JP5531593B2 - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents
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Description
例えば特許文献1には、定着ローラと加熱ローラとに張架された定着ベルトと、定着ベルトの外周面に接触して定着ベルトとの間でニップを形成する加圧ローラとを備えるとともに、定着ベルトを介して定着ローラと加圧ローラによって形成されるニップの出口分離部に対応した位置であって定着ベルトの内側に、出口分離部面を曲率の大きな形状部とした固定部材を備えた定着装置が記載されている。
本発明は、加圧ロールに付着した用紙をより円滑に剥離させることができ、用紙に損傷を与えにくい定着装置等を提供することを目的とする。
請求項3に記載の発明は、前記排紙案内部材は、前記加圧部材の回転軸と結合することを特徴とする請求項1または2に記載の定着装置である。
請求項2の発明によれば、本発明を採用しない場合に比べ、加圧ロールから剥離した用紙をより円滑に排紙案内部材まで案内することができる。
請求項3の発明によれば、排紙案内部材は、先端部を中心に回転可能となり、通常の状態では、予め定められた位置に固定され、排紙案内部材の近傍で用紙詰まり等が発生した場合は、固定位置から先端部を中心に排紙案内部材の回転動作を行なわせることで、排紙案内部材を待避させることができる。そして排紙案内部材を待避させた後、詰まった用紙を除去することができる。
請求項4の発明によれば、本発明を採用しない場合に比べ、用紙の損傷を抑制することができ、より良好な画質を得ることができる画像形成装置が提供できる。
<画像形成装置の説明>
図1は本実施の形態に係る定着ユニット(定着器)60が適用される画像形成装置1の構成例を示した図である。図1に示す画像形成装置1は、所謂「タンデム型」のカラープリンタであり、画像データに基づき画像形成を行う画像形成部10と、画像形成装置1全体の動作制御や例えばパーソナルコンピュータ(PC)等との通信、画像データに対して行う画像処理等を実行する主制御部50と、ユーザからの操作入力の受付やユーザに対する各種情報の表示を行うユーザインターフェース(UI)部90と、を備えている。
画像形成部10は、例えば電子写真方式により画像を形成する機能部であって、並列的に配置されるトナー像形成手段の一例としての6つの画像形成ユニット11C,11M,11HC,11HM,11Y,11K(以下、「画像形成ユニット11」)を備えている。各画像形成ユニット11は、機能部材として、例えば、静電潜像が形成され、その後に各色トナー像が形成される感光体ドラム12と、感光体ドラム12の表面を予め定められた電位で帯電する帯電器13と、帯電器13により帯電された感光体ドラム12を画像データに基づいて露光する露光器14と、感光体ドラム12上に形成された静電潜像を各色トナーにより現像する現像器15と、転写後の感光体ドラム12表面を清掃するクリーナ16と、を備えている。
各画像形成ユニット11の現像器15各々は、各色トナーを貯蔵するトナー容器17C,17M,17HC,17HM,17Y,17K(以下、「トナー容器17」)とトナー搬送路(不図示)で連結されている。そして、トナー搬送路中に設けられた補給用スクリュー(不図示)によりトナー容器17から現像器15に各色トナーが補給されるように構成されている。
加えて、画像形成部10は、定着ユニット60にて用紙上に定着された各色トナー像を冷却し、用紙上への各色トナー像の定着を促進する冷却ユニット80と、用紙の曲がり(カール)を矯正するカール矯正ユニット85と、を備えている。
なお、本実施の形態の画像形成装置1では、中間転写ベルト20、一次転写ロール21、および二次転写ロール22により転写手段が構成される。また、二次転写ロール22が配置され、中間転写ベルト20上の各色トナー像が用紙に二次転写される領域を、以下、「二次転写領域Tr」という。
