JP5463730B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は画像形成装置に関し、より詳細には、加熱手段を有する定着回転体と加圧回転体とが圧接して形成されるニップ部に被転写部材を通過させることによって、未定着トナー像を加熱・加圧して被転写部材に溶融定着させる定着装置を備えた画像形成装置に関するものである。

ファクシミリやプリンタ、複写機及びこれらの機能を複合的に備えた画像形成装置において、被転写部材上に形成された未定着のトナー像は、定着回転体と加圧回転体とのニップ部を通過する際に加熱及び加圧されて、被転写部材上に溶融定着する（定着処理）。そして、トナー像が定着した被転写部材は、ガイド部材に案内されて画像形成装置外へ排出される。

ここで、画像形成装置内に収納されている用紙などの被転写部材は、例えば高温高湿環境下では特に、空気中の水分を吸収して含水率が高くなっている。このような含水率の高い用紙が、定着回転体と加圧回転体とのニップ部で加熱されると、用紙から多くの水分が蒸発する。複数枚の用紙を連続して前記定着処理を行うと、ニップ部の周りの空気の湿度が高くなり、加温されていないガイド部材に空気中の水分が結露する。この結果、ガイド部材に結露した水分が後続の用紙を汚したり、あるいは薄い用紙の場合に通紙不良を生じさせることがある。

そこで、従来の定着装置では、用紙の非画像形成面側を案内するガイド部材を、開口部を多く含むリブ構造として、定着回転体と加圧回転体とのニップ部付近の空間をより多く確保すると共に、専用の送風装置又は吸気装置を設けて、ニップ部付近の湿度の高い空気を装置外へ排出していた（例えば、特許文献１、特許文献２等を参照）。

特開2008-116858 特開2006-58695

しかしながら、定着回転体と加圧回転体とのニップ部を通過した用紙の、非画像形成面側を案内するガイド部材をリブ構造にすると、両面印刷の場合に、第２面側の定着処理の際に、既に定着処理された第１面側のトナー画像にガイド部材のリブが接触し、トナー画像にキズを付けることがあった。

本発明はこのような従来の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、装置の大型化・複雑化を招くことなく、定着回転体と加圧回転体とのニップ部を通過した用紙の、非画像形成面側を案内するガイド部材の結露を防止すると共に、両面印刷の場合に、ガイド部材によって第１面側のトナー画像をキズ付けることがない画像形成装置を提供することにある。

本発明によれば、被転写部材上に未定着のトナー像を形成する画像形成部と、加熱手段を有する定着回転体と、定着回転体に圧接してニップ部を形成する加圧回転体とを備え、一方面に前記画像形成部により未定着のトナー像が形成された被転写部材をニップ部を通過させることによって、トナー像を加熱・加圧して被転写部材に溶融定着させる定着装置と、被転写部材の、未定着の前記トナー像が溶融定着された面と反対面側を案内する案内面と、この案内面に形成された通気孔とを有し、前記ニップ部を通過した被転写部材を案内するガイド部材と、ニップ部を通過した被転写部材を冷却する冷却ファンと、前記ニップ部を通過した被転写部材を、再度、前記画像形成部に搬送させる循環搬送路とを備えた画像形成装置であって、前記ガイド部材の案内面とは反対側に、通気経路が形成されており、前記循環搬送路の一部が前記通気経路として用いられ、前記通気経路として機能する前記循環搬送路においては、前記冷却ファンが内部に形成したエアーフローにより、前記循環搬送路の内部が負圧となることで、前記案内面近傍の空気が前記通気孔を介して前記循環搬送路の内部に取り込まれ、前記通気経路下流側の排気口から装置外に排出されることを特徴とする画像形成装置が提供される。

ここで、前記ガイド部材が、案内面に連続し、用紙搬送方向下流側から上流側に向かって案内面から徐々に離れる傾斜面を有し、前記通気孔が、該傾斜面の端部と前記案内面との間に形成されているのが好ましい。

