(57)【要約】【課題】  定着ニップ部の出口において記録材に定着されたトナーから離型ワックスの気化成分が発生し、その気化成分が記録材と共に定着ニップ部よりも記録材の搬送方向の下流側に移動し搬送ローラに付着することによって搬送不良が発生する場合がある。【解決手段】  定着ニップ部よりも記録材の搬送方向の下流側の空間を上下に仕切る部分であって開口部が設けられた仕切り部の上方に記録材が排出部まで搬送される間に記録材が通過する空間とは別の囲まれた空間を設ける。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー画像を記録材に形成する画像形成部と、
加熱部材と、前記加熱部材と共にニップ部を形成するバックアップ部材と、有し、前記ニップ部で前記トナー画像が形成された記録材を搬送しながら加熱して前記トナー画像を記録材に定着する定着部と、
前記ニップ部よりも記録材の搬送方向の下流側において記録材を搬送して外部に排出するための排出部と、
を備え、記録材は前記加熱部材と対向する側の面を上面として前記ニップ部で搬送される画像形成装置において、
前記ニップ部よりも記録材の搬送方向の下流側において前記ニップ部で搬送される記録材の前記加熱部材と対向する側の面の上方の空間を上下に仕切る仕切り部と、前記仕切り部の上方に設けられた空間であって記録材が前記ニップ部から前記排出部まで搬送される間に記録材が通過する空間とは別の囲まれた空間と、を有し、
前記仕切り部は、前記仕切り部の下方の空間から前記囲まれた空間に通ずる第１の開口部を有し、前記囲まれた空間は、前記囲まれた空間の外部に通ずる開口部であって前記第１の開口部よりも上方に設けられ且つ前記第１の開口部よりも面積が小さい第２の開口部を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記仕切り部を第１の仕切り部とし、
前記第１の開口部よりも記録材の搬送方向の下流側において、記録材の前記加熱部材と対向する側の面の上方から前記第１の仕切り部に向かって延びる第２の仕切り部を有す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】
前記ニップ部から前記排出部へ向けて搬送される記録材の前記加熱部材と対向する側の面をガイドするためのガイド部材と、を有し、
前記囲まれた空間は、前記ガイド部材に対して記録材が搬送される側と反対側に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記囲まれた空間を構成する部材の一部は、前記ガイド部材であることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記ニップ部を通過した記録材を前記排出部へ向けて搬送するための搬送ローラ対を前記ニップ部と前記排出部との間に有し、
前記第２の仕切り部材は、記録材を前記搬送ローラ対に向かうようにガイドするためのガイド部材である第２のガイド部材と一体に形成されてい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】
本発明は定着部を備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真プロセスを利用した画像形成装置は、画像形成部で記録材に未定着トナー画像を形成し、定着部でその未定着トナー画像を加熱及び加圧して記録材に定着するものが一般的である。
【０００３】
ところで、画像形成装置で用いられるトナーには、記録材に形成された画像の光沢度の調整、顔料の分散性等の効果を付与するために、離型ワックスが含まれているものがある。この離型ワックスは記録材が定着部において加熱及び加圧されると液化する。その液化した離型ワックスの大部分は溶融したトナーと共に記録材に移って個体になるものの、その一部が気化する。気化した離型ワックスは、周囲の温度によって液相または固相の微粒子状態になって記録材が搬送される空間を記録材と共に移動しながら、その空間にある部材に付着する場合がある。特に、定着部の記録材の搬送方向下流側で記録材を搬送するローラに付着すると、記録材の搬送性能が低下する場合がある。
【０００４】
