(57)【要約】【課題】  画像形成装置に用いられる定着装置において、紙のシワの発生を防止する。【解決手段】用紙１００に画像を形成する画像形成装置に用いられる定着装置５１は、ヒートローラ５２と、それに対向して配置されるプレスベルト６０と、ヒートローラ５２を加熱する図略の加熱装置と、を有する。ベルト形状であるプレスベルト６０は、ヒートローラ５２との間で用紙１００をニップするニップ部７４から用紙搬送方向上流側に延長する延長部７３を有している。用紙１００は、前記ニップ部７４に到達する前に前記延長部７３に接触可能に構成されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シートに画像を形成する画像形成装置に用いられる定着装置において、
前記定着装置は、ヒートローラと、このヒートローラに対向して配置されるプレス手段と、前記ヒートローラを加熱する加熱装置と、を備え、
前記プレス手段はベルト形状に構成されて、当該プレス手段は、前記ヒートローラとの間でシートをニップするニップ部からシート搬送方向上流側に延長する延長部を有し、
この延長部に前記シートが接触可能に構成されていることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
請求項１に記載の定着装置であって、
前記プレス手段は、前記ヒートローラに対向して配置される第１ローラと、この第１ローラよりもシート搬送方向上流側に配置される第２ローラと、の間に張架されていることを特徴とする定着装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の定着装置であって、
前記延長部に前記シートを接触させた状態で前記プレス手段が駆動されることで、このプレス手段が前記ニップ部へシートを案内することを特徴とする定着装置。
【請求項４】
請求項１から３までの何れか一項に記載の定着装置を備える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】
本発明はトナーを記録媒体上に定着させるための定着装置の構成に関する。更には、上記定着装置を備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、画像形成装置において記録媒体に転写されたトナーを定着させるために定着装置を備える構成が知られている。一般に、画像形成装置が備える定着装置は、ヒートローラとプレスローラを有し、ヒートローラが定着温度に達して記録媒体をヒートローラとプレスローラで押圧することでトナーを定着させる。
【０００３】
一方、特許文献１は、ヒートローラ側に定着ベルトを備える定着装置を開示する。具体的には、この特許文献１は、記録シート表面に設けられた樹脂層にトナー像を埋め込むことによりトナー像の定着を行う定着装置を開示する。この特許文献１の定着装置は、熱源を有する加熱ローラと他のローラとの間に張架されて循環駆動される定着ベルトと、前記加熱ローラに前記定着ベルトを介して圧接する加圧ローラとを有する構成になっている。前記定着ベルトは、加熱ローラとプレスローラのニップ部よりも用紙搬送方向下流側へ延長して設けられている。
【特許文献１】特開２００５−１７３１５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ヒートローラとプレスローラとの間に記録媒体をニップして定着させる従来の定着装置では、そのニップ部の狭い面積で記録媒体が急激に加熱されることになる。従って、記録媒体として紙が用いられた場合、その紙に含まれている水分がニップ部で急激に蒸発して熱収縮を生じ、紙シワが発生し易い。この紙シワの発生によって、紙に凹凸ができ、形成画像の画質や定着後の用紙搬送に悪影響を及ぼすおそれがあった。
【０００５】
この点、特許文献１においても、用紙が定着ベルトに接触するとほぼ同時に加圧ローラと定着ベルトの間で用紙がニップされ、急激に加熱されることになる。従って、特許文献１の構成においても紙シワを防止することができない。
