(57)【要約】【課題】記録媒体として、特に普通紙と封筒とを用いる場合に、両者をともに良好に定着させる。【解決手段】この定着装置は、加圧ローラ３０と、加圧ローラ３０と間隔をあけて配置された張架ローラ３１と、加圧ローラ３０と張架ローラ３１との間に掛け渡されたベルト３２と、加熱ローラ３３と、搬送ガイド機構３４と、を備えている。加熱ローラ３３は、ベルト３２を介して加圧ローラ３０に圧接して配置されるとともにベルト３２とともに循環可能であり、ベルト３２との間のニップ部において記録媒体を搬送しながら加熱、加圧して記録媒体上のトナー画像を定着させる。搬送ガイド機構３４は、加熱ローラ３３の表面に記録媒体の先端を案内する第１姿勢と、第１姿勢の場合に比較して記録媒体の先端をニップ部により近い位置に案内する第２姿勢と、を取り得る。【選択図】図３
2010169778.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体上に形成されたトナー画像を定着するための定着装置であって、
加圧ローラと、
前記加圧ローラと間隔をあけて配置された張架ローラと、
前記加圧ローラと前記張架ローラとの間に掛け渡されたベルトと、
前記ベルトを介して前記加圧ローラに圧接して配置されるとともに前記ベルトとともに循環可能であり、前記ベルトとの間のニップ部において記録媒体を搬送しながら加熱、加圧して記録媒体上のトナー画像を定着させるための加熱手段と、
前記加熱手段の表面に記録媒体の先端を案内する第１姿勢と、前記第１姿勢の場合に比較して記録媒体の先端を前記ニップ部により近い位置に案内する第２姿勢と、を取り得る搬送ガイド機構と、
を備えた定着装置。
【請求項２】
前記加熱手段は、
前記ベルトを介して前記加圧ローラに圧接する加熱ローラと、
前記加熱ローラの内部に配置されたヒータと、
を有している、請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
各機構が支持されるフレームをさらに備え、
前記搬送ガイド機構は、
前記フレームに固定され、記録媒体を前記ベルト上に案内する固定ガイド部材と、
前記固定ガイド部材と前記ニップ部との間に配置され、前記搬送ガイド機構が前記第１姿勢を取り得るような第１位置と前記搬送ガイド機構が前記第２姿勢を取り得るような第２位置との間で移動可能な可動ガイド部材と、
を有している、請求項１又は２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記可動ガイド部材は、前記第１位置では記録媒体の搬送ラインと前記ベルトとの間に位置し、前記第２位置では前記搬送ラインを跨いで前記ベルトと逆側に位置する、請求項３に記載の定着装置。
【請求項５】
記録媒体にトナー画像を形成する画像形成部と、
前記画像形成部に記録媒体を搬送する給紙機構と、
前記画像形成部で形成された記録媒体上のトナー画像を定着する定着装置と、
を備え、
前記定着装置は、
加圧ローラと、
前記加圧ローラと間隔をあけて配置された張架ローラと、
前記加圧ローラと前記張架ローラとの間に掛け渡されたベルトと、
前記ベルトを介して前記加圧ローラに圧接して配置されるとともに前記ベルトとともに循環可能であり、前記ベルトとの間のニップ部において記録媒体を搬送しながら加熱、加圧して記録媒体上のトナー画像を定着させるための加熱手段と、
前記加熱手段の表面に記録媒体の先端を案内する第１姿勢と、前記第１姿勢の場合に比較して記録媒体の先端を前記ニップ部により近い位置に案内する第２姿勢と、を取り得る搬送ガイド機構と、
を有している、
画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着装置、特にベルトによって定着ニップ部に記録媒体を搬送するようにした定着装置に関する。また、本発明は、以上のような定着装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機などの画像形成装置では、感光体上に静電潜像が形成され、現像剤により現像したトナー画像が用紙に転写される。そして、用紙上のトナー画像は定着装置において定着される。この定着装置は、一般に、内部にヒータを有する加熱ローラと、加熱ローラに圧接されてニップ部を形成する加圧ローラと、を有している。
【０００３】
近年では、定着装置として、ウォームアップ時間の短い省エネタイプの装置が求められている。この省エネタイプの定着装置として、薄肉の弾性層を設けた小径の加熱ローラと加圧ローラによる２ローラ方式が最も一般的である。しかし、高速機において、定着部におけるニップ幅を比較的長く確保する必要がある場合は、加熱ローラの径を大きくする必要がある。そして、加熱ローラの径を大きくすると、ローラの曲率による用紙のローラからの分離効果が減少し、用紙の分離が困難になる。
