(57)【要約】【課題】記録媒体の両面に形成されたトナー像を定着する定着装置において、記録媒体を安定した状態で搬送して、その記録媒体に担持されたトナー像が乱れることを阻止し、定着後のトナー像の画質劣化を阻止する。【解決手段】第１及び第２の支持ローラ２５，２６に巻き掛けられて回転駆動される定着ベルト２７と、その定着ベルト２７に圧接した定着ローラ２８との間のニップＮに、両面にトナー像Ｔを担持した記録媒体Ｐを通過させ、このときトナー像Ｔに熱と圧力を加えて該トナー像Ｔを記録媒体に定着すると共に、ニップＮに進入する前の記録媒体Ｐを、帯電した定着ベルト２７の表面に吸着させて記録媒体Ｐを搬送する。【選択図】  図２
2004205560.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
定着ベルトとその相手定着部材との間に、両面に未定着トナー像を担持した記録媒体を送り込み、該トナー像が定着ベルトと相手定着部材の間を通るとき、該トナー像に熱と圧力を加えて当該トナー像を記録媒体に定着する定着装置において、前記定着ベルトと相手定着部材の間に進入する前の記録媒体を、該定着ベルトの表面に静電的に吸着させるべく、該記録媒体を帯電する帯電手段を設けたことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
記録媒体が接触する定着ベルトの表面と、該表面に接触する直前の記録媒体の面とのなす角度が６０°以下である請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記帯電手段は、前記相手定着部材に電圧を印加する電源を具備している請求項１又は２に記載の定着装置。
【請求項４】
記録媒体の両面にトナー像を形成する作像手段と、請求項１乃至３のいずれかに記載の定着装置とを具備する画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録媒体の両面に形成されたトナー像を該記録媒体に定着する定着装置と、その定着装置を有する画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
記録媒体の両面にトナー像を形成し、その各トナー像を定着装置によって定着する画像形成装置は従来より公知である。この種の画像形成装置においては、記録媒体を安定した状態で定着装置に送り込み、その各面に形成されたトナー像が乱されないようにし、定着後のトナー像の画質低下を防止する必要がある。
【０００３】
そこで、記録媒体の両面にトナー像を転写した後、その記録媒体を定着装置に搬送する搬送路に拍車を設け、その拍車によって記録媒体をガイドする画像形成装置が提案されている（特許文献１参照）。この形式の画像形成装置によれば、拍車の突起によって記録媒体をガイドできるので、定着装置に搬送される記録媒体に担持されたトナー像の乱れを防止できる。ところが、拍車を設けると、その拍車が経時的にトナーで汚れ、そのトナーが記録媒体に移り、画像品質を劣化させるおそれがある。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−１４２８６９号公報（段落〔００５０〕、図３）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上述した不具合を伴うことなく、記録媒体を安定した状態で搬送し、未定着トナー像が乱されることを防止できる定着装置と、その定着装置を有する画像形成装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、定着ベルトとその相手定着部材との間に、両面に未定着トナー像を担持した記録媒体を送り込み、該トナー像が定着ベルトと相手定着部材の間を通るとき、該トナー像に熱と圧力を加えて当該トナー像を記録媒体に定着する定着装置において、前記定着ベルトと相手定着部材の間に進入する前の記録媒体を、該定着ベルトの表面に静電的に吸着させるべく、該記録媒体を帯電する帯電手段を設けたことを特徴とする定着装置を提案する（請求項１）。
【０００７】
その際、記録媒体が接触するベルトの表面と、該表面に接触する直前の記録媒体の面とのなす角度が６０°以下であると有利である（請求項２）。
【０００８】
また、上記請求項１又は２に記載の定着装置において、前記帯電手段は、前記相手定着部材に電圧を印加する電源を具備していると有利である（請求項３）。
【０００９】