【０００６】
また一般に、従来の画像形成装置ではヒートローラとプレスローラとのニップ部へ紙が適切に搬送されずに、ニップ部で紙詰まりを起こしたり、紙にヨレ等が発生して、形成画像の画質に影響を及ぼすことがある。この点についても改善の余地があった。
【課題を解決するための手段及び効果】
【０００７】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。
【０００８】
本発明の第１の観点によれば、以下の構成の定着装置が提供される。即ち、シートに画像を形成する画像形成装置において用いられる定着装置において、ヒートローラと、このヒートローラに対向して配置されるプレス手段と、前記ヒートローラを加熱する加熱装置と、を備える。前記プレス手段はベルト形状に構成されて、当該プレス手段は、前記ヒートローラとの間でシートをニップするニップ部からシート搬送方向上流側に延長する延長部を有する。この延長部に前記シートが接触可能に構成されている。
【０００９】
この構成により、加熱装置によって加熱されたヒートローラの熱がニップ部を介してプレス手段に伝わり、プレス手段に伝わった熱は、プレス手段の前記延長部を介してシートに伝わる。即ち、シートは、ヒートローラとプレス手段にニップされる前に前記延長部によって予め加熱される。この予備加熱によってシート中に存在する水分を事前に除去することができるので、シートがニップ部に到達してヒートローラによって加熱されるときの紙シワを防止することができる。
【００１０】
前記定着装置においては、前記プレス手段は、前記ヒートローラに対向して配置される第１ローラと、この第１ローラよりもシート搬送方向上流側に配置される第２ローラと、の間に張架されていることが好ましい。
【００１１】
この構成により、延長部を有するプレス手段を簡素に構成することができる。
【００１２】
前記定着装置においては、前記延長部に前記シートを接触させた状態で前記プレス手段が駆動されることで、このプレス手段が前記ニップ部へシートを案内することが好ましい。
【００１３】
この構成により、シートの先頭部がプレス手段に接触すると、プレス手段の駆動に伴って、シートの先頭部がそのままヒートローラとプレス手段とのニップ部へ送られる。これによってヒートローラとプレス手段とのニップが適切に行われ、トナーの定着を確実に行うことができる。
【００１４】
本発明の第２の観点によれば、前記定着装置を備える画像形成装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施形態であるコピーファクシミリ複合機の外観斜視図である。図２は複合機の本体内部の様子を示す正面断面図である。図３は定着装置を示す拡大断面図である。
【００１６】
図１の外観斜視図に示すように、画像形成装置としてのコピーファクシミリ複合機７５は、フラットベッドスキャナ及びオートドキュメントフィードスキャナとして機能する画像読取部７６と、コピー部数やファクシミリ送信先等を指示するための操作パネル７７と、記録媒体としての用紙（シート）に画像を形成する画像形成部等を内蔵した本体７８と、前記用紙を順次供給する給紙カセット７９と、を備えている。この本体７８は、通信回線を介して画像データを伝送するための図略の送受信部等を備える。
【００１７】
コピーファクシミリ複合機７５の内部の様子が図２に示される。この図２に示すように、本体７８の上面には、読み取るべき原稿を載置するプラテンガラス８２が設けられる。本体７８の上方には原稿台カバー８３が設けられており、この原稿台カバー８３によって、原稿をプラテンガラス８２上に押圧して固定できるようになっている。
【００１８】
前記原稿台カバー８３には自動原稿供給装置（オートドキュメントフィーダ、ＡＤＦ）８４が配設されている。このＡＤＦ８４は、原稿台カバー８３の上部に設けられた原稿トレイ８５と、この原稿トレイの下方に設けられた排出トレイ８６と、を備える。
