定着装置及び画像形成装置

【課題】定着ニップ部の出口近傍に配置されるガイド部材への水分付着を抑制でき、異常画像等の問題を解消できる定着装置を提供する。
【解決手段】定着ローラに近接して配置されるガイド部材としての剥離部材５８は、本体部５８ａと薄肉の剥離部５８ｂとから構成され、剥離部５８ｂは、剥離機能を損なわない範囲で、転写紙搬送方向に対して凹凸形状を有し、水蒸気の付着面積を低減されている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、未定着トナー像を保持した記録媒体を通して定着する定着装置、該定着装置を有する複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ、これらのうち少なくとも１つを備えた複合機等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この主の画像形成装置に用いられる定着装置では、例えば定着ローラと加圧ローラとの間でニップ部を形成し、トナー像を転写された記録媒体を上記ニップ部に通すことにより、加熱・加圧してトナー像を記録媒体（以下、「転写紙」ともいう）に定着するようになっている。
構成としては、上記の一対のローラを対向配置したいわゆる熱ローラ方式の他に、定着ローラに掛け回されたベルトと加圧ローラとの間でニップ部を形成するベルト定着方式のものも知られている。いずれにおいてもニップ部で加熱・加圧してトナーを溶融し、定着するようになっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記のように、ニップ部で加熱、加圧して転写紙上にトナー像を定着する方式においては、転写紙がニップ部を通過する際に、転写紙内に保持されている水分が熱で水蒸気として放出される。
放出された水分は定着ローラ、加圧ローラ近傍、特に転写紙搬送路上へ水滴となって付着することがあり、次に搬送される転写紙に水滴が付着すると、転写紙がカールしたり搬送トラブルの原因ともなる。
また、両面プリントモードにおいては、水分が付着した状態で２面目の転写が行われることで、画像異常となることがある。
【０００４】
これら水分は上記ニップ部からから発生し、ニップ部出口近傍の搬送ガイド部に付着する。すなわち、ニップ部の出口近傍には、転写紙を定着ローラから剥離するための剥離部材や、転写紙の搬送を方向付ける用紙ガイド部材等のガイド部材が設けられているが、水蒸気が温度の低いガイド部材に触れると、凝結して水滴となり、ガイド部材上に結露が発生する。
特に熱源を有する定着ローラ側のガイド部材への付着が多く、その中でもニップ部出口に対して最短の距離に位置する部分への付着が多いことがわかっている。
剥離部材は定着ローラとのギャップを可能な限り小さく設置されることからより、水分が付着しやすい構成となっている。
特に電源投入直後のガイド部材は定着ローラ等からの輻射熱で十分に加熱されていないため、水分が付着し易い。十分に加熱された状況下においては水分付着は発生しないことも確認されている。
【０００５】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたもので、ニップ部の出口近傍に配置されるガイド部材への水分付着を抑制でき、異常画像等の問題を解消できる定着装置の提供を、その主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、回転部材間のニップ部に未定着トナー像を保持した記録媒体を通し、加熱・加圧して定着する定着装置であって、前記ニップ部の記録媒体搬送方向下流側に、前記回転部材に近接して記録媒体をガイドするガイド部材を備えている定着装置において、前記ガイド部材が、記録媒体が前記ニップ部を通過することによって生じる水蒸気の付着を抑制する形状又は機能を有していることを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の定着装置において、前記ガイド部材の少なくとも前記回転部材に近接した部分が、前記回転部材の軸方向に亘って、記録媒体のガイド機能を維持できる範囲で不連続に形成され、面積を低減されていることを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、
請求項１に記載の定着装置において、前記ガイド部材の少なくとも前記回転部材に近接した部分が通気孔を有していることを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の定着装置において、前記ガイド部材が、前記回転部材から記録媒体を剥離する剥離部材であり、前記回転部材に近接した部分は他の部分よりも熱容量が小さいことを特徴とする。
【０００８】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の定着装置において、前記近接した部分と前記他の部分とが異なる材料で形成されていることを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の定着装置において、前記ガイド部材が、前記回転部材から記録媒体を剥離する剥離部材であり、該剥離部材は前記回転部材との間のギャップを保持するための位置決め部を有し、該位置決め部は前記剥離部材の一部により一体に形成されていることを特徴とする。
請求項７に記載の発明は、請求項１に記載の定着装置において、前記ガイド部材は、該ガイド部材を加熱する加熱源を有していることを特徴とする。
