(57)【要約】【課題】定着された記録材のカールを除去すると共に、記録材の性質や秤量によって適切に対応してカールを除くこと。【解決手段】加熱手段を内蔵する第１の定着手段と、第１の定着手段と対向して配置され、記録材を挟んで第１のニップ部を形成する第２の定着手段と、記録材の下流側に配置され、第２のニップ部を形成する一対の搬送ローラと、一方の搬送ローラの背後から、搬送ローラから排出された記録材を上記第１の定着手段の側に付勢するガイドと、ガイドを記録材側に付勢する手段とを備えた定着装置。また、上記定着装置を用いた画像形成装置を開示する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱手段を内蔵する第１の定着手段と、第１の定着手段と対向して配置され、記録材を挟んで第１のニップ部を形成する第２の定着手段と、記録材の下流側に配置され、第２のニップ部を形成する一対の搬送ローラと、一方の搬送ローラの背後から、搬送ローラから排出された記録材を上記第１の定着手段の側に付勢するガイドと、ガイドを記録材側に付勢する手段とを備えたことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
更に、上記ガイドの付勢角度を調節する手段を備えることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項３】
更に、記録材の厚さ又は重量を検出して、上記ガイドの付勢角を調節する手段を備えることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項４】
上記一対の搬送ロールによって形成される第２のニップ部の、上記第１のニップ部に対する位置を調節する手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項５】
上記第２のニップ部は上記第１のニップ部よりも第１の定着手段側に位置することを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項６】
加熱部材を内蔵して回転駆動されるヒートローラと、加圧部材により該ヒートローラに押し付けられるベルトと、該ヒートローラと該ベルトにより形成される第１のニップ部から下流側に互いに対向配置される画像面側デカールローラと非画像面側デカールローラと、該画像面側デカールローラと該非画像面側デカールローラが形成する第２のニップ部よりも下流側に配置され、該画像面側デカールローラに巻きかけるように用紙搬送方向をガイドするデカールガイドを有する定着装置。
【請求項７】
前記デカールガイドはヒートローラに対し可倒支持され、ガイド加圧部材により用紙を該画像面側デカールローラに巻きかけるように傾けることを特徴とする請求項６記載の定着装置。
【請求項８】
前記画像面側デカールローラは、画像幅方向一様な直径で、表面にフッ素樹脂層を有することを特徴とする請求項６又は７記載の定着装置。
【請求項９】
静電潜像を形成する手段と、
静電潜像を現像する手段と、
記録材に静電潜像を転写する手段と、
加熱手段を内蔵する第１の定着手段と、第１の定着手段と対向して配置され、記録材を挟んで第１のニップ部を形成する第２の定着手段と、記録材の下流側に配置され、第２のニップ部を形成する一対の搬送ローラと、一方の搬送ローラの背後から、搬送ローラから排出された記録材を上記第１の定着手段の側に付勢するガイドと、ガイドを記録材側に付勢する手段とを備え、転写した画像を定着する定着装置と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
更に、上記ガイドの付勢角度を調節する手段を備えることを特徴とする請求項９記載の画像形成装置。
【請求項１１】
更に、記録材の厚さ又は重量を検出して、上記ガイドの付勢角を調節する手段を備えることを特徴とする請求項９記載の画像形成装置。
【請求項１２】
上記一対の搬送ロールによって形成される第２のニップ部の、上記第１のニップ部に対する位置を調節する手段を備えたことを特徴とする請求項９記載の画像形成装置。
