(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
未定着トナー像を記録シート上に定着する定着手段と、その定着手段により定着された記録シートを挟持搬送する搬送ロール対とを備える画像形成装置において、
前記搬送ロール対は前記定着手段に対して最上流側の搬送ロール対であって当該搬送ロール対のうち定着されたトナー像と接触するロールの表面全域が多孔質部材により構成される画像形成装置。
【請求項２】
上記未定着トナー像を構成するトナーには、ワックスが含まれる請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
上記定着手段は、定着時に記録シートに対して離型剤を供給しない請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
上記搬送ロール対が定着手段から記録シートの排出口までの搬送経路上に複数箇所設けられ、最も定着手段に近接する搬送ロール対のうち定着されたトナー像と接触するロールの表面が多孔質部材により構成される請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
上記多項質部材は、セル数が８〜１００〔個／２５ｍｍ〕である請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
上記定着されたトナー像と接触する搬送ロールは、回転軸を構成する軸心部材と、その軸心部材の外層を構成する多孔質部材と、その軸心部材を回転自在に軸支する軸支部材とを備え、当該軸支部材の他方の搬送ロール方向の大きさは、軸心部材の他方の搬送ロール方向の大きさよりも小さい請求項１〜５のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複合機等の電子写真方式を用いた画像形成装置に関し、より詳しくは、定着後の記録シートを搬送する搬送ロール対に係る。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、トナー像を静電的に記録シート上に保持させ、そのトナー像を保持した記録シートを加熱ロールと加圧ロールなどの定着回転体対のニップ部分に挟持搬送させ、そのニップ部分で付与される熱と圧力との作用によりトナー像を記録シートに定着させる画像形成装置が広く知られている。また、その定着後の記録シートは、搬送ロール対により挟持搬送され、画像形成装置の外部に排出される。
【０００３】
この搬送ロールに使用される材質としては、例えばＰＯＭ（ポリオキシメチレン）が一般的である。さらに、その搬送ロール表面にトナーが付着するのを防止するため、ＰＯＭよりもトナーに対する離型性が高いＰＦＡ（四フッ化エチレンパーフルオロビニルエーテル重合体）やＰＴＦＥ（四フッ化エチレン樹脂）等が使用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、定着装置の構成の変化と共に、これらＰＯＭ、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ等の材質で構成される搬送ロールを使用すると、画質不良が生じるおそれがある。すなわち、今日では画像形成後の記録シートに対する加筆性、接着性向上等のために定着時に記録シートに供給される離型剤（オイル）の量はより少なくなっている。さらに、メンテナンスの容易性、コスト削減等のために記録シートに対して離型剤（オイル）を供給しない、いわゆるオイルレスの定着装置が存在している。
【０００５】
このような定着装置では、離型剤の供給量を減らすと共に、又は離型剤を供給する代わりにトナー自体が離型性を有するようにトナーにワックスが含まれてるのが一般的である。そしてこのワックスが定着処理により融解し、凝固しきらないうちに搬送ロールに接触してしまうため、搬送ロールと接触した部分の画像上にスジ状のワックスが付着し、画質不良が生じる。
【０００６】
本発明は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、トナーに含まれるワックスなどによる画質不良を防止することができる画像形成装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、未定着トナー像を記録シート上に定着する定着手段と、その定着手段により定着された記録シートを挟持搬送する搬送ロール対とを備える画像形成装置において、前記搬送ロール対は前記定着手段に対して最上流側の搬送ロール対であって当該搬送ロール対のうち定着されたトナー像と接触するロールの表面全域が多孔質部材により構成されるものである（請求項１）。画像形成装置をこのように構成することにより、定着後の記録シート表面に存在する融解物が搬送ロールと接触しても、その融解物が多孔質部材の各孔に保持され、記録シート上の画像を汚すことがない。