そこで、特許文献１に加熱回転体を収納し、転写材の搬送方向下流に開口する出口を構成する筐体と、筐体の内部において、出口付近に設けられ転写材の搬送を案内する搬送回転体と、筐体と搬送回転体との間を塞ぐ封止部材とを備えるものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−２３７５５５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の封止部材と記録材との間には隙間を設ける必要があるため、離型ワックス成分の一部がその隙間を抜けて定着部よりも記録材の搬送方向の下流の方に記録材と共に移動し、搬送ローラに付着する場合がある。そこで、本願発明は離型ワックス成分が定着部よりも記録材の搬送方向の下流側にある搬送ローラに付着しにくい画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本願発明の好適な実施形態は、トナー画像を記録材に形成する画像形成部と、加熱部材と、前記加熱部材と共にニップ部を形成するバックアップ部材と、有し、前記ニップ部で前記トナー画像が形成された記録材を搬送しながら加熱して前記トナー画像を記録材に定着する定着部と、前記ニップ部よりも記録材の搬送方向の下流側において記録材を搬送して外部に排出するための排出部と、を備え、記録材は前記加熱部材と対向する側の面を上面として前記ニップ部で搬送される画像形成装置において、
前記ニップ部よりも記録材の搬送方向の下流側において前記ニップ部で搬送される記録材の前記加熱部材と対向する側の面の上方の空間を上下に仕切る仕切り部と、前記仕切り部の上方に設けられた空間であって記録材が前記ニップ部から前記排出部まで搬送される間に記録材が通過する空間とは別の囲まれた空間と、を有し、前記仕切り部は、前記仕切り部の下方の空間から前記囲まれた空間に通ずる第１の開口部を有し、前記囲まれた空間は、前記囲まれた空間の外部に通ずる開口部であって前記第１の開口部よりも上方に設けられ且つ前記第１の開口部よりも面積が小さい第２の開口部を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、トナーから発生する離型ワックスが定着部よりも記録材の搬送方向の下流側にある搬送ローラに付着しにくい画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１に係る画像形成装置の定着部から排出部までを拡大した概略図
【図２】実施例１に係る画像形成装置の概略図
【図３】実施例１に係る画像形成部の概略図
【図４】実施例１に係る画像形成装置の
【図５】実施例１に係る定着フィルム、加圧ローラ、ガイド部材を示す図
【図６】実施例１の変形例に係る画像形成装置の定着部から排出部までを拡大した概略図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明に係る定着部及び画像形成装置を図面に基づいて詳しく説明する。
【実施例１】
【００１１】
図２は、本実施例に係る画像形成装置としてのレーザビームプリンタの概略図である。図１は、本実施例に係るレーザビームプリンタにおける定着部から排出部までを拡大した概略図である。図３は画像形成部を拡大した概略図である。尚、図１、図３の一点鎖線は記録材の搬送経路を示している。
【００１２】
まず、図３を用いて本実施例に係る画像形成部２００について説明する。１は像担持体としての感光ドラムであり、矢印の時計方向に所定の周速度をもって回転駆動される。２は帯電ローラを有する帯電部であり、この帯電部により感光体ドラム１の面が所定の極性及び電位に一様に帯電される。３はレーザービームスキャナであり、画像情報に応じてＯＮ／ＯＦＦ制御された走査露光Ｌを出力して、感光体ドラム１の帯電された面を走査露光する。この走査露光により感光体ドラム１面の露光明部の電荷が除電されて感光体ドラム１の面に画像情報に対応した静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置４でトナー画像として現像、可視化される。可視化されたトナー画像は、転写装置としての転写ローラ５により、所定のタイミングで搬送された記録材Ｐ上に感光ドラム１上より転写される。
【００１３】
