JP2023031853A - 定着装置、画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】加熱部が水平方向に延びている搬送経路に沿って配置されている場合と比して、水平方向に大型化されるのを抑制することが可能な構成を得ることである。【解決手段】シート部材Pを搬送する搬送経路88は、搬送されるシート部材Pの幅方向から見て水平方向に対して傾斜する傾斜方向に延びており、予備加熱部102は、この搬送経路88に沿って配置されている。【選択図】図1

Description

本発明は、定着装置、及び画像形成装置に関する。
特許文献1には、等速回転する感光体ドラムの概ね母線方向に発光素子アレイと結像系とを有する記録ヘッドを等速移動させて、感光体ドラムを螺旋状に走査して潜像を形成し、これを現像して得られたトナー像を転写紙に転写する転写紙搬送装置が記載されている。
日本国特開昭59-7966号公報
搬送される記録媒体に転写されたトナー画像を非接触で加熱する加熱部を備えている定着装置がある。
従来、このような定着装置では、記録媒体の搬送経路は、水平方向に延びており、加熱部は、この搬送経路に沿って搬送される記録媒体の上方からトナー画像を非接触で加熱している。このような構成では、加熱部を水平方向に延びている搬送経路に沿って配置しなければならないため、定着装置が水平方向に大型化してしまう。
本発明の一態様は、水平方向に延びている搬送経路に沿って加熱部が配置されている場合と比して、水平方向に大型化されるのを抑制することが可能な構成の定着装置を得ることに関する。
[1]本発明の一態様に係る定着装置は、画像が転写されて搬送される記録媒体の画像を、非接触で加熱する加熱部と、記録媒体を保持する保持部と、前記保持部によって保持された記録媒体を記録媒体の搬送経路に沿って搬送して前記加熱部と対向させる搬送部と、を備え、前記搬送経路は、搬送される記録媒体の幅方向から見て水平方向に対して傾斜する傾斜方向に延びており、前記加熱部は、前記搬送経路に沿って配置されている。
[2][1]に記載の定着装置において、前記保持部は、搬送される記録媒体の幅方向に延び、記録媒体の 先端を挟んで記録媒体を保持する先端保持部を備えていてもよく、前記搬送部は、前記先端保持部の端部分が取り付けられていると共に周回して記録媒体を搬送する周回部を備えてもよい。
[3][1]又は[2]に記載の定着装置において、前記搬送部は、記録媒体の搬送方向において下流側の部分が上流側の部分に対して上方側になるように傾斜している前記搬送経路に沿って記録媒体を搬送してもよい。
[4][3]に記載の定着装置は、記録媒体の搬送方向において前記加熱部の下流側に配置され、記録媒体と接触して画像を加熱する接触加熱部をさらに備えていてもよく、鉛直方向において、前記接触加熱部によって記録媒体の画像が加熱される位置は、前記加熱部によって記録媒体の画像が加熱される位置と比して、上方側とされていてもよい。
[5]本発明の他の一態様に係る画像形成装置は、記録媒体に転写された画像を記録媒体に定着させる[1]から[4]の何れかに記載の定着装置と、搬送される記録媒体の幅方向から見て、前記定着装置に備えられた前記加熱部と水平方向で離間し、画像を形成して記録媒体に画像を転写する画像形成部とを備える。
[6][5]に記載の画像形成装置において、前記画像形成部が記録媒体に画像を転写する転写位置は、鉛直方向において、前記加熱部によって記録媒体の画像が加熱される位置と比して、下方側とされていてもよい。
[7]本発明の他の一態様に係る画像形成装置は、画像としてのトナー画像を形成するトナー画像形成部と、周回しながら前記トナー画像形成部で形成されたトナー画像が転写される無端状の転写ベルトと、前記転写ベルトに転写されたトナー画像を記録媒体に転写する転写部と、前記転写部によって記録媒体に転写されたトナー画像を記録媒体に定着する[1]~[4]の何れかに記載の定着装置と、前記転写ベルトに付着した付着物を除去すると共に、搬送される記録媒体の幅方向から見て、前記定着装置に備えられた前記加熱部と水平方向で離間している除去部と、を備える。
[8][7]に記載の画像形成装置において、鉛直方向において、前記除去部は、前記加熱部の上端に比して下方側に配置されていてもよい。
[9][8]に記載の画像形成装置は、前記加熱部と前記除去部とが水平方向で離間する間の空間に仕切部をさらに備えていてもよい。
[1]の定着装置では、水平方向に延びている搬送経路に沿って加熱部が配置されている場合と比して、水平方向に大型化されるのを抑制することが可能な構成を得ることができる。
[2]の定着装置では、帯状のベルトに記録媒体を吸着させて記録媒体を搬送する場合と比して、記録媒体の裏面に接触する搬送部材との接触面積を小さくすることができる。
[3]の定着装置では、記録媒体の搬送方向において下流側の部分が上流側の部分に対して下方側になるように、搬送経路が傾斜している場合と比して、先端が挟まれることで保持されている記録媒体の搬送姿勢が搬送途中で変化するのを抑制することができる。
[4]の定着装置では、接触加熱部によって記録媒体のトナー画像を加熱する位置が、加熱部によって記録媒体のトナー画像を加熱する位置に対して下方側とされている場合と比して、接触加熱部によって加熱されるトナー画像の温度が低下するのを抑制することができる。
[5]の画像形成装置では、加熱部及び接触加熱部が、画像形成部と水平方向で重なっている場合と比して、画像形成部が高温になるのを抑制することができる。
[6]の画像形成装置では、加熱部によって記録媒体のトナー画像が加熱される位置に対して転写位置が上方側とされている場合と比して、転写部へ加熱部の熱の移動を発生しにくくすることができる。
[7]の画像形成装置では、加熱部が除去部と水平方向で重なっている場合と比して、除去部が高温になるのを抑制することができる。
[8]の画像形成装置では、鉛直方向において、除去部が加熱部の上端に対して上方側に配置されている場合と比して、除去部が高温になるのを抑制することができる。
[9]の画像形成装置では、除去部と加熱部との間に仕切部がない場合と比して、除去部が高温になるのを抑制することができる。