【００１９】
図２に示すように、前記原稿台カバー８３の内部には、原稿トレイ８５と排出トレイ８６とを繋ぐ湾曲状の原稿搬送経路８７が構成されている。この原稿搬送経路８７には、分離ローラ８８及び複数の搬送ローラ８９が配置されている。この構成で、原稿トレイ８５に重ねてセットされた原稿は、１枚ずつ分離されて湾曲状の前記原稿搬送経路８７に沿って搬送され、原稿読取位置を通過した後、排出トレイ８６へ排出される。
【００２０】
図２に示すように、本体７８の上部にはスキャナユニット９０が備えられる。このスキャナユニット９０は、前記プラテンガラス８２又は前記ＡＤＦ８４の原稿読取位置に対して光を照射する光源９１と、原稿からの反射光を反射させる反射ミラー９２，９３，９４と、反射光を収束させる集光レンズ９５と、この収束光を電気信号に変換して出力する電荷結合素子（ＣＣＤ）９６と、を備えている。
【００２１】
スキャナユニット９０の光源９１及び反射ミラー９２等は適宜移動可能に構成しており、プラテンガラス８２に載置された原稿を移動しつつ走査したり、あるいはＡＤＦ８４の前記原稿読取位置まで移動させて、原稿搬送経路８７を搬送される原稿を走査したりすることができる。
【００２２】
この原稿からの反射光はＣＣＤ９６へ導かれて結像し、ＣＣＤ９６は原稿に応じた電気信号を出力する。この信号は適宜の変換処理後に後述の画像形成部１１に送られて印刷されたり、前記送受信部によって他のファクシミリ装置へ通信回線を介して送信されたりする。
【００２３】
図２に示すように、本体７８の下部には、用紙１００を供給する給紙カセット７９が備えられる。この給紙カセット７９は装置正面側（図２の紙面手前側）に引出可能に構成されている。給紙カセット７９の上方には、画像形成部１１、定着装置５１、及び排紙トレイ８０が備えられている。
【００２４】
本体７８の内部には、給紙カセット７９から排紙トレイ８０へ用紙１００を搬送するための搬送路２４が形成されている。この搬送路２４は、給紙カセット７９の一端側から上方に向かって延びた後、水平方向に湾曲して画像形成部１１に至り、更に水平方向へ延びて定着装置５１を通過した後、排紙トレイ８０上に至るように構成されている。
【００２５】
給紙カセット７９の上方には給紙ローラ２１が配置されており、給紙カセット７９内に積層された最上層の用紙１００に前記給紙ローラ２１が接触するように構成されている。この状態で給紙ローラ２１が駆動されることで、最上層の用紙１００が分離されてピックアップされ、前記搬送路２４に向けて送り出される。
【００２６】
搬送路２４において前記給紙ローラ２１のすぐ下流側には、搬送ローラ２２，２３が配置されている。この搬送ローラ２２，２３は、それに対向配置されるローラとの間に用紙１００をニップしつつ駆動されることで、用紙１００を下流側の画像形成部１１へ搬送する。
【００２７】
画像形成部１１は、図２に示すように、感光ドラム１２の周囲に、帯電器１３と、ＬＥＤヘッド１４と、現像器１５と、転写ローラ１６と、を配置した構成になっている。
【００２８】
感光ドラム１２は、表面に有機感光体による光導電膜が形成されるとともに、図示しない電動モータによって回転駆動されるように構成されている。帯電器１３はブラシ帯電方式に構成され、この帯電器１３によって感光ドラム１２の表面が均一に、例えば負に帯電されるようになっている。
【００２９】
露光器としてのＬＥＤヘッド１４は、前記帯電器１３より下流側（感光ドラム１２の回転方向の下流側をいう。以下、現像器１５、及び転写ローラ１６の説明において同じ。）に配置されており、発光ダイオード（ＬＥＤ）を用紙幅方向に多数並べて備えた構成となっている。そしてＬＥＤヘッド１４は、電話回線を介して受信したファクシミリ原稿の画像データや、画像読取部７６で読み取った画像データに対応して選択的に発光する。この結果、感光ドラム１２の表面が選択的に露光され、露光部分の電荷エネルギーが消失することで静電潜像が形成される。