ここで、図２を用いて記録材Ｐの搬送について説明する。レーザビームプリンタの記録材積載部１２０から、感光ドラム１上のトナー画像の先端と記録材Ｐの先端の書き出し位置が一致するようにセンサ８にて記録材Ｐの先端を検知し、記録材の搬送タイミングを決定する。所定のタイミングで搬送された記録材Ｐは感光ドラム１と転写ローラ５とで形成される転写ニップ部で搬送される。このトナー画像が転写された記録材Ｐは定着部６へと搬送され、トナー画像は記録材Ｐ上に加熱定着される。一方、感光ドラム１上に残存する転写残りの残留トナーは、図３に示すクリーニング装置７により感光ドラム１表面より除去され、繰り返して画像形成に供される。
【００１４】
定着部６は、図２に示すように、加熱回転体としての定着フィルム１３と、定着フィルム３の内面に接触するヒータ１１と、ヒータ１１と共にニップ部Ｎを形成するバックアップ部材としての加圧ローラ１７と、を有する。定着部６は、更にヒータ１１の定着フィルム３の内面に接触する面と反対側の面を支持する支持部材１２を有する。支持部材１２は、定着フィルム３の内面に接触して定着フィルム３の内面をガイドする役割も有する。また、図４に示すように、定着フィルム３の長手方向の移動を規制する規制部材として定着フランジ１４を有する。定着フランジ１４は、支持部材１２の長手方向の両端部に装着される。定着フィルム１３と、ヒータ１１と、支持部材１２と、定着フランジ１４と、でフィルムユニット（加熱部材）を構成する。図４に示すように、定着フランジ１４に加圧バネを接触させて、フィルムユニットを加圧ローラ１７に対して押圧し、所定幅の定着ニップ部を形成させている。ヒータ１１は、定着フィルム１３を介して加圧ローラ１７と共に定着ニップ部Ｎを形成する。次に、定着部６の駆動構成について説明する。加圧ローラ１７は、加圧ローラ１７の軸部が軸受１６に支持され、軸受１６よりも外側に設けられた駆動部材（不図示）を介して駆動源（不図示）からの駆動力が伝えられて回転する。この加圧ローラ１７の回転駆動に伴い定着ニップ部における摩擦力によって定着フィルム１３は従動回転する。
【００１５】
次に、ヒータ１１の構成について説明する。ヒータ１１は、基板（不図示）と、基板上に形成された発熱抵抗体（不図示）と、発熱抵抗体の上に形成された保護層（不図示）と、を有する。基板は、アルミナ（酸化アルミ）、ＡｌＮ（窒化アルミ）等のセラミックスで形成される。発熱抵抗体は、Ａｇ／Ｐｄ（銀パラジウム）、ＲｕＯ２、Ｔａ２Ｎ等の発熱ペースト層を基板に印刷して形成される。保護層は、絶縁性を有するガラス等で形成される。ヒータ１１上の発熱抵抗体への電力供給は、給電部（不図示）から不図示のコネクタを介してなされる。ヒータ１１の定着フィルム１３と接触する面と反対側の面には、ヒータ１１の温度を検知するための温度検知素子（不図示）が配置されている。この温度検知素子の検知温度に応じてヒータ１１に供給される電力が制御される。
【００１６】
加圧ローラ１７は、芯金と、芯金の外側に形成されたゴム層と、を有する。芯金は、ステンレス、ＳＵＭ、Ａｌ等の金属製である。ゴム層は、シリコーンゴムやフッ素ゴム等の耐熱ゴムあるいはシリコーンゴムを発泡して形成されたものが用いられる。さらに、加圧ローラ１７の離型性や耐磨耗性を向上させるために、表層としてＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等を形成しても良い。
【００１７】
本実施例では、芯金としてＡｌ、ゴム層として導電性フィラーを混入したシリコーンゴム、離型層としてＰＦＡ、とを有し、外径がφ３０の加圧ローラ１７を使用している。また、記録材の搬送性を安定化させるために、１００μｍの逆クラウン形状を付与している。
【００１８】
バックアップ部材の形態としては、本実施例における加圧ローラ１７以外に、回動ベルトなどの形態でも構わない。
【００１９】
定着フィルム１３は、基層と、この基層の外側に設けられたゴム層と、を有する可撓性部材である。基層は、ステンレス、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ等の金属材料を用いて単独で形成されるもしくはこれらの金属材料の合金で形成される。クイックスタート性の観点から厚みは２００μｍ以下、耐久性の観点から２０μｍ以上の厚みであることが好ましい。
【００２０】
また、ゴム層の外側に離型性を高めるためにＰＦＡ等のフッ素樹脂で形成された離型層を形成してもよい。本実施例の定着フィルム１３は、厚さ３５μｍであってステンレスで形成された基層と、厚さ２７０μｍのシリコーンゴムで形成れたゴム層と、厚さ１４μｍのＰＦＡで形成された離型層と、を有する。