さらに、本発明は、上記目的を達成するため、記録媒体の両面にトナー像を形成する作像手段と、請求項１乃至３のいずれかに記載の定着装置とを具備する画像形成装置を提案する（請求項４）。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態例を図面に従って詳細に説明する。
【００１１】
図１は記録媒体の両面に画像を形成する画像形成装置の一例を示す概略断面図である。ここに示した画像形成装置は、記録媒体の両面にトナー像を形成する作像手段１と、その作像手段１に記録媒体を送り込む給紙装置２と、作像手段１により記録媒体の両面に形成されたトナー像を定着する定着装置３とを有している。先ず作像手段１の構成と作用を説明する。
【００１２】
作像手段１は、第１の像担持体の一例であるドラム状の感光体４と、第２の像担持体の一例である無端ベルト状の中間転写ベルト５を有している。この中間転写ベルト５は、複数のローラ６，７，８，９に巻き掛けられて矢印Ａ方向に回転駆動され、感光体４は中間転写ベルト５に当接して矢印Ｂ方向に回転駆動される。中間転写ベルト５を挟んで感光体４に対向した位置には転写ローラより成る第１の転写装置１０が配置されている。また、中間転写ベルト５の外側にはコロナ放電器より成る第２の転写装置１１と、中間転写ベルト５を清掃するベルトクリーニング装置１２とが配置され、さらに中間転写ベルト５の内側に冷却装置１３が設けられている。ベルトクリーニング装置１２は、中間転写ベルト５の表面に対して接離可能に支持されたクリーニングローラ１４と、そのクリーニングローラ１４の周面に付着したトナーを除去するブレード１５と、その除去されたトナーをクリーニングケース外へ搬送するトナー搬送部材１６とを有している。クリーニングローラ１４は、例えば表面粗さが５μｍの金属ローラより成り、中間転写ベルト５は、トナーを転写可能な耐熱性のベルト、例えばポリイミド製のベルトにより構成されている。中間転写ベルト５の表面粗さは、例えば３．４μｍ程度である。
【００１３】
感光体４が矢印Ｂ方向に回転するとき、その表面が帯電装置１７より所定の極性に帯電され、その帯電面に露光装置１８から出射するレーザ光Ｌが照射されて感光体４に静電潜像が形成され、その潜像が現像装置１９によってトナー像として可視像化される。このトナー像を、必要に応じて第１のトナー像と称することにすると、当該第１のトナー像は第１の転写装置１０の作用によって、感光体４と同期して矢印Ａ方向に回転する中間転写ベルト５の表面に転写される。トナー像転写後の感光体表面はクリーニング装置２０によって清掃される。感光体４、帯電装置１７、現像装置１９及びクリーニング装置２０などをプロセスカートリッジとしてユニット化し、その寿命到来時に該プロセスカートリッジを交換できるように構成することもできる。
【００１４】
中間転写ベルト５に転写された第１のトナー像は、その中間転写ベルト５に担持されて該中間転写ベルト５と共に矢印Ａ方向に移動するが、このトナー像が第２の転写装置１１を通過するとき、その転写装置１１は作動せず、また当該第１のトナー像がベルトクリーニング装置１２のクリーニングローラ１４を通過するとき、該クリーニングローラ１４は中間転写ベルト５の表面から離間している。このようにして、中間転写ベルト５上の第１のトナー像が乱される不具合が阻止される。
【００１５】
中間転写ベルト５上の第１のトナー像が所定のところまで移動すると、前述したところと全く同様に、帯電、露光、現像によって、感光体４上に次のトナー像が形成され始まる。このトナー像と必要に応じて第２のトナー像と称する。
【００１６】
一方、給紙装置２は、例えば転写紙より成る記録媒体Ｐを収容した給紙カセット２１と、最上位の記録媒体を送り出す給紙ローラ２２と、レジストローラ対２３とを有し、給紙カセット２１から矢印Ｃ方向に送り出された記録媒体Ｐは、レジストローラ対２３の回転によって、所定のタイミングで感光体４と中間転写ベルト５との間に給送され、この記録媒体Ｐの一方の面に、第１の転写装置１０の作用によって、感光体４上の第２のトナー像が転写される。このとき、記録媒体Ｐの他方の面は、中間転写ベルト５上の第１のトナー像と共に移動し、該記録媒体Ｐが第２の転写装置１１を通るとき、その転写装置１１に転写電圧が印加され、中間転写ベルト上の第１のトナー像が記録媒体Ｐの他方の面に転写される。
【００１７】
