説明

画像形成装置

【課題】 定着装置から放散される熱気を、排気ファンを用いずにハウジングの外に分散させて放出し、排気音等の騒音を低減した、廉価な画像形成装置を提供する。
【解決手段】 少なくとも定着装置に対するファンレス換気構造に構成した画像形成装置であって、ハウジング114の上部における一辺に沿った角部分の内側に構成された、隔壁80Aと熱遮蔽部材116とによって囲んでハウジング114内部の機器に熱気が流入しないように隔離する定着ユニット装着部に、ハウジング114の上角部分に対応した外形のカバー部材126を配置し、カバー部材126の上部と下部とにそれぞれ定着装置50の長手方向全長に対応する範囲に渡って換気口128を穿設し、熱遮蔽部材116の搬送路対応部に近接して記録媒体の搬送路を配置する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、電子写真システムとして構成された複写機やプリンタ等に用いられる定着装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【0002】
一般に、電子写真方式を用いた複写機、プリンタ等の画像形成装置では、例えばドラム状に形成された感光体を一様に帯電し、この感光体を画像情報に基づいて制御された光で露光して感光体上に静電潜像を形成する。そして、この静電潜像をトナーによって可視像(トナー像)とし、さらにこのトナー像を記録紙に転写し、これを定着装置によって定着して画像形成している。
【0003】
また、電子写真方式の画像形成装置には、フルカラーの画像を形成するカラー画像形成装置がある。このカラー画像形成装置は、大別すると、中間転写体を用いたタイプと、中間転写体を用いないタイプとがある。この中間転写体を用いた画像形成装置は、感光体上に形成されたトナー像を、一旦、中間転写体上に一次転写するので、記録媒体の材質に関係なく一次転写を実施でき、フルカラー画像の高画質化に有利である。
【0004】
また、中間転写体を用いたカラー画像形成装置には、いわゆる「4サイクル方式」のものと、いわゆる「タンデム方式」のものがある。この4サイクル方式のカラー画像形成装置は、単一の感光体上に順次形成されるイエロー、マゼンタ、シアン及び黒等の各色のトナー像を、中間転写体上に互いに重ね合わせた状態で一次転写した後、この中間転写体上に多重に転写されたイエロー、マゼンタ、シアン、黒等のトナー像を、二次転写ロールによって記録媒体上に二次転写することにより、カラー画像を形成する。
【0005】
一方、「タンデム方式」のカラー画像形成装置は、複数(例えば、4つ)の感光体上に形成されるイエロー、マゼンタ、シアン、黒等の互いに色が異なる各色のトナー像を、中間転写体上に互いに重ね合わせた状態で一次転写した後、当該中間転写体上に多重に転写されたイエロー、マゼンタ、シアン、黒等のトナー像を、二次転写ロールによって記録媒体上に二次転写することにより、カラー画像を形成するように構成されている。
【0006】
前述のような種々の方式の画像形成装置に用いられる定着装置は、例えば、定着ロールと加圧ロールとの間に、未定着トナー像を担持した記録紙を通過させ、未定着トナー像に対して加熱と加圧とを行うことによって記録紙にトナー像を定着している。
【0007】
このような電子写真システム用の定着装置では、定着速度を高速化し、定着むらや紙しわの発生を防止して画像品質を向上し、定着装置を小型化し、室温にある定着装置を定着処理可能状態に立ち上げるまでのウォームアップタイムの短縮を図ることが望まれている。
【0008】
そこでこの要望に答えるべく、いわゆるフリーベルトニップフューザ(Free Belt Nip Fuser)と呼ばれる定着装置の実用化が図られている。このフリーベルトニップフューザは、固定された圧力パッドの表面上を摺動自在に配置された定着ベルトに対して、ベルトニップ幅が拡大されると共にシートの出口側が局部的に弾性変形された定着面が形成されるようにヒートロールを圧接させるよう構成する。
【0009】
このように構成したフリーベルトニップフューザは、回転駆動されたヒートロールと定着ベルトとの間にトナー像が転写されたシートをニップして定着ベルトと連れ回り動作させながら、定着面を通過させる際に加熱圧着作用によりトナー像を定着し、さらに定着ベルトからシートを剥離して搬出する。
【0010】
このフリーベルトニップフューザは、ベルトニップ幅を拡大して定着処理を高速化し、定着装置の小型化を図ることができ、しかもヒートロールから定着ベルト及び圧力パッド側に奪われる熱量を少なくしてベルトニップ部分での温度低下量を低減し、熱をトナーの溶融に利用する効率を高めてトナーの定着性の向上とウォームアップタイムの短縮を図ることができるものである(例えば、特許文献1参照)。
【0011】
このような定着装置では、トナー像が転写されたシートをニップ部分で搬送しながら加熱、圧接して定着処理を行うためヒートロールが定着に必要な高温に加熱される。このため、定着装置では、高温に加熱されたヒートロールから熱が周囲に放散され、この定着装置を内部に設置した画像形成装置のハウジング内部に熱気がこもり、ハウジング内部の現像装置や露光装置等が高温に加熱されて悪影響を受ける虞がある。そこで、この定着装置を装着した画像形成装置では、定着装置を配置した近くに排気ファンを設け、ハウジングに穿設した排気口から熱気を強制排気するように構成するのが普通である。
【0012】
しかし、このように定着装置の近くに設置した排気ファンにより排気口から熱気を強制排気する場合には、排気口から一定の方向に常時排気される熱気が臭気を帯びると画像形成装置における定着装置近くの排気口付近に席を置くユーザや近くを通りかかったユーザが異臭を感じることがあるという問題がある。また、定着装置の近くに設置した排気ファンを常時動作させて排気口から熱気を強制排気する場合には、排気ファンの排気動作に伴なって、常時騒音が発生し、しかも排気ファンを常時動作させるためエネルギの消費量が多くなり、この排気ファンの分だけ画像形成装置も高価になるという問題がある。
【特許文献1】特許第3298354号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0013】
本発明は、上述の問題に鑑み、定着装置から放散される熱気を、定着装置近くに排気ファンを用いずにハウジングの外に分散させて放出することにより、排気音等の騒音の発生をなくした、廉価な画像形成装置を新たに提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0014】
請求項1に記載の画像形成装置は、プリンタ本体のハウジング内部にトナー像を担持した記録媒体を加熱及び加圧して定着する定着装置を配置すると共に、ファンレス換気構造に構成した画像形成装置であって、ハウジングの上部における一辺に沿った角部分の内側に構成された、隔壁及びこの隔壁の側面から延出するように臨む、定着装置が載置される熱遮蔽部材とによって囲んでハウジング内部の機器に熱気が流入しないように隔離する定着ユニット装着部と、定着ユニット装着部をカバーするために、ハウジングの上部で一辺に沿った角部分に対応した外形を構成するカバー部材と、カバー部材における少なくとも上部と下部とに、それぞれ定着装置の長手方向全長に対応する範囲に渡って、それぞれ穿設された換気口と、熱遮蔽部材一つの辺部である搬送路対応部に近接して配置された記録媒体の搬送路と、を有することを特徴とする。
【0015】