【０００９】
請求項８に記載の発明は、請求項１に記載の定着装置において、前記ガイド部材は、水蒸気を記録媒体の搬送路から外側へ導出する排気流路を有していることを特徴とする。
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の定着装置において、前記排気流路に強制的に気流を発生させる気流発生手段を有していることを特徴とする。
請求項１０に記載の発明は、画像形成装置において、請求項１〜９のいずれか１つに記載の定着装置を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、定着ニップ部の出口近傍に配置されるガイド部材への水分付着を抑制でき、異常画像等の問題を解消できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の概要構成図である。
【図２】定着装置の要部側面図である。
【図３】剥離部材の一部省略の斜視図である。
【図４】転写紙のサイズに対する剥離部材の位置関係を示す平面図である。
【図５】第２の実施形態に係る定着装置の要部斜視図である。
【図６】同要部側面図である。
【図７】第３の実施形態に係る定着装置の剥離部材の概要側面図である。
【図８】同剥離部材の変形例を示す概要側面図である。
【図９】従来の剥離部材の配置状態を示す概要側面図である。
【図１０】第４の実施形態に係る定着装置の剥離部材の配置状態を示す概要側面図である。
【図１１】第５の実施形態に係る定着装置の要部側面図である。
【図１２】同要部斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を図を参照して説明する。
図１乃至図４に基づいて第１の実施形態を説明する。まず、図１に基づいて本実施形態に係る定着装置を備えた画像形成装置の構成の概要を説明する。
中間転写ユニット１０における未定着像担持体としての中間転写ベルト８の下面に対向して、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋが並設されている。これらの作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋは、作像プロセスに用いられるトナーの色が異なる以外は同一構造である。
各作像部６は、像担持体としての感光体ドラム１と、感光体ドラム１の周囲に配設された図示しない帯電手段、現像装置５、図示しないクリーニング手段等で構成されている。
【００１３】
感光体ドラム１上で、作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程）が行われ、感光体ドラム１上に所望のトナー像が形成される。
感光体ドラム１は、不図示の駆動部によって図中、時計回り方向に回転駆動され、帯電手段の位置で表面が一様に帯電される（帯電工程）。
その後、感光体ドラム１の表面は、不図示の露光部から発せられたレーザ光の照射位置に達して、この位置での露光走査によって静電潜像が形成される（露光工程）。
その後、感光体ドラム１の表面は、現像装置５との対向位置に達し、この位置で静電潜像が現像されて、所望のトナー像が形成される（現像工程）。
その後、感光体ドラム１の表面は、中間転写ベルト８及び１次転写バイアスローラ９との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム１上のトナー像が中間転写ベルト８上に転写される（１次転写工程）。
その後、感光体ドラム１の表面は、クリーニング手段との対向位置に達し、この位置で感光体ドラム１上に残存した未転写トナーが回収される（クリーニング工程）。クリーニング後感光体ドラム１の表面は図示しない除電ローラにより電位を初期化される。こうして、感光体ドラム１上で行われる一連の作像プロセスが終了する。
【００１４】
上述した作像プロセスは、図１に示すように、４つの作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋで、それぞれ行われる。すなわち、作像部の下方に配設された不図示の露光部（光書き込み装置）から、画像情報に基づいたレーザ光が、各作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋの感光体ドラム上に向けて照射される。その後、現像工程を経て各感光体ドラム上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト８上に重ねて転写する。こうして、中間転写ベルト８上にカラー画像が形成される。
【００１５】
４つの１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋは、それぞれ、中間転写ベルト８を感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋとの間に挟み込んで１次転写ニップを形成している。１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋにはトナーの極性とは逆極性の転写バイアスが印加される。
中間転写ベルト８は、矢印方向に走行して、各１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋの１次転写ニップを順次通過する。こうして、感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上の各色のトナー像が、中間転写ベルト８上に重ねて１次転写される。