図1は、本発明の例示的実施形態に係る定着装置を示した構成図である。 図2は、本例示的実施形態に係る画像形成装置の定着装置及び転写装置を示した構成図である。 図3は、本例示的実施形態に係る定着装置に備えられた本加熱部を示した斜視図である。 図4は、本例示的実施形態に係る定着装置に備えられたチェーン及びスプロケット等を示した斜視図である。 図5は、本例示的実施形態に係る定着装置に備えられた先端保持部等を示した斜視図である。 図6は、本例示的実施形態に係る定着装置に備えられた吹付けユニット及び先端保持部を示した平面図である。 図7は、本例示的実施形態に係る定着装置に備えられた本加熱部を示した断面図である。 図8は、本例示的実施形態に係る定着装置に備えられた本加熱部を示した拡大断面図である。 図9は、本例示的実施形態に係る画像形成装置に備えられた清掃部を示した側面図である。 図10は、本例示的実施形態に係る画像形成装置に備えられた冷却部を示した側面図である。 図11は、本例示的実施形態に係る画像形成装置に備えられたトナー画像形成部を示した構成図である。 図12は、本例示的実施形態に係る画像形成装置を示した概略構成図である。 図13は、比較形態に係る画像形成装置及び定着装置を示した構成図である。
本発明の例示的実施形態に係る画像形成装置の一例について図1~図13に従って説明する。なお、図中に示す矢印Hは装置上下方向(鉛直方向)を示し、矢印Wは装置幅方向(水平方向)を示し、矢印Dは装置奥行方向(水平方向)を示す。
(画像形成装置10)
本例示的実施形態に係る画像形成装置10は、記録媒体としてのシート部材Pにトナー画像を形成する電子写真式の画像形成装置である。画像形成装置10は、図12に示されるように、収容部50と、給紙機構48と、画像形成部12と、定着装置100と、冷却部90と、排紙機構56と、排出部52とを備えている。
〔収容部50〕
収容部50は、シート部材Pを収容する機能を有している。
〔給紙機構48〕
給紙機構48は、収容部50に収容されたシート部材Pを定着装置100に備えられた先端保持部の一例としてのチェーングリッパ66へ搬送する機能を有している。
具体的には、給紙機構48は、図12に示されるように、送出ロール62と、シート部材Pが搬送される給紙路40に沿ってシート部材Pを搬送する複数の搬送ロール64とを備えている。
送出ロール62は、収容部50に収容されたシート部材Pを給紙路40に送り出すロールである。複数の搬送ロール64は、送出ロール62によって給紙路40へ送り出されたシート部材Pをチェーングリッパ66へ搬送するロールである。
〔画像形成部12〕
画像形成部12は、電子写真方式によりシート部材Pに画像を形成する機能を有している。画像形成部12は、トナー画像を形成するトナー画像形成部20と、トナー画像形成部20で形成されたトナー画像をシート部材Pに転写する転写装置30とを備えている。
〈トナー画像形成部20〉
トナー画像形成部20は、色ごとにトナー画像を形成するように複数備えられている。画像形成部12では、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の計4色のトナー画像形成部20Y、20M、20C、20Kが備えられている。図12に示す(Y)、(M)、(C)、(K)は、上記各色に対応する構成部分を示している。なお、色を特に区別しない場合は、末尾のアルファベットを省略して記載する。
トナー画像形成部20Y、20M、20C、20Kは夫々、用いるトナーを除き基本的に同様に構成されている。
トナー画像形成部20は、図2に示されるように、転写装置30に備えられた転写ベルト31の水平部分に沿うように並んでいる。
トナー画像形成部20は、図11に示されるように、図中矢印A01方向に回転する感光体ドラム21(=感光体)と、感光体ドラム21を帯電させる帯電器22とを備えている。さらに、トナー画像形成部20は、帯電器22によって帯電された感光体ドラム21を露光して静電潜像を形成する露光装置23と、トナーを用いて該静電潜像を現像してトナー画像を形成する現像装置24とを備えている。
〈転写装置30〉
転写装置30は、各色の感光体ドラム21のトナー画像を、中間転写体に重畳して一次転写し、該重畳されたトナー画像をシート部材Pに二次転写する機能を有している。具体的には、転写装置30は、図2に示されるように、中間転写体としての転写ベルト31と、複数のロール32と、一次転写ロール33と、二次転写ロール36と、除去部38とを備えている。二次転写ロール36は、転写部の一例である。なお、除去部38については、詳細を後述する。
転写ベルト31は、無端状を成し、逆三角形状の姿勢となるように、複数のロール32に巻き掛けられている。転写ベルト31は、複数のロール32の少なくとも1つが回転駆動されることで、矢印B方向へ周回する。
また、以後の説明では、複数のロール32の中で、転写ベルト31において装置幅方向の一方側(図中左側)の傾斜部分を押し出すように配置されたロール32を、ロール32aと称し、転写ベルト31において装置幅方向の一方側の部分が巻き掛けられたロール32を、ロール32bと称する。
一次転写ロール33は、転写ベルト31を挟んで各色の感光体ドラム21の反対側に配置されている。そして、一次転写ロール33は、感光体ドラム21に形成されたトナー画像を、感光体ドラム21と一次転写ロール33との間の一次転写位置T(図11参照)で転写ベルト31に転写する機能を有している。
二次転写ロール36は、転写ベルト31を挟んでロール32aの反対側に配置されている。そして、二次転写ロール36は、転写ベルト31に転写されたトナー画像を、転写ベルト31と二次転写ロール36との間の二次転写位置NTでシート部材Pに転写する機能を有している。二次転写位置NTは、転写位置の一例である。
〔定着装置100〕
定着装置100は、転写装置30によってシート部材Pに転写されたトナー画像をシート部材Pに定着する機能を有している。
定着装置100は、図2に示されるように、シート部材Pを搬送するチェーングリッパ66と、シート部材Pを加熱する予備加熱部102と、シート部材Pを加熱する本加熱部120と、シート部材Pに空気を吹き付ける吹付けユニット170とを備えている。なお、定着装置100については、詳細を後述する。