【請求項１３】
上記第２のニップ部は上記第１のニップ部よりも第１の定着手段側に位置することを特徴とする請求項９記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置における定着装置及びそれを用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ベルトを用いる定着装置では、定着可能温度までの立ち上がり時間を短縮するため、主に画像面側のみを加熱する。その場合、立ち上げ直後は非加熱側の温度が所定の温度まで上昇せず、また、用紙の連続通紙時は用紙に非加熱側の熱が奪われるため、加熱側と非加熱側（画像側と非画像側）の温度差が大きくなる。この温度差が、用紙のカールを増加させる原因になる。カールの大きさは、用紙各銘柄で異なり、また、用紙の吸湿状態でも変化する。一般に用紙の水分率が高いとカールが大きくなる。
【０００３】
非画像側のカールを除去するには、ニップ出口で用紙を画像側（加熱側）に曲げればよいが、加熱されるベルト、またはローラに対し用紙を巻きつける方向に曲げると、用紙の巻き付き、または、画像を形成するトナーが加熱されるベルトまたはローラに再付着するホットオフセットが発生する。そのため、加熱されるベルト、ローラの直後では、用紙を強く曲げてカールを効果的に除去することが難しく、水分率の高い用紙等極端にカールが大きくなる状態では、十分カールを取りきれない場合がある。一方、用紙が定着器を出た後に何らかのデカール機構を設け、カールを除去する場合は、用紙の温度が下がり、クセがつきにくくなるため、より大きく用紙を変形させる必要がある。これは、用紙詰まりの確率を増すことになる。
【０００４】
特許文献１記載のように、ベルト内に加熱部材を有し、加圧ローラとのニップを形成し、ニップ出口の用紙搬送方向側のガイドに用紙端を当てて曲げ、用紙のカールを取り除く装置が提案されている。この技術においては、排紙ローラと排紙コロとの接触面から出た記録材端が開放されているため、紙質によってはデカールが十分されないことが懸念される。
【０００５】
また、特許文献２においては、カール規制部材の小径加圧ロールを熱定着ロールに押し当てて、カール規制部材のガイド面に沿って搬送することが記載されている。また、紙圧を検出し、それによってカール規制部材の位置を最適化することも記載されている。この技術においては、カール規制部材によって搬送される時点では、紙は開放された状態にあり、確実に十分なデカールがされない惧がある。デカールのためには、定着ロールから搬出された後は、定着ロールの速度よりも若干速く引き出す必要があるが、特許文献２記載の技術ではこれが困難と考えられる。
【０００６】
更に、特許文献３においては、記録材下流側に、搬送ローラ及び搬送ローラに圧接する圧接部材からなるデカーラを設け、搬送ローラとデカーラの圧接面を利用して記録材のカールを取る技術が開示されている。搬送ローラとデカーラとのニップ部の回転速度即ち記録材の移動速度は、定着ロールでの記録材の速度よりも大きくなければならないが、搬送ローラとデカーラの圧接面の抵抗が大きいため、搬送ロール及びデカールローラの速度を上げる事は困難と考えられる。
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−３５２８８７号公報
【特許文献２】特開平１０−２２８１９８号公報
【特許文献３】特開２００３−２９５６５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って、本発明の目的は、種々の記録材の性質に対応して、定着後の記録材のカールを確実に取り除くことができる定着装置及び画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、加熱手段を内蔵する第１の定着手段と、第１の定着手段と対向して配置され、記録材を挟んで第１のニップ部を形成する第２の定着手段と、記録材の下流側に配置され、第２のニップ部を形成する一対の搬送ローラと、一方の搬送ローラの背後から、搬送ローラから排出された記録材を上記第１の定着手段の側に付勢するガイドと、ガイドを記録材側に付勢する手段とを備えた定着装置を提供する。本定着装置における発明の搬送ローラは記録材の搬送をし、同時に、必要なデカール作用も行う。
