(57)【要約】      （修正有）【課題】簡単な構成で分離搬送ガイドを回転可能な形態で保持しつつ、分離搬送ガイド先端を加圧ローラに対して高精度に位置決めできる定着装置を提供する。【解決手段】可撓性を有する無端状の定着ベルトと、定着ベルトに対向し押圧することでニップを形成する加圧ローラ２１と、を有する定着装置であって、複数部品から構成される分離搬送ガイド４１を有し、分離搬送ガイド４１は、定着装置のピン４３によって保持されている分離搬送ガイド本体４２と、分離搬送ガイド本体４２に保持されるとともに、分離搬送ガイド本体４２に対して可動であり、加圧ローラ２１に当接することで位置が決定され、分離搬送ガイド本体４２と共にピン４３を中心に開閉可能である分離搬送ガイド先端４４と、を有する。【選択図】図３
2014178487.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性を有する無端状の定着部材と、該定着部材に対向し押圧することでニップを形成する加圧回転体と、を有する定着装置であって、
複数部品から構成されるガイド部材を有し、
該ガイド部材は、前記定着装置の回転支持部材によって保持されているガイド部材本体と、
該ガイド部材本体に保持されるとともに、前記ガイド部材本体に対して可動であり、前記加圧回転体に当接することで位置が決定され、前記ガイド部材本体と共に回転支持部材を中心に開閉可能であるガイド部材先端と、
を有することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記ガイド部材先端は、非通紙部にて前記加圧回転体の表面に当接していることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項３】
前記ガイド部材先端は、前記加圧回転体に近づく方向に付勢されならが該加圧回転体に当接していることを特徴とする請求項１または２記載の定着装置。
【請求項４】
前記ガイド部材先端の前記加圧回転体への当接部は、高摺動性のシート部材または摺動性樹脂で形成されたコロが設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項５】
前記ガイド部材先端は、任意の通紙条件のときのみ前記加圧回転体に当接し、その他の場合は前記加圧回転体から離間することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱と圧力により記録媒体にトナーを定着させる定着装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電子写真方式を利用した画像形成装置は公知技術となっている。その画像形成プロセスは、像担持体である感光ドラムの表面に静電潜像を形成し、感光ドラム上の静電潜像を現像剤であるトナー等によって現像して可視像化し、現像された画像を転写装置により記録紙に転写して画像を担持させ、圧力や熱等を用いる定着装置によって記録紙上のトナー画像を定着する過程により成立している。
【０００３】
定着装置には、対向するローラもしくはベルトもしくはそれらの組み合わせにより構成された定着回転体が配置されており、記録紙を挟みこみ、熱および圧力を加え、トナー像を記録紙上に定着する。
【０００４】
公知のベルト定着装置について説明する。図７は、従来のベルト定着装置６１を示す図である。一例を挙げると、ベルト定着方式において、熱源体である加熱ヒータ６２を有した加熱ローラ６３と表層にゴム層が設けられた定着ローラ６４を内包した定着ベルト６５（定着体）と定着ベルト６５に当接する加圧ローラ６６（加圧体）が定着回転体である。定着装置６１に到達したトナー転写済みの記録紙６７は、定着ベルト６５と加圧ローラ６６のニップに入り、記録紙６７が定着ニップを通過する過程で、転写されたトナー像が加熱および加圧され、定着する。
【０００５】
また、特許文献１には、回転体の内面に摺接する固定部材を有している定着装置７１が開示されている。図８は、従来のフィルム加熱方式の定着装置７１を示す図である。一般に、定着ベルト７２内に設置された発熱体としてのセラミックヒータ７３と、加圧部材としての加圧ローラ７４との間に耐熱性フィルム（定着フィルム）を挟ませて定着ニップ部７５を形成させる。