〔冷却部90〕
冷却部90は、定着装置100で加熱されたシート部材Pを冷却する機能を有している。図12に示されるように、定着装置100でトナー画像が定着されて装置本体10aの外部へ排出されるシート部材Pが搬送される排紙路42が形成されており、冷却部90は、この排紙路42に沿って配置されている。
冷却部90は、図10に示されるように、装置幅方向に並んでいる2個のロール90aと、2個のロール90aに巻き掛けられると共に上面が排紙路42に沿った無端状のベルト90bとを備えている。さらに、冷却部90は、ベルト90bの下面に空気を吹き付けてベルト90bを冷却する冷却ファン90cと、排紙路42及びベルト90bを挟んで2個のロール90aの反対側にそれぞれ配置されたロール90dとを備えている。
この構成において、2個のロール90aの何れか一方のロール90aは、図示せぬ駆動部材から回転力が伝達されて回転する。これにより、冷却ファン90cによって冷却されたベルト90bが図中矢印方向へ周回することで、ロール90dが、周回するベルト90bと従動して回転する。さらに、周回するベルト90bと、従動して回転するロール90dとが、シート部材Pを挟み込んで搬送する。これにより、シート部材Pが冷却される。
〔排紙機構56〕
排紙機構56は、冷却部90によって冷却されたシート部材Pを装置本体10aの外部の排出部52へ排出する機能を有している。排紙機構56は、図12に示されるように、画像形成部12に対して、装置幅方向の一方側(図中左側)に配置されている。
排紙機構56は、排紙路42に沿ってシート部材Pを搬送する複数の搬送ロール54を備えている。
(画像形成装置の作用)
図12に示す画像形成装置10では、次のようにしてトナー画像がシート部材Pに形成される。先ず、図11に示す各色の帯電器22は、各色の感光体ドラム21の表面を予定の電位で一様にマイナス帯電する。続いて、外部から入力された画像データに基づいて露光装置23は、帯電した各色の感光体ドラム21の表面に露光光を照射して静電潜像を形成する。
これにより、画像データに対応した静電潜像が夫々の感光体ドラム21の表面に形成される。さらに、各色の現像装置24は、この静電潜像を現像し、トナー画像として可視化する。また、図2に示す転写装置30の一次転写ロール33は、各色の感光体ドラム21の表面に形成されたトナー画像を、一次転写位置Tで転写ベルト31に転写する。
そこで、図12に示す収容部50から送出ロール62によって給紙路40へ送り出されたシート部材Pは、搬送ロール64によって搬送されてチェーングリッパ66へ受け渡されてチェーングリッパ66によって搬送される。チェーングリッパ66によって搬送されるシート部材Pは、転写ベルト31と二次転写ロール36とが接触する二次転写位置NTへ向けて、給紙路40、二次転写位置NTまでのチェーングリッパ66により搬送される搬送路、および二次転写位置NTより下流の搬送路とで形成される折り返し形状の搬送路に沿って送り出される。二次転写位置NTでは、シート部材Pが転写ベルト31と二次転写ロール36とに挟み込まれて搬送されることで、転写ベルト31の表面のトナー画像は、シート部材Pの表面に転写される。
さらに、定着装置100は、シート部材Pの表面に転写されたトナー画像をシート部材Pに定着し、シート部材Pは、図12に示す排紙路42へ送り出される。排紙路42に送り出されたシート部材Pは、冷却部90によって搬送されることで冷却され、搬送ロール54によって搬送される。そして、シート部材Pは、装置本体10aの外部の排出部52へ排出される。
(要部構成)
次に、定着装置100、及び転写装置30の除去部38等について説明する。
〔定着装置100〕
定着装置100は、図1に示されるように、チェーングリッパ66と、シート部材Pに転写されたトナー画像を非接触で加熱する予備加熱部102と、シート部材Pと接触してトナー画像を加熱する本加熱部120と、吹付けユニット170とを備えている。予備加熱部102は、加熱部の一例であって、本加熱部120は、接触加熱部の一例である。
〔チェーングリッパ66〕
チェーングリッパ66は、一対のチェーン72と、シート部材Pの先端を保持する先端保持部68と、スプロケット71、73、92、94、96とを備えている。チェーン72は、周回部の一例である。
〈チェーン72、スプロケット71、73、92、94、96〉
一対のチェーン72は無端状に形成されており、図5に示されるように、装置奥行方向に離間して配置されている。本例示的実施形態では、装置奥行方向は、搬送されるシート部材Pの幅方向と同様の方向である。
一対のチェーン72は、図1に示されるように、二次転写ロール36の軸方向の一端側及び他端側に配置されると共に軸方向を装置奥行方向とする一対のスプロケット73(図4参照)に巻き掛けられている。一対のチェーン72は、後述の加圧ロール140の軸方向の一端側及び他端側に配置されると共に軸方向を装置奥行方向とする一対のスプロケット71(図3参照)に巻き掛けられている。さらに、一対のチェーン72は、装置奥行方向に間隔をおいて配置された、一対のスプロケット92と、一対のスプロケット94と、一対のスプロケット96とに巻き掛けられている。なお、本例示的実施形態では、一対のチェーン72、一対のスプロケット73、一対のスプロケット92、一対のスプロケット94、一対のスプロケット96が設けられているが、一対である必要はなく、片側だけに配置されているものでも構わない。
加圧ロール140の両端側に配置されたスプロケット71(図3参照)と、二次転写ロール36の両端側に配置されたスプロケット73(図4参照)とは、隣り合っている。装置奥行方向から見て、スプロケット71は、スプロケット73に対して装置奥行方向の一方側(図中左側)で、かつ、上方側に配置されている。つまり、スプロケット73に巻き掛けられている部分とスプロケット71に巻き掛けられている部分との間の部分のチェーン72は、水平方向に対して傾斜している。