【００１６】
その後、各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト８は、２次転写手段としての２次転写ローラ１９との対向位置に達する。中間転写ベルト８上に形成されたカラートナー像は、２次転写ニップの位置に搬送された記録媒体としての転写紙Ｓ上に転写される。
こうして、中間転写ベルト８上で行われる、一連の転写プロセスが終了する。
装置本体１００の下部に配設された給紙部２６には転写紙Ｓが複数枚重ねて収納されており、給紙コロ２７により１枚ずつ分離されて給紙される。給紙された転写紙Ｓはレジストローラ対２８で一旦停止され、斜めずれを修正された後レジストローラ対２８により所定のタイミングで２次転写ニップに向けて搬送される。そして、上記のように、２次転写ニップにおいて転写紙Ｓ上に、所望のカラー画像が転写される。
【００１７】
２次転写ニップの位置でカラー画像を転写された転写紙Ｓは、定着装置２０へ搬送され、ここで、定着ローラと圧力ローラとの間のニップ部で挟持・搬送されることにより熱と圧力を受け、表面に転写されたカラー画像を定着される。
定着を終えた転写紙Ｓは、排紙ローラ対２９により、装置本体上面に形成された排紙部３０へ出力画像として排出され、スタックされる。こうして、画像形成装置における一連の画像形成プロセスが完了する。
図１において、符号３２は読み取り部を示している。
【００１８】
定着装置２０は、図２に示すように、回転部材としての定着ローラ５０と、図示しない熱源を有しあるいは外部加熱方式で加熱される加熱ローラ５２と、定着ローラ５０と加熱ローラ５２とに掛け回された定着ベルト５４と、定着ローラ５０に対向し、定着ベルト５４を介して定着ローラ５０との間でニップ部Ｎを形成する回転部材としての加圧ローラ５６とを備えており、いわゆるベルト定着方式の構成を有している。
ニップ部Ｎの出口近傍には、定着ローラ５０に近接してガイド部材としての剥離部材５８が配置されている（図１では省略）。
剥離部材５８は、図示しない装置フレームに支持される本体部５８ａと、本体部５８ａよりも薄肉に形成され、先端が定着ローラ５０の表面（厳密には定着ベルト５４の表面）に近接する剥離部５８ｂとから構成さされている。
【００１９】
上述のように、ニップ部Ｎを通過するときの熱で転写紙Ｓに含まれている水分が蒸発し、ニップ部Ｎの出口近傍は水蒸気により湿度の高い雰囲気となる。
発生した水蒸気はニップ部Ｎの出口に近いほど多く、このため出口に最も近接した剥離部５８ｂに付着しやすい。
本実施形態では、この問題を解消すべく、剥離部５８ｂへの水分付着を抑制するために、剥離機能を損なわない範囲で剥離部５８ｂの面積を減らすこととしている。
図３に示すように、剥離部５８ｂは、定着ローラ５０の軸方向（長手方向）に亘って、凹凸形状ないし櫛歯形状をなす不連続形状として形成されており、凸部５８ｂ−１のみによって剥離機能を担うようになっている。
【００２０】
図４に示すように、凸部５８ｂ−１は転写紙Ｓの各サイズに対応できるように、配設されている。
このように、剥離部５８ｂの面積を低減することにより、剥離機能を維持しながら水分の付着（水蒸気付着と同義）を抑制することができる。本実施形態の凹凸形状では、凹部分から水蒸気が逃げる作用を同時に得ることができ、水分の付着抑制効果を高めることができる。
【００２１】
図５及び図６に基づいて第２の実施形態を説明する。なお、上記実施形態と同一部分は同一符号で示し特に必要がない限り、既にした構成上及び機能上の説明は省略して要部のみ説明する（以下の他の実施形態において同じ）。
本実施形態では、剥離部材５８の剥離部５８ｂに、定着ローラ５０の軸方向に亘って略等間隔に通気孔５８ｃが形成されている。
通気孔５８ｃの形成によって、第１の実施形態と同様に、面積低減による水分付着抑制機能を得ることができる。また、図６に破線矢印で示すように、水蒸気を通気孔５８ｃを介して剥離部材５８の搬送面と反対の裏側へ逃がすことができる。
本実施形態の場合にも剥離機能は維持できる。
【００２２】
図７に第３の実施形態を示す。
上記各実施形態では剥離部５８ｂの形状（面積低減）によって水分付着を抑制する構成としたが、本実施形態では材質（熱容量）の観点から抑制することを特徴としている。
剥離部材５８は定着ローラ５０の近傍、換言すれば、加熱される定着ベルト５４の近傍に配置されるため、これらの熱の影響を受けて昇温する。剥離部材５８の温度が上昇している状態においては、水蒸気を含む雰囲気があっても結露しない。
本実施形態では剥離部５８ｂの熱容量を小さくして昇温し易くし、これによって水分付着を抑制するものである。
【００２３】
本実施形態における剥離部材６０は、本体部６０ａと、該本体部６０ａの搬送面側に固定された、本体部６０ａとは材質が異なる薄肉板６０ｂとから構成されており、薄肉板６０ｂの延長部分が剥離部６０ｃとしてなる。
薄肉板６０ｂを金属、なかでもアルミニウム等の熱伝導性の良い材料で形成することにより、剥離部６０ｃを熱容量が少なく昇温時間が少ない領域とすることができ、水分付着を抑制することができる。
図８に示すように、剥離部６０ｃのみをアルミニウム等の別材料とすれば、さらに短時間で昇温させることができる。
【００２４】
図９及び図１０に基づいて第４の実施形態を説明する。