【００３０】
現像器１５は前記ＬＥＤヘッド１４の下流側に配置されている。この現像器１５は、非磁性一成分トナーを収容するトナー容器２６を備えるとともに、トナーの撹拌のためにトナー容器２６の内部で回転駆動される撹拌ブレード２７を備えている。更に、現像器１５は、トナー容器２６の内部に配置される供給ローラ２８と、この供給ローラ２８に接触して配置される現像ローラ２９と、この現像ローラ２９の外周面に接触するように配置される規制ブレード３０と、を備えている。
【００３１】
この構成で、供給ローラ２８と現像ローラ２９とは、互いに周面を逆方向に擦るように回転駆動される。また、規制ブレード３０の先端は、回転駆動される現像ローラ２９の周面を擦ることになる。この結果、トナー容器２６内のトナーは摩擦帯電され、現像ローラ２９の表面に電位差によって付着する。現像ローラ２９の表面のトナーは、規制ブレード３０によって付着厚さが均一になるよう調整されるとともに、当該現像ローラ２９の回転によって感光ドラム１２側へ送られる。その後、感光ドラム１２と現像ローラ２９との近接部分において、感光ドラム１２の前記ＬＥＤヘッド１４による露光部に相当する部分においてのみ、現像ローラ２９の表面のトナーが選択的に感光ドラム１２の表面へ移動する。この結果、感光ドラム１２の表面上にトナー像が形成される。
【００３２】
転写ローラ１６は、前記現像器１５の下流側に配置されるとともに、感光ドラム１２から搬送路２４を挟んで反対側に配置されている。また、この転写ローラ１６には電源からの所定の電圧が印加されている。従って、感光ドラム１２の表面に形成されたトナー像は、感光ドラム１２の回転によって転写ローラ１６側へ近づくように移動し、その電界吸引力によって用紙１００に転写される。
【００３３】
トナー像が転写された用紙１００は、感光ドラム１２の回転によって、搬送路２４の下流側の定着装置５１へ送られる。前記トナー像は定着装置５１において用紙１００に定着する。なお、定着装置５１の詳細な構成については後述する。
【００３４】
定着装置５１より下流側には排紙ローラ２５が設けられる。この構成で、定着装置５１から送られてきた用紙１００は、排紙ローラ２５とそれに対向配置される従動ローラとの間でニップされて、前記排紙トレイ８０上に排出される。
【００３５】
次に、前記定着装置５１の詳細な構成を説明する。定着装置５１の拡大断面図が図３に示される。定着装置５１は、ヒートローラ５２と、前記搬送路２４を挟んでヒートローラ５２と反対側に配置されるプレスベルト（プレス手段）６０と、を備えている。また、定着装置５１は、前記ヒートローラ５２及びプレスベルト６０を収容するハウジング５５を備える。
【００３６】
ハウジング５５には、ベアリング５６を介してヒートローラ５２が回転自在に支持される。なお、定着装置５１には、用紙１００がヒートローラ５２に貼り付いたまま周囲に巻き付くことを防止するための分離爪５４が設けられている。
【００３７】
ヒートローラ５２について説明する。このヒートローラ５２は電動モータ等の図示しない駆動手段に接続されており、その駆動手段によって回転する。またヒートローラ５２の内部は中空となっており、図示しないハロゲンランプ（加熱装置）を内蔵している。このハロゲンランプが点灯してヒートローラ５２を内部から加熱することによってヒートローラ５２が定着温度に達する。
【００３８】
次に、プレスベルト６０について説明する。このプレスベルト６０はベルト形状をしており、無端状のベルト部６１を備えている。このベルト部６１はヒートローラ５２の軸方向長さとほぼ等しい幅を有している。また、このベルト部６１は、それぞれ回転自在に支持された第１ローラ７１及び第２ローラ７２に巻回されている。２つのローラ７１，７２のうち第１ローラ７１はヒートローラ５２の下方位置に配置され、第２ローラ７２は前記第１ローラ７１よりも搬送路２４の上流側に配置される。