装置奥行方向から見て、一対のスプロケット92は、スプロケット71に対して下方側に配置されている。さらに、一対のスプロケット96は、スプロケット73、92に対して下方側で、スプロケット73に対して装置幅方向の一方側で、かつ、スプロケット92に対して装置幅方向の他方側に配置されている。また、一対のスプロケット94は、スプロケット92とスプロケット96との間の部分のチェーン72を下方側から上方側へ持ち上げるように配置されている。また、一対のスプロケット96の間には、一対のスプロケット96と同軸とされた搬送ロール(図示省略)が配置されている。
この構成において、複数のスプロケット71、73、92、94、96の何れか1個に回転力が伝達されることで、一対のチェーン72は、スプロケット73側からスプロケット71側へ移動するように、図中矢印C方向に周回する。なお、本例示的実施形態では、スプロケット73に回転力が伝達されるようになっている。
〈先端保持部68〉
先端保持部68は、図5に示されるように、装置奥行方向に延びている取付部材75と、取付部材75に取り付けられたグリッパ76とを備えており、先端保持部68の装置奥行方向の両側の部分が一対のチェーン72に夫々取り付けられている。
先端保持部68は、複数設けられ、チェーン72の周方向(周回方向)に沿って予め定められた間隔で配置されている(図1参照)。
グリッパ76は、複数設けられ、装置奥行方向に沿って予め定められた間隔で取付部材75に取り付けられている。グリッパ76は、シート部材Pの先端を保持する機能を有している。具体的には、グリッパ76は、爪76aを有している。また、取付部材75には、爪76aが接触する接触部75a(図8参照)が形成されている。
グリッパ76では、爪76aと接触部75aとの間にシート部材Pの先端を挟むことでシート部材Pを保持する構成とされている。なお、グリッパ76は、例えば、爪76aが接触部75aに対してバネ等により押し付けられると共に、カム等の作用により爪76aが接触部75aに対して接離される。このように、先端保持部68によって、シート部材Pを保持する保持部70が構成されている。
この構成において、図1に示すチェーングリッパ66では、スプロケット96の下端位置に先端保持部68が到達したときに、先端保持部68のグリッパ76が、搬送ロール64によって給紙路40に沿って搬送されたシート部材Pの先端を挟むことでシート部材Pを保持して受け取る。そして、矢印C方向へ周回するチェーン72は、先端保持部68によって保持されているシート部材Pを二次転写位置NTへ向けて搬送する。さらに、周回するチェーン72は、シート部材Pを搬送して予備加熱部102と対向させた後、本加熱部120へ向けて搬送する。また、シート部材Pが本加熱部120を通過した後、先端保持部68は、シート部材Pの先端保持を解除して、チェーングリッパ66は、シート部材Pを排紙路42へ送り出す。
このように、一対のチェーン72によって、先端保持部68によって保持されたシート部材Pを搬送させる搬送経路88を含む搬送部80が構成されている。
〔予備加熱部102〕
予備加熱部102は、図1に示されるように、シート部材Pの搬送方向(以下「シート搬送方向」)において、トナー画像がシート部材Pに転写される二次転写位置NTに対して下流側で、スプロケット73とスプロケット71との間で搬送されるシート部材Pと対向するように配置されている。具体的には、予備加熱部102は、搬送されるシート部材Pの上面側(=トナー画像が転写される側)と対向するように配置されている。
前述したように、スプロケット73に巻き掛けられている部分とスプロケット71に巻き掛けられている部分との間の部分のチェーン72は、水平方向に対して傾斜している。このため、スプロケット73とスプロケット71との間では、搬送されるシート部材Pの搬送経路88は、水平方向に対して傾斜した傾斜方向に延びている。つまり、二次転写位置NTから本加熱部120までのシート部材Pの搬送経路88は、水平方向に対して傾斜する傾斜方向に延びている。具体的には、二次転写位置NTから本加熱部120までの間では、シート搬送方向において下流側の部分が上流側の部分に対して上方側になるように、搬送経路88が延びている。
このように、傾斜方向に搬送されるシート部材Pと対向する予備加熱部102は、傾斜方向に延びている搬送経路88に沿って配置されている。
さらに、予備加熱部102は、図2に示されるように、トナー画像を形成してシート部材Pにトナー画像を転写する画像形成部12と装置幅方向(水平方向)で離間している。さらに、二次転写ロール36によってトナー画像がシート部材Pに転写される二次転写位置NTは、予備加熱部102によってシート部材Pが加熱される位置に対して下方側とされている。ここで、「予備加熱部102によってシート部材Pが加熱される位置」とは、装置奥行方向から見て、搬送されるシート部材Pが予備加熱部102と対向する位置である。
この予備加熱部102は、図1に示されるように、反射部材104と、複数の赤外線ヒータ106(以下「ヒータ106」と、金網112とを備えている。
〈反射部材104〉
反射部材104は、アルミニウム板を用いて形成されており、搬送されるシート部材P側が開放された底浅の箱状とされている。つまり、反射部材104は、装置幅方向から見て、搬送されるシート部材P側が開放されたU字状を有する。本例示的実施形態では、搬送されるシート部材Pの厚さ方向から見て、反射部材104は、搬送されるシート部材Pの幅方向、及びシート搬送方向でシート部材Pを覆うようになっている。この反射部材104の内部に、ヒータ106が配置されている。
〈ヒータ106〉
ヒータ106は、外形が円柱状の赤外線ヒータであって、装置奥行方向に延びている。ヒータ106は、複数設けられ、シート搬送方向に並べられている。この構成において、図示せぬ電源から電圧が印加されたヒータ106は、分光放射輝度が最大となる赤外線を放出する。
〈金網112〉
金網112は、反射部材104の縁部に図示せぬ固定部材によって固定されており、反射部材104の内部と、反射部材104の外部とを仕切っている。これにより、金網112は、搬送されるシート部材Pと、ヒータ106とが接触するのを防止している。
この構成において、予備加熱部102が、周回するチェーン72によって搬送されるシート部材Pをシート部材Pの厚さ方向から非接触で加熱する。シート部材Pが加熱されることで、シート部材Pに転写されたトナー画像を構成するトナーが軟化する。このように、予備加熱部102は、トナーをシート部材Pに加圧することなく、非接触状態で加熱する、非接触加熱手段として機能している。
