(57)【要約】【課題】定着ローラの逆クラウン形状による紙の波打ちを低減する定着装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】発熱体Ｈを有する加熱回転体１７２及び加熱回転体１７２と対向してニップ部を形成する加圧回転体１７３とからなりそのうち少なくとも一方が逆クラウン形状を有する定着手段Ｔであって、定着手段Ｔの下流に設けた定着後ローラ１と、定着手段Ｔと定着後ローラ１との間に配置した定着後ガイド４とを備え、定着後ガイド４は、定着手段Ｔのニップ部出口と定着後ローラ１のニップ部入口とを結ぶ定着ニップラインＬに対して、ガイド両端部側よりもガイド中央部の方が離間するように構成したことを特徴とする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱体を有する加熱回転体及び前記加熱回転体と対向してニップ部を形成する加圧回転体とからなりそのうち少なくとも一方が逆クラウン形状を有する定着手段であって、前記定着手段の下流に設けた定着後ローラと、前記定着手段と定着後ローラとの間に配置した定着後ガイドとを備え、前記定着後ガイドは、前記定着手段のニップ部出口と前記定着後ローラのニップ部入口とを結ぶ定着ニップラインに対して、ガイド両端部側よりもガイド中央部の方が離間するように構成したことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記定着後ガイドは、前記定着手段のニップ部出口と前記定着後ローラのニップ部入口とを結ぶ定着ニップラインに対して、ガイド両端部側よりもガイド中央部で離間する断面を有することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記定着後ガイドは、ガイド中央部に転写材のたわみを許容する空間を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記定着後ガイドは、ガイド両端部側にリブを有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の定着装置。
【請求項５】
前記リブは、ガイド中央部にも有し、前記ガイド両端部側のリブの方が前記ガイド中央部のリブよりも高いことを特徴とする請求項４に記載の定着装置。
【請求項６】
像担持体と、前記像担持体上の潜像を現像する現像剤担持体と、前記現像剤担持体により現像された前記像担持体上の画像を転写する中間転写体と、前記中間転写体上の画像を転写材に転写する二次転写部と、前記転写材上の画像を定着する前記定着装置とを備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の定着装置を用いた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に、用紙にトナー像が熱定着された直後の紙の波打ちを防止する定着装置及びそれを用いた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電子写真方式のトナー像形成手段は、外周面に感光層を有する像担持体としての感光体と、この感光体の外周面を一様に帯電させる帯電手段と、この帯電手段により一様に帯電させられた外周面を選択的に露光して静電潜像を形成する露光手段と、この露光手段により形成された静電潜像に現像剤であるトナーを付与して可視像（トナー像）とする現像手段とを有している。
【０００３】
カラー画像を形成するロータリ方式の画像形成装置としては、上記のようなトナー像形成手段を、中間転写ベルトに対して配置する。これらトナー像形成手段による感光体上のトナー像を順次中間転写ベルトに転写して、中間転写ベルト上で複数色（例えば、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック（黒））のトナー像を重ね合わせ、中間転写ベルト上でカラー画像を得る中間転写ベルト形式のものがある。
【０００４】