【０００６】
定着ニップ部７５のフィルムと加圧ローラ７４との間に画像定着すべき未定着トナー画像を形成担持させた被記録材を導入して、フィルムと一緒に挟持搬送させることで、定着ニップ部７５においてセラミックヒータ７３の熱がフィルムを介して被記録材に与えられる。また、定着ニップ部７５の加圧力にて未定着トナー画像を被記録材面に熱圧定着させる。
【０００７】
このフィルム加熱方式の定着装置７１は、セラミックヒータ７３およびフィルムとして低熱容量の部材を用いてオンデマンドタイプの装置を構成することができるとともに、画像形成装置の画像形成実行時のみ熱源としてのセラミックヒータ７３に通電して所定の定着温度に発熱させた状態にすればよく、画像形成装置の電源オンから画像形成実行可能状態までの待ち時間が短く（クイックスタート性）、スタンバイ時の消費電力も大幅に小さい（省電力）等の利点がある。
【０００８】
また、特許文献２には、表面が弾性変形する回転可能な加熱定着ロールと、加熱定着ロールに接触したまま走行可能なエンドレスベルトと、エンドレスベルトの内側に非回転状態で配置されて、エンドレスベルトを加熱定着ロールに圧接させ、エンドレスベルトと加熱定着ロールとの間に記録紙が通過させられるベルトニップを設けるとともに、加熱定着ロールの表面を弾性変形させる加圧パッドとを具備してなるベルトニップ方式の画像定着装置が開示されている。
【０００９】
この定着方式によれば、下のロールをベルトにし、用紙とロールの接触面積を広げることで熱伝導効率を大幅に向上させ、エネルギー消費を抑制すると同時に小型化を実現することが可能となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、特許文献１，２に開示されている定着装置は、耐久性とベルト温度安定性の問題があった。すなわち、熱源であるセラミックヒータとベルト内面の摺動による耐磨耗性が不十分であり、長時間運転すると連続摩擦を繰り返す面が荒れて摩擦抵抗が増大し、ベルトの走行が不安定になる。また、定着装置の駆動トルクが増大する等の現象が生じる。その結果、画像を形成する転写紙のスリップが生じ画像のずれが生じる。また、駆動ギヤに係る応力が増大し、ギヤの破損を引き起こすという不具合が発生する。
【００１１】
さらに、フィルム加熱方式の定着装置では、ベルトをニップ部で局所的に加熱しているため回転するベルトがニップ入り口に戻ってくる際に、ベルト温度は最も冷えた状態になり、（特に高速回転を行うと）定着不良が出やすいという問題があった。
【００１２】
一方、ベルト内面と固定部材の摺動性の問題を改善する手段として、特許文献３では、圧力パッドの表層に低摩擦シート（シート状摺動材）としてＰＴＦＥを含浸させたガラス繊維シート（ＰＴＦＥ含浸ガラスクロス）を用いる方法が開示されている。この方法によれば、摺動性が向上することが示されている。
【００１３】
しかし、特許文献３に開示されている加圧ベルト方式の定着装置では、定着ローラの熱容量が大きく、昇温が遅いため、ウォームアップにかかる時間が長いという問題があった。
【００１４】
本発明は、前記課題を解決するためのものであり、その目的とするところは、簡単な構成で分離搬送ガイドを回転可能な形態で保持しつつ、分離搬送ガイド先端を加圧ローラに対して高精度に位置決めできる定着装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
かかる目的を達成するために、本発明は、以下の特徴を有する。
【００１６】
本発明に係る定着装置は、可撓性を有する無端状の定着部材と、該定着部材に対向し押圧することでニップを形成する加圧回転体と、を有する定着装置であって、複数部品から構成されるガイド部材を有し、該ガイド部材は、前記定着装置の回転支持部材によって保持されているガイド部材本体と、該ガイド部材本体に保持されるとともに、前記ガイド部材本体に対して可動であり、前記加圧回転体に当接することで位置が決定され、前記ガイド部材本体と共に回転支持部材を中心に開閉可能であるガイド部材先端と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、簡単な構成で分離搬送ガイドを回転可能な形態で保持しつつ、分離搬送ガイド先端を加圧ローラに対して高精度に位置決めできる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施形態に係るプリンタ全体の構成を示す概略図である。