〔吹付けユニット170〕
吹付けユニット170は、図1に示されるように、搬送されるシート部材Pの厚さ方向で予備加熱部102と対向するように配置されており、搬送されるシート部材Pは、吹付けユニット170と予備加熱部102との間を通過するようになっている。また、吹付けユニット170は、図6に示されるように、搬送されるシート部材Pの幅方向、及びシート搬送方向に並べられている複数のファン172を備えている。
この構成において、複数のファン172が、搬送されるシート部材Pに向けて空気を吹き付けることで、搬送されるシート部材Pの搬送姿勢が安定する。このように、ファン172は、搬送されるシート部材Pの搬送姿勢を安定させる姿勢安定手段として機能している。
〔本加熱部120〕
本加熱部120は、図1に示されるように、シート搬送方向において、予備加熱部102の下流側に配置されている。このため、本加熱部120によってシート部材Pを加熱する位置は、予備加熱部102によって記録媒体を加熱する位置に対して上方側とされている。ここで、「本加熱部120によってシート部材Pを加熱する位置」とは、後述する加熱ロール130と、加圧ロール140とが接触する位置である。
また、本加熱部120は、図2に示されるように、トナー画像を形成してシート部材Pにトナー画像を転写する画像形成部12と装置幅方向(水平方向)で離間している。さらに、本加熱部120は、図3に示されるように、搬送されるシート部材Pと接触してシート部材Pを加熱する加熱ロール130と、加熱ロール130に向けてシート部材Pを加圧する加圧ロール140と、加熱ロール130に従動して回転する従動ロール150とを備えている。
〈加熱ロール130〉
加熱ロール130は、図3に示されるように、搬送されるシート部材Pの上方を向いた面に接触し、軸方向を装置奥行方向として装置奥行方向に延びるように配置されている。また、加熱ロール130は、図7に示されるように、円筒状の基材132と、基材132の全周を覆うように形成されたゴム層134と、ゴム層134の全周を覆うように形成された離型層136と、基材132の内部に収容されたヒータ138とを有している。
基材132は、例えばアルミニウム管等の金属製の円管状の部材である。ゴム層134は、例えばシリコーンゴムによって形成されている。さらに、離型層136は、例えばテトラフルオロエチレンとパーフルオロエチレンの共重合体(PFA樹脂)によって形成されている。
また、図3に示されるように、装置奥行方向において加熱ロール130の両端部には、装置奥行方向に延びる軸部139aがそれぞれ形成されており、そして、軸部139aをそれぞれ支持する支持部材139bが設けられている。これにより、加熱ロール130は、加熱ロール130の両端部で支持部材139bによって回転可能に支持されている。
〈従動ロール150〉
従動ロール150は、図3に示されるように、加熱ロール130を挟んで搬送されるシート部材Pの反対側で、軸方向を装置奥行方向として装置奥行方向に延びるように配置されている。また、従動ロール150は、図7に示されるように、円筒状の基材152と、基材152の内部に収容されたヒータ154とを有している。
基材152は、例えばアルミニウム管等の金属製の円管状の部材である。従動ロール150は、従動ロール150の両端部で図示せぬ支持部材によって回転可能に支持されている。
この構成において、従動ロール150は、加熱ロール130に従動して回転する。そして、従動ロール150は、加熱ロール130を加熱する。具体的には、従動ロール150は、従動回転に伴って、従動ロール150に内蔵されたヒータ等を用いて加熱ロール130の表面温度が予め定められた温度となるように加熱ロール130を加熱する構成を有する。
〈加圧ロール140〉
加圧ロール140は、図3に示されるように、搬送されるシート部材Pを挟んで加熱ロール130の反対側で、搬送されるシート部材Pの下方を向いた面に接触し、軸方向を装置奥行方向として装置奥行方向に延びるように配置されている。また、加圧ロール140は、図7に示されるように、円筒状の基材142と、基材142を覆うように形成されたゴム層144と、ゴム層144を覆うように形成された離型層146と、装置奥行方向の両端部に形成された一対の軸部148(図3参照)とを有している。加圧ロール140における離型層146の外周面の外径は、加熱ロール130の外径と比して大きくされている。
基材142は、例えばアルミニウム管等の金属製の円管状の部材である。ゴム層144は、例えばシリコーンゴムによって形成されている。離型層146は、例えばテトラフルオロエチレンとパーフルオロエチレンの共重合体(PFA樹脂)によって形成されている。
図8に示されるように、加圧ロール140の外周面には、装置奥行方向に延びる凹部140aが形成されている。そして、加圧ロール140と加熱ロール130との間をシート部材Pが通過する場合に、シート部材Pの先端を把持する先端保持部68が、この凹部140aに収容されるようになっている。
一対の軸部148は、図3に示されるように、装置奥行方向の両端部に形成されており、加圧ロール140と比して小径化され、軸方向に延びている。
〈その他〉
本加熱部120は、図3に示されるように、加圧ロール140を支持する支持部材156と、支持部材156を介して加圧ロール140を加熱ロール130側に付勢する付勢部材158とを備えている。支持部材156は、一対設けられている。そして、一対の支持部材156は、加圧ロール140の一対の軸部148を下方から回転可能に支持するように夫々配置されている。
付勢部材158は、圧縮スプリングであって、一対設けられており、支持部材156を挟んで軸部148の反対側に配置されている。
この構成において、一対の付勢部材158が、加圧ロール140を加熱ロール130側に付勢することで、加圧ロール140が、シート部材Pを加熱ロール130に向けて加圧する。さらに、加圧ロール140は、図示せぬ駆動部材から回転力が伝達されて、回転する。そして、回転する加圧ロール140に従動して加熱ロール130が回転し、回転する加熱ロール130に従動して従動ロール150が回転する。さらに、加熱ロール130と加圧ロール140とが、トナー画像が転写されたシート部材Pを挟み込んで搬送することで、トナー画像が加熱されてシート部材Pに定着される。