【０００４】
そこで、小径の加熱ローラでニップ幅を稼ぐために、特開２００６−３３７４３９号公報に示されたように、加圧ローラの周囲にベルトを配置するとともに、ベルトが掛け渡された張架部材を有する定着装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３３７４３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述のようにベルトを用いた定着装置では、用紙等の記録媒体がニップ部に到達する以前に記録媒体がベルト上に載置されて搬送される。この場合、記録媒体として普通紙を用いた場合は、ベルトの波打ちや用紙の状態によって、普通紙がベルトに不均一に接触することになる。すると、用紙上のトナーの溶融状態が不均一になり、画像上にムラが生じることになる。また、ベルトによって搬送された用紙がニップ部に突入するため、突入が不均一になって用紙にしわが発生する場合がある。したがって、普通紙を定着装置に搬入する場合は、用紙をなるべくベルトに触れないようにし、用紙先端を加熱ローラに当てた上でニップ部に突入させるのが好ましい。
【０００７】
一方で、記録媒体として封筒を用いた場合、普通紙と異なり、封筒は最低でも紙が２枚重ねられた部分があり、のり付け部や重ね合わせ部によっては、３重あるいは４重の重ね部が存在する。このような封筒において、普通紙と同様にその先端を加熱ローラに当てるようにすると、表側と裏側とで搬送速度が異なり、両者の間でずれが生じてしわが発生しやすい。また、封筒の内部に内包された空気が、定着時に高い圧力を受けるために内部から抜けず、しわが発生する場合がある。このため、封筒の場合は、先端を定着装置のニップ部に突入させるのが好ましい。
【０００８】
本発明の課題は、記録媒体として、特に普通紙と封筒とを用いる場合に、両者をともに良好に定着させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に係る定着装置は、記録媒体上に形成されたトナー画像を定着するための装置であって、加圧ローラと、加圧ローラと間隔をあけて配置された張架ローラと、加圧ローラと張架ローラとの間に掛け渡されたベルトと、加熱手段と、搬送ガイド機構と、を備えている。加熱手段は、ベルトを介して加圧ローラに圧接して配置されるとともにベルトとともに循環可能であり、ベルトとの間のニップ部において記録媒体を搬送しながら加熱、加圧して記録媒体上のトナー画像を定着させる。搬送ガイド機構は、加熱手段の表面に記録媒体の先端を案内する第１姿勢と、第１姿勢の場合に比較して記録媒体の先端をニップ部により近い位置に案内する第２姿勢と、を取り得る。
【００１０】
この装置では、搬送ガイド機構が第１姿勢の場合は、記録媒体は、その先端が加熱手段の表面に案内され、その後ニップ部に案内される。そして、記録媒体は、加熱手段とベルトとによって挟持され、加熱、加圧されながら搬送されて、トナー画像が定着される。一方、搬送ガイド機構が第２姿勢の場合は、記録媒体は、その先端がニップ部近傍に案内される。そして、記録媒体は、加熱手段とベルトとによって挟持され、加熱、加圧されながら搬送されて、トナー画像が定着される。
【００１１】
ここでは、記録媒体として普通紙を用いる場合は、搬送ガイド機構を第１姿勢とすることにより、用紙がベルト上に載置されて搬送されることが少なくなるので、用紙にしわが発生する等の不具合を抑えることができる。また、記録媒体として封筒を用いる場合は、搬送ガイド機構を第２姿勢とすることにより、記録媒体が直接ニップ部に突入しやすくなり、先に加熱手段に触れてしわが発生する等の不具合を抑えることができる。
【００１２】
請求項２に係る定着装置は、請求項１の定着装置において、加熱手段は、ベルトを介して加圧ローラに圧接する加熱ローラと、加熱ローラの内部に配置されたヒータと、を有している。
【００１３】
このような構成の装置においても、前述と同様の作用効果を得ることができる。また、加熱手段が加熱ローラによって構成されているので、搬送ガイド機構を第１姿勢にした場合に、記録媒体を加熱ローラに当てることが容易になる。
【００１４】
請求項３に係る定着装置は、請求項１又は２の定着装置において、各機構が支持されるフレームをさらに備えている。そして、搬送ガイド機構は、固定ガイド部材と可動ガイド部材とを有している。固定ガイド部材は、フレームに固定され、記録媒体をベルト上に案内する。可動ガイド部材は、固定ガイド部材とニップ部との間に配置され、搬送ガイド機構が第１姿勢を取り得るような第１位置と搬送ガイド機構が第２姿勢を取り得るような第２位置との間で移動可能である。