上述のように構成することにより、このファンレス換気構造の画像形成装置では、熱気が上昇する性質を利用して、カバー部材の下部にある全換気口から入った空気が定着装置の長手方向全長に渡って当たり熱交換をすることによって定着装置を冷却し、これにより暖められた空気が上昇してカバー部材の上部に設けた全換気口から平均的に排気され、空気の流れの効率が良いように、隔壁と、熱遮蔽部材と、カバー部材とで囲まれた空間内部の自然な換気を図ることができる。これと共に、このファンレス換気構造の画像形成装置では、定着装置で定着処理される記録媒体が搬送路を搬送される動作に伴なって、記録媒体の幅方向全長に渡って生じる気流を定着装置の長手方向に渡って当てて冷却し、これにより暖められた空気が上昇してカバー部材の上部に設けた定着装置の長手方向に渡る全換気口から平均的に効率良く排気される。これによって、画像形成装置に排気ファンを設置する必要性をなくして、排気音等の騒音の発生をなくし、排気ファンに係わる部品点数を削減し、その分だけ廉価な製品を提供できる。また、隔壁と、熱遮蔽部材と、カバー部材とで囲まれた空間内部に配置されている定着装置を冷却するものに用いられた空気が換気される際には、この空間内部から排気される熱せられ、かつトナーの加熱定着時に生じる異臭成分を含む空気が、定着装置の長手方向に渡る全換気口から平均的に分散して排気され、カバー部材の外部の空気と速やかに混ざって異臭成分が急速に分散して希釈されるので、この画像形成装置の周囲で異臭を感じないようにできる。
【0016】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の画像形成装置において、熱遮蔽部材が金属製であることを特徴とする。
【0017】
上述のように構成することにより、前述した請求項1に記載の発明の作用、効果に加えて、金属製の熱遮蔽部材によって、定着ユニット装着部内の定着装置側からハウジング内部の他の機器側へ熱エネルギが移動することを防止する断熱効果をより向上できる。
【0018】
請求項3に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載の画像形成装置において、記録媒体に定着されるトナーが、乳化重合凝集法トナーであることを特徴とする。
【0019】
上述のように構成することにより、前述した請求項1又は請求項2に記載の発明の作用、効果に加えて、乳化重合凝集法トナー像を担持した記録媒体を加熱及び加圧して定着処理する際の、定着装置での加熱温度を低く抑えることができるので、定着装置から放散される熱量を低減し、排気ファンなしでも十分に定着装置を冷却可能とできる。
【0020】
請求項4に記載の画像形成装置は、プリンタ本体のハウジング内部にトナー像を担持した記録媒体を加熱及び加圧して定着する定着装置がプリンタ本体から着脱可能な定着ユニットとして配置される画像形成装置であって、ハウジングの一部を構成し、定着ユニットの上方の面側及び定着ユニットの一方の側面側をカバーするカバー部材と、カバー部材の上方の面側及び一方の側面側の各々に定着ユニットの長手方向に渡って形成された開口と、定着ユニットの下方の面側から定着ユニットの一方の側面側と相対する他方の側面側に渡って設けられ、プリンタ本体のハウジング内部に隔壁を形成させる遮蔽部と、定着ユニットの下方から上方に記録媒体を通過させる通過部と、有することを特徴とする。
【0021】
上述のように構成することにより、定着装置がユニットとして構成されているので、ユニット自体の外装部品で定着装置から放散される熱気の方向が所定の方向に制限され、且つ、定着ユニットの下方の面側から定着ユニットの他方の側面側に渡って形成された遮蔽部が更に定着装置から放散される熱気の方向を制限させることができる。また、遮蔽部と相対する定着ユニットの上方の面側及び定着ユニットの一方の側面側はカバー部材に開口が形成されており、しかも、記録媒体が定着ユニットの下方から上方に通過されるので、熱気が遮蔽部で跳ね返される方向と自然対流で放出できる方向と記録媒体の搬送方向に引っ張られる方向とが同等の方向となり、定着装置の近くに排気ファンを用いずに効率良く熱気をハウジングの外に放出させることができる。また、完全にプリンタ本体の排気ファンをなくした完全ファンレス換気も可能である。
【0022】
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の画像形成装置において、遮蔽部は、定着ユニットをプリンタ本体に支持すると共に定着ユニットから放散される熱気を遮蔽する熱遮蔽部材からなることを特徴とする。
【0023】
請求項6に記載の発明は、請求項4に記載の画像形成装置において、遮蔽部は、定着ユニットをプリンタ本体に支持すると共に定着ユニットから放散される熱気を遮蔽する熱遮蔽部材と、トナー像が定着された記録媒体が排出される排出トレイの一部をなす隔壁と、からなることを特徴とする。
【0024】
請求項7に記載の発明は、請求項5又は請求項6に記載の画像形成装置において、熱遮蔽部材は、トナー像を担持した記録媒体が通過する搬送路対応部を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【0025】
本発明の画像形成装置によれば、定着装置から放散される熱気を、定着装置近くに排気ファンを用いずにハウジングの外に分散させて放出することにより、排気音等の騒音の発生をなくし、廉価な画像形成装置を提供できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【0026】
本発明の画像形成装置に係わる実施の形態を、図1乃至図6により説明する。
【0027】
本実施の形態に係わる電子写真システム用の定着装置を備えた画像形成装置としての4サイクル方式のフルカラープリンタは、図1の概略断面構成図に示すように、ファンレス換気構造(画像形成装置全体において、排気ファンを一つも具備しない完全ファンレス換気構造、又は定着ユニットを冷却する目的の排気ファンを具備しないが例えば電源冷却用のファン等を定着ユニットから離間した場所に別途配置した、定着ユニット用排気ファンを具備しないファンレス換気構造のものを言う)に構成したフルカラープリンタ本体10の内部における図に向かって中央よりもやや右上部に、像担持体としての感光体ドラム12を回転可能に配設する。この感光体ドラム12は、例えば、表面にOPC等よりなる感光体層が被覆された直径が約47mmの導電性円筒体で構成し、図示しない駆動手段により、矢印A方向に沿って約150mm/secの一定のプロセススピードで回転駆動する。
【0028】
この感光体ドラム12の表面は、帯電手段としての帯電ロール14が転接されて所定の電位に帯電される。この後、感光体ドラム12直下の離れた位置に配置された露光手段としてのROS16(Raster Output Scanner)によって、レーザービーム(LB)による画像露光が施され、画像情報に応じた静電潜像が形成される。
【0029】
感光体ドラム12の表面上に形成された静電潜像は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色の現像器15Y、15M、15C、15Kを周方向に沿って配置した回転式の現像装置15によって現像され、所定の色のトナー像となる。このとき、感光体ドラム12の表面では、形成する画像の色に応じて、帯電・露光・現像の各工程が、所定回数だけ繰り返される。
【0030】
この回転式の現像装置15は、所定のタイミングで回転駆動され、現像する色に対応した現像器15Y、15M、15C、15Kが、感光体ドラム12と対向する現像位置に移動する。例えば、フルカラーの画像を形成する場合には、感光体ドラム12の表面上で、帯電・露光・現像の各工程が、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色に対応して4回繰り返される。そして、この感光体ドラム12の表面には、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色に対応したトナー像が順次形成される。