【０００８】
ここでこのような多孔質部材としては、発泡性のものが好ましい。また、定着直後の比較的高温の記録シートと接触するものであるため耐熱性に優れたものであることが好ましい。このような条件を具備する多孔質部材としては、シリコン、ウレタン、クロロプレン、ポリエチレン、天然ゴム、ニトリルゴム等のスポンジを挙げることができる。
【０００９】
さらにこのような多孔質のセル数としては、ロールの軸長２５〔ｍｍ〕あたりのセル数が、８〜１００〔個〕であることが好ましく（請求項５）、さらに好ましくはロールの軸長２５〔ｍｍ〕あたりのセル数が３０〜８０〔個〕の範囲である。
【００１０】
定着後の記録シート表面に存在する融解物としては、一般的にはトナーを挙げることができるが、トナーの融点は比較的高く定着直後に凝固する。したがって、画質不良をまねく融解物としてはトナーの融点よりも低い融点のものであり、その代表的なものはトナーに含まれるワックスである（請求項２）。
【００１１】
このワックスは、一般にトナーと定着手段を構成する定着回転体との離型性を向上させるためにトナーに含まれるものであるため、定着手段が離型剤を記録シートに供給しないタイプ（オイルレスタイプ）のものである場合には、比較的多くのワックスがトナーに含まれる。したがって、定着手段が定着時に記録シートにオイルを供給しないものである場合（請求項３）、本発明の効果はより顕著に発揮される。なお、定着手段としては、一般に、内部に熱源を有する定着体対により構成され、その定着体対のうち少なくとも一方はロール状、無端ベルト状の回転体である。
【００１２】
さて、定着後の記録シートは最終的には画像形成装置の外部に排出されるが、定着手段から排出口までの搬送経路が比較的長い場合には、搬送ロール対が定着手段から記録シートの排出口までの搬送経路上の上流側から下流側にかけて複数箇所設けられる。このような場合、記録シート上の融解物（例えばワックス）は搬送とともに冷却され、搬送経路上の下流側に達するまでには凝固し、搬送ロールと接触しても画像を汚さない場合もある。そのような場合には、搬送経路上の最上流側、すなわち最も定着手段に近接する搬送ロール対のうち定着されたトナー像と接触するロールの表面が多孔質部材により構成されるものであれば足りる（請求項４）。
【００１３】
この定着されたトナー像と接触する搬送ロールの具体的な構成としては、例えば、回転軸を構成する軸心部材と、その軸心部材の外層を構成する多孔質部材と、その軸心部材を回転自在に軸支する軸支部材とを備えるものとすることができる。そして、この軸支部材の他方の搬送ロール方向の大きさは、軸心部材の他方の搬送ロール方向の大きさよりも小さいことが好ましい（請求項６）。このように構成することにより、当該多孔質部材が他方の搬送ロールと圧接して弾性変形する場合にも、軸支部材が他方の搬送ロールや記録シートに直接接触するのを防止し、他方の搬送ロールや記録シートには常に多孔質部材が接触するようにするためである。なお、軸心部材の材質としては、ＰＯＭ、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ等を使用することができる。
【００１４】
また、この軸支部材を板バネ部材と一体的に構成するものでもよい。この板バネ部材は、この搬送ロールを、それと対になる他の搬送ロールに付勢し、両搬送ロールのニップ部分に適度なニップ圧を与えるためのものであり、例えば、適度な弾性を有する金属により構成することができる。
【００１５】
【発明の実施による態様】
図１には、本発明に係る定着装置１４を含んで構成された画像形成装置１０が示されている。図１に示されるように、画像形成装置１０はケーシング１２によって被覆され略箱状に形成されている。
【００１６】