【００１５】
ここでは、可動ガイド部材が第１位置と第２位置との間で移動することにより、記録媒体を、その種類によって適切な位置に案内することができる。また、可動ガイド部材のみを移動させればよいので、構成が簡単になる。
【００１６】
請求項４に係る定着装置は、請求項３の定着装置において、可動ガイド部材は、第１位置では記録媒体の搬送ラインとベルトとの間に位置し、第２位置では搬送ラインを跨いでベルトと逆側に位置する。
【００１７】
ここで、可動ガイド部材を第１位置に位置させる場合、記録媒体を加熱手段に当てるために、可動部材をベルトと用紙との間に配置する必要がある。すると、可動部材を第１位置から第２位置に移動させる際に、ベルト側に移動させるのは困難である。そこで、第２位置は、可動部材をベルトからより離れる側に設定している。このため、可動ガイド部材の移動のための構成が簡単になる。
【００１８】
請求項５に係る画像形成装置は、記録媒体にトナー画像を形成する画像形成部と、画像形成部に記録媒体を搬送する給紙機構と、画像形成部で形成された記録媒体上のトナー画像を定着する定着装置と、を備えている。そして、定着装置は、加圧ローラと、加圧ローラと間隔をあけて配置された張架ローラと、加圧ローラと張架ローラとの間に掛け渡されたベルトと、加熱手段と、搬送ガイド機構と、を備えている。加熱手段は、ベルトを介して加圧ローラに圧接して配置されるとともにベルトとともに循環可能であり、ベルトとの間のニップ部において記録媒体を搬送しながら加熱、加圧して記録媒体上のトナー画像を定着させる。搬送ガイド機構は、加熱手段の表面に記録媒体の先端を案内する第１姿勢と、第１姿勢の場合に比較して記録媒体の先端をニップ部により近い位置に案内する第２姿勢と、を取り得る。
【発明の効果】
【００１９】
以上のような本発明では、記録媒体として普通紙や封筒等のように厚みや構造の異なるものを用いた場合でも、良好に定着処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態による定着装置が採用された画像形成装置の断面構成図。
【図２】可動ガイド部材が第１姿勢の場合の定着装置の断面構成図。
【図３】可動ガイド部材が第２姿勢の場合の定着装置の断面構成図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１に本発明の一実施形態による定着装置を採用した画像形成装置を示す。この画像形成装置は、複数の感光体を中間転写ベルト走行方向に配したタンデム型カラー画像形成装置である。この画像形成装置では、複数の感光体のそれぞれに形成されたカラートナー画像が中間転写ベルト上に重ね合わせられて１次転写された後、用紙上に２次転写される。そして、この用紙が加熱ローラと加圧ローラとで形成されるニップ部に搬送され、加熱、加圧されてトナー画像が用紙上に定着される。
【００２２】
具体的には、この画像形成装置は、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応して設けられた複数の感光体１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｙ，１０Ｋを有している。そして、それぞれの感光体１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｙ，１０Ｋに対応して、帯電装置１８Ｍ，１８Ｃ，１８Ｙ，１８Ｋと、現像装置１９Ｍ，１９Ｃ，１９Ｙ，１９Ｋと、感光体クリーニング装置９Ｍ，９Ｃ，９Ｙ，９Ｋと、が設けられている。また、現像装置１９Ｍ〜１９Ｋの下方には、各感光体１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｙ，１０Ｋを露光して各感光体上に静電潜像を形成するための露光装置２０が設けられている。さらに、図示していないが除電装置なども各感光体の周囲に配置されている。
【００２３】
また、各感光体１０Ｍ〜１０Ｋの上方には、中間転写ベルト１２が設けられている。中間転写ベルト１２は、駆動ローラ１３及びバックアップローラ１５に張架され、駆動ローラ１３の駆動によって回転駆動される。さらに、各感光体１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｙ，１０Ｋには、それぞれ中間転写ベルト１２を挟んで１次転写ローラ１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｙ，１１Ｋが対向して配置されており、感光体ドラム１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｙ，１０Ｋ上の各色トナー画像は、これら１次転写ローラ１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｙ，１１Ｋに与えられる転写バイアスにより、中間転写ベルト１２に順次転写され、中間転写ベルト１２上にカラートナー画像が形成されるようになっている。