【0031】
このようにトナー像が形成されるにあたって感光体ドラム12が回転する回数は、画像のサイズに応じて異なるが、例えば、A4サイズであれば1色の画像を形成するために、感光体ドラム12が3回転する。つまり、感光体ドラム12の表面には、感光体ドラム12が3回転するごとに、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色に対応したトナー像が順次形成される。なお、感光体ドラム12上に順次形成されるトナー像は、一次転写位置を通過する際に、中間転写ベルト18上に互いに重ね合わされた状態で一次転写される。
【0032】
この感光体ドラム12上に順次形成されるイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色のトナー像は、感光体ドラム12の外周にベルト状の像担持体(中間転写体)としての中間転写ベルト18が巻き付けられた一次転写位置において、中間転写ベルト18上に互いに重ね合わされた状態で、一次転写ロール20によって一次転写される。この中間転写ベルト18上に多重に転写されたイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)のトナー像は、二次転写ロール22によって、所定のタイミングで給紙される記録媒体としての記録用紙24上に一括して二次転写される。
【0033】
この二次転写ロール22は、図示しない駆動源からギアを介して回転駆動される。また、記録用紙24は、フルカラープリンタ本体10の下部に配置された給紙部26から、ピックアップロール28によって送り出されるとともに、フィードロール30及びリタードロール32によって1枚ずつ捌かれた状態で給紙され、レジストロール34によって中間転写ベルト18上に転写されたトナー像と同期した状態で、中間転写ベルト18の二次転写位置へと搬送される。この二次転写ロール22は、所定のタイミングで中間転写ベルト18の表面に接離するように構成する。
【0034】
この中間転写ベルト18は、複数のロールによって張架されており、感光体ドラム12の回転に同期した一定のプロセススピード(約150mm/sec)で周回動作するように構成する。すなわち中間転写ベルト18は、感光体ドラム12における回動方向の上流側にて中間転写ベルト18のラップ位置を特定するラップインロール36と、感光体ドラム12上に形成されたトナー像を中間転写ベルト18上に転写する一次転写ロール20と、ラップ位置の下流側にて中間転写ベルト18のラップ位置を特定するラップトロール38と、二次転写ロール22に中間転写ベルト18を介して当接するバックアップロール40と、中間転写ベルト18のクリーニング装置42に対向する第1のクリーニングバックアップロール44と、第2のクリーニングバックアップロール46とによって、所定の張力で張架されている。
【0035】
さらに、このフルカラープリンタ本体10では、装置の小型化を達成しつつ、中間転写ベルト18や大きなスペースを占める回転式の現像装置15などのメンテナンス性を向上させるために、中間転写ベルト18は、感光体ドラム12や帯電ロール14及び二次転写ロール22を含めて、一体的に画像形成ユニット48を構成しており、フルカラープリンタ本体10の上部カバー部分を開くことによって、画像形成ユニット48の全体をフルカラープリンタ本体10の外部へ取り出せるように、画像形成ユニット48を着脱可能に構成する。
【0036】
また、中間転写ベルト18用のクリーニング装置42は、必要なタイミングで離間位置から中間転写ベルト18の表面に摺擦するように移動操作可能に装着されたスクレーパ及びクリーニングブラシ(図示せず)とを備える。これらのスクレーパやクリーニングブラシによって除去された残留トナーや紙粉は、クリーニング装置42の内部に回収されるようになっている。
【0037】
なお、このフルカラープリンタ本体10では、記録用紙24上へのトナー像の転写工程が終了した後の感光体ドラム12の表面を、この感光体ドラム12が1回転する毎に、感光体ドラム12の斜め下方に配置されたクリーニング装置35のクリーニングブレードによって、残留トナーなどが除去され、次の画像形成工程に備えるようになっている。
【0038】
上述のようにして中間転写ベルト18からトナー像が転写された記録媒体である記録用紙24は、二次転写ロール22から定着装置50に至る搬送路上を搬送されて、定着装置50へ搬入されて加熱下で加圧されることによりトナー像が記録用紙24上に定着される。
【0039】
この二次転写ロール22から定着装置50に至る搬送路上には、記録媒体の一方の面(トナー像が形成されていない面)における、主に先端部分が摺接してガイドされるため、ガイド面が弓なりの凹状に湾曲したガイド部材82を配置する。さらに、このガイド部材82は、二次転写ロール22と中間転写ベルト18を介して対峙するバックアップロール40とにより記録用紙24を挟持する位置と、ヒートロール52と定着ベルト54を介して対峙する圧力パッド56とにより構成されるニップ部分の入口と、を結ぶ直線L(図1に想像線で示す直線L)よりもガイド面が外側に位置するように配置する。
【0040】
このようにガイド部材82のガイド面を配置し、ヒートロール52を回転駆動することにより、記録用紙24の先端部側がヒートロール52と定着ベルト54を介して対峙する圧力パッド56とにより構成されるニップ部分によって搬送を開始されてからは、記録用紙24がガイド部材82に摺接しないように動作させて、記録用紙24がガイド部材82に摺接する際の摺接音をなくすように構成する。
【0041】
すなわち、この部分の搬送路上では、記録用紙24の先端部側を挟持して搬送するヒートロール52と定着ベルト54を介して対峙する圧力パッド56とにより構成されるニップ部分の搬送速度が、記録用紙24の後端部側を挟持して搬送する二次転写ロール22と中間転写ベルト18を介して対峙するバックアップロール40との搬送速度よりも、相対的に大きくなるように設定して構成する。
【0042】
このように構成した二次転写ロール22側からヒートロール52側へ至る搬送路では、二次転写ロール22側から搬出された記録用紙24の先端部が、ガイド部材82のガイド面に摺接しながらヒートロール52側のニップ部分へ搬送されてニップされる。すると、ヒートロール52側のニップ部分の搬送速度が所要量速いので、記録用紙24は、その先端側が後端側より速く送られるために、弛みがとられて直線的に張られる状態に徐々に移行しながら搬送されることになり、ガイド部材82のガイド面から離間し、摺接音を発生しない状態となる。
【0043】
なお、ヒートロール52側のニップ部分の搬送速度は、記録用紙24が、先端をヒートロール52側のニップ部分に挟持されてから後端が二次転写ロール22側から離脱するまでの間に、過剰な引張力が働かないようにする必要がある。
(定着装置)
図1乃至図4に示すように、定着装置50は、いわゆるフリーベルトニップフューザ(Free Belt Nip Fuser)方式として構成するもので、モータで回転駆動される回動部材としてのヒートロール52と、このヒートロール52が定着ベルト54を介して圧接される加圧部材である圧力パッド56とにより主要部が構成されている。
【0044】
図示しないが、ヒートロール52は、所定長さの円筒状に形成された金属製のコア(円筒状芯金)の周囲に耐熱性弾性体層及び離型層を積層して構成する。ヒートロール52のコアは、鉄、アルミニウム、SUS等の熱伝導率の高い金属製(ここでは、薄肉高張力鋼管を用いる)の円筒体で構成する。なお、コアの外形および肉厚は、この定着装置50における圧力パッド56の押圧力が小さいため、小径化、薄肉化を図ることができる。
