JP4239097B2 - 定着器 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、コピー機能・プリント機能・ＦＡＸ通信機能・スキャン機能等の複数の機能を兼ね備えたデジタル複合機等の画像形成装置に使用される定着器、より詳しくは、トナー画像が転写された記録用紙をヒートローラとプレスローラとでニップすることによりトナー画像を記録用紙上に定着させる定着器に関するものである。

画像形成装置においてトナー画像が転写された記録用紙を定着器のヒートローラとプレスローラとでニップすることによりトナー画像を記録用紙上に定着させる際の問題として、記録用紙のしわの発生がある。このしわ対策としては、ヒートローラを逆クラウン形状（鼓形状）に形成したり（例えば、非特許文献１参照。）、ヒートローラとプレスローラとの間のニップ部分への記録用紙の搬送角度を調整したりすることが知られている。
電子写真学会編，「電子写真技術の基礎と応用」，株式会社コロナ社，１９９７年６月２０日，p.324-325

しかしながら、上記のような従来のしわ対策を講じても、記録用紙の搬送経路等によっては前記ニップ時に記録用紙にしわが発生することがある。そのため、従来のしわ対策では不十分であるという問題点がある。

本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、ヒートローラとプレスローラとでニップされる記録用紙にしわが発生するのを確実に防止できる定着器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための請求項１の発明は、逆クラウン形状のヒートローラとそれに圧接されたプレスローラとを備えかつトナー画像が転写された記録用紙を前記ヒートローラと前記プレスローラとでニップすることにより前記トナー画像を前記記録用紙上に定着させる定着器であって、前記プレスローラの上流側にその軸方向に延びるガイド部材を設け、このガイド部材の前記ヒートローラに面する端面に、前記記録用紙を前記ヒートローラに当接してからニップされるようにガイドする複数のガイドリブを前記ヒートローラ側への突出長さが互いに同じになるようにかつ前記ガイド部材の長さ方向に対して直角方向を向いた姿勢で前記ガイド部材の長さ方向に互いに所定間隔を開けて突設し、前記ガイド部材の長さ方向の中央部近傍に位置する複数のガイドリブの突端に、これらガイドリブの前記ヒートローラ側への突出長さが上流側から下流側に向かって小さくなるように傾斜する斜面部を設けたものである。

請求項２の発明は、逆クラウン形状のヒートローラとそれに圧接されたプレスローラとを備えかつトナー画像が転写された記録用紙を前記ヒートローラと前記プレスローラとでニップすることにより前記トナー画像を前記記録用紙上に定着させる定着器であって、前記プレスローラの上流側にその軸方向に延びるガイド部材を設け、このガイド部材の前記ヒートローラに面する端面に、前記記録用紙を前記ヒートローラに当接してからニップされるようにガイドする複数のガイドリブを前記ガイド部材の長さ方向に対して直角方向を向いた姿勢で前記ガイド部材の長さ方向に互いに所定間隔を開けて突設し、前記ガイド部材の長さ方向の中央部近傍に位置する複数のガイドリブの前記ヒートローラ側への突出長さを、前記ガイド部材の長さ方向の両端部近傍に位置する複数のガイドリブの前記ヒートローラ側への突出長さよりも小さくしたものである。

請求項３の発明は、逆クラウン形状のヒートローラとそれに圧接されたプレスローラとを備えかつトナー画像が転写された記録用紙を前記ヒートローラと前記プレスローラとでニップすることにより前記トナー画像を前記記録用紙上に定着させる定着器であって、前記プレスローラの上流側にその軸方向に延びるガイド部材を設け、このガイド部材の前記ヒートローラに面する端面に、前記記録用紙を前記ヒートローラに当接してからニップされるようにガイドする複数のガイドリブを前記ガイド部材の長さ方向に対して直角方向を向いた姿勢で前記ガイド部材の長さ方向に互いに所定間隔を開けて突設し、前記ガイド部材の長さ方向の両端部近傍に位置する複数のガイドリブの前記ヒートローラ側への突出長さを、前記ガイド部材の長さ方向の中央部近傍に位置する複数のガイドリブの前記ヒートローラ側への突出長さよりも大きくしたものである。

請求項４の発明は、前記ガイドリブが、前記ガイド部材の外周の所定範囲にその周方向に沿って延びるように突設された補強リブの一部であるように構成したものである。

請求項１〜３の発明によれば、記録用紙の搬送方向に対して直角方向の両端部をその中央部よりも先にニップするようにして記録用紙が搬送され、記録用紙にしわの原因となるたるみが生じにくいので、前記ニップ時に記録用紙にしわが発生するのを確実に防止することができる。