【００１０】
更に、定着装置は上記ガイドの付勢角度を調節する手段を備えることができる。更に、上記定着装置は記録材の厚さ又は重量を検出して、上記ガイドの付勢角を調節する手段を備えることが望ましい。また、上記一対の搬送ロールによって形成される第２のニップ部の、上記第１のニップ部に対する位置を調節する手段を備えたことができる。上記第２のニップ部は上記第１のニップ部よりも第１の定着手段側に位置することが望ましい。
【００１１】
本発明は、加熱部材を内蔵して回転駆動されるヒートローラと、加圧部材により該ヒートローラに押し付けられるベルトと、該ヒートローラと該ベルトにより形成される第１のニップ部から下流側に互いに対向配置される画像面側デカールローラと非画像面側デカールローラと、該画像面側デカールローラと該非画像面側デカールローラが形成する第２のニップ部から下流側に配置され、該画像面側デカールローラに巻きかけるように用紙搬送方向をガイドするデカールガイドを有する定着装置を提供する。
【００１２】
前記デカールガイドはヒートローラに対し可倒支持され、ガイド加圧部材により用紙を該画像面側デカールローラに巻きかけるように傾けられることが望ましい。前記画像面側デカールローラは、画像幅方向に略一様な直径を持ち、表面にフッ素樹脂層を有することが望ましい。
【００１３】
本発明は又、静電潜像を形成する手段と、静電潜像を現像する手段と、記録材に静電潜像を転写する手段と、加熱手段を内蔵する第１の定着手段と、第１の定着手段と対向して配置され、記録材を挟んで第１のニップ部を形成する第２の定着手段と、記録材の下流側に配置され、第２のニップ部を形成する一対の搬送ローラと、一方の搬送ローラの背後から、搬送ローラから排出された記録材を上記第１の定着手段の側に付勢するガイドと、ガイドを記録材側に付勢する手段とを備え、上記転写した画像を定着する定着装置とを有する画像形成装置を提供する。
【００１４】
更に、上記画像形成装置においては、上記ガイドの付勢角度を調節する手段を備えることが望ましい。更に、上記画像形成装置は記録材の厚さ又は重量を検出して、上記ガイドの付勢角を調節する手段を備えることができる。上記一対の搬送ロールによって形成される第２のニップ部の、上記第１のニップ部に対する位置を調節する手段をもうけることが好ましい。上記第２のニップ部は上記第１のニップ部よりも第１の定着手段側に位置することができる。
【００１５】
本発明は、加熱部材を内蔵して回転駆動されるヒートローラと、加圧部材により該ヒートローラに押し付けられるベルトと、該ヒートローラと該ベルトにより形成されるニップ部から下流側に互いに対向配置される画像面側デカールローラと非画像面側デカールローラと、該画像面側デカールローラと該非画像面側デカールローラが形成する第二のニップ部から下流側に配置され、該画像面側デカールローラに巻きかけるように用紙搬送方向をガイドするデカールガイドを有する定着装置を提供するものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、用紙の水分率が高く、カールが大きくなる状況においても、十分にカールの除去が可能で、さらに、用紙詰まりの発生の少ない定着器を提供することができる。
【００１７】
また、用紙の水分含有率が高く、カールが大きくなる状況下であっても、十分にカールの除去が可能で、さらに、用紙詰まりの少ない定着装置及び画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
（実施例１）