また、本発明によれば、被転写部材上に未定着のトナー像を形成する画像形成部と、加熱手段を有する定着回転体と、定着回転体に圧接してニップ部を形成する加圧回転体とを備え、一方面に前記画像形成部により未定着のトナー像が形成された被転写部材をニップ部を通過させることによって、トナー像を加熱・加圧して被転写部材に溶融定着させる定着装置と、被転写部材の、未定着の前記トナー像が溶融定着された面と反対面側を案内する案内面と、この案内面に形成された通気孔とを有し、前記ニップ部を通過した被転写部材を案内するガイド部材と、ニップ部を通過した被転写部材を冷却する冷却ファンとを備え、前記ガイド部材が、案内面に連続し、用紙搬送方向下流側から上流側に向かって案内面から徐々に離れる傾斜面を有し、前記通気孔は、該傾斜面の端部と前記案内面との間に形成されている画像形成装置であって、前記ガイド部材の案内面とは反対側に、通気経路が形成されており、前記冷却ファンからの供給空気が前記通気経路を流れるエアーフローによって生じる負圧により、前記案内面近傍の空気が前記通気孔を介して前記通気経路に取り込まれ、該通気経路下流側の排気口から装置外に排出されることを特徴とする画像形成装置が提供される。

本発明の画像形成装置では、定着回転体と加圧回転体とのニップ部を通過した用紙の非画像形成面側をガイド部材の案内面で案内するので、両面印刷の場合に、初めに形成されたトナー画像がガイド部材によってキズ付けられることがない。また、冷却ファンを用いてガイド部材に空気を送り、ガイド部材近傍の湿度の高い空気を、ガイド部材に形成した通気孔を介して装置外へ排出するので、ガイド部材の結露が防止される。さらに、冷却ファンとして、ニップ部を通過した被転写部材を冷却する既存のファンを用いるので、装置の大型化・複雑化が防止される。

本発明に係る画像形成装置の一例を示す概説図である。 図１に示す画像形成装置の定着装置の拡大概説図である。 図２の定着装置における排紙ガイド部材の斜視図である。 図２の定着装置におけるガイド部材の斜視図である。 図４のガイド部材の垂直断面図である。 図２の定着装置における冷却ファンからの供給吸気の流れを示す図である。

以下、本発明に係る画像形成装置について図に基づいて説明するが、本発明はこれらの実施形態に何ら限定されるものではない。

図１は、本発明の画像形成装置の一実施形態を示す概説図である。図１の画像形成装置Ｄは所謂タンデム方式のカラープリンタである。もちろん、プリンタのほか、さらにスキャナを有する複写機、ファクシミリ又はそれらの機能を複合的に備えた複合機等にも本発明を適用することができる。また、画像形成方式としてはタンデム方式に限定されるものではなく、他の方式、例えば、回転軸の周囲に４つの現像装置を配置し、これらを順次静電潜像担持体に対向させてフルカラー画像を作成する所謂４サイクル方式、あるいは一つの現像装置でモノクロ画像を作成するモノクロ方式であっても構わない。

画像形成装置Ｄは、導電性を有する無端状の中間転写ベルト３３を有する。中間転写ベルト３３は、図の左右両側にそれぞれ配置された一対のローラ３１，３２に掛架されている。ローラ３２は不図示のモータに連結されており、モータの駆動によってローラ３２は反時計回りに回転し、これによって中間転写ベルト３３とこれに接するローラ３１は従動回転する。ローラ３２に支持されているベルト部分の外側には、二次転写ローラ３４が圧接している。この二次転写ローラ３４と中間転写ベルト３３とのニップ部（二次転写領域）において中間転写ベルト３３上に形成されたトナー像が、搬送されてきた用紙Ｐに転写される。

また、ローラ３１に支持されているベルト部分の外側には、中間転写ベルト３３の表面をクリーニングするクリーニング部材３５が設けられている。このクリーニング部材３５は中間転写ベルト３３を介してローラ３１に圧接しており、その接触部で未転写トナーを回収する。

ローラ３１とローラ３２とに掛架された中間転写ベルト３３の下側には、中間転写ベルト３３の回転方向上流側から順に、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４つの作像部２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ（以下、「作像部２」と総称することがある）が配置されている。これらの作像部２では、各色の現像剤をそれぞれ用いて対応する色のトナー像が作成される。