また、画像形成部10は、用紙搬送系として、用紙を収容する複数(本実施の形態では2個)の用紙収容容器40A,40Bと、この用紙収容容器40A,40Bに収容された用紙を繰り出して搬送する繰出しロール41A,41Bと、用紙収容容器40Aからの用紙を搬送する第1搬送路R1と、用紙収容容器40Bからの用紙を搬送する第2搬送路R2と、を備えている。さらに、画像形成部10は、用紙収容容器40Aおよび用紙収容容器40Bからの用紙を二次転写領域Trに向けて搬送する第3搬送路R3と、を備えている。加えて、画像形成部10は、二次転写領域Trにて各色トナー像が転写された用紙を定着ユニット60、冷却ユニット80、およびカール矯正ユニット85を通過するように搬送する第4搬送路R4と、カール矯正ユニット85からの用紙を画像形成装置1の排出部に設けられた用紙積載部44に向けて搬送する第5搬送路R5と、を備えている。
第1搬送路R1から第5搬送路R5は、それぞれに沿って搬送ロールや搬送ベルトが配置され、送られてくる用紙を順次、搬送する。
また、画像形成部10は、両面搬送系として、定着ユニット60で第1面に各色トナー像が定着された用紙を一旦保持する中間用紙収容容器42と、カール矯正ユニット85からの用紙を中間用紙収容容器42に向けて搬送する第6搬送路R6と、中間用紙収容容器42に収容された用紙を上記の第3搬送路R3に向けて搬送する第7搬送路R7と、を備えている。さらに、画像形成部10は、カール矯正ユニット85の用紙搬送方向下流側に配置され、用紙を用紙積載部44に向けて搬送する第5搬送路R5と中間用紙収容容器42に搬送する第6搬送路R6とに選択的に振り分ける振分機構部43と、中間用紙収容容器42に収容された用紙を繰り出して第7搬送路R7に向けて搬送する繰出しロール45と、を備えている。
次に、本実施の形態に係る画像形成装置1での基本的な画像形成動作について説明する。
画像形成部10の画像形成ユニット11各々は、上記の機能部材を用いた電子写真プロセスによりC色,M色,HC色,HM色,Y色,K色の各色トナー像を形成する。各画像形成ユニット11にて形成された各色トナー像は、一次転写ロール21により中間転写ベルト20上に順に一次転写され、各色トナーが重畳された合成トナー像を形成する。中間転写ベルト20上の合成トナー像は、中間転写ベルト20の移動(矢印方向)に伴って二次転写ロール22が配置された二次転写領域Trに搬送される。
二次転写領域Trでは、二次転写ロール22により形成された転写電界によって、中間転写ベルト20上に保持された合成トナー像が用紙に一括して二次転写される。
なお、一次転写後に感光体ドラム12に付着しているトナー(一次転写残トナー)、および二次転写後に中間転写ベルト20に付着しているトナー(二次転写残トナー)は、それぞれクリーナ16、およびベルトクリーナ26によって除去される。
二次転写領域Trでは、第1面の場合と同様にして、二次転写ロール22により形成された転写電界によって、中間転写ベルト20上に保持された第2面の各色トナー像が用紙に一括して二次転写される。
このようにして、画像形成装置1での画像形成処理がプリント枚数分のサイクルだけ繰り返し実行される。
次に、本実施の形態の画像形成装置1に用いられる定着ユニット60について説明する。
図2は、本実施の形態の定着ユニット60の構成を説明するための断面構成図である。この定着ユニット60は、用紙Pを加熱する加熱手段の一例としての定着ベルトモジュール61と、定着ベルトモジュール61に対して接離自在に構成される加圧部材の一例としての加圧ロール62とで主要部が構成されている。