図１は本発明の実施例の定着装置断面図である。定着装置３０は、表面に弾性層を有するヒートローラ３１とポリイミド等の薄肉無端ベルトである定着ベルト３３で構成される。ヒートローラ３１は駆動力を得て回転し、ヒートローラ３１内にある加熱部材３２により加熱される。定着ベルト３３は、第１パッド３４、第２パッド３７、加圧ローラ３８によりヒートローラ３１に押し付けられ、第１のニップを形成する。第１パッド３４は第１パッド加圧ばね３５を介して、加圧ステー３６に取り付けられ、第２パッド３７も、加圧ステー３６に取り付けられる。加圧ステー３６は図示されない加圧機構により、ヒートローラ３１側に押し付けられる。加圧ローラ３８も、図示されない加圧機構により、ヒートローラ３１側に押し付けられる。用紙上のトナー画像は、ヒートローラ３１と定着ベルト３３が形成する第１のニップ部で、熱と圧力により溶融定着される。
【００１９】
デカールガイド４１は、デカールガイド支点４２を中心として、可倒支持され、図中矢印Ａ方向にデカールガイド加圧ばね４３により押し付けられる。非画像面側デカールローラ４４は、駆動手段により駆動力を得て回転する。画像面側デカールローラ４５は、図示されない加圧手段により非画像面側デカールローラ４４に押し付けられて従動回転し、第２のニップ部を形成する。
【００２０】
非画像側デカールローラ４４の用紙搬送速度は、ヒートローラ３１の用紙搬送速度より、５〜１５％速くなるように設定する。非画像側デカールローラ４４の用紙搬送速度がヒートローラ３１の用紙搬送速度より遅いと、第１のニップ部と第２のニップ部の間で用紙がたわみ、画像がヒートローラ３１に再接触しホットオフセットになったり、巻き付きが発生したりする。また、第２のニップ部へ用紙先端が突入する際、用紙先端がどちらかのデカールローラに先に接触すると、デカールローラの接線に対し用紙先端がある角度をもつため、接線方向の周速より実効的な用紙搬送速度が遅くなる。そのため、非画像側デカールローラ４４の用紙搬送速度がヒートローラ３１の用紙搬送速度と等しくとも、ニップ間の用紙たわみが発生する。
【００２１】
図２及び図３には定着装置のデカールローラとデカールガイドの配置を示し、図２はその側面平面図を、図３は斜視図を示す。非画像側デカールローラ４４は、軸部に複数のローラ部が幅方向に並び、ローラ部の間には、デカールガイド４１が入り込むよう形成される。分割ロール間のガイドは、第２のニップ部近くまで迫り出し、第２のニップ部直後から用紙を画像側デカールローラ４５に押し付ける。用紙の屈曲が増し、デカール効果が高まる。画像側デカールローラ４４は、表面に剥型性の良いフッ素樹脂等が、コートまたは被覆される。ローラ上に汚れが付着しにくく、用紙を汚さない効果がある。
【００２２】
ニップ部を通過した用紙先頭は、第１ガイド３９と第２ガイド４０に案内され、非画像面側デカールローラ４４と画像面側搬送ローラ４５（これはデカールローラでもある）に挟み込まれ、送り出される。用紙はデカールガイド４１により、画像面側デカールローラ４５に巻きつく方向（図中矢印Ｂ方向）に曲げられる。用紙は温度の低い定着ベルト側にカールするため、図中矢印Ｂ方向に曲げてカールを除去する。用紙はヒートローラ３１で加熱された直後であり、温度が高く、クセがつきやすいため、デカールの効果が大きい。
【００２３】
また、用紙を曲げるのが非画像面側デカールローラ４４と画像面側デカールローラ４５のニップ直後であるため、デカールガイド４１に用紙が当たる際、用紙が座屈しにくく用紙詰まりが起きにくい。そのため、デカールガイド４１で用紙を強く屈曲させても、用紙詰まりが無く、カールの大きい用紙、環境でも十分カールを除去することが可能である。一方、デカールの効果を増すようにデカールガイド４１の位置を図中矢印Ｂ方向により曲げて設定した場合、厚い用紙（坪量１５０ｇ／ｍ２以上）では、逆に画像面側へのカールが増加する。
【００２４】
図４は本実施例の定着装置に厚い用紙（秤量１５０ｇ／ｍ２以上）を通紙した場合の、デカールガイド４１の動作を示すものである。デカールガイド４１を可倒支持し、加圧ばね４３で図中矢印Ａ方向に押すことで、厚紙の場合はその剛性によりデカールガイド４１が図中矢印Ｃ方向に倒れ、画像側デカールローラ４５への巻角が減少し、画像面側へのカールが増加することがない。
