JP5044277B2 - 加圧接触装置、これを用いた定着装置、画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリまたはそれらの複合機においてトナー画像の熱定着に使用される定着装置とこれに用いる加圧接触装置、そしてこの加圧接触装置を備えた定着装置を有する画像形成装置に関する。

この種の定着装置においては、加熱部材または定着部材と加圧部材との間に形成した定着ニップ部よりも記録媒体の搬送方向上流側に配置する定着入口ガイドにトナーが溜まり、記録媒体に裏汚れが発生しやすい。そこで、定着入口ガイドにトナーが溜まらないようにするために、入口ガイドに溝を作ってトナーが記録媒体と接触する面には溜まらないようにする技術が提案されている。

また、このような定着入口ガイドを適正な位置にすることにより記録媒体のシワの発生を抑えることができることが知られている。

特開２００２−０８２５５１号公報

本発明は、加熱部材と加圧部材を備えた定着装置に用いることで、定着装置の構成を簡単化することを可能とし、かつ記録媒体のシワ発生を低減させ、かつ記録媒体の裏汚れをなくし得る加圧接触装置、これを用いた定着装置、画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に係る加圧接触装置は、未定着のトナー像を担持した記録媒体を搬送して加熱部材と加圧部材との間に形成したニップ部を通過させることで前記記録媒体上に前記トナー像を定着させる定着装置の前記ニップ部よりも前記記録媒体の搬送方向上流側に配する加圧接触装置であって、第１アームと第２アームを可動に備える接触部材を有し、前記第１アームが前記第２アームよりも前記記録媒体の搬送方向で下流側に位置し、前記記録媒体を前記ニップ部へ搬送する際、前記記録媒体がまず前記第１アームに当接し、該当接により前記接触部材を作動させて前記第１、第２両アーム先端に前記記録媒体を接触させつつ搬送することを特徴とする。

同請求項２に係るものは、請求項１の加圧接触装置において、前記接触部材が回転軸を有し、該回転軸を中心に回動可能なことを特徴とする。

同請求項３に係るものは、請求項１または２記載の加圧接触装置において、前記接触部材が、前記記録材の搬送路内に位置しかつ前記記録材に当接していない状態で前記搬送路内に位置する第１状態と、前記記録材に当接して前記搬送路内とは異なる位置にある第２状態を取り得るとともに、該接触部材を、前記各状態に伴って駆動することを特徴とする。

同請求項４に係るものは、請求項１から３のいずれかの加圧接触装置において、前記第１アームの先端形状が曲面形状であることを特徴とする。

同請求項５に係るものは、請求項１から４のいずれかの加圧接触装置において、前記第１アームの先端がコーティングされていることを特徴とする。

同請求項６に係るものは、請求項１から５のいずれかの加圧接触装置において、前記第２アームの先端が曲面形状であることを特徴とする。

同請求項７に係るものは、請求項１から６のいずれかの加圧接触装置において、前記第２アームの少なくとも先端をゴム材からなるものとしたことを特徴とする。

同請求項８に係るものは、請求項１から７のいずれかに記載の加圧部材において、前記付勢部材と前記保持部材は互いの当接面を凹凸係合させるものであることを特徴とする。

同請求項９に係る加圧部材は、請求項１から７のいずれかの加圧接触装置において、前記第１アームの長さをＬ１と前記第２アームの長さをＬ２とするとき、０．３＜（Ｌ２／Ｌ１）＜１の関係を満たすことを特徴とする。

同請求項１０に係るものは、請求項１から９のいずれかの加圧接触装置において、前記第２アームにコロを備えてなることを特徴とする。

同請求項１１に係るものは、請求項１から１０のいずれかの加圧接触装置において、前記ニップ部と前記第１アームとの間に固定部材を配置してなることを特徴とする。

同請求項１２に係る定着装置は、請求項１から１１のいずれかの加圧接触装置を用いたことを特徴とする。

同請求項１３に係る定着装置は、請求項２から１１のいずれかの加圧接触装置を用いた定着装置であって、前記接触部材の回転軸の軸受を定着装置本体内に備えてなることを特徴とする。

同請求項１４に係るものは、請求項１２または１３の定着装置において、前記加圧部材がパッドを備え、該パッドと前記加熱部材である定着ローラとの間に無端状部材を挟んでなることを特徴とする。

同請求項１５に係る画像形成装置は、異なる色のトナー像を形成する複数の現像手段と、前記現像手段のトナー像を表面に付着させる感光手段と、前記感光手段のトナー像を転写する中間転写手段と、前記中間転写手段のトナー像を記録媒体に転写する転写手段とを有し、前記請求項１２から１４のいずれかの定着装置を備えたことを特徴とする。