定着ベルトモジュール61は、用紙Pにトナー像を定着する定着部材の一例としての定着ベルト610と、定着ベルト610を挟み加圧ロール62と対向して配され、定着ベルト610を張架しながら回転動作する張架部材の1つであって、定着ベルトモジュール61と加圧ロール62とが圧接(互いに押圧されながら接触)する領域であるニップ部(定着加圧部)Nにて定着ベルト610を内側から加熱する定着ロール611と、定着ベルト610を内側から張架しながら定着ベルト610を加熱する内部加熱手段の一例としての内部加熱ロール612、定着ベルト610を外側から張架しながら定着ベルト610を加熱する外部加熱手段の一例としての外部加熱ロール613と、を備えている。また、定着ベルトモジュール61は、定着ロール611と内部加熱ロール612との間(ニップ部Nの上流側)で定着ベルト610を張架する張架ロール614と、ニップ部Nの下流側領域であって定着ロール610に隣接する位置に配される第1の剥離部材の一例としての剥離パッド64と、ニップ部Nの下流側において定着ベルト610を張架する張架ロール615と、を備えている。
定着ロール611は、例えばアルミニウムやSUSで形成された円筒状ロールであり、図示しない駆動モータからの回転駆動力を受けて、図中矢印方向に回転する。そして、定着ロール611の内部に配置された加熱源としての例えば3本のハロゲンヒータ71により、定着ロール611は予め定められた温度(例えば、150℃)に加熱される。
また、内部加熱ロール612は、その両端部に定着ベルト610を内側から外側に向けて押圧するバネ部材(不図示)が配置され、定着ベルト610全体の張力を例えば15kgfに設定している。
さらには、内部加熱ロール612には、定着ベルト610の蛇行(ベルトウォーク)を制御するための機構が設けられている。すなわち、内部加熱ロール612の近傍には、定着ベルト610の端部位置(エッジ位置)を検知するベルトエッジ位置検知機構(不図示)が配置されている。また、内部加熱ロール612には、内部加熱ロール612の一方の端部を内部加熱ロール612の軸方向と直行する方向に変位させる変位機構(不図示)が設けられている。そして、この変位機構は、ベルトエッジ位置検知機構の検知結果に応じて内部加熱ロール612の一方の端部を変位させることで定着ベルト610を内部加熱ロール612の軸方向に変位させる。それにより、定着ベルト610のベルトウォークを制御している。
このように、本実施の形態の定着ユニット60では、定着ロール611と内部加熱ロール612と外部加熱ロール613とによって定着ベルト610が加熱される構成を採用している。
次に、本実施の形態の定着ユニット60での定着動作について説明する。
画像形成装置1の二次転写領域Tr(図1参照)において合成トナー像(未定着トナー像)が静電転写された用紙Pは、第4搬送路R4(図1参照)に沿って定着ユニット60のニップ部N(図2参照)に向けて搬送される。そして、ニップ部Nを通過する用紙P表面の未定着トナー像は、主としてロールニップ部N1に作用する圧力と熱とにより用紙Pに定着される。
その結果、本実施の形態の定着ユニット60では、高速で連続通紙されても定着温度が略一定に維持される。また、高速での定着動作の開始時に定着温度が落ち込む現象(所謂「温度ドループ現象」)の発生が抑制される。特に、熱容量の大きな厚紙等に対する定着においても、定着温度の維持および温度ドループ現象の発生が抑制され、さらには、紙種に対応させて定着温度を途中で切り替える(定着温度のアップおよびダウンの双方を含む。)必要がある場合にも、定着ベルト610は熱容量が小さいので、ハロゲンヒータ71、さらにはハロゲンヒータ72、ハロゲンヒータ73の出力調整により、温度の切り替えを容易としている。
そのため、ロールニップ部N1において定着ロール611の曲率のもとで加熱加圧された用紙Pは、剥離パッドニップ部N2において加圧ロール62による相反する方向に向いた曲率に進行方向が変化させられる。その際に、用紙P上のトナー像と定着ベルト610表面との間で微小なマイクロスリップが生じる。それによって、トナー像と定着ベルト610との付着力が弱められ、用紙Pは定着ベルト610から剥離され易い状態が形成される。このように、剥離パッドニップ部N2は、最終の剥離工程で確実に剥離が行なわれるための準備工程にも位置付けられる。
以上述べた動作により定着ユニット60での定着処理が完了する。