【００２５】
図５は、本発明の実施例の定着装置を用いた画像形成装置１の側面図である。この装置は、中間転写ベルト２を４回転させ、４色の画像を重ね合わせてカラー画像の形成が可能なカラーレーザプリンタである。
【００２６】
以下に装置１内に配置される各ユニットについて説明する。感光体ベルト３は、駆動モータ５からモータ駆動系６を介して駆動される駆動ローラ４で、矢印ａ方向に搬送される。中間転写ベルト２は、感光体ベルト３と接触するニップ部ｎの搬送力により従動搬送される。感光体ベルト４は、ポリカーボネーと、ポリエチレン・テレフタレート、ポリイミド樹脂等の基材に、導電層、感光層を形成したもので、厚さは０．０７５〜０．１５ｍｍである。中間転写ベルト２は、ポリカーボネート、ポリエチレン・テレフタレート、ポリイミド樹脂等のシームレスベルトであり、トナーの転写を行うために、半導電清華付与され、１０８〜１０１１Ω・ｃｍの体積抵抗を持つ。その厚さは０．０７５〜０．１５ｍｍが好ましい。
【００２７】
中間転写ベルト２は感光体側ローラ７と転写側ローラ２２に掛け渡され、感光体ベルト３は中間転写ベルト２を介して感光体側ローラ７に巻き付けられる。感光体側ローラ７は大径とし、感光体ベルトとのニップ幅を少なくとも２０ｍｍ以上にし、転写側ローラ２２は感光体側ローラ７に対し小径とする。中間転写ベルトテンションローラ２３は、中間転写ベルト２の張力付与手段であり、ばね等により中間転写ベルト２を押して張力を与える。駆動モータ５はモータドライバ８により一定回転数を維持するように制御される。中間転写ベルト２は表面にマーカが貼り付けられ、センサ２１がその通過を検知する。その信号を演算手段９が読み取り、中間転写ベルト２が一定周期で搬送されるように、モータドライバ８に指示を与える。
【００２８】
画像形成手段である現像ユニット１５は、トナーを貯えるとともに、現像ローラ１９上にトナーを薄層形成する。感光体ベルト３上にトナー画像を形成する際は、リトラクト手段１６を矢印ｄ方向に回転させ、現像ユニット１５をｅ方向に進め、現像ローラ１９を感光体ベルト３に接触させる。画像形成後は、さらにリトラクト手段１６を矢印ｄ方向に回転させ、現像ユニット１５を離脱させる。
【００２９】
消去手段であるファーブラシ１８は、図示されないリトラクト手段により、中間転写ベルト２上の画像が用紙に転写された後、中間転写ベルト２に接触し残トナーを除去し、その後に離脱する。転写手段である転写ローラ１３は図示されないリトラクト手段により、転写プロセスで用紙を中間転写ベルト２に押し付け、用紙が転写ローラ１３を通過した後、離脱する。
【００３０】
用紙を蓄積する用紙カセット１０は、装置下方で装置設置面に略水平に配置される。
【００３１】
用紙搬送経路ｃ上には、用紙カセット１０、ピックアップローラ１１、レジストローラ１２、転写ローラ１３、定着器３０が配置される。感光体ベルト４は装置設置面水平方向に対し、用紙搬送経路ｃ、中間転写ベルト２、感光体ベルト４、現像器１５の順に配置される。
【００３２】
次に画像を形成するプロセスについて説明する。画像を形成する場合は、帯電ブラシ２０で感光体ベルト３の感光層を帯電させ、レーザ光学ユニット１７から、画像に応じたレーザ光を感光層にあて、電位を除く。そして、現像ユニット１５のトナーが付着している現像ローラ１９を回転させながら感光体ベルト３に接触させ、画像に応じたトナー層を感光体ベルト３上に形成する。
【００３３】
本実施例においては、均一なトナー画像を形成するために現像ローラの回転方向は矢印ｇ方向で、感光体ベルト３と同一方向とし、ローラ周速を感光体ベルト３より速くしている。感光体ベルト３上のトナー層は、一旦中間転写ベルト２上に転写される。カラーレーザプリンタでは、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの４色の現像ユニット１５１、１５２、１５３、１５４を有し、感光体ベルト３上に１色づつ形成した画像を中間転写ベルト２上に重ね、カラー画像を形成する。
【００３４】