〔転写装置30の除去部38〕
除去部38は、図2に示されるように、転写ベルト31を挟んでロール32bの反対側で、かつ、装置幅方向(水平方向)において、本加熱部120及び予備加熱部102と離間して配置されている。さらに、上下方向において、除去部38は、予備加熱部102の上端に対して下方側に配置されている。
この除去部38は、図9に示されるように、転写ベルト31に付着したトナー等の付着物を掻き取る板状のブレード38aと、ブレード38aによって掻き取られた付着物を回収する回収ボックス38bとを備えている。これにより、除去部38は、転写ベルト31に付着した付着物を除去するようになっている。
〔その他〕
画像形成装置10は、図2に示されるように、本加熱部120及び予備加熱部102と、除去部38とを装置幅方向で仕切ると共に、本加熱部120及び予備加熱部102が配置された領域から除去部38が配置された領域への空気移動を抑制する、仕切部としての一例の仕切板98を備えている。本例示的実施形態では、装置上下方向において、仕切板98によって仕切られる範囲は、本加熱部120及び予備加熱部102が配置されている範囲の全部である。
装置上下方向において、仕切板98によって仕切られる範囲は、本加熱部120及び予備加熱部102が配置されている範囲と除去部材とが水平方向で重なる範囲のうちの一部であってもよい。さらに、装置上下方向において、仕切板98によって仕切られる範囲は、本加熱部120及び予備加熱部102が配置されている範囲と除去部材とが水平方向で重なる範囲の半分以上であることが好ましく、特に本加熱部120及び予備加熱部102が配置されている範囲と除去部材とが水平方向で重なる範囲の全部であることが好ましい。また別の見方をすると、仕切板98は、除去部38の装置下方端よりも下方まで延びていることが好ましい。他方仕切板98は、除去部38のみならずトナー画像形成部20Yなど画像形成部12を構成する部位に対して、本加熱部120及び予備加熱部102の熱が遮断されることが好ましい。特に、本例示的実施形態においては、除去部38の装置上方にトナー画像形成部20が配置されることになるため、仕切板98の装置上方端は、装置上方方向においてトナー画像形成部20の高さを超える位置まで設けられていることが好ましい。
(要部構成の作用)
次に、本例示的実施形態に係る画像形成装置10及び定着装置100の作用について、比較形態に係る画像形成装置310及び定着装置400と比較しつつ説明する。先ず、比較形態に係る画像形成装置310及び定着装置400の構成について、本例示的実施形態に係る画像形成装置10及び定着装置100と異なる部分を主に説明する。
〔画像形成装置310、定着装置400〕
画像形成装置310の定着装置400は、図13に示されるように、チェーングリッパ466と、予備加熱部402と、本加熱部120と、吹付けユニット470とを備えている。画像形成装置310は、本加熱部120及び予備加熱部402と、除去部38とを装置幅方向で仕切る仕切板を備えていない。また、画像形成装置310において、除去部38は、予備加熱部402の上端に対して上方側に配置されている。
定着装置400において、チェーングリッパ466は、チェーングリッパ66に対して配置されている角度のみ異なり、一対のチェーン72と、先端保持部68と、スプロケット71、73、92、94、96とを備えている。定着装置400において、スプロケット73に巻き掛けられている部分とスプロケット71に巻き掛けられている部分との間の部分のチェーン72は、水平方向に延びるように、加圧ロール140が配置されている。つまり、定着装置400において、二次転写位置NTから本加熱部120までのシート部材Pの搬送経路488は、水平方向に延びている。
予備加熱部402は、反射部材104と、複数のヒータ106と、金網112とを備えている。予備加熱部402は、水平方向に延びているシート部材Pの搬送経路488に沿って配置されている。
吹付けユニット470は、搬送されるシート部材Pの幅方向、及びシート搬送方向に並べられている複数のファン172を備えている。吹付けユニット470は、搬送されるシート部材Pが吹付けユニット470と予備加熱部402との間を通過するように、水平方向に延びているシート部材Pの搬送経路488に沿って配置されている。
〔画像形成装置10及び定着装置100の作用〕
図12に示す本例示的実施形態の画像形成装置10では、画像形成部12に備えられた各色のトナー画像形成部20は、色ごとのトナー画像を各色の感光体ドラム21の表面に形成する。さらに、転写装置30の一次転写ロール33は、各色の感光体ドラム21の表面に形成されたトナー画像を、周回する転写ベルト31に転写する。
送出ロール62は、収容部50からシート部材Pを給紙路40へ送り出し、搬送ロール64は、給紙路40へ送り出されたシート部材Pを、チェーングリッパ66、466へ向けて搬送する。チェーングリッパ66、466の先端保持部68は、図1、図13に示すスプロケット96の下端位置で、シート部材Pを受け取り、シート部材Pの先端を挟んでシート部材Pを保持する。
周回するチェーン72は、シート部材Pを搬送し、転写ベルト31と二次転写ロール36とが接触する二次転写位置NTを通過させる。これにより、転写ベルト31上のトナー画像が、シート部材Pの表面に転写される。さらに、周回するチェーン72は、トナー画像が転写されたシート部材Pを予備加熱部102、402と対向させるように搬送する。さらに、周回するチェーン72は、予備加熱部102、402と対向させたシート部材Pを本加熱部120へ向けて搬送する。
ここで、比較形態に係る定着装置400では、図13に示されるように、二次転写位置NTから本加熱部120までのシート部材Pの搬送経路488は、水平方向に延びている。このため、比較形態においては、水平方向に延びている搬送経路488に沿って配置された予備加熱部402が、周回するチェーン72によって搬送されるシート部材Pの厚さ方向から非接触でシート部材Pのトナー画像を加熱する。シート部材Pのトナー画像が加熱されることで、トナー画像を構成するトナーが軟化する。