【図２】本実施形態に係る定着装置の構成を示す図である。
【図３】本実施形態に係る分離搬送ガイドの構成を示す図である。
【図４】本実施形態に係る樹脂シートの当接部を示す図である。
【図５】本実施形態に係る押し付け手段を示す図である。
【図６】分離搬送ガイド先端が加圧ローラから離間した状態を示す図である。
【図７】従来のベルト定着装置を示す図である。
【図８】従来のフィルム加熱方式の定着装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本実施形態について図面により詳細に説明する。
【００２０】
以下、本実施形態に係る電子写真式の画像形成装置であるレーザープリンタ（以下、「プリンタ」という。）について説明する。図１は、本実施形態に係るプリンタ全体の構成を示す概略図である。このプリンタは、潜像担持体としての感光体ドラム１３を有している。
【００２１】
感光体ドラム１３は、図中矢印方向に回転駆動されながら、感光体ドラム１３に接触する一様帯電手段としての帯電ローラにより、その表面を一様に帯電される。その後、潜像形成手段としての光書込ユニット９により画像情報に基づき走査露光されて、感光体ドラム１３の表面に静電潜像が形成される。
なお、一様帯電手段および潜像形成手段としては、帯電ローラ１４および光書込ユニット９とは異なるものを用いることもできる。
【００２２】
感光体ドラム１３上に形成された静電潜像は、現像装置１０により現像され、感光体ドラム１３上にトナー像が形成される。感光体ドラム１３上に形成されたトナー像は、転写ローラ１１を備えた転写手段としての転写ユニットにより、給紙カセット８から給紙ローラ７およびレジストローラ対６を経て搬送される転写材としての転写紙上に転写される。転写終了後の転写紙は、定着手段としての定着装置４によりトナー像が定着され、機外に排出される。
【００２３】
なお、転写されずに感光体ドラム１３上に残留した転写残トナーは、クリーニング手段としてのクリーニングユニット１２により感光体ドラム１３の表面から除去される。また、感光体ドラム１３上の残留電荷は、除電手段としての除電ランプで除去される。
【００２４】
図２は、本実施形態に係る定着装置４の構成を示す図である。定着装置４は、定着装置内に加圧ローラ２１と定着ベルト２２とハロゲンヒータ２３とを有し、ハロゲンヒータ２３により加熱される。
【００２５】
このとき、定着ベルト２２内には、定着ステー２４によって保持されたニップ形成部材２５があり、ベルト内面と直接（もしくは、摺動シートを介して間接的に）摺動するようになっている。ニップ部２９の形状が凹形状であるが、平坦形状やその他の形状であってもよい。ニップ部２９の形状が凹形状の方が、用紙先端の排出方向が加圧ローラ２１よりになり、分離性が向上するのでジャムの発生が抑制される。
【００２６】
加圧ローラ２１は金属ローラ２６にシリコーンゴム層２７があり、離型性を得るために表面に離型層（ＰＦＡまたはＰＴＦＥ層）が設けてある。加圧ローラ２１は画像形成装置に設けられたモータなどの駆動源からギヤを介して駆動力が伝達され回転する。また、加圧ローラ２１はスプリングなどにより定着ベルト２２側に押し付けられており、シリコーンゴム層２７が押しつぶされて変形することにより、所定のニップ幅を有している。
【００２７】
加圧ローラ２１は中実のローラであっても良いが、中空のほうが熱容量は少なくて良い。また、加圧ローラ２１にハロゲンヒータなどの加熱源を有していても良い。シリコーンゴム層２７はソリッドゴムでもよいが、加圧ローラ２１内部にヒータが無い場合は、スポンジゴムを用いても良い。スポンジゴムの方が、断熱性が高まり定着ベルト２２の熱が奪われにくくなるので、より望ましい。
【００２８】