上述のようにして、一方と他方の両面にそれぞれトナー像を転写された記録媒体Ｐは、定着装置３を通過し、これによってその各トナー像が記録媒体Ｐの各面に定着される。定着装置３を通過した記録媒体Ｐは、排紙部２４に排出される。
【００１８】
第２のトナー像転写後の感光体表面はクリーニング装置２０により清掃され、また第１のトナー像転写後の中間転写ベルト５の表面は、その表面に当接したベルトクリーニング装置１２のクリーニングローラ１４によって清掃される。その清掃後の中間転写ベルト５が冷却装置１３を通るとき、当該中間転写ベルト５が冷却される。図１に示した冷却装置１３は、ヒートパイプにより構成されているが、中間転写ベルト５に冷風を吹き付けて該中間転写ベルト５を冷却する装置を用いることもできる。その際、中間転写ベルト５上の第１のトナー像が、この冷風方式の冷却装置を通るとき、当該トナー像が乱されることを阻止するため、中間転写ベルト５に冷風を吹きかけないように構成することが好ましい。
【００１９】
第１のトナー像が感光体４上に形成されるときは、これが正像となり、第２のトナー像が感光体４上に形成されるときは、これが逆像となるように制御される。
【００２０】
感光体４上に形成したトナー像を、給紙装置２から給送された記録媒体Ｐの一方の面に直に転写するモードを選択することもでき、この場合には第２の転写装置１１が作動することはない。このトナー像も、記録媒体が定着装置３によって記録媒体上に定着され、当該記録媒体は画像を下に向けて排紙部２４に排出される。
【００２１】
次に定着装置３について説明する。この定着装置３は、図２に拡大して示すように、複数の支持ローラ、図の例では第１及び第２の２本の支持ローラ２５，２６に巻き掛けられた定着ベルト２７と、その相手定着部材の一例である定着ローラ２８とを有している。定着ローラ２８の内部と第２の支持ローラ２６の内部にはヒータ２９，３０がそれぞれ配置され、これらのヒータ２９，３０を発熱させることにより、定着ローラ２８と定着ベルト２７をトナー像の定着に適した温度に加熱する。第１の支持ローラ２５と定着ローラ２８は定着ベルト２７を介して互いに圧接し、これによって定着ベルト２７が定着ローラ２８の表面に圧接して、両者間にニップＮが形成される。第１および第２の支持ローラ２５，２６はそれぞれ矢印方向に回転し、定着ベルト２７は矢印Ｄ方向に回転する。また定着ローラ２８は矢印Ｅ方向に回転し、定着ベルト２７と定着ローラ２８がそのニップＮにおいて同じ方向に移動する。定着ベルト２７の相手定着部材として定着ローラ２８を用いる代りに、例えば、定着ベルト２７と同様に複数の支持ローラに巻き掛けられて回転する無端ベルトより成る相手定着部材を用いることもできる。
【００２２】
前述のように、図１に示した作像手段１によって記録媒体にトナー像が形成され、図２に示すように、両面に未定着トナー像Ｔを担持した記録媒体Ｐは、矢印Ｆで示すように、定着ベルト２７と、その相手定着部材の一例である定着ローラ２８との間に送り込まれる。この記録媒体Ｐに担持されたトナー像Ｔが定着ベルト２７と定着ローラ２８の間を通るとき、該トナー像に熱と圧力が加えられ、その熱と圧力の作用によりトナー像Ｔが記録媒体Ｐの各面にそれぞれ定着される。その際、定着装置３は中間転写ベルト５に接近して配置され、その中間転写ベルト５を離れた記録媒体Ｐは、第１及び第２の支持ローラ２５，２６の間の平坦な定着ベルト部分２７Ａに接触し、その定着ベルト２７と共に移動しながら、定着ベルト２７と定着ローラ２８との間に進入する。このとき、後述する帯電手段によって、定着ベルト２７の表面が帯電されており、これによって、定着ベルト２７と定着ローラ２８との間のニップＮに進入する前の記録媒体Ｐが該定着ベルト２７の表面（図示した例では平坦なベルト部分２７Ａ）に静電的に吸着されて密着する。このように、定着ベルト２７と定着ローラ２８との間のニップＮに進入する前の記録媒体Ｐを定着ベルト２７の表面に密着させるので、記録媒体Ｐが定着ベルト２７上でずれ動くことはなく、記録媒体Ｐを安定した状態でニップＮにスムーズに搬送することができる。このため、定着ベルト２７の表面に密着した側の記録媒体面に担持されているトナー像Ｔが乱されることはなく、定着装置３によって定着されたトナー像の画質が低下する不具合を阻止できる。しかも、従来のように拍車を設ける必要がないため、その拍車を設けた場合の不具合が生じることもない。
【００２３】
上述のように、定着ベルト２７と、その相手定着部材（図の例では定着ローラ２８）の間に進入する前の記録媒体Ｐを、定着ベルト２７の表面に静電的に吸着させるべく、該記録媒体Ｐを帯電する帯電手段を設けることによって、従来の欠点を除去することができる。