用紙カセット１０に収められる用紙は、ピックアップローラ１１により１枚づつ繰り出され、レジストローラ１２でスキューが補正される。そして、用紙先端が、転写ローラ１３と中間転写ベルト２間に達する直前に、図示されていないリトラクト手段が転写ローラ１３を中間転写ベルト２に押し当て、用紙を中間転写ベルト２に押し付ける。このとき、転写ローラ１３に高電圧を付与し、中間転写ベルト２上のトナー画像を用紙に転写する。その後、用紙は定着装置３０に達し、用紙上のトナー画像が熱と圧力により定着される。
【００３５】
画像転写後の中間転写ベルト２上に残った残留画像は、ファーブラシ１８を中間転写ベルト２に接触させ、ブラシを回転させて取り除く。画像消去能力の向上のため、本実施例ではブラシの回転方向を中間転写ベルト２の回転方向と逆の矢印ｆ方向にしている。
【００３６】
本実施例の画像形成装置は、用紙の水分率が高く、カールが大きくなる状況でも、十分にカールが除去可能で、さらに、用紙詰まりの発生が少ない。また、用紙の剛性に応じて適正にデカール能力が変化するため、薄紙から厚紙までカールを除去することが可能である。
【００３７】
加熱部材を有して回転駆動されるヒートローラと、加圧部材により該ヒートローラに押し付けられるベルトと、該ヒートローラと該ベルトにより形成されるニップ部から下流側に互いに対向配置される画像面側デカールローラと非画像面側デカールローラと、該画像面側デカールローラと該非画像面側デカールローラが形成する第二のニップ部から下流側に配置され、該画像面側デカールローラに巻きかけるように用紙搬送方向をガイドするデカールガイドを備え、用紙のカールを除去する。加熱部材を有して回転駆動されるヒートローラと、加圧部材により該ヒートローラに押し付けられるベルトと、該ヒートローラと該ベルトにより形成されるニップ部から下流側に互いに対向配置される画像面側デカールローラと非画像面側デカールローラと、該画像面側デカールローラと該非画像面側デカールローラが形成する第２のニップ部から下流側に配置され、該画像面側デカールローラに巻きかけるように用紙搬送方向をガイドするデカールガイドを備える。
【００３８】
上記の実施形態においては、第１の定着手段として加熱ローラを、第２の定着手段としてベルト式の例を示したが、本発明の精神の範囲内で他の形態も採用可能である。例えば、第１の定着手段は加熱手段内蔵のローラ、第２の定着手段は過熱手段を持たないローラでも良い。又、第１の定着手段は加熱手段を持ったベルト式でも良い。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】実施例の定着装置の構成を示す側面断面図。
【図２】実施例１の定着装置のデカールローラとデカールガイドの構成を示し、（ａ）は分割ローラとデカールガイドの構成を示す平面図、（ｂ）は分割ロールと対向して第２のニップ部を形成するロールの平面図。
【図３】本発明の定着装置におけるデカールガイドの詳細構造を示す斜視図。
【図４】実施例１の定着装置の側面断面図で厚紙通紙時を示す側面断面図。
【図５】実施例１の定着装置を用いた画像形成装置。
【符号の説明】
【００４０】
１…画像形成装置、２…中間転写ベルト、３…感光体ベルト、４…駆動ローラ、５…駆動モータ、７…感光体側ローラ、８…モータドライバ、９…演算手段、１０…用紙カセット、１５…現像ユニット、１６…リトラクト手段、１８…ファーブラシ、１９…現像ローラ、２１…センサ、２２…転写側ローラ、２３…中間テンションベルトローラ、２４…中間転写ベルト、３０…定着装置、３１…ヒートローラ、３３…定着ベルト、３２…加熱部材、３４…第１パッド、３５…第１パッド加圧ばね、３６…加圧ステー、３７…第２パッド、３８…加圧ローラ、４１…デカールガイド、４４…非画像面側デカールローラ、４５…画像面側デカールローラ、１５１、１５２、１５３、１５４…現像ユニット。
【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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