流入してシートＰを冷却する。シート冷却ファン１２２は、排出ユニット１７によって搬送されているシートＰに、排出ユニット１７を通して冷却風１２１をシートＰへ吹き付け、シートＰを冷却する。

＜トナーに内包される離型ワックス＞
次に、トナーに内包（含有）される離型ワックス（離型剤）について説明する。トナーを用いて画像を形成する画像形成装置１においては、トナーがスリーブ１０５に付着するオフセットと呼ばれる現象が生じることがある。スリーブ１０５に付着したトナーは、画像不良や定着ニップ部１０１ｂの温度変動の原因となる。そこで、本実施例において、トナーは、離型剤としての離型ワックスを内包（含有）している。定着装置１０３によってトナーが加熱されると、溶融したトナーから離型ワックスが染み出る。離型ワックスは、スリーブ１０５とシートＰ上のトナー像との界面に介在してトナーがスリーブ１０５に付着することを防止する機能を有する。

離型ワックスの融点Ｔｍは、約７５℃である。離型ワックスの融点Ｔｍは、定着ニップ部１０１ｂの目標設定温度を１７０℃に設定した場合に、トナーから染み出た離型ワックスが瞬時に溶融してトナー像とスリーブ１０５との界面に拡がるように、設定されている。離型ワックスが溶融するときに、離型ワックス中の低分子量成分等の離型ワックスの一部が気化する。離型ワックスは、長鎖分子成分から構成されているが、その長さは均一でなく所定の範囲内の分布がある。つまり、離型ワックスには、鎖が短く沸点の低い低分子成分と、鎖が長く沸点の高い高分子成分とが含まれているので、離型ワックスが溶融する時に離型ワックスの一部である低分子成分が気化する。

気化した低分子成分は、空気中で冷やされて凝縮し、数十～数百ｎｍ程度のダスト（塵芥）になる。しかし、このダストは、離型ワックスの一部であるので、粘着性を有する。ダストは、画像形成装置１の内部の部材に付着する。例えば、ダストは、排出入口ローラ対１８（図３）や排出ローラ対１４（図１）に付着して汚れとして堆積する。その汚れは、シートＰへ移行して画像品位を低下させる。また、画像形成装置１に排気フィルタが装着されている場合は、ダストが排気フィルタに付着し、排気フィルタの目詰まりを生じることがある。

＜ダスト対策＞
ダストの一般的性質として、互いに合体して大型化する性質と、気中にある固形物に付着する性質が知られている。図９は、離型ワックスから気化したダストの性質の説明図である。図９を用いて、離型ワックスとしての高沸点物質２０から気化したダストの合体現象と付着現象を説明する。図９（ａ）に示すように、加熱源２０ａの上に沸点１５０～２００℃の高沸点物質２０を置き、２００℃前後に加熱すると、高沸点物質２０から揮発物２１ａが発生する。揮発物２１ａは、常温空気に触れると直ちに沸点温度以下になるので、空気中で凝縮し、数ｎｍ～数十ｎｍ程度の微小ダスト２１ｂに変化する。この現象は、水蒸気が露点温度を下回ると、微小水滴になって霧を発生させる現象と同じである。

微小ダスト２１ｂは、ブラウン運動により空気中を移動しているので、互いに衝突して合体し、より大きなダスト２１ｃに成長することが知られている。ダスト２１ｃの成長は、ダスト２１ｃが一定サイズ以上になると次第に鈍化し、止まる。合体によってダスト２１ｃが大型化するとブラウン運動による空気中の移動が不活発になるためと推定される。

次に、図９（ｂ）を参照して、微小ダスト２１ｂと、より大きなダスト２１ｃと、を含んだ空気αが、エアフロー２２に乗って壁２３へ向かう場合を考える。この時、微小ダスト２１ｂよりも大きなダスト２１ｃの方が壁２３に付着しやすい。ダスト２１ｃは、慣性力が大きく、壁２３に勢いよく衝突するためと推定される。この現象は、エアフロー速度が一般的な風速計の計測限界を下回る０．２ｍ／ｓ以下の場合、つまりエアフローが非常に弱い場合であっても同様である。

このように、ダストは、合体して大型化する性質と、大型化すると周辺の物体に付着し易くなるという二つの性質を有する。ダストの合体のし易さは、ダストの成分、温度及び濃度に関係する。例えば、粘着しやすい成分が高温になって柔らかくなり、また高濃度下でダスト同士の衝突確率が上がると、合体し易くなる。ダストの性質を考慮して、画像形成装置１の内部におけるダスト拡散の抑制策を考えると、ダストを含んだ空気をスリーブ１０５の近傍に封じ込める対策が効果的であることがわかる。スリーブ１０５の近傍は、ダストの発生箇所に近いのでダストの濃度が高く、また、スリーブ１０５の表面熱によってスリーブ１０５の近傍の雰囲気温度も高いので、ダストの合体に適している。