【００２４】
また、記録媒体Ｐが上述のように接触する定着ベルト２７の表面、すなわち定着ベルト部分２７Ａと、その表面に接触する直前の記録媒体Ｐの面とのなす角度θが６０°以下となるように、定着ベルト２７を配置すると、記録媒体Ｐが滑らかに定着ベルト２７の表面に接触し始め、より一層確実にトナー像Ｔの乱れ発生を防止することができる。その際、定着ベルト２７と中間転写ベルト５とを接近させ、しかも定着ベルト２７及び定着ローラ２８により記録媒体Ｐを搬送する搬送速度と、中間転写ベルト５により記録媒体Ｐを搬送する搬送速度をほぼ同一の速度に設定すれば、記録媒体Ｐに加えられる衝撃を小さくでき、その記録媒体Ｐをより一層安定した状態で搬送でき、トナー像の乱れ発生を阻止する効果を高めることができる。或いは、定着ベルト２７と定着ローラ２８による記録媒体Ｐの搬送速度を、中間転写ベルト５による記録媒体Ｐの搬送速度よりも若干遅くして（最大で５％）、記録媒体Ｐへのトナー像の正しい転写動作が妨げられないようにすることも有利である。
【００２５】
定着ベルト２７を帯電させる帯電手段としては、電源と、その電源により電圧を印加されるブラシ又はローラなどの電圧印加部材を有する装置を用い、その電圧印加部材を定着ベルト２７の表面に当接させてもよいし、電圧の印加されるコロナ放電器より成る電圧印加部材を定着ベルト２７に対向して配置し、その放電作用によって定着ベルト２７を帯電させることもできる。ところが、かかる帯電手段は、電圧印加部材を有しているので、そのコストが高くなる欠点がある。
【００２６】
そこで、図２に示した定着装置３においては、定着ベルト２７に接触する定着ローラ２８に電源３１を接続し、この電源３１によって、定着ローラ２８に直流又は直流に交流を重畳した電圧を印加し、これによって定着ベルト２７を帯電するように構成されている。帯電手段が、定着ベルトの相手定着部材に電圧を印加する電源を具備しているのである。
【００２７】
上述した構成によれば、定着ローラ２８が電圧印加部材の働きをなすので、独立した電圧印加部材を省くことができ、構成の簡素化とコストの低減を達成できる。また、独立した電圧印加部材を用いると、その電圧印加部材がトナーで汚れることを防止する手段を設ける必要もあるが、上記構成によれば、かかる汚れ防止手段も不要である。
【００２８】
定着ローラ２８を介して定着ベルト２７を帯電する構成を採用する場合、導電性の定着ローラ２８を用いることが好ましい。例えば、当該定着ローラ２８を、金属製の芯金と、その表面の導電プライマーと、さらに、その表面の導電ゴム層と、さらにその表面にコートされた導電処理されたフッ素樹脂層とにより構成する。かかる定着ローラ２８の芯金に電源３１によって電圧を印加し、定着ベルト２７を帯電する。その際、定着ベルト２７の内側に配置された第１の支持ローラ２５が絶縁性のローラである場合には、例えば、導電性のベルト基材と、その表面にコートされた絶縁性の表層とを有する定着ベルト２７を用い、そのベルト基材を画像形成装置本体にアースすることにより、その定着ベルト２７の表層を帯電させることができる。より具体的に示すと、４０μｍ厚さのＮｉと２００μｍ厚さの導電性Ｓｉゴムより成る基材の表面に、４０μｍ厚さの絶縁性のフッ素樹脂をコートした定着ベルト２７を用いる。また第１の支持ローラ２５として導電性ローラを用いた場合には、この第１の支持ローラ２５をアースすることにより、絶縁性の単層構造の定着ベルト２７を用いることができる。かかる定着ベルト２７の表面を導電性の定着ローラ２８を介して帯電させる。
【００２９】
本発明は、記録媒体の各面にフルカラー画像を形成する画像形成装置や、その定着装置にも適用できるものである。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、両面にトナー像が形成された記録媒体を、安定した状態で搬送しながら、そのトナー像を記録媒体に定着でき、そのトナー像の乱れに基因する画質劣化の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成装置の一例を示す断面図である。
【図２】図１に示した定着装置の拡大図である。
【符号の説明】
１  作像手段
３  定着装置
３１  電源
Ｐ  記録媒体
Ｔ  トナー像
【図１】
2004205560.tif 000003
【図２】
2004205560.tif 000004