従来の剥離部材６２は、図９に示すように、非画像部位に位置する位置決め板６４により定着ローラ５０とのギャップを保持するようになっている。位置決め板６４は樹脂材料で対応していることが多い。剥離部材６２と位置決め板６４とが別部材であるため、定着ベルト５４からの熱伝導度は低い。
本実施形態における剥離部材６６は、定着ローラ５０（厳密には定着ベルト５４）とのギャップを保持する位置決め部６６ａを有している。位置決め部６６ａ（分かりやすくするためにハッチングで表示）は剥離部材６６の一部を利用して同じ材料で一体に形成されている。
このため、定着ベルト５４の熱を吸収し易く、短時間で剥離部材６６の温度を上昇させることができる。
剥離部材６６は上記各実施形態で説明した形状としてもよい。
【００２５】
図示しないが、剥離部材を自ら発熱可能な構成としてもよい。例えば、剥離部材の搬送面と反対側の面に加熱源としてのシート状のヒータを配置し、あるいは剥離部材の内部に加熱源としての発熱抵抗体を埋設する構成とすることができる。
発熱制御としては、例えば定着装置への通電と同時に上記加熱源へ通電するようにしてもよい。
【００２６】
図１１及び図１２に基づいて第５の実施形態を説明する。
図１１に示すように、本実施形態における剥離部材５８は、その搬送面と反対側の面に水蒸気を転写紙の搬送路から外側へ導出する排気流路７０を有している。図１１において、符号７２は、搬送ガイド板を示している。
排気流路７０は、ローラ長手方向両端部及び剥離部５８ｂの近傍が開口したダクト形状を有している。
図１２に示すように、剥離部５８ｂには第２の実施形態と同様に通気孔５８ｃが形成されている。
転写紙Ｓがニップ部Ｎを通過することにより発生した水蒸気は、通気孔５８ｃを介して排気流路７０内に入り、ローラ長手方向に移動する。
このときの気流は、ニップ部Ｎの出口近傍の雰囲気温度と搬送路外との温度差によって発生する自然対流方式である。
【００２７】
水蒸気は気流によって移動するため、剥離部５８ｂに付着する機会が低減し、水分付着が抑制される。
本実施形態では温度差によって気流を発生させる構成としたが、ファン等の気流発生手段を設けて排気流路７０内に強制的に気流を発生させるようにしてもよい。
【００２８】
上記各実施形態でガイド部材として剥離部材を例示したが、用紙搬送ガイド板においても同様に実施することができる。
また、定着ローラ側のガイド部材だけでなく、加圧ローラ側のガイド部材においても、水分付着がある場合には同様に実施することができる。
また、ベルト定着方式の定着装置に限らず、熱ローラ方式の定着装置においても同様に実施することができる。
【符号の説明】
【００２９】
２０定着装置
５０回転部材としての定着ローラ
５６回転部材としての加圧ローラ
５８、６６ガイド部材としての剥離部材
５８ｃ通気孔
６６ａ位置決め部
７０排気流路
Ｎニップ部
Ｓ記録媒体としての転写紙
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３０】
【特許文献１】特開２０００−８９５９４号公報

【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転部材間のニップ部に未定着トナー像を保持した記録媒体を通し、加熱・加圧して定着する定着装置であって、前記ニップ部の記録媒体搬送方向下流側に、前記回転部材に近接して記録媒体をガイドするガイド部材を備えている定着装置において、
前記ガイド部材が、記録媒体が前記ニップ部を通過することによって生じる水蒸気の付着を抑制する形状又は機能を有していることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
請求項１に記載の定着装置において、
前記ガイド部材の少なくとも前記回転部材に近接した部分が、前記回転部材の軸方向に亘って、記録媒体のガイド機能を維持できる範囲で不連続に形成され、面積を低減されていることを特徴とする定着装置。
【請求項３】
請求項１に記載の定着装置において、
前記ガイド部材の少なくとも前記回転部材に近接した部分が通気孔を有していることを特徴とする定着装置。
【請求項４】
請求項１に記載の定着装置において、
前記ガイド部材が、前記回転部材から記録媒体を剥離する剥離部材であり、前記回転部材に近接した部分は他の部分よりも熱容量が小さいことを特徴とする定着装置。
【請求項５】
請求項４に記載の定着装置において、
前記近接した部分と前記他の部分とが異なる材料で形成されていることを特徴とする定着装置。
【請求項６】
請求項１に記載の定着装置において、
前記ガイド部材が、前記回転部材から記録媒体を剥離する剥離部材であり、該剥離部材は前記回転部材との間のギャップを保持するための位置決め部を有し、該位置決め部は前記剥離部材の一部により一体に形成されていることを特徴とする定着装置。
【請求項７】
請求項１に記載の定着装置において、
前記ガイド部材は、該ガイド部材を加熱する加熱源を有していることを特徴とする定着装置。
【請求項８】
請求項１に記載の定着装置において、
前記ガイド部材は、水蒸気を記録媒体の搬送路から外側へ導出する排気流路を有していることを特徴とする定着装置。
【請求項９】
請求項８に記載の定着装置において、
前記排気流路に強制的に気流を発生させる気流発生手段を有していることを特徴とする定着装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１つに記載の定着装置を有する画像形成装置。

【図１】