作像部２は、静電潜像担持体として円筒状の感光体２０を有する。そして、感光体２０の周囲には、その回転方向（時計回り方向）に沿って順に、帯電器２１、現像装置２３、一次転写ローラ２４、および感光体クリーニング部材２５が配置されている。一次転写ローラ２４は中間転写ベルト３３を挟んで感光体２０に圧接し、ニップ部（一次転写領域）を形成している。また、作像部２の下方には露光装置２２が配置されている。

この図に示す実施形態では、帯電器２１としてローラ帯電方式のものを用いているが、帯電器２１の種類は特に限定されるものでなく、コロナ放電方式の帯電チャージャ、ブレード状の帯電部材、ブラシ状の帯電部材等を用いてももちろん構わない。また、この実施形態では、感光体クリーニング部材２５として板状ブレードを用い、その一端側を感光体２０の外周面に接触させて、感光体２０の表面に残留するトナーを回収除去しているが、感光体クリーニング部材２５は板状ブレードに限られるものでなく、例えば、固定ブラシ、回転ブラシ、ローラ、及びそれら複数の部材を組み合わせたものを使用することもできる。なお、感光体クリーニング部材２５は必ずしも設ける必要はなく、感光体２０上の未転写トナーの回収を現像装置２３によって行うクリーナレス方式を採用することもできる。

中間転写ベルト３３の上方には、各色の現像装置２３に補給するトナーを収容したホッパー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ（以下、「ホッパー４」と総称することがある）がそれぞれ配置されている。また、露光装置２２の下部には、給紙装置として給紙カセット５０が着脱可能に配置されている。給紙カセット５０内に積載収容された用紙（被転写部材）Ｐは、給紙カセット５０の近傍に配置された給紙ローラ５１の回転によって最上紙から順に１枚ずつ搬送路に送り出される。給紙カセット５０から送り出された用紙Ｐは、レジストローラ対５２に搬送され、ここで所定のタイミングで二次転写領域に送り出される。

画像形成装置Ｄは、１色のトナー（例えばブラック）を用いてモノクロ画像を形成するモノクロモードと、４色のトナーを用いてカラー画像を形成するカラーモードとに切り替え可能となっている。

カラーモードにおける画像形成動作例について簡単に説明すると、まず、各作像部２において、所定の周速度で回転駆動される感光体２０の外周面が帯電器２１により帯電される。次に、帯電された感光体２０の表面に、画像情報に応じた光が露光装置２２から投射されて静電潜像が形成される。続いて、この静電潜像は、現像装置２３から供給される現像剤としてのトナーにより顕在化される。このようにして感光体２０の表面に形成された各色のトナー像は、感光体２０の回転によって一次転写領域に達すると、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順で、感光体２０から中間転写ベルト３３上へ転写（一次転写）されて重ねられる。

中間転写ベルト３３に転写されることなく感光体２０上に残留した未転写トナーは、感光体クリーニング部材２５で掻き取られ、感光体２０の外周面から除去される。

重ね合わされた４色のトナー像は、中間転写ベルト３３によって二次転写領域に搬送される。一方、そのタイミングに合わせて、レジストローラ対５２から二次転写領域に用紙Ｐが搬送される。そして、４色のトナー像が、二次転写領域において中間転写ベルト３３から用紙Ｐに転写（二次転写）される。４色のトナー像が転写された用紙Ｐは、定着装置１へ搬送される。定着装置１において用紙Ｐは、定着ローラ１１と加圧ローラ１２とのニップ部を通過する。この間に用紙Ｐは加熱・加圧され、用紙Ｐ上のトナー像は用紙Ｐに溶融定着する。なお、定着装置１の具体的な構成については後述する。トナー像が定着した用紙Ｐは排出ローラ対５３によって排紙トレイ５４に排出される。

また、用紙Ｐの両面に画像形成を行う場合は、定着ローラ１１と加圧ローラ１２とのニップ部を通過した用紙Ｐは、排出ローラ対５３でスイッチバックされて用紙循環路に送られ、レジストローラ対５２に再び搬送される。そして、前記と同様にして、用紙Ｐのもう一方面側にトナー画が転写された後、定着装置１で用紙Ｐ上のトナー像が用紙Ｐに溶融定着させれ排出ローラ対５３によって排紙トレイ５４に排出される。