請求項４の発明によれば、補強リブによりガイド部材の補強範囲を拡大できるので、ガイド部材をより効果的に補強することができる。また、ガイドリブと補強リブとを一体的に形成して部品数を減らすことができるので、コストダウンを図ることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
本実施形態に係る定着器１は、図１〜図３に示すように、コピー機能等を有する画像形成装置２に内蔵可能であり、ヒートローラ３と、プレスローラ４と、複数のガイドリブ５を有するガイド部材６とを備えている。

定着器１は、トナー画像が転写された記録用紙をヒートローラ３とプレスローラ４とでニップすることによりトナー画像を記録用紙上に定着させるものである。ヒートローラ３及びプレスローラ４は、図２に示すように、カートリッジ化された定着器１内に収容されており、プレスローラ４の上流側にはガイド部材６が設けられている。定着器１のガイド部材６近傍には、搬送された記録用紙が通過可能な図示しない開口部が設けられている。

ガイド部材６は、耐熱樹脂等で構成されており、図３に示すように、プレスローラ４の上流側にその軸方向に延びるように設けられている。このガイド部材６は、図４〜図６に示すように、ヒートローラ３に面する縦板１１と、プレスローラ４に面しかつ前記縦板１１の下流側に直角方向に突設された横板１２とから横断面がＴ字形に形成されている。縦板１１の突端には、必要に応じて、横板１２側に傾斜する複数の斜板１３をガイド部材６の長さ方向に互いに所定間隔を開けて突設することができる。なお、ガイド部材６の横断面形状等は特に限定されるものではなく、必要に応じて適宜変更可能である。

前記複数のガイドリブ５は、記録用紙をヒートローラ３に当接してからニップされるようにガイドするものであり、図３〜図６に示すように、ガイド部材６のヒートローラ３に面する端面（前記縦板１１のヒートローラ３に面する端面）６ａにヒートローラ３側への突出長さが互いに同じ長さＣ（図５参照。）となるようにかつガイド部材６の長さ方向に対して直角方向を向いた姿勢でガイド部材６の長さ方向に互いに間隔を開けて突設されている。なお、ここでいうヒートローラ３側への突出長さとは、ガイド部材６のヒートローラ３に面する端面６ａからガイドリブ５の突端５ｄまでの距離をいう。また、ガイドリブ５の数やガイド部材６の長さ方向における突設位置等は特に限定されるものではなく、必要に応じて適宜変更可能である。

これらガイドリブ５は、図４及び図６に示すように、ガイド部材６の長さ方向に対して直角方向を向いた姿勢で突設されているので、記録用紙をガイドする機能の他、ガイド部材６を補強する機能も有している。ここで、ガイドリブ５が、ガイド部材６の外周の所定範囲、例えば図５のように前記横板１２の前記縦板１１側の端面１２ａから前記斜板１３の外周及びガイド部材６のヒートローラ３に面する端面６ａを通って前記縦板１１の下流側の端面１１ａに至るまでの範囲等にガイド部材６の周方向に沿って延びるように突設された補強リブ２１の一部となるように構成しておけば、補強範囲を拡大できるためにガイド部材６をより効果的に補強できると共に、ガイドリブ５と補強リブ２１とを一体的に形成して部品数を減らすことができるためにコストダウンを図ることができるという利点がある。なお、複数の補強リブ２１のサイズ、形状、突設範囲等は、全てが同じである必要はない。

また、図４及び図５に示すように、ガイド部材６の長さ方向の中央部６ｃ近傍に位置する複数のガイドリブ５（以下、「５Ａ」とする。）の突端５ｄには、これらガイドリブ５Ａのヒートローラ３側への突出長さが上流側から下流側に向かって小さくなるように傾斜する斜面部２２が設けられている。この斜面部２２の存在により、前記中央部６ｃ近傍に位置する複数のガイドリブ５Ａの下流側の端部５ｆにおけるヒートローラ３側への突出長さＤは、ガイド部材６の長さ方向の両端部６ｄ，６ｅ近傍に位置する複数のガイドリブ５（以下、「５Ｂ」とする。）よりも段差Ｅの分だけ小さくなっている。なお、段差Ｅの寸法は特に限定されるものではないが、０．５〜０．７ｍｍ程度が適当である。また、斜面部２２の傾斜角度や形成範囲等も任意のものである。