また、比較形態に係る画像形成装置310では、吹付けユニット470のファン172が、予備加熱部402とは反対側からシート部材Pに空気を吹き付け、シート部材Pが水平方向に搬送されるように、シート部材Pの搬送姿勢を安定させる。
一方、本例示的実施形態の画像形成装置10では、図1に示されるように、二次転写位置NTから本加熱部120までのシート部材Pの搬送経路88は、水平方向に対して傾斜する傾斜方向に延びている。このため、傾斜方向に延びている搬送経路88に沿って配置された予備加熱部102が、周回するチェーン72によって搬送されるシート部材Pをシート部材Pの厚さ方向から非接触でシート部材Pのトナー画像を加熱する。シート部材Pのトナー画像が加熱されることで、トナー画像を構成するトナーが軟化する。
また、画像形成装置10では、吹付けユニット170のファン172が、予備加熱部102とは反対側からシート部材Pに空気を吹き付け、シート部材Pが傾斜方向に搬送されるように、シート部材Pの搬送姿勢を安定させる。
図1、図13に示す本加熱部120では、加熱ロール130及び加圧ロール140が、予備加熱部102、402によって加熱されたシート部材Pを挟んで搬送し、トナー画像をシート部材Pに定着する。そして、シート部材Pが本加熱部120を通過した後、先端保持部68は、シート部材Pの先端保持を解除して、チェーングリッパ66は、シート部材Pを排紙路42へ送り出す。
また、図12に示す冷却部90は、排紙路42へ送り出されたシート部材Pを搬送しながら冷却する。さらに、搬送ロール54は、冷却部90によって冷却されたシート部材Pを排紙路42に沿って搬送して、装置本体10aの外部の排出部52へ排出する。
(まとめ)
以上説明したように、本例示的実施形態の定着装置100では、予備加熱部102は、水平方向に対して傾斜した傾斜方向に延びている搬送経路88に沿って配置されている(図1参照)。一方、比較形態の定着装置400では、予備加熱部402は、水平方向に延びている搬送経路488に沿って配置されている(図13参照)。このため、本例示的実施形態の定着装置100では、比較形態の定着装置400と比して、装置幅方向(水平方向)に大型化されるのを抑制することが可能な構成が得られる。
また、定着装置100では、周回する一対のチェーン72に取り付けられた先端保持部68が、シート部材Pの先端を挟んでシート部材Pを保持する。そして、一対のチェーン72が周回することで、シート部材Pが搬送される。このため、帯状のベルトにシート部材Pを吸着させてシート部材Pを搬送する場合と比して、予備加熱部102によって加熱されたシート部材Pからの熱がベルトへ伝達されることがないため、シート部材Pの温度が低下するのが抑制される。換言すれば、予備加熱部102で生じる熱量を少なくすることができる。
また、定着装置100では、二次転写位置NTから本加熱部120まで搬送経路88については、シート搬送方向において下流側の部分が上流側の部分に対して上方側になるように、水平方向に対して傾斜している。このため、シート搬送方向において下流側の部分が上流側の部分に対して下方側になるように、搬送経路88が傾斜している場合と比して、先端が挟まれることで保持されているシート部材Pの搬送姿勢が搬送途中で変化するのが抑制される。
また、定着装置100では、本加熱部120によってシート部材Pを加熱する位置は、予備加熱部102によってシート部材Pを加熱する位置に対して上方側とされている。そこで、予備加熱部102によってシート部材Pを加熱することで生じた熱の一部は上昇して本加熱部120によってシート部材Pを加熱する位置に到達する。このため、本加熱部によってシート部材Pを加熱する位置が、装置上下方向において、予備加熱部102によってシート部材Pを加熱する位置に対して下方側又は同じ高さとされている場合と比して、本加熱部120によって加熱されるトナー画像の温度が低下するのが抑制される。
また、本例示的実施形態の画像形成装置10は定着装置100を備えることで、比較形態の定着装置400を備える場合と比して、装置幅方向(水平方向)に大型化されるのを抑制することが可能な構成が得られる。
また、画像形成装置10では、装置奥行方向から見て、定着装置100に備えられた予備加熱部102及び本加熱部120は、画像形成部12と装置幅方向(水平方向)で離間している。このため、予備加熱部102及び本加熱部120が、画像形成部12と装置幅方向で重なっている場合と比して、予備加熱部102及び本加熱部120によって生じた熱が画像形成部12側へ流れるのが抑制されることで、画像形成部12が高温になるのが抑制される。換言すれば、画像形成部12に対する熱害が抑制される。
また、画像形成装置10では、二次転写ロール36によってトナー画像がシート部材Pに転写される二次転写位置NTは、予備加熱部102によってシート部材Pが加熱される位置に対して下方側とされている。このため、二次転写位置NTが予備加熱部102によってシート部材Pが加熱される位置に対して上方側とされる場合と比して、予備加熱部102によって生じた熱が二次転写位置NT側へ流れるのが抑制される。
また、画像形成装置10では、装置奥行方向から見て、転写ベルト31に付着した付着物を除去する除去部38は、予備加熱部102と装置幅方向(水平方向)で離間している。このため、予備加熱部102が、除去部38と装置幅方向で重なっている場合と比して、予備加熱部102によって生じた熱が除去部38側へ流れるのが抑制されることで、除去部38が高温になるのが抑制される。
また、画像形成装置10では、上下方向(鉛直方向)において、除去部38は、予備加熱部102の上端に対して下方側に配置されている。除去部38が予備加熱部102の上端に対して上方側に配置されている場合と比して、予備加熱部102によって生じた熱が除去部38側へ流れるのが抑制されることで、除去部38が高温になるのが抑制される。除去部38が高温になるのが抑制されることで、除去部38のブレード38aによって掻き取られて回収ボックス38bに回収された付着物が、回収ボックス38bの内部でトナーとトナーとが固着するのが抑制される。