ここで、ニップ部Nを通過した用紙Pは、通常は上述の通り定着ベルト610から分離し、冷却ユニット80に向けて搬送される。ただし用紙Pが、加圧ロール62の側に付着したまま排紙される場合がある。これは、両面印刷を行なう際に生じやすい。即ち、両面印刷時には、上述した通り、第1面上に定着画像が形成された用紙Pは、第6搬送路R6、第7搬送路R7、および第3搬送路R3(図1参照)に沿って搬送され、第2面の各色トナー像が用紙Pに一括して二次転写される。そして用紙Pは、二次転写後は第4搬送路R4(図1参照)を経由して、第2面のトナー像の定着を行なうために再度定着ユニット60に入る。このとき第1面上の定着画像は、加圧ロール62の側に形成されている。そして第1面上の定着画像を形成するトナーが、ニップ部Nにおいて供給される熱によりその一部が再溶融することがある。ニップ部Nにおいて、熱と共に圧力が付与される結果、この溶融したトナーを媒介として、用紙Pと加圧ロール62とが付着しやすい状態になる。
用紙Pと加圧ロール62とが付着したまま通常の定着動作を行なうと、用紙Pが加圧ロール62に巻き付くことによる用紙詰まりが発生する。そのため、本実施の形態では、排紙ガイド78に加圧ロール62から用紙Pを剥離させるための第2の剥離部材を備えている。
図3および図4に示した排紙ガイド78は、ニップ部Nを通過した後に用紙Pを案内する案内板781と、案内板781の下部に備えられ排紙ガイド78自体を固定するための取り付け部782とから主要部が構成されている。
案内板781は、その上面において排紙された用紙Pを案内し、排紙ベルト79へ搬送するための部材である。本実施の形態では、案内板781は、加圧ロール62の側に開口した5つの切欠き部783を有する。そしてこの切欠き部783に対応した位置に、詳しくは後述する第2の剥離部材である剥離部材790が取り付けられ、保持される。
取り付け部782は、その先端部782aにおいて円弧状の形状を採る。そして図4に示すように先端部782aにて加圧ロール62の回転軸621の部分と結合することで、排紙ガイド78全体を固定する。またこの形態を採ることで、排紙ガイド78は、先端部782aを中心に回転可能となる。通常の状態では、排紙ガイド78は、後述する予め定められた位置に固定される。ただし排紙ガイド78の近傍で用紙詰まり等が発生した場合は、この固定位置から先端部782aを中心に排紙ガイド78の回転動作を行なわせることで、排紙ガイド78を待避させることができる。そして排紙ガイド78を待避させた後、詰まった用紙Pを除去することができる。
ここで、図5(a)は、剥離部材790を図3におけるIIIa方向から見た場合の図である。また図5(b)は、剥離部材790を図5(a)におけるIVb方向から見た場合の図である。更に図5(c)は、剥離部材790の図5(a)におけるIVc−IVc断面図である。
図5(a)に示すように剥離部材790は、加圧ロール62に付着した用紙Pを剥離させるための爪部791と、爪部791を排紙ガイド78に取り付けるための支持部792とから主要部が構成されている。
爪部791は、本実施の形態では、図示しないバネ部材等の弾性部材により加圧ロール62に付勢される。その結果、爪部791は、予め定められた圧力で加圧ロール62に接触し、密着する。この状態で加圧ロール62に付着した用紙Pが搬送されると、加圧ロール62と用紙Pとの間にこの爪部791の先端部が入り込む。これにより加圧ロール62から用紙Pを剥離させることができる。そして剥離した用紙Pは、爪部791の上面により案内され、案内板781に送られる。