【００２１】
定着ニップ部Ｎにおける定着処理を終えた後、排出ローラ対１８での記録材が装置外に排出されるまでの記録材の搬送経路ついて説明する。加圧ローラ１７の回転により定着フィルム１３が回転し、ヒータ１１に電力が供給されヒータ１１の温度は定着処理が可能な温度（目標温度）に維持される。そして、未定着トナー画像Ｔが形成された記録材Ｐは定着ニップ部Ｎで搬送されながら加熱及び加圧されて、未定着トナー画像Ｔが記録材Ｐ上に定着される定着処理が行われる。尚、記録材は定着フィルム１３と対向する側の面を上面として定着ニップ部Ｎで搬送される。定着ニップ部Ｎを通過した記録材Ｐは、図1に示すように、第１のガイド部１０１によって搬送ローラ対９へ案内される。搬送ローラ対９は、記録材Ｐの定着フィルム１３と接触する側の面に対向するローラを駆動しもう一方のローラを従動回転させる構成である。搬送ローラ対９で搬送された記録材は第２のガイド部１０２及び第３のガイド部１０３等で形成される空間を通過して排出ローラ対１８（排出部）に送られ、排出ローラ対１８によって装置外に排出される。尚、第１のガイド部１０１と第２のガイド部１０２と、搬送ローラ対９とはアセンブリ化（一体化）されている。
【００２２】
本実施例で用いるトナーには記録材に形成された画像の光沢度の調整、顔料の分散性等の効果を付与するために離型ワックスが内包されている。この離型ワックスは、記録材Ｐが定着ニップ部Ｎで搬送される時に定着ニップ部Ｎの圧力と熱によりトナーが潰されると、トナーの内部から外部に出る。離型ワックスは、定着ニップ部Ｎの熱によって融点以上になり、液体または気体の状態になる。
【００２３】
ここで、本実施例の特徴である離型ワックスの気化成分が排出ローラ対１８等の搬送ローラに付着しにくい構成について説明する。図１に示すように、定着部６の上方に設けられたステー２０は装置本体のフレームとしての機能だけでなく定着部６の上方の空間を上下に仕切る仕切り部材（第１の仕切り部）としても機能している。図５（ａ）に定着フィルム１３と、加圧ローラ１７と、第１のガイド部１０１と、第２のガイド部１０２と、第３のガイド部材１０３と、の斜視図を示す。図５（ｂ）は、図５（ａ）からガイド部材を除いた斜視図である。図５（ｂ）に示すように、ステー２０には通気孔Ｈ１（第１の開口部）が設けられている。
【００２４】
次に、この通気孔Ｈ１の位置について説明する。液体、もしくは気体の状態になった離型ワックス（気化成分）は、記録材Ｐのトナー画像が形成されている面から発生し、加熱された記録材から発生する上昇気流によって定着部６（定着ニップ部Ｎの出口近傍）の上方に移動しやすい。そのため、通気孔Ｈ１は、離型ワックスかが発生する領域の上方に配置することが望ましい。具体的には、定着ニップ部Ｎの出口から定着ニップ部Ｎよりも記録材の搬送方向の下流側であって記録材上のトナー温度が離型ワックスの融点以下となる位置までの間の領域が該当する。また、記録材の搬送方向に直交する方向の領域は、トナー画像が形成される領域内であると効果的である。本実施例において、記録材上のトナー温度が離型ワックスの融点以下になる点は、定着ニップ部の記録材の搬送方向の下流側の端部から約５０ｍｍの位置である。本実施例において、定着ニップ部よりも記録材の搬送方向の下流側であって記録材の定着フィルム１３と接触する側の面の上方に設けられたステー２０に設けられた通気孔Ｈ１の詳細な構成について説明する。本実施例の通気孔Ｈ１は、記録材の搬送方向の幅が１２ｍｍ、記録材の搬送方向に直交する方向の幅６０ｍｍであって、その通気孔Ｈ１を記録材の搬送方向に直交する方向に２つ並べて配置している。
【００２５】