次に、定着器１を内蔵した画像形成装置２の構成及び動作の一例について説明する。
この画像形成装置２は、図１に示すように、給紙カセット３１、感光体ドラム３２、帯電デバイス３３、ＬＥＤヘッド３４、現像デバイス３５、転写ローラ３６、クリーニングデバイス３７、定着器１、排紙トレイ３８等を備えている。なお、排紙トレイ３８の上方には、図示しない画像読取部及び操作パネル等が設けられている。このような画像形成装置２としては、複写機、プリンタ、ファクシミリ、プリント機能・ＦＡＸ通信機能・コピー機能・スキャン機能等の複数の機能を兼ね備えたデジタル複合機等が挙げられる。

給紙カセット３１は、図１に示すように、各種サイズの記録用紙を貯蔵可能な箱状のものであり、画像形成装置２の底部に引出し可能に設けられており、必要に応じて所定サイズの記録用紙を装填できるようになっている。この給紙カセット３１内の搬送開始位置には、記録用紙を下流側へ供給する給紙ローラ３９等が設けられている。感光体ドラム３２、帯電デバイス３３、現像デバイス３５、及びクリーニングデバイス３７は、プロセスユニットとして図示しないカートリッジに収容されて一体化されている。

感光体ドラム３２は、外周面に有機感光体による光導電膜が形成されたものであり、モータにより所定速度で回転する。また、この感光体ドラム３２は、帯電デバイス３３による所定電圧の印加によって帯電する。

帯電デバイス３３は、いわゆるスコロトロン帯電器と呼ばれる非接触のコロナ帯電方式のものであり、図１には詳細に示していないが、半空間を形成するケーシング電極の略中心に放電ワイヤが配設されると共に、感光体ドラム３２側にグリッド電極が配設されてなり、前記放電ワイヤに所定電圧が印加されることによりコロナ放電が生じ、このコロナ放電によるイオン量をグリッド電極で制御するものである。なお、帯電デバイス３３としては、非接触のコロナ帯電方式の他、接触型のローラ帯電方式等、他の方式の帯電デバイスを採用してもよい。

ＬＥＤヘッド３４は、ＬＥＤアレイを記録画素数だけ並設し、このＬＥＤアレイが発した光をセルフォックレンズアレイで感光体ドラム３２の外周面に結像するいわゆる自己発光型のプリンタヘッドであり、図１に示すように、感光体ドラム３２に近接して設けられている。このＬＥＤヘッド３４は、図示しない画像読取部で読み取られた原稿の画像情報に基づいて感光体ドラム３２の外周面を選択的に露光する。この際、ＬＥＤヘッド３４による露光によって感光体ドラム３２の外周面の表面電位が減衰するので、帯電デバイス３３により帯電した感光体ドラム３２の外周面には露光された部分と露光されていない部分との電位差により静電潜像が形成される。なお、前記画像情報は、フラットベッドスキャナ等として機能する画像読取部により読み取られた原稿の画像の電気信号としてＬＥＤヘッド３４ヘ送信される。

現像デバイス３５は、図１に示すように、供給ローラ４０と、現像ローラ４１と、トナー容器４２とを備えている。この現像デバイス３５においては、図示しない電気回路から供給ローラ４０及び現像ローラ４１にそれぞれ印加されるバイアス電圧の差によりトナー容器４２のトナーが供給ローラ４０を経て現像ローラ４１へ供給されることによって、現像ローラ４１の外周面にトナー層が形成される。このトナー層が形成された現像ローラ４１が感光体ドラム３２に近接した位置で回転し、感光体ドラム３２の静電潜像との電位差により現像ローラ４１上のトナー層が感光体ドラム３２へ移動し、静電潜像に基づいてトナー画像が感光体ドラム３２の外周面に形成される。なお、このような現像デバイス４１は一例であり、磁性トナー又は非磁性トナーの選択や、接触現像法又は非接触現像法の選択等は任意である。

転写ローラ３６は、図１に示すように、感光体ドラム３２に圧接されている。この転写ローラ３６には、図示しない電気回路からバイアス電圧が印加される。

クリーニングデバイス３７は、図１に示すように、感光体ドラム３２に圧接されたクリーニングブレード４３を備えており、このクリーニングブレード４３により感光体ドラム３２の外周面に残留したトナーや紙粉が除去される。また、クリーニングデバイス３７は図示しないイレーサランプも備えており、このイレーサランプにより感光体ドラム３２の外周面の静電潜像が消去される。感光体ドラム３２の外周面はこのようにして清掃されるので、その後の連続使用が可能となる。なお、クリーニングデバイス３７としては、クリーニングローラ等による他の接触型の方式や非接触方式も採用でき、また、クリーニングデバイス３７を用いないクリーニングレス方式とすることもできる。