本発明は、記録媒体のシワの発生と裏汚れとを抑えることができる。

以下本発明を実施するための最良の形態を、図に示す実施例を参照して説明する。

図１は、本発明の実施対象となる画像形成装置の一例を示す概略構成図である。ただし本発明は図示のような構成の画像形成装置には限定されない。
この画像形成装置１０には、矢印Ａ方向に回転する感光体１、感光体１の表面を帯電するスコロトロン帯電装置２、帯電された感光体１の表面を画像情報により変調された露光光Ｒで露光して感光体１上に静電潜像を形成するＲＯＳ（レーザ出力部）３、感光体１上の静電潜像をトナーで現像して感光体１上にトナー像を形成する現像装置４、感光体１上のトナー像を用紙Ｐに転写する転写装置５、用紙Ｐに転写されたトナー像を定着する定着装置６、用紙Ｐを収納する用紙トレイ７、感光体１の表面をクリーニングするクリーナ８、感光体１表面の残留電荷を除去する除電装置９を備えている。以下の説明では紙を用いた場合のみ説明するが、本発明では記録媒体としては用紙Ｐ以外にも種々用い得る。また用紙Ｐとしては、カット紙などの用紙があげられるが、それ以外のものであってもよいことはもちろんである。

図１を参照してこの画像形成装置における画像形成動作について説明する。
まず、画像読取部（図示せず）で原稿から読み取られた原画像信号、あるいは外部のコンピュータ（図示せず）などで作成された原画像信号が画像処理部（図示せず）に入力され、適切な画像処理が行われる。こうして得られた入力画像信号がＲＯＳ（レーザ出力部）３に入力され、レーザ光線Ｒを変調する。入力画像信号によって変調されたレーザ光線Ｒは、スコロトロン帯電装置２により一様帯電された感光体１の表面にラスタ照射される。感光体１表面にレーザ光線Ｒがラスタ照射されると、感光体１上には入力画像信号に対応した静電潜像が形成される。

感光体１上に形成された静電潜像は現像装置４によりトナーで現像され、感光体１上にトナー像が形成される。感光体１上に形成されたトナー像は感光体１の矢印Ａ方向への回転に伴われて、感光体１に対向して配置された転写装置５に向かって搬送される。

一方、用紙トレイ７に収納されていた用紙Ｐが感光体１と転写装置５との間のニップ部に向かって供給され、転写装置５により感光体１上のトナー像が用紙Ｐ上に転写される。用紙Ｐ上に転写されたトナー像は、定着装置６によって搬送されて定着され所望の画像が得られる。トナー像の用紙Ｐ上への転写が終了した感光体１の表面に付着した残留トナーなどの付着物はクリーナ８によりクリーニングされ、さらに、感光体１の表面の残留電荷が除電装置９により除去されて、１回の画像形成動作が終了する。

図２は、図１に示す画像形成装置１０に用いた、本発明に係る定着装置の一実施形態の構成を示す概念的断面図である。
この図２において、１１は加熱定着ローラである。加熱定着ローラ１１は、表面被覆層１２、弾性層１３、芯金１４及び熱源１６を有し、図示しない駆動源により駆動回転されている。図中３１は用紙Ｐの表面に付着した未定着トナーである。用紙Ｐは、図２中に示した矢印方向に搬送される。

用紙Ｐを挟んで、加圧装置１５が設けられている。加圧装置１５は、加圧部材２１と、加圧部材２１を支持する支持部材２２と、加圧部材２１と支持部材２２を用紙Ｐ側に加圧する加圧スプリング１７と、従動する無端状部材２３と、無端状部材２３と加圧部材２１の間の摩擦を低減するための低摩擦部材２５と、無端状部材２３の搬送経路を規定するガイド２４を備えている。図中２７は、無端状部材２３と加圧部材２１の間の摩擦をいっそう低減させるための潤滑油を供給する潤滑油供給部材である。一般的に潤滑油はシリコンオイルもしくはフッ素オイルなどが含まれているものを使用するが、それ以外のものであってもよいし、特に潤滑油供給部材２７は使用しなくてもよい。

図中３３は、加熱定着ローラ１１と無端状部材２３とのニップ部を通過した後の用紙Ｐ上の定着画像である。加熱定着ローラ１１の表面被覆層１２は、未定着トナー３１が付着しにくいようにＰＦＡ層などが用いられる。また、弾性層１３としては、一般的にシリコンゴムやフッ素ゴムなどが用いられる。シリコンゴムを用いた場合、耐膨潤性を向上させるためにフッ素層などがコートされることもある。無端状部材２３は、ＰＦＡとポリイミドより形成されている。加圧部材２１には、加圧方向の面がフラットな加圧パッドを用い、シリコンゴムまたはフッ素ゴムのゴム層を有しているものとすると良い。