次に、図1に示すステー２０の上方に設けられた囲まれた空間Ｓについて説明する。囲まれた空間Ｓは、ガイド部１０３とその他装置フレーム等によって形成されている。つまり、ガイド部材１０３は、囲まれた空間Ｓを構成する部材の一部である。この囲まれた空間Ｓは、記録材が定着ニップ部Ｎから排出ローラ対１８まで搬送される間に記録材が通過する空間とは別の空間である。通気孔Ｈ１は、ステー２０の下方と囲まれた空間Ｓに通じる孔となっている。囲まれた空間Ｓには、通気孔Ｈ１よりも上方には通気孔Ｈ１の面積よりも小さい面積の孔である通気孔Ｈ２が設けられている。更に、図２に示すように通気孔Ｈ２を通過した気化成分Ｗは通気孔Ｈ３を介して装置外に排出される。離型ワックスの気化成分Ｗは、図１の点線に示したように、定着ニップ部Ｎの出口において加熱された記録材から発生する上昇気流によって通気孔Ｈ１を通って囲まれた空間Ｓに流入する。囲まれた空間Ｓには、通気孔Ｈ１よりも上方に通気孔Ｈ１よりも大きな面積を有する開口部が存在しないため、気化成分Ｗは空間内で滞留し、囲まれた空間を形成する第３のガイド部１０３等に吸着される。更に、第２のガイド部材は気化成分Ｗが、記録材が排出ローラ対１８まで搬送される時に通過する空間の方へ流れていかないようにするための仕切り部(第２の仕切り部)として機能する。よって、第２のガイド部材には孔が設けられていない構成が好ましい。
【００２６】
以上述べたように、本実施例によると、記録材が定着ニップ部Ｎから排出ローラ対１８まで搬送される間に記録材が通過する空間に流れる気化成分Ｗの量が減少する。その結果、排出ローラ対１８に付着する気化成分Ｗの量が減少し排出ローラ対１８の排出性能が安定するという効果を得られる。また、本実施例の構成においては、排出ローラ対１８だけでなく、搬送ローラ対９についても気化成分Ｗの付着量は減少するという効果が得られる。尚、この効果を効率良く得るためには、ステー２０に設けられた通気孔の総面積は５００ｍｍ２以上であることが好ましい。また、囲まれた空間Ｓの容積は気化成分を滞留させるために１００ｃｍ３以上必要がある。囲まれた空間Ｓの容積は大きすぎても効果がそれほど変わらず装置が大型化するだけであるので３０００ｃｍ３以下であることが好ましい。
【００２７】
次に、本実施例の効果を実験によって確認した結果について説明する。図２に示す本実施例のレーザビームプリンタと比較例のレーザビームプリンタとで、排出ローラ対１８への離型ワックスの気化成分Ｗの付着による搬送不良の発生状況を比較した。比較例のレーザビームプリンタは、本実施例の通気孔Ｈ１と、囲まれた空間Ｓと、第２のガイド部材１０２と、が設けられていないことを除いて本実施例と同じ構成である。実験条件として、装置寿命が２２５ｋ枚のレーザビームプリンタで記録材の搬送速度を３５０ｍｍ／ｓｅｃに設定し、記録材はＡ４サイズの普通紙、画像パターンは印字率４％の文字パターンを使用するものとする。実験の結果、比較例は２００ｋ枚程度の通紙によって排出ローラ対１８において搬送不良が発生したのに対して、本実施例は装置寿命の２２５ｋ枚まで搬送不良を発生することなく通紙できた。
【００２８】
以上述べたことから、本実施例の構成によって、定着ニップ部で加熱されたトナーから発生する離型ワックスの気化成分が排出ローラ対に付着し難くなるという効果を得られる。
【００２９】
尚、本実施例においてはステー２０が第１の仕切り部として機能するものを示したが、ステー２０とは別の仕切り部材を設ける構成でも同じ効果を得られる。また、本実施例においては第２のガイド部１０２が第２の仕切り部として機能するものを示したが、第２のガイド部１０２とは別のガイド機能を有さない仕切り部材でも同じ効果を得られる。また、第２の仕切り部は、設けることで本願発明の効果がより大きくものであって、第２の仕切り部を設けない構成であっても本願発明の効果は得られる。更に通気孔Ｈ３は本願発明に必須の構成ではない。
【００３０】
また、実施例１の変形例として、図６に示すような定着部における記録材の搬送方向が鉛直方向である画像形成装置においても、通気孔Ｈ４及び囲まれた空間Ｓを設けることで、同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００３１】
Ｐ  記録材
Ｔ  トナー
Ｎ  定着ニップ部
６  定着部
９  排出ローラ対
１１  ヒータ
１３  定着フィルム
１７  加圧ローラ
１８  搬送ローラ対
２０  ステー
１０１第１のガイド部材
１０２第２のガイド部材
１０３第３のガイド部材
２００画像形成部
【図１】
2015191156.tif 000003
【図２】
2015191156.tif 000004
【図３】
2015191156.tif 000005
【図４】
2015191156.tif 000006
【図５】
2015191156.tif 000007
【図６】
2015191156.tif 000008