ダストは非常に軽量な粒子であるので、スリーブ１０５の周囲に気流が発生すると、ダストは、その気流によって定着装置１０３の外へ拡散する。一方で、前述したように、定着直後のシートＰの排出トレイ１６上での整列不良やトナー面とシートＰとの接着を防止するため、排出ユニット１７内には冷却風１２１を通すダクト１２３が設けられている。排出ユニット１７は、冷却風１２１が、排出ユニット１７の内部を通過し、定着装置１０３の側へ漏れ出さないように構成されている。しかし、排出入口ローラ対１８のような回転体の回りには、ある程度の隙間を設けざるを得ない。

図１０は、参考例としての排出ユニット２１７の断面図である。参考例としての排出ユニット２１７では、図１０に示すように、ダクト１２３から搬送ローラ１８ａと排出ユニット２１７の筐体２１７Ａとの間の隙間１２８を通った気流１２７が定着装置１０３内に侵入し、スリーブ１０５の周囲に気流が発生する。気流１２７によって、スリーブ１０５の周囲のダストは、定着装置１０３の外へ拡散される。

＜リブ＞
そこで、本実施例の排出ユニット１７では、ダクト１２３から搬送ローラ１８ａと筐体１７Ａとの間の隙間１２８へ流出する空気を低減するために、図３に示すように搬送ローラ１８ａの近傍にリブ（遮蔽リブ）１２０が設けられている。リブ１２０は、ダクト１２３から搬送ローラ１８ａの回りの隙間１２８へ流れようとする気流１２９を遮るように構成されている。リブ１２０は、シートＰの搬送方向Ｘにおいて搬送ローラ１８ａの上流側に設けられている。リブ１２０は、排出ユニット１７の筐体１７Ａから搬送ローラ１８ａへ向かって延在している。リブ１２０は、シート冷却ファン１２２によって送風される空気が、搬送方向Ｘにおいて搬送ローラ１８ａの上流に配置された定着装置１０３へ流れないように規制するように構成されている。

図１１は、図３に示す線ＸＩ－ＸＩに沿って取った排出ユニット１７の断面図である。リブ１２０は、搬送ローラ１８ａの近傍で搬送ローラ１８ａの回転軸線ＲＡに沿う方向に搬送ローラ１８ａの全長にわたって延在している。ダクト１２３から搬送ローラ１８ａを見たときに、リブ１２０は、搬送ローラ１８ａの外径部とオーバーラップするように配置されている。前述したように、長手方向ＬＤにおける搬送ローラ１８ａの中央部の外径が両端部の外径よりも大きくなるように、搬送ローラ１８ａは、クラウン形状を有する。そこで、本実施例では、図１１に示すように、リブ１２０が搬送ローラ１８ａの回転軸線ＲＡに対し、湾曲した形状を有する。リブ１２０の湾曲形状は、搬送ローラ１８ａのクラウン量に基づいて設定されている。リブ１２０の先端部は、搬送ローラ１８ａの外周部に沿って湾曲している。搬送ローラ１８ａの全長にわたって搬送ローラ１８ａの外周部とリブ１２０の先端部との間の距離は、ほぼ均一である。したがって、搬送ローラ１８ａの一端部、中央部及び他端部におけるリブ１２０の先端部と搬送ローラ１８ａとの間のギャップＧａ１、ギャップＧａ２及びギャップＧａ３は、同じに設定されている。ギャップＧａ１、ギャップＧａ２及びギャップＧａ３を同じにするために、リブ１２０の両端部は、中央部よりも搬送ローラ１８ａに向かって突出し、リブ１２０の先端部がくの字形状に形成されていてもよい。