前記構成の画像形成装置の定着装置として、記録材ガイド部材が定着ローラと加圧ローラとのニップ部を通り、定着ローラと加圧ローラとの中心を結ぶ直線の法線よりも加圧ローラ側に依存し、記録材ガイド部材の反対側が開放されることで、記録材に波打ち状のシワを生じたり、カールが大きくなることがなく、しかもジャム処理が容易にできるものがある（特許文献１参照）。
【０００５】
また、逆クラウン状加熱ロ−ラと一様な径の圧接ローラ間で定着され搬送された用紙を、下流に排出する用紙排出手段を、用紙側部でより用紙幅中心部で、用紙搬送方向に相対的に強い張力をかけるために、（１）中央駆動ローラの周速を側駆動ローラのそれより速くする、（２）従動ローラを駆動ローラに押圧する力を中央部でより強くする、又は、（３）中央駆動ローラの配置を側駆動ローラより密とするよう構成することで、逆クラウン状加熱ロ−ラにより縦しわを、また上記（１）、（２）又は（３）により用紙の横方向に生じる肋骨状のしわや波打ち現象を防止できるものがある（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平５−６１１７号公報
【特許文献１】特開平５−４０４２８号公報
【発明の開示】
【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に記載された発明では、定着後ローラがないため、記録紙とガイドが常に擦られる状態になり、印字にグロス(光沢)ムラやガイドへのトナー固着起因による引っ掻き傷が発生したりする。また、紙粉が多量に発生するためトナーと紙粉の固まりが記録紙に付着したり、サーミスタ等へ堆積して検知温度ズレが発生したりする。
【０００７】
また、特許文献２に記載された発明では、逆クラウン形状のローラによる中央部で不足する搬送力を補うために、定着ローラ紙搬送力を定着後ローラ搬送力より大きくすると、極端な設定が必要となり、定着後ローラの極度な摩耗や印字画像グロス(光沢)ムラ等が発生する。
【０００８】
本発明は、従来技術のこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、特に定着ローラの逆クラウン形状による紙の波打ちを低減する定着装置及び画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成する本発明の定着装置は、発熱体を有する加熱回転体及び前記加熱回転体と対向してニップ部を形成する加圧回転体とからなりそのうち少なくとも一方が逆クラウン形状を有する定着手段であって、前記定着手段の下流に設けた定着後ローラと、前記定着手段と定着後ローラとの間に配置した定着後ガイドとを備え、前記定着後ガイドは、前記定着手段のニップ部出口と前記定着後ローラのニップ部入口とを結ぶ定着ニップラインに対して、ガイド両端部側よりもガイド中央部の方が離間するように構成したことを特徴とするので、定着手段の逆クラウン形状による紙の波打ちを低減することができる。
【００１０】
また、前記定着後ガイドは、前記定着手段のニップ部出口と前記定着後ローラのニップ部入口とを結ぶ定着ニップラインに対して、ガイド両端部側よりもガイド中央部で離間する断面を有することを特徴とするので、簡単な構造及び低コストで定着手段の逆クラウン形状による紙の波打ちを低減することができる。
【００１１】
また、前記定着後ガイドは、ガイド中央部に転写材のたわみを許容する空間を有することを特徴とするので、簡単な構造及び低コストで定着手段の逆クラウン形状による紙の波打ちを低減することができる。
【００１２】
また、前記定着後ガイドは、ガイド両端部側にリブを有することを特徴とするので、簡単な構造で定着手段の逆クラウン形状による紙の波打ちを低減することができると共に、定着後ガイドの強度を高くすることができる。
【００１３】
また、前記リブは、ガイド中央部にも有し、前記ガイド両端部側のリブの方が前記ガイド中央部のリブよりも高いことを特徴とするので、簡単な構造で定着手段の逆クラウン形状による紙の波打ちを低減することができると共に、定着後ガイドの強度を高くすることができる。
【００１４】