トナー画像が転写される前の記録用紙は、図１中の１点鎖線の矢印Ｘで示すように、給紙カセット３１から給紙ローラ３９及びその下流側の１対のレジストローラ４４等により搬送され、感光体ドラム３２とそれに圧接された転写ローラ３６とでニップされる。既述のようにして感光体ドラム３２の外周面に形成されたトナー画像は、転写ローラ３６へのバイアス電圧の印加により、感光体ドラム３２と転写ローラ３６とでニップされた記録用紙に転写される。

トナー画像が転写された記録用紙は、複数のガイドリブ５Ａ，５Ｂによりヒートローラ３に当接するようにガイドされ、所定温度に保持されたヒートローラ３とそれに圧接されたプレスローラ４とでニップされる。転写されたトナー画像は、熱及び圧力により記録用紙上に定着する。トナー画像が定着した記録用紙は、図１中の１点鎖線の矢印Ｙで示すように、１対の搬送ローラ４５及び更にその下流側の１対の搬送ローラ４６等により搬送され、排紙トレイ３８へ排出される。図示しない画像読取部で読み取られた原稿の画像は、上記のようにして記録用紙上に形成される。なお、給紙カセット３１から排紙トレイ３８への記録用紙の搬送経路、画像形成装置２の構成等は特に限定されるものではなく、必要に応じて適宜変更可能である。

ここで、トナー画像が転写された記録用紙は、図３に示すように、ガイドリブ５Ａ，５Ｂの突端５ｄに沿って搬送される。図７に示すように、この記録用紙５１は、前記中央部６ｃ近傍に位置する複数のガイドリブ５Ａの前記斜面部２２を通過する際に、その斜面部２２の存在により搬送方向に対して直角方向の中央部５１ｃが前記斜面部２２側に凹むように湾曲する。そのため、記録用紙５１の搬送方向に対して直角方向（ヒートローラ３の軸方向）の両端部５１ｄ，５１ｅは、前記中央部５１ｃよりも先にヒートローラ３に当接する。ヒートローラ３に先に当接した記録用紙５１の前記両端部５１ｄ，５１ｅは、前記中央部５１ｃよりも先にヒートローラ３とプレスローラ４とでニップされる。このように、記録用紙５１の前記両端部５１ｄ，５１ｅを前記中央部５１ｃよりも先にニップするようにして記録用紙５１が搬送され、記録用紙５１にしわの原因となるたるみが生じにくいので、前記ニップ時に記録用紙５１にしわが発生するのを確実に防止できるという利点がある。この場合、図７に示すように、ヒートローラ３をその軸方向の中央部３ｃから両端部３ｄ，３ｅに向かってそれぞれ直径が大きくなる逆クラウン形状（鼓形状）に形成しておけば、記録用紙５１の前記両端部５１ｄ，５１ｅの搬送速度を前記中央部５１ｃの搬送速度よりも速くできるので、より効果的である。

なお、前記中央部６ｃ近傍に位置する複数のガイドリブ５Ａの突端５ｄは、図８に示すように、斜面部２２を設けないで平坦に形成することができる。この場合、前記中央部６ｃ近傍に位置する複数のガイドリブ５Ａのヒートローラ３側への突出長さＤが前記両端部６ｄ，６ｅ近傍に位置する複数のガイドリブ５Ｂのヒートローラ３側への突出長さＣよりも小さくなるように、言い換えれば、前記両端部６ｄ，６ｅ近傍に位置する複数のガイドリブ５Ｂのヒートローラ３側への突出長さＣが前記中央部６ｃ近傍に位置する複数のガイドリブ５Ａのヒートローラ３側への突出長さＤよりも大きくなるように構成しておけばよく、その場合の作用効果も既述と同様である。