一方、二次転写領域を通過した中間転写ベルト３３は、クリーニングブレード３５で清掃される。その後、各感光体２０及び中間転写ベルト３３の回転駆動が停止される。

図２に、図１の画像形成装置Ｄに搭載されている定着装置１の概略構成図を示す。この定着装置１では、加熱ローラ（加熱手段）１３と定着ローラ１１との間に定着ベルト１４が掛架されて定着回転体が構成されており、加圧ローラ（加圧回転体）１２が定着ベルト１４及び定着ローラ１１に圧接している。定着ローラ１１は、不図示の回転駆動手段によって反時計回りに回転し、これによって定着ベルト１４及び加圧ローラ１２、加熱ローラ１３はそれぞれ従動して回転する。なお、回転駆動手段を定着ローラ１１ではなく、加熱ローラ１３又は加圧ローラ１２に設けて駆動回転させ、他のローラを従動回転させるようにしてもよい。

加熱ローラ１３には、加熱ローラ１３を加熱する加熱ヒータ１５が内蔵されている。また加熱ローラ１３の外周部には、表面温度を検知する不図示のセンサが設置され、センサの検知温度によって加熱ヒータ１５が入切制御され、加熱ローラ１３の表面は所定温度に維持される。

また、排出ローラ対５３の用紙搬送方向上流側の上面には排紙ガイド部材１７が設けられている。そして、排紙ガイド部材１７の上方には冷却ファン１６が取り付けられている。図３に、排紙ガイド部材１７の斜視図を示す。この図から明らかなように、排紙ガイド部材１７には複数の通気孔１７１が軸方向に形成されている。なお、これらの通気孔１７１の形状及び形成個数に限定はない。

そしたまた、定着ローラ１１と加圧ローラ１２とのニップ部の用紙搬送方向下流側には、用紙Ｐの裏面側を案内するガイド部材１８が設けられている。図４に、ガイド部材１８の斜視図を示す。図４から明らかなように、ガイド部材１８は、用紙裏面を案内する案内面１８１と、この案内面１８１に形成された通気孔１８２とを有する。図５に、ガイド部材１８における通気孔１８２の部分の垂直断面図を示す。この図に示すように、通気孔１８２は、案内面１８１の表面の用紙搬送方向下流側から上流側に向かって、用紙搬送路から徐々に離れる傾斜面を有する窪みの底部に形成されている。このように、通気孔１８２が案内面１８１の表面に面していないことにより、定着ローラ１１と加圧ローラ１２とのニップ部を通過した用紙Ｐが通気孔１８２に接することはなく、通気孔１８２によって用紙搬送に支障を来すことはない。また、通気孔１８２に向かう傾斜面が形成されていることによって、後述するように、冷却ファン１６（図２に図示）から供給される空気が通気孔１８２に円滑に導かれるようになる。なお、通気孔１８２の形状及び形成位置、形成個数に特に限定はなく、ガイド部材１８の強度や冷却ファン１６からの供給空気量等を考慮し適宜決定すればよい。

図６に、このような構成の定着装置１における、冷却ファン１６から供給される空気の流れを示す。冷却ファン１６から供給される空気は、排紙ガイド部材１７の上側面に当たって排紙ガイド部材１７を冷却すると共に、排紙ガイド部材１７と排紙ローラ対５３との間及び通気孔１７１から用紙搬送路内に流れ込む。そして、通気孔１７１から流れ込んだ空気は、用紙循環路５を通って排気口１９へと流れるエアーフローＡを形成する。

エアーフローＡが形成されると、負圧によってガイド部材１８の上側部にエアーフローＢが形成される。そして、このエアーフローＢによって、排紙ガイド部材１７の通気孔１７１からガイド部材１８の上方に流れ込むエアーフローＣが形成される。さらに、エアーフローＣが形成されることによって、定着ローラ１１と加圧ローラ１２とのニップ部付近の空気が、ガイド部材１８に形成された通気孔１８２から吸い込まれてエアーフローＣに合流するエアーフローＤが形成される。また、排紙ガイド部材１７の通気孔１７１を通過した空気が、ガイド部材１８の案内面１８１に沿って通気孔１８２に流れ込むエアーフローＥも形成される。