【0045】
さらにヒートロール52における耐熱性弾性体層は、耐熱性の高い弾性体であればどのような材料を用いることも可能である。特に、ゴム硬度が25〜40度(JIS A)程度のゴム、エラストマ等の弾性体を用いるのが好ましく、具体的には、シリコーンゴム、フッ素ゴム等を利用することができる。
【0046】
ヒートロール52における離型層は、耐熱性の樹脂であればどのような樹脂を用いてもよく、例えばシリコーン樹脂、フッ素樹脂等を用いることができるが、離型層のトナーに対する離型性や耐摩耗性の観点から、フッ素樹脂が適している。フッ素樹脂としては、PFA、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、FEP(四フッ化エチレン六フッ化プロピレン共重合体)等が使用できる。離型層の厚みとしては、好ましくは10〜50μm、より好ましくは10〜30μmである。離型層の厚みが10μm未満であると、ヒートロール52の歪みに基づき記録用紙24にしわが生じ易くなり、一方、30μmを超えると、離型層が硬くなり、画像に光沢むら等の欠陥が生じる可能性が増え、ともに好ましくないからである。
【0047】
このヒートロール52の内部には、発熱源としてのハロゲンランプが配設されている。
【0048】
また、ヒートロール52の表面には、温度センサを接触させ、この温度センサによる温度計測値に基づいて画像形成装置の制御部がハロゲンランプの点灯を制御し、ヒートロール52の表面温度が所定の設定温度である170℃を維持するように調整する。このヒートロール52の表面温度は、通常のトナーを利用する場合には、185℃という比較的高い温度に設定しなければならないが、この画像形成装置では、いわゆるEAトナー(Emulsion Aggregation トナー すなわち、乳化重合凝集法トナー)を使用するためヒートロール52の表面温度を15℃下げて170℃とできる。この画像形成装置では、ヒートロール52の表面温度を15℃下げることによって、ヒートロール52から放散する熱エネルギの量を低減し、定着装置50専用の排気ファンを不要とすることの一助とできる。
【0049】
なお、本実施の形態の画像形成装置としてのフルカラープリンタ本体10で使用する、EAトナー(乳化重合凝集法トナー)である静電荷像現像用トナー及びその製造方法に関する記載内容は、特開2001−255703の記載内容を援用する。特に、特開2001−255703の明細書中における、段落0026から段落0150までの記載内容を本実施の形態のEAトナー(乳化重合凝集法トナー)である静電荷像現像用トナー及びその製造方法に係わる内容として援用する。
【0050】
この定着装置50では、ヒートロール52に圧接しながら同期して周回動作する定着ベルト(エンドレスベルト)54を、無限軌道状(所定長さの円筒状)に形成する。
【0051】
この定着ベルト54は、エンドレスベルト(無端ベルト)として構成され、ベース層と、このベース層のヒートロール52側の面または両面に被覆された離型層とから構成されている。ベース層は、ポリイミド、ポリアミド、ポリイミドアミド等のポリマーやSUS、ニッケル、銅等の金属により形成され、その厚みは、30〜200μm、好ましくは50〜125μm、より好ましくは75〜100μm程度である。ベース層の表面に被覆される離型層としては、フッ素樹脂、例えばPFA、PTFE、FEPで形成され、その厚みは5〜100μm、好ましくは10〜30μm程度である。
【0052】
また、定着ベルト54の内周面は、圧力パッド56との摺擦抵抗を低減するため、表面粗さRa(算術平均粗さ)を0.4μm以下に設定している。また、定着ベルト54の外周面は、ヒートロール52からの駆動力を受け易いように、表面粗さRaを1.2〜2.0μmに設定している。
【0053】
このように構成された定着ベルト54(エンドレスベルト)は、その内周面に摺接する圧力パッド56と、その両端内周面部に摺動自在に摺接することにより、それぞれ支受する各エッジガイド58とによって回転自在(周回動作自在)に支受されている。そして、定着ベルト54は、圧力パッド56に対応したニップ部分をヒートロール52に所定の圧力で転接させるように装着する。
【0054】
圧力パッド56は、定着ベルト54の内側にあって、定着ベルト54を介してヒートロール52を所定の圧力分布で押圧するようにし、ヒートロール52との間でニップ部分を構成する。ここで、ニップ部分とは、定着ベルト54とヒートロール52とが弾性変形しながら転接する領域であって、定着ベルト54とヒートロール52の回転方向(記録用紙24の搬送方向)に所定の長さを持ち、かつ定着ベルト54とヒートロール52の長手方向に亘る、略平面視矩形状の領域をいうものとする。
【0055】
圧力パッド56は、加圧部材となるソフトパッド部材60と、同じく加圧部材となるハードパッド部材62とで構成する。このソフトパッド部材60は、ニップ部分の搬送方向入口側に配置し、記録媒体である記録用紙24の搬送方向に対して広いニップ部分を確保し、記録用紙24が所定の温度となるように加熱し所要の圧力を加えられるように構成する。例えばソフトパッド部材60は、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の弾性材料又は板バネ等で構成することができる。
【0056】
このフルカラープリンタでは、図3に示すように、ソフトパッド部材60を、角柱状に形成された弾性材料60Aの底面に、金属製の長板材で形成した補助部材60Bを固着して構成する。なお、弾性材料60Aの上面は、略ヒートロール52の外周面に倣う凹形状に形成する。
【0057】
圧力パッド56のハードパッド部材62は、ニップ部分の搬送方向出口側に配置し、ヒートロール52に強く圧接してコアの周囲に設けた耐熱性弾性体層及び離型層を弾性変形させることにより、ヒートロール52の表面から記録用紙24を剥離させるように構成する。
【0058】
このハードパッド部材62は、例えば、PPS(ポリフェエレンサルファイド)、ポリイミド、ポリエステル、ポリアミド等の耐熱性を有する樹脂、または鉄、アルミニウム、SUS等の金属を材料しとして形成することができる。ハードパッド部材62の形状は、ニップ部分における外面形状が一定の曲率半径を有する凸曲面形状(いわゆる蒲鉾型)に形成する。
【0059】
図3に示すように、このハードパッド部材62は、その長手方向に沿って搬送方向上流側に隣接するソフトパッド部材60の設置部62Aを一体的に形成する。すなわち、ハードパッド部材62は、矩形長尺状のパッド部材本体63の一部に形成し、これに隣接した位置に矩形溝状のソフトパッド部材60の設置部62Aを形成する。
【0060】
そして、設置部62Aには、設置部62Aを底側にしてソフトパッド部材60を嵌め込んで一体的に組み付ける。これにより、ソフトパッド部材60とハードパッド部材62とがそれぞれの長手方向で隣接した、一つの圧力パッド56を構成する。
【0061】
また、パッド部材本体63の底面における記録用紙24の搬送方向上流側端部には、その長手方向に対して所定間隔を開けた各複数位置に、摺擦部材である低摩擦シート部材66を係着するための小矩形突片状の係止片64をそれぞれ突設する。
【0062】