図３は、本発明に係る加圧接触装置５０と、これを用いた定着装置６の一実施形態の構成を概念的に示す断面図である。まず、用紙Ｐが搬送されていない状態を図３（ａ）に、搬送されている状態を図３（ｂ）に、そして接触部材５０を図３（ｃ）に示す。接触部材５０は、鋭角的に曲折し連結した断面形状を有する一対のアーム部分とその軸部分からなり、図示の例では定着装置６側に位置する第１アーム５１と、用紙Ｐの搬送方向上流側に位置する第２アーム５２と、両アームの連結部分となって接触部材５０全体として回動自在に支持する回転軸５３とから構成してある。また第１アーム５１が用紙Ｐによって押されない状態では、図３（ａ）の状態となるように図示せぬスプリング等の手段、部材で付勢してある。

図３（ａ）で点線で示すように搬送されてきた用紙Ｐは、まず第１アーム５１、具体的には図３（ｃ）に示すように第１アーム５１の第２アーム５２側の表面や、該表面に突設したコロ５４に対して接触する。すると第１アーム５１が用紙Ｐに押され、回転軸５３を中心に接触部材５０は回動し、図３（ｂ）に示すように第１アーム５１及び第２アーム５２（具体的には第２アーム５２先端のコロ５５）の両方が用紙Ｐに接触する。搬送されてくる用紙Ｐの状態によっては、第１、第２アーム５１のコロ５４、５５だけでなく、両アームの表面も接触する。そして、用紙Ｐを搬送した後は第１アーム５１が用紙Ｐによって押されなくなるので、図３（ａ）の状態に戻る。

ここで、図３（ｂ）に示すように、第１アーム５１と第２アーム５２の長さをそれぞれＬ１、Ｌ２とするとき、
０．３＜（Ｌ２／Ｌ１）＜１
をみたす関係であることが好ましい。これは、０．３＞（Ｌ２／Ｌ１）のときは、記録媒体である用紙Ｐの搬送時に、第２アーム５２が用紙Ｐに接触しないために裏汚れを除去することができないためである。また、（Ｌ２／Ｌ１）＞１のときは用紙Ｐが第２アーム５２に突っかかりやすくなるため、搬送経路が変化し、ジャムやシワの発生が生じやすくなるためである。

図４にも示すように、第１アーム５１及び第２アーム５２にはコロ５４、５５が取り付けてあり、用紙Ｐの搬送性を向上させ得るようにしてある。コロ５４、５５の数は図示の例は一例であり、これより少なくても、あるいは多くても、用紙Ｐ等の記録媒体の搬送に支障をきたさないのであれば個数に限定はない。また、第１アーム５１及び第２アーム５２の先端形状は曲面形状（Ｒ形状）であるほうがなお好ましく、トナーが溜まりにくくなる。さらに、第１アーム５１は少なくとも先端側をコーティングすることが低抵抗化が図れて好ましいが、抵抗値の低い材質を使うことでトナーが溜まることをも抑制できる。また、第２アーム５２の材質は、少なくとも先端にはゴムなどの裏汚れを除去できるものがより好ましい。

なお本発明が対象とする定着装置の加圧部材としては、図２や図３に示すような無端状部材の他、加圧ローラのようなローラ形状のものでもよい。また、本発明の接触部材の回転軸５３には軸受を図示しない定着装置の装置本体内に設けてもよい。

すなわち、未定着のトナー像を担持した記録媒体を搬送して加熱部材と加圧部材との間に形成したニップ部を通過させることで前記記録媒体上に前記トナー像を定着させる定着装置の前記ニップ部よりも前記記録媒体の搬送方向上流側に配する加圧接触装置であって、第１アームと第２アームを可動に備える接触部材を有し、前記記録媒体を前記ニップ部へ搬送する際、前記記録媒体がまず前記第１アームに当接し、該当接により前記接触部材を作動させて前記第１、第２両アーム先端に前記記録媒体を接触させつつ搬送する加圧接触装置の構成とすることで、記録媒体のシワの発生を抑え、かつ裏汚れも生じにくくすることができる。また、接触部材の第１アームにトナーが溜まりにくくなり、記録媒体の裏汚れをいっそう抑えることができる。さらに、第２アームの少なくとも先端をゴム材からなるものとすることや、第１アームの長さをＬ１と前記第２アームの長さをＬ２が０．３＜（Ｌ２／Ｌ１）＜１の関係を満たす構成とすることで、接触部材の第２アームにトナーが溜まりにくくなり、裏汚れを抑えることができる。