【００２４】
中間転写ベルト１２の一側方において、バックアップローラ１５と対向する位置（２次転写位置）には、中間転写ベルト１２上のトナー画像を搬送されてくる用紙に２次転写するための２次転写ローラ１６が設けられている。また、中間転写ベルト１２の他方の側方には、中間転写ベルト１２をクリーニングするクリーニング装置１４が配置されている。
【００２５】
以上のように、帯電装置、感光体、露光装置、現像装置、１次転写ローラ、中間転写ベルト、２次転写ローラにより、記録媒体上にトナー画像を形成する画像形成部が構成されている。
【００２６】
また、露光装置２０の下方には、用紙を収納する給紙カセット２６が設けられ、給紙カセット２６の側方には、給紙カセット２６から用紙を取り出す用紙取り出しローラ２７が設けられている。この用紙取り出しローラ２７の上方で、２次転写ローラ１６の下方にはレジストローラ１７が設けられている。
【００２７】
以上の、給紙カセット、用紙取り出しローラ、及びレジストローラにより、画像形成部に記録媒体を搬送する給紙機構が構成されている。
【００２８】
給紙機構の用紙搬送方向下流側端で、２次転写ローラ１６の上方には、記録媒体上に形成されたトナー画像を定着するための定着装置２１が設けられている。また、定着装置２１のさらに用紙搬送方向下流側（上方）には、定着された記録媒体を排出する排出ローラ２８が配置されている。
【００２９】
定着装置２１は、図２及び図３に示すように、加圧ローラ３０と、張架ローラ３１と、ベルト３２と、加熱ローラ３３と、搬送ガイド機構３４と、を有している。
【００３０】
各ローラ３０，３１，３３は、定着装置２１のフレーム３５に回転自在に支持されている。張架ローラ３１は加圧ローラ３０と間隔をあけて配置されており、ベルト３２は加圧ローラと張架ローラ３１との間に掛け渡されている。加熱ローラ３３は、内部にヒータＨを有しており、ベルト３２を介して加圧ローラ３０に圧接して配置されている。このため、加熱ローラ３３とベルト３２との間にはニップ部が形成されている。また、加熱ローラ３０は、図示しないモータ等の駆動機構に連結されており、回転駆動力が与えられている。このため、加熱ローラ３０からの駆動力を受けて、ベルト３２は循環可能である。
【００３１】
搬送ガイド機構３４は、フレーム３５に固定された固定ガイド部材３８と、フレーム３５に移動可能に支持された可動ガイド部材３９と、を有している。
【００３２】
固定ガイド部材３８は、ベルト３２の用紙搬送方向上流側、すなわち張架ローラ３１の下方に配置されている。そして、固定ガイド部材３８は、その記録媒体案内面３８ａが、張架ローラ３１から加圧ローラ３０に向かうベルト３２の表面３２ａとほぼ一直線上に並ぶように配置されている。言い換えれば、固定ガイド部材３８のみによって案内された記録媒体Ｐは、先端がニップ部に向かうように、固定ガイド部材３８は配置されている。
【００３３】
可動ガイド部材３９は、固定ガイド部材３８とニップ部との間に配置されており、本体部３９ａと、ガイド部３９ｂと、を有している。
【００３４】
本体部３９ａは、下端が固定ガイド部材３８の下端とほぼ同じ位置まで延び、上端は、ベルト３２の張架ローラ３１から離れた平坦部分に重なる程度にまで延びている。そして、本体部３９ａは、下端部がフレーム３５に回動自在に支持されており、図２で示す第１位置と、図３で示す第２位置と、を取り得る。
【００３５】
また、ガイド部３９ｂは、本体部３９ａの上部に本体部３９ａと一体で設けられており、張架ローラ３１に巻き掛けられたベルト３２の形状にほぼ沿うような形状である。すなわち、ガイド部３９ｂの下部は、固定ガイド部材３８の上端とほぼ同じ位置に配置され、上部は張架ローラ３１から加圧ローラ３０に向かうベルト３２の表面３２ａに平行に配置されている。言い換えれば、第１位置の可動ガイド部材３９によって案内された記録媒体Ｐは、先端が加熱ローラ３３の表面に当たるように、ガイド部３９ｂは配置されている。
【００３６】
このように、可動ガイド部材３９のガイド部３９ｂは、第１位置では記録媒体Ｐの搬送ラインとベルト３２との間に位置し、第２位置では搬送ラインを跨いでベルト３２と逆側に位置する。
【００３７】
次に動作について説明する。
【００３８】