さらに、像担持体と、前記像担持体上の潜像を現像する現像剤担持体と、前記現像剤担持体により現像された前記像担持体上の画像を転写する中間転写体と、前記中間転写体上の画像を転写材に転写する二次転写部と、前記転写材上の画像を定着する前記定着装置とを備えたことを特徴とするので、定着手段の逆クラウン形状による紙の波打ちを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。図１は定着装置の断面図を示す。図中、１は定着後ローラ、２は駆動定着後ローラ、３は従動定着後ローラ、４は定着後ガイド、Ｔは定着手段としての定着ローラ、１７２は加熱回転体としての加熱ローラ、Ｈは発熱体としてのヒータ、１７３は加圧回転体としての加圧ローラである。
【００１６】
定着ローラＴは加熱ローラ１７２及び加圧ローラ１７３からなる。加熱ローラ１７２は、ヒータＨを内蔵し、両端部を回転可能に支持されている。加圧ローラ１７３は、加熱ローラ１７２と平行に設置され、両端部の外形寸法が中央部より大きい逆クラウン形状であり、両端部を回転可能に支持されている。
【００１７】
加熱ローラ１７２によりトナー像が熱定着され加熱ローラ１７２と加圧ローラ１７３により挟まれて送り出された用紙は、定着後ローラ１によりさらに下流側に排出される。
【００１８】
定着ローラＴと定着後ローラ１との間には、定着後ガイド４が設置される。定着後ガイド４は、用紙が両端部側よりも中央部の方が離間するように構成され、幅方向両端部側にあるガイド両端部側４ａを定着ローラＴのニップ部出口と定着後ローラ１のニップ部入口とを結んだ定着ニップラインＬを越えない程度に近づけ、ガイド両端部側４ａよりもガイド中央部４ｂを定着ニップラインＬから離間させる。
【００１９】
次に、このような構造の定着後ガイド４を用いた定着装置の動作について説明する。図２に示すように、定着ローラＴを通過時の用紙は、加圧ローラ１７３が逆クラウン形状であるため、両端部の速度が中央部より速くなる。そのため、定着ローラＴを通過後の用紙Ｐは、用紙両端部Ｐａの方が用紙中央部Ｐｂよりも搬送量が多くなる。ここで、定着後ガイド４のガイド中央部４ｂにより用紙中央部Ｐｂは、定着後ガイド４の方向に膨らみ、用紙Ｐの軸方向の速度差のつじつまを合わせ、用紙両端部Ｐａの波打ちを低減させる。
【００２０】
この状態で、図３に示すように、用紙Ｐが定着後ローラ１に突入すると、まず、用紙両端部Ｐａが定着後ローラ１に突入し、続いて用紙中央部Ｐｂが定着後ローラ１に突入する。すると、定着後ローラ１の回転速度が定着ローラＴよりも速いので、用紙両端部Ｐａは用紙中央部Ｐｂより先に定着後ローラ１に引っ張られ、波打ちがさらに低減される。
【００２１】
このように、定着後ガイド４のガイド両端部側４ａを定着ニップラインＬに近づけ、ガイド中央部４ｂを定着ニップラインＬから離間させるので、用紙両端部Ｐａの波打ちが低減される。
【００２２】
次に、このような定着後ガイド４の具体的な実施形態について説明する。図４乃至図７は、それぞれ異なる実施形態での図１のＸ−Ｘ断面図を示す。
【００２３】
図４は、第１実施形態を示し、図４は断面図である。本実施形態では、図４に示すように、定着後ガイド４の断面をＶ字形状に形成し、ガイド両端部側４ａを定着ニップラインＬに近づけ、ガイド両端部側４ａよりもガイド中央部４ｂを定着ニップラインＬから離間させるようにしたものである。このような構造により、用紙Ｐは、定着後ガイド４のガイド中央部４ｂにより用紙中央部Ｐｂが用紙両端部Ｐａよりも定着後ガイド４の方向に膨らみ、波打ちが低減される。
【００２４】
また、図５は、第２実施形態を示し、図５は断面図である。図５に示すように、定着後ガイド４の断面を湾曲させることで、ガイド両端部側４ａを定着ニップラインＬに近づけ、ガイド両端部側４ａよりもガイド中央部４ｂを定着ニップラインＬから離間させるようにしたものである。このような構造により、用紙Ｐは、定着後ガイド４のガイド中央部４ｂにより用紙中央部Ｐｂが用紙両端部Ｐａよりも定着後ガイド４の方向に膨らみ、波打ちが低減される。
【００２５】
このように、定着後ガイド４の断面をＶ字形状に形成、又は、定着後ガイド４の断面を湾曲させて形成させるので、簡単な構造及び低コストで用紙両端部Ｐａの波打ちが低減される。