画像形成装置１０の下部には、複数の記録媒体トレイ１６（本実施の形態においては３つの記録媒体トレイ１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃを図示）が配設されている。それぞれの記録媒体トレイ１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃには、例えば、Ｂ５サイズ、Ｂ４サイズ、Ａ４サイズ、Ａ３サイズ等のサイズの異なる記録媒体１８が備えられている。記録媒体トレイ１６における記録媒体排出部近傍には半月ローラ２０が配設されており、指定された用紙トレイ１６から記録シート１８が一枚ずつ送り出され、複数の搬送ローラ対２２によって所定方向に搬送される。また、画像形成装置１０によって用紙２８の両面（表面と裏面）への画像形成が指示された場合に、表面への画像形成が終了した記録シート１８の表裏を反転させる用紙反転部１７が設けられている。
【００１７】
画像形成装置１０の一方の側面には、必要に応じて記録シート１８を手差しで挿入する手差しトレイ２４が配設されている。手差しトレイ２４における用紙挿入部近傍には、前述した用紙トレイ１６と同様に半月ローラ２０が配設されており、記録シート１８を一枚ずつ送り出すことができるようになっている。
【００１８】
画像形成装置１０の上部には、定着装置（定着手段）１４によって所望の画像が定着された記録シート１８が排出される排出トレイ２６が設けられている。
【００１９】
画像形成装置１０における用紙トレイ１６の上部には、スキャナで原稿を読み取りかつ各種画像処理を施した画像データ（本実施の形態における画像形成装置１０はカラー画像を対象としているため、画像処理を施すことによってイエロー、マゼンタ、シアン、黒の４色の画像データに変換される）に基づいて感光体３０にビーム光を照射する光走査装置３２、及び記録シート１８に所望の画像を定着する定着装置１４等を含んで構成される画像形成部２８が設けられている。
【００２０】
光走査装置３２は、光源、回転多面鏡３４、ｆθレンズ、シリンドリカルミラー、反射ミラー３６等によって構成されている。図示しない光源から射出されたレーザ光は、回転多面鏡３４によって偏向されかつｆθレンズ、シリンドリカルミラー、反射ミラー３６等を介して感光体３０に照射される。
【００２１】
また、感光体３０の周囲には、帯電器３８、ロータリー現像器４０、ＩＢＴベルトにより構成された中間転写体４２、感光体用クリーナー４４及び図示しない除電ランプが配設されている。
【００２２】
感光体３０は、図１に示される矢印Ａ方向に定速回転する。帯電体３８は、感光体３０を一様にマイナス帯電する。また、ロータリー現像器４０には、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の４色のトナー４６Ｙ、４６Ｍ、４６Ｃ、４６Ｂｋが供給されている。なお、この各色のトナー４６Ｙ、４６Ｍ、４６Ｃ、４６Ｂｋには、後述する定着装置１４の加熱ローラとの離型性を高めるためにワックスが含まれている。
【００２３】
中間転写体４２は、複数のローラ４８に巻き掛けられており、ローラ４８が回転することによって図１に示される矢印Ｂ方向に一定速度で移動する。感光体用クリーナー４４は、中間転写体４２に転写されずに感光体３０上に残留したトナーを除去する。さらに、除電ランプは、感光体用クリーナー４４によって残留したトナーが除去された後に感光体３０を除電する。
【００２４】
さらに、中間転写体４２の周囲には、画像検出センサ５１及び中間転写体用クリーナー５０が配設されている。画像検出センサ５１は転写部５２よりも中間転写体４２の回転方向上流側に設けられており、中間転写体４２に形成されたトナー像の有無を検出するようになっている。中間転写体用クリーナー５０は、転写部５２よりも中間転写体４２の回転方向下流側に設けられており、中間転写体４２から記録シート１８へのトナー像Ｉの転写が終了した後に中間転写体４２の表面に残留したトナー４６を除去するようになっている。
【００２５】
矢印Ａ方向に回転する感光体３０は、帯電器３８によって一様にマイナス帯電され、光走査装置３２から射出されるレーザ光によってまず第１色目の黒色の潜像が感光体３０上に形成される。この潜像は、ロータリー現像器４０の黒色の現像器によって黒色トナーで現像される。現像された黒色トナー像は中間転写体４２に転写される。感光体３０上に転写されずに残ったトナー４６は、図示しないクリーナーによって除去され、感光体３０は除電ランプにより除電される。
【００２６】
そして、感光体３０は再び帯電器３８によって一様にマイナス帯電され、第２色目のイエローの画像形成が行われる。このようにして、第３色目のマゼンタ、第４色目のシアンまで計４色のトナー像Ｉが中間転写体２６に順次転写される。４色のトナー像Ｉの中間転写体４２への転写が完了した時点で、中間転写体４２の表面に最終トナー像Ｉが形成される。