【００３９】
前記第１ローラ７１の軸部は軸受体６４を介して回転自在に支持される。軸受体６４はハウジング５５に対してスライド自在に設けられており、軸受体６４とハウジング５５との間には付勢バネ５８が介在される。この付勢バネ５８のバネ力によって、ベルト部６１が第１ローラ７１を介してヒートローラ５２に対して押し付けられ、ヒートローラ５２とプレスベルト６０とが弾接する構成になっている。ヒートローラ５２とプレスベルト６０（ベルト部６１）とが接触する部分は、用紙１００をニップ可能なニップ部７４とされている。
【００４０】
前記第２ローラ７２の軸部も前記第１ローラ７１と同様に、軸受体６５を介して回転自在に支持される。この第２ローラ７２は、感光ドラム１２から搬送されてくる用紙１００の経路にプレスベルト６０のベルト部６１を沿わせるように配置される。これにより、プレスベルト６０において、前記ニップ部７４から用紙搬送方向上流側へ延長する延長部７３が形成される。
【００４１】
定着装置５１での用紙１００の定着と搬送は以下のように行われる。即ち、ヒートローラ５２が図略の駆動手段（図略）によって駆動されると、このヒートローラ５２に接触しているベルト部６１が従動回転する。なお、２つのローラ７１，７２は、前記ベルト部６１の従動回転に伴って回転する。また、前記ハロゲンランプによって加熱されたヒートローラ５２の熱は、これに接触しているプレスベルト６０のベルト部６１へ伝達され、プレスベルト６０の温度が上昇する。
【００４２】
この状態で、前記感光ドラム１２の回転によって送られてきた用紙１００がプレスベルト６０に接触すると、用紙１００の先頭部１００ａはベルト部６１の前記延長部７３に接触する。その後は、回転しているベルト部６１が、感光ドラム１２の回転によって搬送される用紙１００の先頭側をニップ部７４へ連れ込むように案内する。これにより、用紙１００の先頭部１００ａはスムーズに前記ニップ部７４へ搬送され、用紙１００の詰まりやヨレ等が防止できる。
【００４３】
なお、用紙１００は前記ニップ部７４へ到達する前の段階で、トナー像が転写される面と反対側の面がベルト部６１の前記延長部７３に所定の面積にわたって接触する。これにより用紙１００はプレスベルト６０によって加熱され、用紙１００の水分が適度に蒸発する。この予備加熱により、その後に用紙１００がニップ部７４に達してヒートローラ５２で強く加熱される際も用紙１００の熱収縮が起こりにくくなり、用紙１００のカールやシワが防止できる。
【００４４】
用紙１００が前記ニップ部７４に到達すると、ハロゲンランプによって加熱されたヒートローラ５２の熱及びプレスベルト６０のヒートローラ５２に対する圧力によって、トナー像のトナーが融解して用紙１００に定着する。トナーが定着した用紙１００はヒートローラ５２の回転によって排紙ローラ２５へ送られる。
【００４５】
以上に示すように、本実施形態のコピーファクシミリ複合機７５は定着装置５１を備え、定着装置５１は、ヒートローラ５２と、このヒートローラ５２に対向して配置されるプレスベルト６０と、ヒートローラ５２を加熱する加熱装置と、を有する。ベルト形状のプレスベルト６０は、前記ヒートローラ５２との間で用紙１００をニップするニップ部７４から用紙搬送方向上流側に延長する延長部７３を有する。そして、この延長部７３に前記用紙１００が接触可能に構成されている。
【００４６】
この構成により、図略のハロゲンランプ（加熱装置）によって加熱されたヒートローラ５２の熱がニップ部７４を介してベルト部６１に伝達される。そして、搬送される用紙１００がプレスベルト６０の前記延長部７３と接触することで、当該延長部７３から用紙１００に熱を伝達することができる。この予備加熱によって用紙１００の水分が予め適度に蒸発するので、その後に用紙１００がニップ部７４に到達してヒートローラ５２によって加熱されたときも、熱収縮が起こりにくくなり、用紙１００のシワを防止できる。
【００４７】