図2及び図3に示すように、この低摩擦シート部材66は、ニップ部分に対応して圧力パッド56におけるソフトパッド部材60とハードパッド部材62との表面を十分に覆うように配置する。この低摩擦シート部材66は、圧力パッド56が低摩擦シート部材66を介して定着ベルト54の内周面と強い圧力が負荷された状態で摺接する際の摺擦抵抗(摩擦抵抗)を低減するために設けられるもので、摩擦係数が小さく、耐摩耗性・耐熱性に優れた材質(例えば、多孔質のフッ素樹脂の織物で形成したシート)で矩形形状に形成する。なお、低摩擦シート部材66が断熱性を持つように構成した場合には、ヒートロール52から圧力パッド56へ逃げる熱量を低減して定着装置50から放散される熱量を少なくし、定着装置50専用の排気ファンを不要とすることの一助とできる。
【0063】
また、定着ベルト54内周面に塗布された潤滑剤が、定着ベルト54との摺動部に入り込めるように、低摩擦シート部材66の定着ベルト54側の表面には、微小な凹凸が形成されている。例えば、この凹凸の粗さは、Ra(算術平均粗さ)が5〜30μmで形成されている。これは、凹凸の粗さがRa=5μmより小さければ、定着ベルト54との摺動部に充分な潤滑剤を入り込ませにくいため適当ではなく、その一方で、Ra=30μmより大きければ、凹凸の跡がOHPやコート紙を定着した際に光沢むらとして目立つために好ましくないことに基づくものである。さらには、低摩擦シート部材66は、潤滑剤が滲み込んで裏面から漏れ出ないように、潤滑剤に対する浸潤性のない(難通過性)ように構成している。また、この低摩擦シート部材66には、フッ素樹脂からなる多孔質樹脂繊維布をベース層としてヒートロール52側の面にPET樹脂シートをラッピングさせたもの、シンタード成形したPTFE樹脂シート、テフロン(登録商標)を含浸させたガラス繊維シート等を用いることができる。
【0064】
この低摩擦シート部材66には、長手方向の一方の端部近くで各係止片64に対応した各位置に、それぞれ係着穴68を穿設する。この低摩擦シート部材66の長手方向一端部は、直線状に連なり、かつその一部に切り欠きや凹部を設けないように構成する。さらに、この低摩擦シート部材66を織物で構成する場合には、織物を織っている一方の糸(横糸又は縦糸)を配置する方向が、低摩擦シート部材66の長手方向と一致し、この糸に直交する方向の荷重を糸の長手方向の全体で受けられるようにすることが望ましい。
【0065】
低摩擦シート部材66に穿設する係着穴68は、両端が半円形の直円形若しくは楕円又は角や切り欠きを持たない形状である滑らかな曲線に囲まれた貫通穴に形成し、応力集中により破断しないようにする。また、この低摩擦シート部材66では、各係着穴68から、低摩擦シート部材における長手方向の一方の端部までの距離を所要量長くして、この低摩擦シート部材66が係着穴68部分から長手方向の一方の端部にかけて破断しないような補強構造とする。なお、低摩擦シート部材66は、各係着穴68部分から低摩擦シート部材における長手方向の一方の端部にかけての部分に、肉厚を厚くしたり、2枚重ねにする等の補強構造を設けても良い。
【0066】
この低摩擦シート部材66は、その各係着穴68に、パッド部材本体63の各々対応する係止片64を挿通してソフトパッド部材60からハードパッド部材62へかけて巻き付けるように装着する。なお、このようにパッド部材本体63に装着された低摩擦シート部材66は、後述するようにパッド部材本体63を取付部74内に取り付けたとき、低摩擦シート部材66の係着穴68を設けた長手方向一方の端部近くの部分が逃げ溝74Aの縦壁とパッド部材本体63の縦壁との間に所要の圧力がかかるように挟まれる係着構造で係着し、低摩擦シート部材66の各係着穴68部分だけに荷重が集中しないように構成しても良い。
【0067】
このようにソフトパッド部材60と低摩擦シート部材66とが組み付けられたパッド部材本体63は、ホルダ部材70に取り付けられる。
【0068】
このホルダ部材70は、図2乃至図4に示すように、アルミニュウム等の金属製で、略断面矩形の一つの角部を小円弧状に突出させた変形筒型に形成する。
【0069】
このホルダ部材70は、その小円弧状に突出させたガイド角部72を記録用紙24の搬送方向上流側に向けて設置されるもので、このガイド角部72の外周面が定着ベルト54の内周面に摺接してその周回動作をガイドする。
【0070】
また、このホルダ部材70は、ガイド角部72に隣接した側面部に、パッド部材本体63等の取付部74を形成する。この取付部74は、矩形の浅溝状に形成され、そのガイド角部72に沿って隣接するように係止片64を遊挿するための逃げ溝74Aが形成されている。
【0071】
この取付部74の載置平面(取付部74の底面における逃げ溝74Aを除いた平面)上には、弾性シート部材76を配置する。この弾性シート部材76は、例えば耐熱性ゴム材料等の耐熱性を有する弾性材料で形成する。この弾性シート部材76は、オイルを吸収して膨張することがなく、100℃程度の熱に耐え得る耐熱性に優れた弾性材料で、ゴム硬度が30度(JIS A)程度の硬度を有する弾性材料によって、長板状(帯状)に構成する。
【0072】
この弾性シート部材76は、取付部74の載置平面と同形で、一定の厚さに形成し、取付部74の載置平面上に配置する。
【0073】
また、弾性シート部材76は、ハードパッド部材62が局所的に圧力を受ける部分に対応して配置しても良い。この場合には、弾性シート部材76をハードパッド部材62が局所的に圧力を受ける部分に対応した形状の、単数又は複数の部材に構成し、各々の部材を取付部74の載置平面におけるハードパッド部材62が局所的に圧力を受ける部分に配置する。
【0074】
さらに、この弾性シート部材76は、取付部74の載置平面上におけるハードパッド部材62の直下となる底面部分にのみ配置しても良い。または、弾性シート部材76を、取付部74の載置平面上におけるハードパッド部材62及びソフトパッド部材60の直下の底面部分にのみ配置しても良い。なお、弾性シート部材76は、取付部74の全面に渡って配置しても良い。
【0075】
なお、弾性シート部材76を配置することにより、パッド部材本体63とホルダ部材70との間で断熱されるように構成した場合には、ヒートロール52からパッド部材本体63を介して、ホルダ部材70へ逃げる熱量を低減して定着装置50から放散される熱量を少なくし、定着装置50専用の排気ファンを不要とすることの一助とできる。
【0076】
図2乃至図4に示すように、ホルダ部材70には、取付部74と対向する側部の外側面79に長手方向に亘って、潤滑剤塗布部材78を配設する。潤滑剤塗布部材78は、帯状の耐熱性フェルトで構成され、例えば粘度300csのアミノ変性シリコーンオイル等の潤滑剤が3g程度含浸されている。そして、潤滑剤塗布部材78は、定着ベルト54の内周面に対して摺接するように配置され、耐熱性フェルトからの浸透圧により、潤滑剤を常時適量ずつ定着ベルト54内周面に供給するよう構成されている。なお、潤滑剤塗布部材78は、耐熱性フェルトからの潤滑剤の供給が過多にならないように、耐熱性フェルトのエッジ部のみを定着ベルト54内周面に接触させるようにすることが望ましい。これにより、定着ベルト54と低摩擦シート部材66との摺動部に潤滑剤を供給し、低摩擦シート部材66を介した定着ベルト54と圧力パッド56との摺擦抵抗をさらに低減して、定着ベルト54の円滑な動作を図っている。
【0077】
このように圧力パッド56上を摺動する定着ベルト54は、その両端内周面部をそれぞれ各エッジガイド58によって回転自在(周回動作自在)に支受される。このエッジガイド58は、断面が略C形状のベルト走行ガイド部材59の外側に設けられている。また、ベルト走行ガイド部材59は、摺擦抵抗を極力小さくし、熱の損失も小さくするため、静止摩擦係数が小さく熱伝導率の低い材質で形成されている。さらに、ベルト走行ガイド部材59には、エッジガイド58の外側に、定着ベルト54の内径よりも大きく張り出すように突設されたフランジ部61が形成されている。