【００２６】
図６は、第３実施形態を示し、図６は断面図である。図６に示すように、定着ガイド４にリブ４１を設け、そのリブ４１の高さを、ガイド両端部側４ａでは定着ニップラインＬに近づくように高くし、ガイド両端部側４ａよりもガイド中央部４ｂでは定着ニップラインＬから離間するように低くしたものである。このような構造により、用紙Ｐは、定着後ガイド４のガイド中央部４ｂにより用紙中央部Ｐｂが用紙両端部Ｐａよりも定着後ガイド４の方向に膨らみ、波打ちが低減される。なお、本実施形態では、リブ４１は、ガイド中央部４ｂにも有し、ガイド両端部側４ａのリブ４１の方がガイド中央部４ｂのリブよりも高くしたが、ガイド中央部４ｂにはリブ４１を設けなくてもよい。
【００２７】
また、図７は、第４実施形態を示し、図７は断面図である。図７に示すように、定着ガイド４にリブ４１を設け、そのリブ４１の高さを、ガイド両端部側４ａでは定着ニップラインＬに近づくように徐々に高くし、ガイド両端部側４ａよりもガイド中央部４ｂでは定着ニップラインＬから離間するように徐々に低くしたものである。このような構造により、用紙Ｐは、定着後ガイド４のガイド中央部４ｂにより用紙中央部Ｐｂが用紙両端部Ｐａよりも定着後ガイド４の方向に膨らみ、波打ちが低減される。
【００２８】
このように、定着後ガイド４にリブ４１を設け、ガイド両端部側４ａでは定着ニップラインＬに近づくように高くし、ガイド両端部側４ａよりもガイド中央部４ｂでは定着ニップラインＬから離間するように低くするので、定着後ガイド４の強度を保持しながら、用紙両端部Ｐａの波打ちが低減される。
【００２９】
次に、図８は、第５実施形態を示し、図８は断面図である。図８に示すように、定着後ガイド４を幅方向端部側に２つに分けて形成したもので、中央を隙間のあいた空間Ｓにしたものである。定着ガイド４には、リブ４１が形成されている。このような構造により、用紙Ｐは、定着後ガイド４のガイド中央部４ｂにより用紙中央部Ｐｂが用紙両端部Ｐａよりも定着後ガイド４の方向に膨らみ、波打ちが低減される。なお、本実施形態では、定着ガイド４にリブ４１を形成したが、形成しなくても中央に用紙Ｐが膨らむことのできる空間Ｓが存在すればよい。また、２つの定着ガイド４を用紙中央部Ｐｂが離間し易いように傾斜や湾曲させてもよい。
【００３０】
このように、定着後ガイド４を幅方向端部に２つに分けて形成するので、歩留まりがよくなり、コストを安く抑えることができる。
【００３１】
図９は、本発明が適用される画像形成装置の縦断側面図である。図９において、画像形成装置１６０には主要構成部材として、ロータリ構成の現像装置１６１、像担持体として機能する感光体ドラム１６５、有機ＥＬアレイが設けられている像書込手段（ラインヘッド）１６７、中間転写体としての中間転写ベルト１６９、用紙搬送路１７４、定着装置の加熱ローラ１７２、給紙トレイ１７８が設けられている。
【００３２】
現像装置１６１は、現像ロータリ１６１ａが軸１６１ｂを中心として矢視Ａ方向に回転する。現像ロータリ１６１ａの内部は４分割されており、それぞれイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の４色の像形成ユニットが設けられている。１６２ａ〜１６２ｄは、前記４色の各像形成ユニットに配置されており、矢視Ｂ方向に回転するトナー担持体としての現像ローラ、１６３ａ〜１６３ｄは、矢視Ｃ方向に回転するトナー供給ローラである。また、１６４ａ〜１６４ｄはトナーを所定の厚さに規制する規制ブレードである。
【００３３】
感光体ドラム１６５は、図示を省略した駆動モータ、例えばステップモータにより現像ローラ１６２ａとは逆方向の矢視Ｄ方向に駆動される。中間転写ベルト１６９は、従動ローラ１７０ｂと駆動ローラ１７０ａ間に張架されており、駆動ローラ１７０ａが前記感光体ドラム１６５の駆動モータに連結されて、中間転写ベルト１６９に動力を伝達している。当該駆動モータの駆動により、中間転写ベルト１６９の駆動ローラ１７０ａは感光体ドラム１６５とは逆方向の矢視Ｅ方向に回動される。
【００３４】