定着ベルト２２は、ニッケルやＳＵＳなどの金属ベルトやポリイミドなどの樹脂材料を用いた無端ベルト（もしくはフィルム）とする。定着ベルト２２の表層はＰＦＡまたはＰＴＦＥ層などの離型層を有し、トナーが付着しないように離型性をもたせている。定着ベルト２２の基材とＰＦＡまたはＰＴＦＥ層の間にはシリコーンゴムの層などで形成する弾性層があっても良い。
【００２９】
シリコーンゴム層がない場合は熱容量が小さくなり、定着性が向上するが、未定着画像を押しつぶして定着するときにベルト表面の微妙な凹凸が画像に転写されて画像のベタ部にユズ肌状の跡が残るという不具合が生じる。これを改善するには、シリコーンゴム層を１００μｍ以上設ける必要がある。シリコーンゴム層の変形により、微妙な凹凸が吸収され、ユズ肌画像が改善する。
【００３０】
中空のパイプ状の金属体２８はアルミ、鉄またはステンレスなどの金属を用いる。図示した金属体２８は円形であるが、角型であっても、その他の断面形状であっても良い。このとき、ハロゲンヒータ２３などの輻射熱などにより支持体が加熱されてしまう場合は、支持体表面に断熱もしくは鏡面処理を行い、加熱されることを防止することで、無駄なエネルギー消費を抑制することができる。
【００３１】
金属体２８を昇温させる熱源は、図示したハロゲンヒータ２３でも良いが、ＩＨコイルであっても良いし、また、抵抗発熱体、カーボンヒータ等であっても良い。定着ベルト２２は外部のローラにより連れ回り回転する。図２の場合は、加圧ローラ２１が図示しない駆動源により回転し、ニップ部２９で定着ベルト２２に駆動力が伝達されることにより定着ベルト２２が回転する。このような構成により安価で、ウォームアップが早い定着装置４を実現することができる。
【００３２】
定着ベルト２２内部には加圧ローラ２１との間でニップ部２９を形成するニップ形成部材２５とニップ形成部材２５にかかる荷重をささえる定着ステー２４、熱源としてハロゲンヒータ２３、およびそれらを保持するフランジが配置されている。
【００３３】
また、定着ベルト２２側には、金属性の非接触分離板の分離搬送ガイド４０が配置され、加圧ローラ２１側には、樹脂製の非接触出口ガイド板の分離搬送ガイド４１が搭載されている。従来、定着ベルト２２側には高精度且つ効果な金属製分離板が搭載され、加圧ローラ２１側には安価な樹脂製ガイド板が用いられてきた。定着ベルト２２側は常にトナー像の載った転写紙を分離搬送する必要があるため、高精度な分離部材が要求されるが、加圧側は両面印刷時のみであり、また一度定着された後のトナー像であるため、トナーの粘着性も低下している。そのため安価な樹脂性ガイドが用いられてきた。
【００３４】
しかしながら、両面印刷時の第１面において面積率の高い画像が印刷され、第２面において面積率の低い画像が印刷されるような両面印刷時においては、しばしば加圧ローラ２１側の巻き付きが発生し問題となっていた。本実施形態はこれらの問題を解決するものである。
【００３５】
分離搬送ガイド４０，４１は加圧ローラ２１に巻き付き気味に搬送される転写紙を分離する機能と、定着装置４以降の搬送経路へ転写紙を案内する機能を有しており、かつ、ジャム処理時には紙を除去しやすいように開けるような構成となっている必要がある。
【００３６】
そこで、本実施形態では、２体化した分離搬送ガイド４１を提案する。図３は、本実施形態に係る分離搬送ガイド４１の構成を示す図である。分離搬送ガイド４１は、分離搬送ガイド本体４２とピン４３と分離搬送ガイド先端４４と付勢手段４５と当接部４６とを有している。
【００３７】
分離搬送ガイド本体４２は、定着装置４のフレームに固定されているピン４３によって回転可能な状態で支持されており、この分離搬送ガイド本体４２に分離搬送ガイド先端４４が保持されている。分離搬送ガイド本体４２の下部と分離搬送ガイド先端４４の上部の間に、付勢手段４５が取り付けられている。
【００３８】
図３に示すように、分離搬送ガイド先端４４は、付勢手段４５によって加圧ローラ２１に近づく側に付勢されており、分離搬送ガイド４１を閉じたときに、分離搬送ガイド先端４４の当接部４６が非通紙領域で加圧ローラ２１に当接することにより、先端位置が決まる。
【００３９】
分離搬送ガイド先端４４は、非通紙部にて加圧ローラ２１の表面に当接しているので、加圧ローラ２１がどのような温度状態であっても分離搬送ガイドを加圧ローラ２１に対して高精度に位置決めすることができる。
【００４０】