【0078】
各ベルト走行ガイド部材59は、それぞれねじ部品67をホルダ部材70の筒穴内に設けたねじ穴65に嵌合することによってホルダ部材70の両端部に各々締結する。
【0079】
また、この定着装置50では、ホルダ部材70の両端部にそれぞれ取り付けたベルト走行ガイド部材59の相対向するフランジ部61の内側面同士の間隔が定着ベルト54の幅と略一致するように設定され、定着ベルト54の幅方向への移動(ベルトウォーク)を規制している。
【0080】
この定着装置50には、ヒートロール52と定着ベルト54との間に形成されたニップ部分より搬送方向下流側に、外装部品として記録用紙24のガイド部材110を配設すると共に、このガイド部材110の搬送方向下流側近傍の出口位置に、定着処理済みの記録用紙24を搬出するための搬出ローラ112を配設する。
【0081】
この定着装置50は、図6に示すように、フルカラープリンタ本体10に対して着脱可能な一つの装置ユニットとして構成する。この一つの装置ユニットに構成された定着装置50は、フルカラープリンタ本体10内部の熱気を逃がしやすいようにして排気ファンを具備しないファンレス換気構造のフルカラープリンタ本体10を構成するため、フルカラープリンタ本体10の外形を構成するハウジング114の上部で一つの辺に沿った角部分に配置する。このフルカラープリンタ本体10では、一番放熱量が多いい定着装置50を排気ファンなしで冷却可能にしたから、ハウジング114内部に配置する、その他の機器に対する冷却用の排気ファンを不要とできるので、フルカラープリンタ本体10の全体で、全く排気ファンを具備しない完全なファンレス換気構造のフルカラープリンタ本体10を構成できた。
【0082】
このフルカラープリンタ本体10では、略矩形の外形に形成したプリンタ本体の上部における後端側の辺に沿った角部の内側に設けた定着ユニット装着部内に、一つの装置ユニットに構成された定着装置50を着脱可能に装着する。
【0083】
図1、図5及び図6に示すように、この定着ユニット装着部は、フルカラープリンタ本体10のハウジング114内における縦方向に向けて配置された隔壁80Aと、この隔壁80Aの下端部から横に延びるように密接して連続する熱遮蔽部材116とによって、ハウジング114内部の機器に熱気が流入しないように隔離できるよう、ハウジング114の一方の縦面である背面と上面とが開放した略L字状の区画となるように構成する。
【0084】
このフルカラープリンタ本体10では、隔壁80Aを、プラスチック製の排出トレイ80の底面から直立するように一体形成した背板で兼用して構成する。
【0085】
また、熱遮蔽部材116は、隔壁80Aの側面から延出するように臨む状態に配置するもので、一つの装置ユニットに構成された定着装置50を着脱可能に支持する支持部材と兼用に構成する。この熱遮蔽部材116は、金属製で、平面視略U字状に形成し、その両端の突片部に、それぞれ係着穴118と位置決め穴120とを穿設する。
【0086】
この熱遮蔽部材116は、隔壁80Aに沿う端辺部分116Aを斜め上方に向けて折曲し、その斜め上方に向いた端辺部を隔壁80Aの側面に当接するように臨ませて、これらの間から熱気がハウジング114の内部へ逆流するのを防止するように構成する。さらに、熱遮蔽部材116には、その両突片部116Bの各外側端辺部を直角に折曲して立ち上がる縦端部116Cを形成し、熱気が熱遮蔽部材116の縦端部116Cとハウジング114の両側部との間からハウジング114の内部へ逆流するのを防止するように構成する。
【0087】
また、熱遮蔽部材116は、両突片部116Bの間の平面部をへこますように切欠した搬送路対応部116Dを、記録用紙24の二次転写ロール22側からヒートロール52側へ至る、縦方向に延びる縦搬送路に近接して配置する。この縦搬送路は、定着ユニットの下方から上方に記録媒体を通過させる通過部となる。
【0088】
このように構成した定着ユニット装着部における熱遮蔽部材116上には、一つの装置ユニットに構成された定着装置50を装着する。この定着装置50には、長手方向両端部にそれぞれフック部材122を装着し、このフック部材122の先端鉤部を各々対応する係着穴118に係着して着脱可能に装着する。なお、定着装置50は、その両端の各所定位置に突設した2つの位置決めピン124を、熱遮蔽部材116の各位置決め穴120に嵌合することによって、熱遮蔽部材116上の所定位置に位置決めして設置される。
【0089】
すなわち、定着ユニット装着部に構成される遮蔽部は、定着ユニットの下方の面側から定着ユニットの一方の側面側と相対する他方の側面側に渡って設けられ、プリンタ本体のハウジング内部に隔壁を形成するよう構成する。
【0090】
このように定着ユニット装着部に取付られた定着装置50は、その一方の縦面である背面と上面とを、カバー部材126で覆われる。このカバー部材126は、ハウジング114の背面側の角部に対応し、背面側部を覆う側面部分126Aと上面を覆う平面部分126Bとを側面視で鉤型に一体化して形成され、ハウジング114の上部で一辺に沿った角部分に対応した外形を構成する。
【0091】
また、このカバー部材126には、少なくとも側面部分126A(カバー部材における下部)と平面部分126B(カバー部材における上部)とにおける、定着装置50の長手方向全長に対応するよう設定した各所定の矩形範囲に形成する開口として、それぞれ多数の換気口128を穿設する。これら側面部分126Aと平面部分126Bとに設ける換気口128は、熱気が上昇する性質を利用して、隔壁80Aと、熱遮蔽部材116と、カバー部材126とで囲まれた空間内部の自然な換気を図る。すなわち、側面部分126Aの全換気口128から入った空気が定着装置50の長手方向全長に渡って当たり熱交換をすることによって定着装置50を冷却し、これにより暖められた空気が上昇して平面部分126Bに設けた定着装置50の長手方向に渡る全換気口128から平均的に排気される空気の流れを効率良く作るように構成する。
【0092】
さらに、隔壁80Aと、熱遮蔽部材116と、カバー部材126とで囲まれた空間内部の空気を、定着装置50で定着処理される記録用紙24の動作を利用して、強制的な換気ができるようにする。すなわち、記録用紙24が二次転写ロール22側から定着装置50へ搬入される際に、記録用紙24が縦搬送路を上昇する動作に伴なって、記録用紙24の幅方向全長に渡って生じる上昇気流を定着装置50の長手方向に渡って当てて冷却し、これにより暖められた空気が上昇して平面部分126Bに設けた定着装置50の長手方向に渡る全換気口128から平均的に排気される空気の流れを効率良く作るように構成する。なお、この場合には、暖められた空気の一部が側面部分126Aに設けた定着装置50の長手方向に渡る全換気口128から平均的に排気されるようにしても良い。
【0093】
このようにして、隔壁80Aと、熱遮蔽部材116と、カバー部材126とで囲まれた空間内部の空気を自然対流と記録用紙24の搬送動作に伴なう強制的な対流とによって、効率良く換気できるから、この空間内部に配置されている定着装置50を、十分に冷却することができる。よって、フルカラープリンタ本体10に排気ファンを設置する必要性をなくして、排気ファンに係わる部品点数を削減し、その分だけ廉価な製品を提供できる。
【0094】
また、隔壁80Aと、熱遮蔽部材116と、カバー部材126とで囲まれた空間内部に配置されている定着装置50を冷却するものに用いられた空気が換気される際には、この空間内部から排気される熱せられ、かつトナーの加熱定着時に生じる異臭成分を含む空気が、定着装置50の長手方向に渡る全換気口128から平均的に分散して排気され、カバー部材126の外部の空気と速やかに混ざって異臭成分が急速に分散して希釈されるので、このフルカラープリンタ本体10の周囲で異臭を感じないようにできる。