このような構造の画像形成装置１６０現像装置１６１から中間転写ベルト１６９までの動作について説明する。まず、トナー供給ローラ１６３から現像ローラ１６２にトナーを供給する。この時、規制ブレード１６４によりトナー量を調整する。現像ローラ１６２は、ラインヘッド１６７等により形成された感光体ドラム１６５上の潜像を現像する。感光体ドラム１６５上の画像は、中間転写ベルト１６９に転写される。
【００３５】
用紙搬送路１７４には、複数の搬送ローラと排紙ローラ対１７６などが設けられており、用紙を搬送する。中間転写ベルト１６９に担持されている片面の画像（トナー像）が、二次転写ローラ１７１の位置で用紙の片面に転写される。二次転写ローラ１７１は、クラッチにより中間転写ベルト１６９に離当接され、クラッチオンで中間転写ベルト１６９に当接されて用紙に画像が転写される。
【００３６】
上記のようにして画像が転写された用紙は、次に、前述した定着ヒータＨを有する定着装置で定着処理がなされる。定着装置には、加熱ローラ１７２、逆クラウン形状の加圧ローラ１７３が設けられている。定着処理後の用紙は、定着後ローラ５により下流側に排出し、排紙ローラ対１７６に引き込まれて矢視Ｆ方向に進行する。この状態から排紙ローラ対１７６が逆方向に回転すると、用紙は方向を反転して両面プリント用搬送路（両面搬送路）１７５を矢視Ｇ方向に進行する。１８３は第１の両面ローラ、１８４は第２の両面ローラである。１７７は電装品ボックス、１７８は用紙を収納する給紙トレイ、１７９は給紙トレイ１７８の出口に設けられているピックアップローラである。ハウジングケース１９０には、排気ファン１９１が設けられている。ハウジングケース１９０の用紙搬送路１７４側には、ジャム時に用紙を引き出すための開閉扉１９０ａが設けられている。
【００３７】
ピックアップローラ１７９の用紙搬送方向からみて下流側の片面用紙搬送路１７４には、フィードローラ１８１が設けられている。また、二次転写ローラ１７１の上流側にはゲートローラ１８０が配置されている。なお、図９の例では、露光手段として発光素子を用いるラインヘッドが設けられているが、光源にレーザ光を用いた走査光学系を設ける構成としても良い。
【００３８】
このように、本実施形態の定着装置及びそれを用いた画像形成装置により、定着ローラの逆クラウン形状による紙の波打ちを低減することができる。
【００３９】
以上の説明は加熱ローラ１７２と加圧ローラ１７３による熱ローラ定着方式について行ったが、定着手段として他の接触加熱定着方式の例えば加熱手段と、加圧手段のうち少なくとも一方にベルトを用いた場合においても構成可能であり、同一の効果が得られることは自明である。
【００４０】
以上、本発明の実施形態にかかる定着装置及びそれを用いた画像形成装置について説明したが、本発明はこれら実施形態に限定されず種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本実施形態の定着装置を示す縦断側面図である。
【図２】本実施形態の定着装置の作動を示す図である。
【図３】本実施形態の定着装置の作動を示す図である。
【図４】定着後ガイドの第１実施形態を示す図である。
【図５】定着後ガイドの第２実施形態を示す図である。
【図６】定着後ガイドの第３実施形態を示す図である。
【図７】定着後ガイドの第４実施形態を示す図である。
【図８】定着後ガイドの第５実施形態を示す図である。
【図９】本実施形態の画像形成装置を示す縦断側面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１…定着後ローラ、２…駆動定着後ローラ、３…従動定着後ローラ、４…定着後ガイド、４ａ…ガイド両端部側、４ｂ…ガイド中央部、４１…リブ、１６０…画像形成装置、１６１…現像装置、１６５…感光体ドラム、１６９…中間転写ベルト、１７１…二次転写ローラ、Ｔ…定着ローラ（定着手段）、１７２…加熱ローラ（加熱回転体）、Ｈ…ヒータ（発熱体）、１７３…加圧ローラ（加圧回転体）
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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