例えば外部コンピュータから送られる画像形成データが、図示しないＣＰＵを含む制御装置において、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各色のデータに分けられる。そして、帯電装置１８Ｍ，１８Ｃ，１８Ｙ，１８Ｋによって各感光体１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｙ，１０Ｋの表面が一様に帯電され、各色に分けられた画像形成データに基づいて、露光装置２０により各感光体ドラム１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｙ，１０Ｋが露光され、静電潜像が形成される。
【００３９】
そして、現像装置１９Ｍ，１９Ｃ，１９Ｙ，１９Ｋによって各感光体１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｙ，１０Ｋ上の静電潜像が現像され、それぞれマゼンタ（Ｍ）トナー画像、シアン（Ｃ）トナー画像、イエロー（Ｙ）トナー画像、及びブラック（Ｋ）トナー画像が形成される。
【００４０】
次に、感光体ドラム１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｙ，１０Ｋ上の各色トナー画像は、１次転写ローラ１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｙ，１１Ｋに与えられる転写バイアスにより、中間転写ベルト１２に順次転写されて中間転写ベルト１２上にカラートナー画像が形成される。そして、中間転写ベルト１２上のトナー画像は、給紙機構により搬送されてくる記録媒体に２次転写される。トナー画像が転写された記録媒体は定着装置２１に送られ、ここで、トナー画像が定着されて排出される。
【００４１】
ここで、記録媒体として普通紙が用いられる場合は、自動あるいは手動で、可動ガイド部材３９が図２に示すような第１位置に配置される。この場合は、搬送ガイド機構３４としては第１姿勢となり、搬送されてきた普通紙は、固定ガイド部材３８から可動ガイド部材３９に案内され、先端が加熱ローラ３３の表面に当てられる。その後、加熱ローラ３３の回転に伴ってニップ部に案内される。そして、このニップ部で加熱、加圧されながら搬送され、用紙上のトナー画像が定着される。
【００４２】
この場合は、用紙は、先端が加熱ローラ３３に当たるように案内されるので、加熱ローラ３３への巻き付き量が多くなり、均一に伸ばされる。また、用紙がニップ部に突入する際も、均一に突入することになる。このため、用紙にしわ等が発生するのを抑えることができる。
【００４３】
一方、記録媒体として封筒が用いられる場合は、自動あるいは手動で、可動ガイド部材３９が図３に示すような第２位置に配置される。この場合は、搬送ガイド機構３４としては第２姿勢となり、可動ガイド部材３９は退避し、封筒は固定ガイド部材３８のみによって案内されることになる。具体的には、搬送されてきた封筒は、固定ガイド部材３８によってベルト３２上に案内され、先端がニップ部に直接導かれる。そして、このニップ部で加熱、加圧されながら搬送され、封筒上のトナー画像が定着される。
【００４４】
この場合は、封筒はニップ部に直接導かれるので、加熱ローラ３３のみに触れる時間が少なくなり、搬送時のずれ等によるしわ等を抑えることができる。
【００４５】
以上のように本実施形態では、記録媒体の種類によって可動ガイド部材３９の姿勢を制御し、記録媒体を適切にニップ部に案内するので、種々の記録媒体に対して良好は定着処理を行うことができる。なお、自動で可動ガイド部材３９の姿勢を制御する場合は、ユーザーにより記録媒体として封筒が選択された際に、その選択指示を制御部が認識し、可動ガイド部材３９をアクチュエータで第２姿勢に駆動する。また、封筒の選択指示が解除された場合は（普通紙の場合は）、アクチュエータにより可動ガイド部材３９を第１姿勢に戻す。
【００４６】
［他の実施形態］
(a)  前記実施形態では特に説明していないが、記録媒体の種類によって、可動ガイド部材３９の姿勢制御とともに、加熱ローラとベルト（加圧ローラ）との圧接力を制御している。すなわち、封筒のように普通紙よりも厚みが厚い記録媒体の場合には、圧接力を小さくしている。このために詳細の構成は省略するが、従来から用いられている構成と同様である。
【００４７】
(b)  加熱のための機構は加熱ローラに限定されない。例えば、加熱のためのベルトを用いてもよい。
【符号の説明】
【００４８】
２１  定着装置
３０  加圧ローラ
３１  張架ローラ
３２  ベルト
３３  加熱ローラ
３４  搬送ガイド機構
３５  フレーム
３８  固定ガイド部材
３９  可動ガイド部材
【図１】
2010169778.tif 000003
【図２】
2010169778.tif 000004
【図３】
2010169778.tif 000005