但し、図５に示すように、前記中央部６ｃ近傍に位置する複数のガイドリブ５Ａのヒートローラ３側への突出長さと前記両端部６ｄ，６ｅ近傍に位置する複数のガイドリブ５Ｂのヒートローラ３側への突出長さとが同じ長さＣとなるようにし、前記中央部６ｃ近傍に位置する複数のガイドリブ５Ａの突端５ｄに前記斜面部２２を設けておけば、ガイドリブ５Ａ，５Ｂの長さ方向の途中までは記録用紙５１を平面的な姿勢で搬送できるので、記録用紙５１をより安定して搬送することができる。

以上のように、本発明に係る定着器は、ヒートローラとプレスローラとでニップされる記録用紙にしわが発生するのを確実に防止するのに適している。

実施形態に係る定着器を内蔵した画像形成装置の概略断面図。 定着器の正面図。 定着器の概略断面図。 複数のガイドリブを有するガイド部材の正面図。 図４のＷ−Ｗ線拡大断面図。 図４のガイド部材の背面図。 記録用紙が湾曲した状態でヒートローラに当接する様子を示す概略説明図。 ガイド部材の長さ方向の中央部近傍に位置する複数のガイドリブの突端に斜面部を設けない例を示す拡大断面図。

符号の説明

１ 定着器
３ ヒートローラ
４ プレスローラ
５Ａ（５） ガイドリブ
５Ｂ（５） ガイドリブ
５ｄ 突端
６ ガイド部材
６ａ 端面
６ｃ 中央部
６ｄ，６ｅ 端部
２１ 補強リブ
２２ 斜面部
５１ 記録用紙

Claims (4)

1. 逆クラウン形状のヒートローラとそれに圧接されたプレスローラとを備えかつトナー画像が転写された記録用紙を前記ヒートローラと前記プレスローラとでニップすることにより前記トナー画像を前記記録用紙上に定着させる定着器であって、 前記プレスローラの上流側にその軸方向に延びるガイド部材を設け、 このガイド部材の前記ヒートローラに面する端面に、前記記録用紙を前記ヒートローラに当接してからニップされるようにガイドする複数のガイドリブを前記ヒートローラ側への突出長さが互いに同じになるようにかつ前記ガイド部材の長さ方向に対して直角方向を向いた姿勢で前記ガイド部材の長さ方向に互いに所定間隔を開けて突設し、 前記ガイド部材の長さ方向の中央部近傍に位置する複数のガイドリブの突端に、これらガイドリブの前記ヒートローラ側への突出長さが上流側から下流側に向かって小さくなるように傾斜する斜面部を設けたことを特徴とする定着器。
2. 逆クラウン形状のヒートローラとそれに圧接されたプレスローラとを備えかつトナー画像が転写された記録用紙を前記ヒートローラと前記プレスローラとでニップすることにより前記トナー画像を前記記録用紙上に定着させる定着器であって、 前記プレスローラの上流側にその軸方向に延びるガイド部材を設け、 このガイド部材の前記ヒートローラに面する端面に、前記記録用紙を前記ヒートローラに当接してからニップされるようにガイドする複数のガイドリブを前記ガイド部材の長さ方向に対して直角方向を向いた姿勢で前記ガイド部材の長さ方向に互いに所定間隔を開けて突設し、 前記ガイド部材の長さ方向の中央部近傍に位置する複数のガイドリブの前記ヒートローラ側への突出長さを、前記ガイド部材の長さ方向の両端部近傍に位置する複数のガイドリブの前記ヒートローラ側への突出長さよりも小さくしたことを特徴とする定着器。
3. 逆クラウン形状のヒートローラとそれに圧接されたプレスローラとを備えかつトナー画像が転写された記録用紙を前記ヒートローラと前記プレスローラとでニップすることにより前記トナー画像を前記記録用紙上に定着させる定着器であって、 前記プレスローラの上流側にその軸方向に延びるガイド部材を設け、 このガイド部材の前記ヒートローラに面する端面に、前記記録用紙を前記ヒートローラに当接してからニップされるようにガイドする複数のガイドリブを前記ガイド部材の長さ方向に対して直角方向を向いた姿勢で前記ガイド部材の長さ方向に互いに所定間隔を開けて突設し、 前記ガイド部材の長さ方向の両端部近傍に位置する複数のガイドリブの前記ヒートローラ側への突出長さを、前記ガイド部材の長さ方向の中央部近傍に位置する複数のガイドリブの前記ヒートローラ側への突出長さよりも大きくしたことを特徴とする定着器。
4. 前記ガイドリブは、前記ガイド部材の外周の所定範囲にその周方向に沿って延びるように突設された補強リブの一部である請求項１から３のいずれか記載の定着器。

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