【0095】
次に、本実施の形態に係る電子写真システム用の定着装置を備えた画像形成装置であるフルカラープリンタの基本的な作像プロセスについて説明する。
【0096】
図1に示すようなフルカラープリンタでは、図示しない画像読取装置(IIT)や図示しないパーソナルコンピュータ(PC)等から出力される画像データは、図示しない画像処理装置(IPS)により所定の画像処理が施された後、現像装置15、(15Y,15M,15C,15K)によって作像作業が実行される。この画像処理装置(IPS)では、入力された反射率データに対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度/色空間変換、ガンマ補正、枠消しや色編集、移動編集等の各種画像編集等の所定の画像処理が施される。画像処理が施された画像データを、Y、M、C、Kの4色の色材階調データに変換し、レーザ露光器であるROS16に出力する。
【0097】
ROS16では、入力された色材階調データに応じて、例えば半導体レーザから出射されたレーザビームLBを現像装置15の感光体ドラム12に照射する。現像装置15では、帯電ロール14によって表面が帯電された後、このROS16によって表面が走査露光され、静電潜像が形成される。
【0098】
感光体ドラム12の表面上に形成された静電潜像は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色の現像器15Y、15M、15C、15Kを周方向に沿って配置した回転式の現像装置15によって現像され、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色に対応したトナー像が順次形成される。このようにして感光体ドラム12上に順次形成されるトナー像は、一次転写位置を通過する際に、中間転写ベルト18上に互いに重ね合わされた状態で一次転写される。
【0099】
そして、中間転写ベルト18上に多重に転写されたイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)のトナー像は、二次転写ロール22によって、記録媒体としての記録用紙24上に一括して二次転写される。
【0100】
このようにして中間転写ベルト18からトナー像が転写された記録用紙24は、定着装置50へと搬入される。
【0101】
この中間転写ベルト18からトナー像が転写された記録用紙24が定着装置50へ搬送される際には、記録用紙24の先端側が後端側より速く送られて弛みがとられて直線的に張られる状態に徐々に移行しながら搬送され、記録用紙24がガイド部材82のガイド面から離間して摺接音を発生しない状態で、かつ記録用紙24が所定以上に引っ張られたり、又は弛んだりすることなく、適正状態で縦搬送路上を搬送され、その際に記録用紙24の周囲の空気を上昇させて定着装置50に当てるようにして冷却させながら搬送される。
【0102】
定着装置50では、ヒートロール52が図示しない駆動モータにより矢印B方向に回転し、この回転により定着ベルト54も従動回転されており、トナー像が静電転写された記録用紙24が、ヒートロール52と圧力パッド56との間位置にあるニップ部分に搬入される。そして、記録用紙24がニップ部分を通過する際に、記録用紙24上のトナー像はニップ部分に作用する圧力と、ヒートロール52から供給される熱とによって定着される。
【0103】
この定着装置50は、隔壁80Aと、熱遮蔽部材116と、カバー部材126とで囲まれた空間内部の空気を自然対流と記録用紙24の搬送動作に伴なう強制的な対流とによって、適度に冷却される。
【0104】
また、この定着装置50では、略ヒートロール52の外周面に倣う凹形状のソフトパッド部材60によりニップ部分を広く構成することができるため、安定した定着性能を確保することができる。これに加えて、この定着装置50では、ヒートロール52の外周面に食い込むように突出させたハードパッド部材62により、ニップ部分の出口領域(剥離ニップ部)においてヒートロール52表面層の歪みが局所的に大きくなるので、定着処理後の記録用紙24が剥離ニップ部を通過する際に局所的に大きく形成された歪みを通過することになって、ヒートロール52に巻き付くこと無く確実に剥離される。すなわち、ヒートロール52の歪みをハードパッド部材62によって局所的に大きくし、小さい歪み量で高い剥離性能を得ることが可能となる。そのため、ヒートロール52の離型層として、薄膜の耐熱性樹脂を用いた場合においても、記録用紙24における紙しわの発生を抑制できる。また、耐熱性弾性体層と離型層との間の剥がれ等も発生し難く、剥離性能の維持と併せて長期に亘る部品性能の信頼性を向上させることができる。
【0105】
さらには、ヒートロール52の歪み量を小さく形成できるので、ヒートロール52は、その耐熱性弾性体層を薄肉化することができる。そのため、ヒートロール52の熱容量を小さく構成できるので、ウォームアップタイムを短くするとともに、消費電力の低減を図ることもできる。また、熱伝導率の低い耐熱性弾性体層を薄肉化できるため、ヒートロール52の内面と外面との間の熱抵抗が小さくなって熱応答性の向上を図れるため、画像形成装置の高速化にも適している。
【0106】
また、本実施の形態に係わる定着装置50では、ホルダ部材70の取付部74に対して弾性シート部材76を介してパッド部材本体63を装着している。よって、この定着装置50では、ハードパッド部材62に局部的に強い荷重が負荷された場合に、パッド部材本体63におけるハードパッド部材62の部分が強い荷重が負荷された部位で局所的に弾性変形(弾性シート部材76を押し潰すように局所的に撓むよう変形)して荷重が集中しないように分散させる。
【0107】
すなわち、この定着装置50によって局部的に厚みが厚い記録媒体(例えば封筒等)を定着処理する場合には、記録媒体の局部的に厚みが厚い部分がヒートロール52とハードパッド部材62との間位置のニップ部分を通過する際に、ハードパッド部材62上に記録媒体の局部的に厚みが厚い部分が乗った所に大きな荷重が加わる。すると、ハードパッド部材62が、大きな荷重が加わった部分で弾性シート部材76を弾性変形させながらヒートロール52から離れる方向へ凹むように局所的に撓むよう弾性変形して逃げる。このため、ハードパッド部材62は、その長手方向の荷重が加わっている部分の全長に渡って平均的に荷重が負荷されるようになって、ハードパッド部材62における長手方向の荷重の分布が許容範囲内に収まり、適切な定着処理(例えば、記録用紙24に皺がよったり、ヒートロール52の表面に塑性変形に起因する皺がよること等が無く、定着処理すること)が可能となる。
【0108】
この定着装置50では、上述したように、トナー像が静電転写された記録用紙24がニップ部分を通過することにより、トナー像が記録用紙24に定着されるが、記録用紙24がニップ部分を通過する際の搬送力は、駆動側のヒートロール52から受ける。すなわち、記録用紙24は、ヒートロール52の回転に伴い、ヒートロール52から摩擦力を受けることによって搬送されている。したがって、記録用紙24がニップ部分を通過する際に記録用紙24は、ヒートロール52からの搬送力を受けるとともに、定着ベルト54側から搬送方向とは逆方向の力(逆搬送力)を受けることとなる。
【0109】
ところで、定着ベルト54は、ニップ部分においてハードパッド部材62に押圧されることになるため、圧力パッド56から回動方向と逆の方向の力を摺擦抵抗として受ける。そこで、前述したように、定着ベルト54とハードパッド部材62との間には低摩擦シート部材66を介在させるとともに、潤滑剤塗布部材78から定着ベルト54の内周面に潤滑剤を塗布して、定着ベルト54とハードパッド部材62との摺擦抵抗を極力低減するように構成している。