なお、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は係る実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態をとることが可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、上記例示的実施形態では、一対のチェーン72を周回させることで、傾斜方向に延びている搬送経路88に沿ってシート部材Pを搬送したが、傾斜方向に延びている搬送経路88に沿ってシート部材Pを搬送すればよく、例えば、複数のロール等を用いてシート部材Pを搬送してもよい。
また、上記例示的実施形態では、シート部材Pの先端を保持してシート部材Pを搬送したが、例えば、シート部材Pの両端を保持してシート部材Pを搬送してもよい。この場合には、シート部材Pの先端を保持してシート部材Pを搬送することで奏する作用は奏しない。
また、上記例示的実施形態では、シート搬送方向において下流側の部分が上流側の部分に対して上方側になるように搬送経路88を傾斜させたが、シート搬送方向において下流側の部分が上流側の部分に対して下方側になるように搬送経路88を傾斜させてもよい。この場合には、シート搬送方向において下流側の部分が上流側の部分に対して上方側になるように搬送経路88を傾斜させることで奏する作用は奏しない。
また、上記例示的実施形態では、本加熱部120によってシート部材Pを加熱する位置が、予備加熱部102によってシート部材Pを加熱する位置と比して上方側とされた。しかし、本加熱部によってシート部材Pを加熱する位置が、予備加熱部によってシート部材Pを加熱する位置と比して下方側とされもよい。この場合には、本加熱部120によってシート部材Pを加熱する位置が、予備加熱部102によってシート部材Pを加熱する位置と比して上方側とされることで奏する作用は奏しない。
また、上記例示的実施形態では、一対の周回部としてチェーン72を用いて説明したが、周回すればよく、例えば、ベルト等であってもよい。
また、上記例示的実施形態では、一対のチェーン72は、周回したが、シート部材Pを搬送して予備加熱部102に対向させればよく、周回しなくてもよい。
また、上記例示的実施形態では、本加熱部120は、搬送経路88の終端に配置されたが、搬送経路88の途中に配置してもよい。
以上、図面を参照しながら各種の実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施の形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。
10 画像形成装置
12 画像形成部
20 トナー画像形成部
31 転写ベルト
36 二次転写ロール(転写部の一例)
38 除去部
68 先端保持部
70 保持部
72 チェーン(周回部の一例)
80 搬送部
88 搬送経路
100 定着装置
102 予備加熱部(加熱部の一例)
120 本加熱部(接触加熱部の一例)
NT 二次転写位置(転写位置の一例)

Claims (9)

  1. 画像が転写されて搬送される記録媒体の画像を、非接触で加熱する加熱部と、
    記録媒体を保持する保持部と、
    前記保持部によって保持された記録媒体を記録媒体の搬送経路に沿って搬送して前記加熱部と対向させる搬送部と、を備え、
    前記搬送経路は、搬送される記録媒体の幅方向から見て水平方向に対して傾斜する傾斜方向に延びており、前記加熱部は、前記搬送経路に沿って配置されている定着装置。
  2. 前記保持部は、搬送される記録媒体の幅方向に延び、記録媒体の先端を挟んで記録媒体を保持する先端保持部を備え、
    前記搬送部は、前記先端保持部の端部分が取り付けられていると共に周回して記録媒体を搬送する周回部を備える請求項1項に記載の定着装置。
  3. 前記搬送部は、記録媒体の搬送方向において下流側の部分が上流側の部分に対して上方側になるように傾斜している前記搬送経路に沿って記録媒体を搬送する請求項1又は2に記載の定着装置。
  4. 記録媒体の搬送方向において前記加熱部の下流側に配置され、記録媒体と接触して画像を加熱する接触加熱部をさらに備え、
    鉛直方向において、前記接触加熱部によって記録媒体の画像が加熱される位置は、前記加熱部によって記録媒体の画像が加熱される位置と比して、上方側とされている請求項3に記載の定着装置。
  5. 記録媒体に転写された画像を記録媒体に定着させる請求項1から4の何れか1項に記載の定着装置と、
    搬送される記録媒体の幅方向から見て、前記定着装置に備えられた前記加熱部と水平方向で離間し、画像を形成して記録媒体に画像を転写する画像形成部と、
    を備える画像形成装置。
  6. 前記画像形成部が記録媒体に画像を転写する転写位置は、鉛直方向において、前記加熱部によって記録媒体の画像が加熱される位置と比して、下方側とされている請求項5に記載の画像形成装置。
  7. 画像としてのトナー画像を形成するトナー画像形成部と、
    周回しながら前記トナー画像形成部で形成されたトナー画像が転写される無端状の転写ベルトと、
    前記転写ベルトに転写されたトナー画像を記録媒体に転写する転写部と、
    前記転写部によって記録媒体に転写されたトナー画像を記録媒体に定着する請求項1~4の何れか1項に記載の定着装置と、
    前記転写ベルトに付着した付着物を除去すると共に、搬送される記録媒体の幅方向から見て、前記定着装置に備えられた前記加熱部と水平方向で離間している除去部と、
    を備える画像形成装置。
  8. 鉛直方向において、前記除去部は、前記加熱部の上端に比して下方側に配置されている請求項7に記載の画像形成装置。
  9. 前記加熱部と前記除去部とが水平方向で離間する間の空間に、仕切部をさらに備える請求項8に記載の画像形成装置。
JP2021137606A 2021-08-25 2021-08-25 定着装置、画像形成装置 Pending JP2023031853A (ja)

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