また、分離搬送ガイド先端４４は、加圧ローラ２１に近づく方向に付勢されならが加圧ローラ２１に当接していることで、分離搬送ガイド本体４２に対しては可動であるので、両側の当接部４６は必ず加圧ローラ２１に接触することができる。加圧ローラ２１の熱膨張、位置変動、外径変動やガイド板部品バラつきがあった場合でも、ガイド板先端位置は加圧ローラ２１に対して常に高精度な位置を決めることができる。
【００４１】
もし、これを一体化のガイドで行おうとすると、分離搬送ガイド４１がフレームのピン４３に保持される場合、先端部は可動ではなくなるので、両端部の当接部４６を含めると４点支持となり、当接部４６は従基準となる。加圧ローラ２１とフレームのピン４３は、理論的に同じ平行度となることはありえないので、分離搬送ガイド先端４４の当接部４６はどちらか片方しか加圧ローラ２１に当接しないので、高い位置精度出しはできない。
【００４２】
加圧ローラ２１の芯金を基準とし、加圧ローラ２１と共に可動するサブフレームを構成すれば位置精度は高められるが、構成が非常に複雑になるとともにフレームが可動式となることによって強度低下が懸念されるが、本実施形態の構成ではこれらの問題も解決しうるものである。
【００４３】
図４は、本実施形態に係る樹脂シートの当接部５１を示す図である。分離搬送ガイド４１の両側の当接部５１は高摺動性の樹脂シートが取り付けられている。また、図３に示すように、当接部４６は摺動性樹脂のコロが取り付けられている。
【００４４】
分離搬送ガイド先端４４の加圧ローラ２１への当接部４６，５１は、高摺動性のシート部材または摺動性樹脂で形成されたコロが設けられていることで、加圧ローラ２１の当接部４６，５１の磨耗を防止することができる。
【００４５】
図５は、本実施形態に係る押し付け手段５２を示す図である。定着装置４は分離搬送ガイド先端４４の付勢方向とは逆方向に分離搬送ガイド先端４４を押し付ける手段５２を有している。加圧ローラ２１側に転写紙が巻き付くのは、通紙モードの中では限られた範囲であり、薄紙や第１面画像面積が大の場合である。
【００４６】
図６は、分離搬送ガイド先端４４が加圧ローラ２１から離間した状態を示す図である。薄紙や第１面画像面積が大の条件での通紙が選択された場合のみ、ガイド先端４４を加圧ローラ２１に当接させ、位置精度を向上させる。これ以外の場合は押し付け手段５２によって、分離搬送ガイド本体４２に押し付けた状態（加圧ローラ２１から離間させた状態）にすることにより、加圧ローラ２１の当接部４６の磨耗を最小限に抑えることができる。
【００４７】
本実施形態によれば、分離搬送ガイドの構成とすることにより、安価な構成であっても加圧ローラ側の分離機能の高い定着装置を実現することができる。
【００４８】
なお、上述した実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の一例を示すものであり、本発明はそれに限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々変形実施が可能である。
【符号の説明】
【００４９】
４    定着装置
２１    加圧ローラ
２２    定着ベルト
２３    ハロゲンヒータ
２９    ニップ部
４１    分離搬送ガイド
４２    分離搬送ガイド本体
４３    ピン
４４    分離搬送ガイド先端
４５    付勢手段
４６    当接部
５２    押し付け手段
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５０】
【特許文献１】特開平４−４４０７５号公報
【特許文献２】特開平８−２６２９０３号公報
【特許文献３】特開平１０−２１３９８４号公報
【図１】
2014178487.tif 000003
【図２】
2014178487.tif 000004
【図３】
2014178487.tif 000005
【図４】
2014178487.tif 000006
【図５】
2014178487.tif 000007
【図６】
2014178487.tif 000008
【図７】
2014178487.tif 000009
【図８】
2014178487.tif 000010