【0110】
したがって、通常状態では、定着ベルト54がハードパッド部材62から受ける摺擦抵抗は極めて小さく、円滑に回動可能であることから、定着ベルト54は記録用紙24と等速で回動することが可能である。この場合には、記録用紙24が受ける逆搬送力は、定着ベルト54を介したハードパッド部材62からの摺擦抵抗であるから、無視できる程度に小さいレベルである。そのため、記録用紙24は、ヒートロール52に転接して搬送される。
【0111】
ここで、潤滑剤塗布部材78は、定着ベルト54の内周面に接触するように配置され、定着ベルト54の内周面に対してアミノ変性シリコーンオイル等の潤滑剤を常時供給している。なお、潤滑剤は、これに限定されるものではなく、一般に用いられている潤滑油等で、所要の粘度(例えば、粘度100csから粘度350cs)であるものを適宜利用できる。
【0112】
一方、定着ベルト54が周回して潤滑剤塗布部材78の配置位置に戻ってきた際には、定着ベルト54内周面に塗布されている潤滑剤を回収する機能も有している。このように、潤滑剤塗布部材78は、定着ベルト54内周面に対し、潤滑剤の回収と供給とを同時に行うことで、常に一定量の潤滑剤を塗布するとともに、潤滑剤塗布部材78に保持される潤滑剤量をも一定に維持している。
【0113】
かかる潤滑剤塗布部材78によって潤滑剤が塗布された定着ベルト54は、回動してニップ部分に搬送されるが、ニップ部分におけるハードパッド部材62と定着ベルト54との間の押圧力の下においても、低摩擦シート部材66の定着ベルト54側の表面に微小な凹凸が形成されているため、定着ベルト54に塗布された潤滑剤の大部分は、低摩擦シート部材66の凹部に入り込むようにして、低摩擦シート部材66と定着ベルト54との摺動部に供給される。このようにして、定着ベルト54の内周面に塗付される潤滑剤の循環利用を維持することができ、長期に亘り定着ベルト54をスムーズに回動させることができる。その結果、定着装置50の寿命に至る長い期間に亘り、紙しわや用紙ジャムの発生を抑えることが可能となる。
【0114】
上述したように、定着装置50でトナー像が定着されて画像形成が完成された記録用紙24は、図1に示すように、定着装置50から搬出されて、フルカラープリンタ本体10の上部に設けられた排出トレイ80上に排出されて集積される。
【0115】
なお、本発明は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、その他種々の構成を取り得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【0116】
【図1】本発明の実施の形態に係わる画像形成装置の縦断面概略構成図である。
【図2】本発明の実施の形態に係わる画像形成装置に用いる定着装置の要部を取り出して示す要部部分断面斜視図である。
【図3】本発明の実施の形態に係わる画像形成装置に用いる定着装置の分解斜視図である。
【図4】本発明の実施の形態に係わる画像形成装置に用いる定着装置の要部の分解斜視図である。
【図5】本発明の実施の形態に係わる画像形成装置における、定着ユニット装着部の要部を分解して示す斜視図である。
【図6】本発明の実施の形態に係わる画像形成装置における、定着ユニット装着部と定着装置との部分を取り出して示す要部の分解斜視図である。
【符号の説明】
【0117】
10 フルカラープリンタ本体
12 感光体ドラム
15 現像装置
18 中間転写ベルト
20 一次転写ロール
22 二次転写ロール
24 記録用紙
26 給紙部
48 画像形成ユニット
50 定着装置
52 ヒートロール
54 定着ベルト
66 低摩擦シート部材
76 弾性シート部材
78 潤滑剤塗布部材
80A 隔壁
114 ハウジング
116 熱遮蔽部材
116A 端辺部分
116B 突片部
116C 縦端部
116D 搬送路対応部
126 カバー部材
126A 側面部分
126B 平面部分
128 換気口

【特許請求の範囲】
【請求項1】
プリンタ本体のハウジング内部にトナー像を担持した記録媒体を加熱及び加圧して定着する定着装置を配置すると共に、ファンレス換気構造に構成した画像形成装置であって、
前記ハウジングの上部における一辺に沿った角部分の内側に構成された、隔壁及び当該隔壁の側面から延出するように臨む、前記定着装置が載置される熱遮蔽部材とによって囲んでハウジング内部の機器に熱気が流入しないように隔離する定着ユニット装着部と、
前記定着ユニット装着部をカバーするために、前記ハウジングの上部で一辺に沿った角部分に対応した外形を構成するカバー部材と、
前記カバー部材における少なくとも上部と下部とに、それぞれ前記定着装置の長手方向全長に対応する範囲に渡って、それぞれ穿設された換気口と、
前記熱遮蔽部材一つの辺部である搬送路対応部に近接して配置された記録媒体の搬送路と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項2】
前記熱遮蔽部材が金属製であることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
【請求項3】
前記記録媒体に定着される前記トナーが、乳化重合凝集法トナーであることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の画像形成装置。
【請求項4】
プリンタ本体のハウジング内部にトナー像を担持した記録媒体を加熱及び加圧して定着する定着装置が前記プリンタ本体から着脱可能な定着ユニットとして配置される画像形成装置であって、
前記ハウジングの一部を構成し、前記定着ユニットの上方の面側及び前記定着ユニットの一方の側面側をカバーするカバー部材と、
前記カバー部材の前記上方の面側及び前記一方の側面側の各々に前記定着ユニットの長手方向に渡って形成された開口と、
前記定着ユニットの下方の面側から前記定着ユニットの前記一方の側面側と相対する他方の側面側に渡って設けられ、前記プリンタ本体のハウジング内部に隔壁を形成させる遮蔽部と、
前記定着ユニットの下方から上方に前記記録媒体を通過させる通過部と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項5】
前記遮蔽部は、前記定着ユニットをプリンタ本体に支持すると共に前記定着ユニットから放散される熱気を遮蔽する熱遮蔽部材からなることを特徴とする請求項4記載の画像形成装置。
【請求項6】
前記遮蔽部は、前記定着ユニットをプリンタ本体に支持すると共に前記定着ユニットから放散される熱気を遮蔽する熱遮蔽部材と、トナー像が定着された記録媒体が排出される排出トレイの一部をなす隔壁と、からなることを特徴とする請求項4記載の画像形成装置。
【請求項7】
前記熱遮蔽部材は、トナー像を担持した記録媒体が通過する搬送路対応部を有することを特徴とする請求項5または6記載の画像形成装置。


【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2006−30790(P2006−30790A)
【公開日】平成18年2月2日(2006.2.2)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2004−211943(P2004−211943)
【出願日】平成16年7月20日(2004.7.20)
【出願人】(000005496)富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Fターム(参考)】