【００２７】
中間転写体４２の下方には、中間転写体４２に形成された最終トナー像Ｉを記録シート１８に転写する転写部５２が設けられている。記録シート１８は、前述したように指定されたサイズの記録シート１８が備えられている用紙トレイ１６から搬送ローラ対２２によって転写部５２まで搬送される。
【００２８】
転写部５２の配設位置よりも記録シート１８の搬送方向下流側には、定着装置（定着手段）１４が配設されている。定着装置１４では、最終トナー像Ｉが転写された用紙３４に定着処理を施すことによって所定のトナー像Ｉが記録シート１８上に形成される。その画像が形成された記録シートは、図中Ｐで示す搬送経路を搬送ロール対７と８、２２に次々に挟時搬送され、排出トレイ２６へと排出される。
【００２９】
なお、定着装置１４は用紙１８上に転写されたトナー４６を用紙１８に融解定着させるための加熱ローラ（定着回転体）５６と、この加熱ローラ５６と共に用紙１８を挟持して加圧させるための加圧ローラ（定着回転体）５８とを含んで構成されている。加熱ローラ５６は、肉厚３ｍｍ程度の鉄の金属中空金として構成されている。また、用紙１８との接触面、すなわち加熱ローラ５６の表面は、厚さ２ｍｍ程度のゴム層が形成されており、加熱ローラ５６の内部には、ハロゲンランプ（熱源）が内蔵されている。また加圧ローラ５８は、鉄等の芯金の周囲に前述した加熱ローラ５６と同様に厚さ１ｍｍ程度のゴム層が形成されており、加圧ローラ５８の内部にはハロゲンランプ（熱源）が内蔵されている。この加圧ローラ５８は、スプリングにより一定の圧力で加熱ローラ５６を加圧する。これにより、加熱ローラ５６と加圧ローラ５８によって記録シート１８が挟持搬送される。こうして加熱ローラ５６と加圧ローラ５８との間を記録シート１８が通過する際にトナー４６が用紙１８上に加圧融解定着される。
【００３０】
ところで、この画像形成装置１０においては、トナー像Ｉを構成するトナー４６に含まれるワックス（融解物）によりトナー像Ｉが汚れるのを防止するため、定着装置１４から排出トレイ（排出口）２６に至るまでの搬送経路Ｐに設けられる搬送ロール対７と８、２２のうち最上流側の搬送ロール対７と８において、さまざな対策を講じている。以下、これらについて説明する。
【００３１】
図２は定着装置１４からそれに最も近接する搬送ロール対７、８周辺の構成を示す断面図である。図３は、図２の矢印Ｖの方向から定着装置１４からそれに最も近接する搬送ロール対７、８周辺の構成を眺めた斜視図である。これらの図に示すように、搬送ロール対７、８のうち、記録シート１８上の定着されたトナー像Ｉと接触する搬送ロール７は搬送経路の一部を形成する搬送プレート９０にとりつけられる。他方の搬送ロール８は定着装置１４のニップ部分Ｎから排出される記録シート１８を案内する案内プレート８０に取り付けられる。なお、他方の搬送ロール８はＰＯＭにより構成されている。
【００３２】
そして、これらの搬送ロール対７、８は、記録シート１８の搬送方向に直角に４つ（７ａ〜ｄ、８ａ〜ｄ）が一組となって配接されている（図３参照）。なお、案内プレート８０、搬送プレート９０のいずれにも記録シート１８との搬送抵抗を軽減するためのリブ８１、９１が多数、搬送方向に伸びている。
【００３３】
図４は、一の搬送ロール７の斜視図である。同図に示すように、この搬送ロール７は、回転軸を構成する軸心部材７１と、その軸心部材７１の外層を構成する多孔質部材７０と、その軸心部材を回転自在に軸支する軸支部材７２とを備えており、この軸支部材７２は、板バネ部材としての役割、搬送プレート９０との取り付け部材としての役割とを兼ね備えている。なお、同図中の一点鎖線は回転軸Ｓを示す（以下、同様）。
【００３４】
図５〜７は、いずれも図４に示した搬送ロール７の構成部品の斜視図であり、それぞれ図５は軸心部材７１、図６は多孔質部材７０、図７は軸支部材７２の斜視図を示している。
【００３５】
図５に示す軸心部材７１は、ＰＯＭにより構成されており、その形状は回転軸Ｓを中心とする略円筒形である。その略円筒形形状の軸方向両端側には、多孔質部材７０を保持するための太径部分７１１、７１２を有しており、その太径部分７１１、７１２の直径を２Ｒ1とする。また、その太径部分７１１、７１２に挟まれた中心部分７１０の回転軸Ｓ方向長さをＬ1とする。
【００３６】