本発明の実施対象となる画像形成装置の一例を示す概略構成図 本発明に係る定着装置の一実施形態の構成を示す概念的断面図 本発明に係る加圧接触装置と、これを用いた定着装置の一実施形態の構成を概念的に示す断面図であり、用紙Ｐが搬送されていない状態（ａ）、搬送されている状態（ｂ）を示し、（ｃ）は接触部材を示す。 図３（ｃ）に示した接触部材の正面図

符号の説明

１：感光体
２：スコロトロン帯電装置
３：ＲＯＳ（レーザ出力部）
４：現像装置
５：転写装置
６：定着装置
７：用紙トレイ
８：クリーナ
９：除電装置
１０：画像形成装置
１１：加圧定着ローラ
１２：表面被覆層
１３：弾性層
１４：芯金
１５：加圧装置
２３：無端状加熱部材
１６：熱源
２１：加圧部材
２２：支持部材
２３：無端状部材
２４：ガイド
２７：潤滑油供給部材
３１：未定着トナー
３２：記録媒体
３３：定着画像
５０：加圧接触装置
５１：第１アーム
５２：第２アーム
５３：回転軸
５４、５５：コロ
Ｌ１：第１アームの長さ
Ｌ２：第２アームの長さ
Ｐ：用紙

Claims (15)

1. 未定着のトナー像を担持した記録媒体を搬送して加熱部材と加圧部材との間に形成したニップ部を通過させることで前記記録媒体上に前記トナー像を定着させる定着装置の前記ニップ部よりも前記記録媒体の搬送方向上流側に配する加圧接触装置であって、
   第１アームと第２アームを可動に備える接触部材を有し、
   前記第１アームが前記第２アームよりも前記記録媒体の搬送方向で下流側に位置し、
   前記記録媒体を前記ニップ部へ搬送する際、前記記録媒体がまず前記第１アームに当接し、該当接により前記接触部材を作動させて前記第１、第２両アーム先端に前記記録媒体を接触させつつ搬送することを特徴とする加圧接触装置。
2. 請求項１の加圧接触装置において、前記接触部材が回転軸を有し、該回転軸を中心に回動可能なことを特徴とする加圧接触装置。
3. 請求項１または２記載の加圧接触装置において、前記接触部材が、前記記録材の搬送路内に位置しかつ前記記録材に当接していない状態で前記搬送路内に位置する第１状態と、前記記録材に当接して前記搬送路内とは異なる位置にある第２状態を取り得るとともに、該接触部材を、前記各状態に伴って駆動することを特徴とする加圧接触装置。
4. 請求項１から３のいずれかの加圧接触装置において、前記第１アームの先端形状が曲面形状であることを特徴とする加圧接触装置。
5. 請求項１から４のいずれかの加圧接触装置において、前記第１アームの先端がコーティングされていることを特徴とする加圧接触装置。
6. 請求項１から５のいずれかの加圧接触装置において、前記第２アームの先端が曲面形状であることを特徴とする加圧接触装置。
7. 請求項１から６のいずれかの加圧接触装置において、前記第２アームの少なくとも先端をゴム材からなるものとしたことを特徴とする加圧接触装置。
8. 請求項１から７のいずれかの加圧接触装置において、前記第１アームの長さをＬ１と前記第２アームの長さをＬ２とするとき、
   ０．３＜（Ｌ２／Ｌ１）＜１
   の関係を満たすことを特徴とする加圧接触装置。
9. 請求項１から８のいずれかの加圧接触装置において、前記第１アームがコロを備えてなることを特徴とする加圧接触装置。
10. 請求項１から９のいずれかの加圧接触装置において、前記第２アームにコロを備えてなることを特徴とする加圧接触装置。
11. 請求項１から１０のいずれかの加圧接触装置において、前記ニップ部と前記第１アームとの間に固定部材を配置してなることを特徴とする加圧接触装置。
12. 請求項１から１１のいずれかの加圧接触装置を用いたことを特徴とする定着装置。
13. 請求項２から１１のいずれかの加圧接触装置を用いた定着装置であって、前記接触部材の回転軸の軸受を定着装置本体内に備えてなることを特徴とする定着装置。
14. 請求項１２または１３の定着装置において、前記加圧部材がパッドを備え、該パッドと前記加熱部材である定着ローラとの間に無端状部材を挟んでなることを特徴とする定着装置。
15. 異なる色のトナー像を形成する複数の現像手段と、前記現像手段のトナー像を表面に付着させる感光手段と、前記感光手段のトナー像を転写する中間転写手段と、前記中間転写手段のトナー像を記録媒体に転写する転写手段とを有し、前記請求項１２から１４のいずれかの定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。