上記のようにして形成されたエアーフローＤ及びエアーフローＥによって、定着ローラ１１と加圧ローラ１２とのニップ部付近の湿度の高い空気は、ガイド部材１８に形成された通気孔１８２を介して排気口１９から装置外へ排出される。これによって、ガイド部材１８の結露が効果的に防止される。

なお、冷却ファンの取付位置に特に限定はないが。冷却ファンの取付位置によって供給される空気の流れが変わるので、冷却ファンからの空気がガイド部材に効率的に供給されるように、定着装置内に開口部や隙間等を適宜設けることが推奨される。また冷却ファンの種類に特に限定はなく、従来公知のものが使用できる。

本発明の画像形成装置は、装置の大型化・複雑化を招くことなく、用紙の、非画像形成面側を案内するガイド部材の結露を防止でき、また両面印刷の場合に、ガイド部材によって第１面側のトナー画像をキズ付けることがなく有用である。

１ 定着装置
Ｄ 画像形成装置
Ｐ 用紙（被転写部材）
ｔ トナー像
１１ 定着ローラ（定着回転体）
１２ 加圧ローラ（加圧回転体）
１３ 加熱ローラ（加熱手段）
１４ 定着ベルト（定着回転体）
１５ 加熱ヒータ（加熱手段）

Claims (3)

1. 被転写部材上に未定着のトナー像を形成する画像形成部と、
   加熱手段を有する定着回転体と、定着回転体に圧接してニップ部を形成する加圧回転体とを備え、一方面に前記画像形成部により未定着のトナー像が形成された被転写部材をニップ部を通過させることによって、トナー像を加熱・加圧して被転写部材に溶融定着させる定着装置と、
   被転写部材の、未定着の前記トナー像が溶融定着された面と反対面側を案内する案内面と、この案内面に形成された通気孔とを有し、前記ニップ部を通過した被転写部材を案内するガイド部材と、
   ニップ部を通過した被転写部材を冷却する冷却ファンと、
   前記ニップ部を通過した被転写部材を、再度、前記画像形成部に搬送させる循環搬送路とを備えた画像形成装置であって、
   前記ガイド部材の案内面とは反対側に、通気経路が形成されており、
   前記循環搬送路の一部が前記通気経路として用いられ、
   前記通気経路として機能する前記循環搬送路においては、前記冷却ファンが内部に形成したエアーフローにより、前記循環搬送路の内部が負圧となることで、前記案内面近傍の空気が前記通気孔を介して前記循環搬送路の内部に取り込まれ、前記通気経路下流側の排気口から装置外に排出されることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記ガイド部材は、案内面に連続し、用紙搬送方向下流側から上流側に向かって案内面から徐々に離れる傾斜面を有し、前記通気孔は、該傾斜面の端部と前記案内面との間に形成されていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 被転写部材上に未定着のトナー像を形成する画像形成部と、
   加熱手段を有する定着回転体と、定着回転体に圧接してニップ部を形成する加圧回転体とを備え、一方面に前記画像形成部により未定着のトナー像が形成された被転写部材をニップ部を通過させることによって、トナー像を加熱・加圧して被転写部材に溶融定着させる定着装置と、
   被転写部材の、未定着の前記トナー像が溶融定着された面と反対面側を案内する案内面と、この案内面に形成された通気孔とを有し、前記ニップ部を通過した被転写部材を案内するガイド部材と、
   ニップ部を通過した被転写部材を冷却する冷却ファンとを備え、
   前記ガイド部材が、案内面に連続し、用紙搬送方向下流側から上流側に向かって案内面から徐々に離れる傾斜面を有し、前記通気孔は、該傾斜面の端部と前記案内面との間に形成されている画像形成装置であって、
   前記ガイド部材の案内面とは反対側に、通気経路が形成されており、
   前記冷却ファンからの供給空気が前記通気経路を流れるエアーフローによって生じる負圧により、前記案内面近傍の空気が前記通気孔を介して前記通気経路に取り込まれ、該通気経路下流側の排気口から装置外に排出されることを特徴とする画像形成装置。