本実施例による湾曲したリブ１２０を有する排出ユニット１７と比較して、図１２を用いて、直線状のリブ３２０を有する参考例の排出ユニット３１７を説明する。図１２は、図１１と同様の断面で取った参考例の排出ユニット３１７の断面図である。搬送ローラ１８ａがクラウン形状に形成されているので、リブ３２０が直線状に形成されると、搬送ローラ１８ａの外周部とリブ３２０の先端部との間の距離は、長手方向ＬＤの位置に従って変化する。搬送ローラ１８ａの一端部及び他端部におけるリブ３２０の先端部と搬送ローラ１８ａとの間のギャップＧｂ１及びギャップＧｂ３は、搬送ローラ１８ａの中央部におけるリブ３２０の先端部と搬送ローラ１８ａとの間のギャップＧｂ２より大きい。リブ３２０の先端部と搬送ローラ１８ａとの接触を防止しつつギャップＧａ２を最小に設定しても、ギャップＧｂ１及びギャップＧｂ３は、ギャップＧｂ２よりも相対的に大きな値となる。排出ユニット３１７のダクト１２３からギャップＧｂ１及びギャップＧｂ３を通して定着装置１０３内へ空気の流れが生じる。ダストは、非常に軽量な粒子であるので、ギャップＧｂ１及びギャップＧｂ３から漏れ出る気流によってスリーブ１０５の周囲のダストが定着装置１０３の外へ拡散してしまう。

これに対して、本実施例のリブ１２０は、搬送ローラ１８ａの全長にわたって搬送ローラ１８ａの外周部とリブ１２０の先端部との間の距離がほぼ均一になるように湾曲している。したがって、搬送ローラ１８ａとリブ１２０の先端部との間の隙間を搬送ローラ１８ａの全長にわたって小さくすることができる。よって、排出ユニット１７から定着装置１０３へ空気が漏れ出ることを抑制し、定着装置１０３内のダストが定着装置１０３から出て画像形成装置１内の部材を汚すことを防止できる。定着ニップ部１０１ｂで発生したダストが定着装置１０３から外部へ漏れ出ることが防止され、定着ニップ部１０１ｂで発生したダストは、定着装置１０３の筐体１００内に留められる。筐体１００内のダストは、互いに合体して大型化し、筐体１００の内壁、スリーブ１０５及び加圧ローラ１０２に付着する。スリーブ１０５及び加圧ローラ１０２に付着したダストは、シートＰに移行するが、微細な粒なので画像に影響を及ぼすことはない。

本実施例によれば、シート冷却ファン１２２から送風される空気が定着装置１０３へ流れ込むことを抑制することができる。

１・・・画像形成装置、５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ、５・・・画像形成部、１０３・・・定着装置、１７・・・排出ユニット、１８ａ・・・搬送ローラ、１２０・・・リブ、１２２・・・シート冷却ファン、ＲＡ・・・回転軸線、Ｓ・・・トナー、Ｐ・・・シート

Claims (10)

1. シートにトナー像を形成する画像形成部と、
   前記シートを加熱及び加圧して前記トナー像を前記シートに定着する定着部と、
   前記シートの搬送方向において前記定着部の下流に配置され、前記定着部によって前記トナー像が定着された前記シートを搬送する搬送部と、
   前記搬送部の中へ空気を送風する送風機と、
   前記搬送部の中に回転可能に配置され、前記シートを搬送する搬送ローラと、
   前記送風機によって送風される前記空気の流れを遮るように前記搬送部の中に配置され、前記搬送ローラの近傍で前記搬送ローラの回転軸線に沿う方向に前記搬送ローラの全長にわたって延在するリブと、
   を備え、
   前記搬送ローラは、前記回転軸線に沿う前記方向における両端部と中央部とで異なる外径を有し、
   前記搬送ローラに対向する前記リブの先端部は、前記搬送ローラの外周部に沿って湾曲していることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記搬送ローラの前記両端部の外径は、前記搬送ローラの前記中央部の外径より１．５ｍｍ～０．３ｍｍだけ短いことを特徴する請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記搬送ローラの前記全長にわたって前記搬送ローラの前記外周部と前記リブの前記先端部との間の距離は、均一であることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記リブは、前記シートの前記搬送方向において前記搬送ローラの上流側に設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
5. 前記搬送部は、前記搬送ローラに関して前記シートの搬送路と反対の側に前記送風機によって送風される前記空気の流路を形成するダクトが設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
6. 前記シートの前記搬送方向において前記ダクトの下流で、前記空気は、前記シートの前記搬送路へ流入して前記シートを冷却することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記ダクトから前記搬送ローラを見たときに、前記リブが前記搬送ローラの前記外周部とオーバーラップするように配置されていることを特徴とする請求項５又は６に記載の画像形成装置。
8. 前記搬送ローラの前記外周部は、スポンジで形成されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の画像形成装置。
9. 前記スポンジは、発泡ウレタン製である請求項８に記載の画像形成装置。
10. 前記トナーは、離型剤を含有していることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の画像形成装置。

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