また、前記プレスベルト６０は、前記ヒートローラ５２に対向して配置される第１ローラ７１と、この第１ローラ７１よりも用紙搬送方向上流側に配置される第２ローラ７２と、の間に張架されている。
【００４８】
この構成により、延長部７３を有するプレスベルト６０を簡素に構成することができる。
【００４９】
また、前記プレスベルト６０は、搬送されてくる用紙１００を前記延長部７３に接触させた状態でヒートローラ５２を介して駆動されることで、前記ニップ部７４へ用紙１００を案内するように配置されている。
【００５０】
この構成により、プレスベルト６０は用紙１００を予備加熱すると同時に、用紙１００をニップ部７４に連れ込むように回転駆動されるので、用紙１００は前記ニップ部７４へ円滑に搬送される。これによって、ニップ部７４への搬送に失敗して紙詰まりとなる確率を減らすことができ、画像形成をスムーズに行うことができる。
【００５１】
以上に本発明の好適な実施形態を説明したが、上記の構成は更に以下のように変更することができる。
【００５２】
上記実施形態ではプレスベルト６０は２つのローラ７１，７２に巻回される構成としているが、プレスベルト６０を例えば３つ以上のローラに掛け渡して配置する構成に変更することができる。
【００５３】
ヒートローラ５２とプレスベルト６０等の位置は、事情に応じて適宜変更することができる。例えば、ヒートローラ５２とプレスベルト６０が弾接するニップ部７４を、第１ローラ７１と第２ローラ７２の中間の位置に配置することができる。
【００５４】
また、上記実施形態ではヒートローラ５２の加熱装置にハロゲンランプを用いているが、ハロゲンランプに代えて別のヒーターランプを用いる、又は別の手段によってヒートローラ５２を加熱する等、加熱装置は事情に応じて適宜変更することができる。
【００５５】
また上記実施形態では、プレス手段としてのプレスベルト６０は独立した駆動手段を備えず、ヒートローラ５２の回転に伴って従動回転する構成となっているが、例えば第１ローラ７１に電動モータを連結する等、プレス手段が独立した駆動手段を備える構成とするように変更することができる。
【００５６】
また、プレスベルト６０がヒートローラ５２の熱を間接的に伝達して用紙１００を予備加熱する構成に代えて、ベルト部６１を加熱するための独立した加熱装置を備え、この加熱装置によって用紙１００を予備加熱する構成等に変更することができる。
【００５７】
上記実施形態のコピーファクシミリ複合機７５は片面印刷専用機として構成されているが、上記の定着装置５１は両面印刷機においても使用することができる。この場合、まず片面印刷専用機と同様に用紙１００の表面に画像形成して定着させた後、用紙１００を裏返して画像形成部１１で裏面にトナーを転写し、定着装置５１においては用紙１００の前記表面側をプレスベルト６０の延長部７３に接触するようにして予備加熱し、その後、ニップ部７４で裏面のトナー像を定着させれば良い。
【００５８】
前記コピーファクシミリ複合機７５に代えて、例えばプリンタ、コピー機、ファクシミリ装置等にも、本発明の構成を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の一実施形態に係るコピーファクシミリ複合機の外観斜視図。
【図２】本体内部の様子を示す正面断面図。
【図３】本実施形態の定着装置を示す拡大断面図。
【符号の説明】
【００６０】
２４  搬送路
５１  定着装置
５２  ヒートローラ
５４  分離爪
５５  ハウジング
５６  ベアリング
６０  プレスベルト（プレス手段）
６１  ベルト部
６４  軸受体
６５  軸受体
７１  第１ローラ
７２  第２ローラ
７３  延長部
７４  ニップ部
７５  コピーファクシミリ複合機（画像形成装置）
１００  用紙（シート）
【図１】
2008224772.tif 000003
【図２】
2008224772.tif 000004
【図３】
2008224772.tif 000005