図６に示す多孔質部材７０は、スポンジにより構成されており、その形状は略円柱形である。その円柱形の内径（直径）を２Ｒ0（内）とし、外径（直径）を２Ｒ0（外）とする。ここで、先の軸心部材７１の太径部分７１１、７１２の直径２Ｒ1との関係は、２Ｒ0（内）＜２Ｒ1＜２Ｒ0（外）、つまりＲ0（内）＜Ｒ1＜Ｒ0（外）である。また、多孔質部材７０の回転軸方向Ｓ長さをＬ0とすると、先の軸心部材７１の中心部分７１０の回転軸Ｓ方向長さＬ1との関係は、Ｌ0≒Ｌ1である。
【００３７】
図７に示す軸支部材７２は、ステンレスにより構成されており、その上部には搬送プレート９０に取り付けるための取り付け形状７２３を有しており、その回転軸Ｓ方向両端部には軸心部材７１を回転自在に軸支するための軸支形状７２１、７２２を有している。その各軸支形状７２１、７２２の中心には回転軸Ｓを中心にした円形の穴が形成されており、さらに各軸支形状７２１、７２２は回転軸Ｓを中心に略搬送ロール８側に形成される半円である。その半円の半径をＲ2とすると、先の軸心部材７１の太径部分７１１、７１２の直径２Ｒ1との関係は、Ｒ2＜Ｒ1である。
【００３８】
図８は、このような搬送ロール対７、８の動作を説明するものである（注：図８中に記録シート１８の搬送方向を示す矢印を書き込んで下さい）。このように、記録シート１８上のトナー像Ｉと接触する搬送ロール７の表面が多孔質部材７０により構成されているため、定着直後でトナー４６中のワックスが融解している状態であっても、画像中の搬送ロール７が接触する部分を汚さず、良好な画質を保つことができる。特に、トナー像Ｉがフルカラーの場合、記録シート１８上の略全面にトナー像Ｉが形成される場合、記録シート１８の種類がＯＨＰシートやコート紙、光沢紙の場合などには、一般にワックスなどにより汚れが目立ちやすいため、本発明を適用するのに好適である。さらに、ワックスが画質に影響を与えないため、トナーやワックスの設計の自由度が増し、その分、画質の安定やトナーの製造コストの低減に資するという効果も奏する。
【００３９】
また、同図に示すように、搬送ロール７の多孔質部材７０は、軸支部材７２により他の搬送ロール８側に付勢され、記録シート１８や他の搬送ロール８に圧接して弾性変形する。図８の符号７００に示す斜線部分は、多孔質部材７０の弾性変形を示す。このように多孔質部材７０が弾性変形しても、軸支部材７２（７２１、７２２）の他の搬送ロール８方向の大きさは、軸心部材７１（７１１、７１２）の他方の搬送ロール８方向の大きさよりも小さいため（Ｒ2＜Ｒ1＜Ｒ0（内）：図５、図６、図７参照）、金属製の軸支部材７２（７２１、７２２）が直接記録シート１８や他の搬送ロール８に接触することはない。
【００４０】
なお、多孔質部材７０の材質、各部品の大きさは適宜選択することができるが、この実施態様では、多孔質部材７０は、ウレタンスポンジを用い、そのセル数は５０〔個／２５ｍｍ〕であり、Ｒ2＝２〔ｍｍ〕、Ｒ1＝２．５〔ｍｍ〕、Ｒ0（内）＝２〔ｍｍ〕、Ｒ0（外）＝４〔ｍｍ〕、Ｌ0＝Ｌ1＝１３〔ｍｍ〕である。
【００４１】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、トナーに含まれるワックスなどによる画質不良を防止することができる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】
【図１】図１は、本発明を適用することができる画像形成装置の断面概略図である。
【図２】図２は、実施態様に係る搬送ロール対周辺の断面図である。
【図３】図３は、実施態様に係る搬送ロール対周辺の斜視図である。
【図４】図４は、実施態様に係る搬送ロールの斜視図である。
【図５】図５は、図４に示した搬送ロールを構成する軸心部材の斜視図である。
【図６】図６は、図４に示した搬送ロールを構成する多孔質部材の斜視図である。
【図７】図７は、図４に示した搬送ロールを構成する軸支部材の斜視図である。
【図８】図８は、実施態様に係る搬送ロール対の使用状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１４…定着装置（定着手段）、７、８…搬送ロール、７０…多孔質部材、７１…軸心部材、７１１、７１２…太径部分、７２…軸支部材、７２１、７２２…軸支形状、Ｓ…回転軸、Ｉ…トナー像、１８…記録シート
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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