図6に示すように剥離部材790は、案内板781の取り付け部785に取り付けられる。そして剥離部材790は、この部分にて回転可能の状態となる。更にこの部分で図示しないバネ部材等の弾性部材により加圧ロール62側に付勢される。その結果、剥離部材790は、加圧ロール62に接触する状態となる。本実施の場合は、剥離部材790の爪部791の先端が加圧ロール62と接触する。また案内板781は、本実施の形態において、屈曲部784を有する。即ち、案内板781は、この屈曲部784を境として、第1の面である面784aと第2の面である面784bを有して構成される。面784aと面784bは異なる角度を有し、面784aは面784bに対し、加圧ロール62側に折り曲げられ、屈曲する形態となる。この状態では、面784aと剥離部材790とが干渉を生じる。そのため案内板781に切欠き部783(図3参照)を設け、面784aと剥離部材790との干渉を回避している。即ち、剥離部材790は、その爪部791が加圧ロール62に接触する状態では、案内板781に設けられた切欠き部783に潜り込む状態となる。
そして本実施の形態では、このとき案内板781の屈曲部784を、剥離部材790の面794aの延長上に位置するように配置する。なお図6において面794aにより形成される平面は点線にて表示している。加圧ロール62から剥離し、剥離部材790の面794aに案内された用紙Pは、この案内板781の屈曲部784と接触し、更に案内板781の面784bにより案内されることで搬送される。
また案内板781の面784aが加圧ロール62側に屈曲しているため、用紙Pの先端部が、加圧ロール62側に向いて搬送されて来た場合でも、用紙Pを搬送することができる。即ち、用紙Pが加圧ロール62側に向いていた場合でも、案内板781の面784aが加圧ロール62側に寄っているため、用紙Pの先端部を面784aにより持ち上げることができる。そしてこの場合、用紙Pはめ案内板781の面784a、屈曲部784、面784bにより案内されて搬送される。つまり以上説明したように案内板781を構成することで、より円滑に用紙Pの案内を行なうことができる。
Claims (4)
- 記録材にトナー像を定着する定着部材と、
前記定着部材の外周面に圧接することで当該定着部材との間に未定着トナー像を保持した記録材が通過するための定着加圧部を形成する加圧部材と、
前記定着部材を挟み前記加圧部材と対向して配され、当該定着部材を張架する張架部材と、
前記加圧部材に接触して配され、前記加圧部材に付着した前記記録材を剥離させるための爪部を有する剥離部材と、
前記剥離部材を保持する排紙案内部材と、
を備え、
前記剥離部材の前記爪部は、剥離した前記記録材を案内する側の面に屈曲部を有し、当該屈曲部を境界として、当該記録材に接触することで当該記録材を案内する第1の面と、当該第1の面に対し前記加圧部材側に屈曲する第2の面とを有し、
前記排紙案内部材は、前記剥離部材の前記第1の面の延長面を超えない位置に配置される
ことを特徴とする定着装置。 - 前記排紙案内部材は、前記剥離部材の第1の面の延長上に位置し、前記記録材を案内するための屈曲部を有することを特徴とする請求項1に記載の定着装置。
- 前記排紙案内部材は、前記加圧部材の回転軸と結合することを特徴とする請求項1または2に記載の定着装置。
- トナー像を形成するトナー像形成手段と、
前記トナー像形成手段によって形成された前記トナー像を記録材上に転写する転写手段と、
前記記録材にトナー像を定着する定着部材と、当該定着部材の外周面に圧接することで当該定着部材との間に未定着トナー像を保持した記録材が通過するための定着加圧部を形成する加圧部材と、当該定着部材を挟み当該加圧部材と対向して配され当該定着部材を張架する張架部材と、を備える定着手段と、
前記加圧部材に接触して配され、前記加圧部材に付着した前記記録材を剥離させるための爪部を有する剥離部材と、当該剥離部材を保持する排紙案内部材と、を備え、
前記剥離部材の前記爪部は、剥離した前記記録材を案内する側の面に屈曲部を有し、当該屈曲部を境界として、当該記録材に接触することで当該記録材を案内する第1の面と、当該第1の面に対し前記加圧部材側に屈曲する第2の面とを有し、
前記排紙案内部材は、前記剥離部材の前記第1の面の延長面を超えない位置に配置される
ことを特徴とする画像形成装置。
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