(57)【要約】【課題】温度制御部分に対向するローラもしくはベルトの温度上昇を抑え得る定着装置とそれを用いた画像形成装置を提供する。【解決手段】定着ローラ２２と加圧ローラ２４が形成する定着ニップよりも用紙Ｐの搬送方向よりも前側に、用紙Ｐを検出するアクチュエータ２６を設ける。このアクチュエータ２６と分離板２７との間にスプリング２８を設ける。分離板２７もそのほぼ中央部を軸支して回転可能としてある。用紙Ｐがアクチュエータ２６の位置に到達して突き当たり、スプリング２８の付勢力に抗してアクチュエータ２６を軸を中心に回転させる。すると、スプリング２８を介して分離板２７の上端側が搬送経路側に回転し、下端側は逆方向へ回転して定着ローラ２２の端部に当接し、定着ローラ２２の端部から熱を奪い、用紙Ｐが接しないために温度が上がりやすいローラ端部での温度上昇を抑える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
定着装置用の温度制御装置であって、用紙搬送方向で定着ニップ前側に搬送する用紙の通過により作動するアクチェータを配し、該アクチュエータの作動に連動して前記定着装置を構成する定着ローラもしくは加圧ローラまたはベルトに対して前記用紙搬送方向の側端あるいはその近傍に接する温度制御部材を有することを特徴とする定着装置用の温度制御装置。
【請求項２】
請求項１の定着装置用の温度制御装置であって、前記温度制御部材が、前記定着ローラもしくは加圧ローラまたはベルトの部位を通過した後の用紙を案内するガイドを兼ねることを特徴とする定着装置用の温度制御装置。
【請求項３】
請求項１または２の定着装置用の温度制御装置であって、前記温度制御部材は用紙を定着ローラもしくは加圧ローラまたはベルトから分離する手段を兼ねることを特徴とする定着装置用の温度制御装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかの定着装置用の温度制御装置であって、前記温度制御部材が前記定着ローラもしくは加圧ローラまたはベルトに接する位置を最大通紙幅の外側としたことを特徴とする定着装置用の温度制御装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかの定着装置用の温度制御装置であって、前記アクチェータと前記温度制御部材の間にスプリングを設けて前記温度制御部材を前記定着ローラもしくは加圧ローラまたはベルトから離れるように付勢することを特徴とする定着装置用の温度制御装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかの定着装置用の温度制御装置であって、前記温度制御部材が金属または耐熱樹脂からなることを特徴とする定着装置用の温度制御装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかの定着装置用の温度制御装置であって、前記温度制御部材が、前記用紙搬送方向の幅方向中央が耐熱樹脂製で、側端部分が金属製であることを特徴とする定着装置用の温度制御装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかの定着装置用の温度制御装置であって、前記温度制御部材の表面にリブを配したことを特徴とする定着装置用の温度制御装置。
【請求項９】
請求項１から８のいずれかの定着装置用の温度制御装置であって、前記温度制御部材の表面に穴を設けたことを特徴とする定着装置用の温度制御装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれかの定着装置用の温度制御装置であって、前記温度制御部材の表面にフッ素コーティングを施してなることを特徴とする定着装置用の温度制御装置。
【請求項１１】
請求項１から９のいずれかの定着装置用の温度制御装置であって、前記温度制御部材の表面にポリテトラフルオロエチレンのコーティングを施してなることを特徴とする定着装置用の温度制御装置。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれかの定着装置用の温度制御装置であって、前記温度制御部材が熱源を有するローラもしくはベルトに接触して該接触部分の温度上昇を抑制することを特徴とする定着装置用の温度制御装置。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれかの定着装置用の温度制御装置であって、前記ローラやベルトが基材と異なる弾性層か表層を有するものであることを特徴とする定着装置用の温度制御装置。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれかの定着装置用の温度制御装置を有することを特徴とする定着装置。
【請求項１５】
請求項１４の定着装置を有す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、電子写真方式のプリンタ、ファクシミリ装置、複写機等の画像形成装置に用いられるロール対により形成されるニップ部、あるいはロールとベルトとにより形成されるニップ部に未定着トナー像を担持する記録媒体を通過させ、加熱するとともに加圧してトナー像を記録媒体に定着させる定着装置、そのような定着装置を備えた画像形成装置において用いる温度制御部材に関し、さらにはこれを用いた定着装置や画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、定着ローラの転写用紙の非通過領域の温度を検知するため温度検出手段を有し、前記温度検出手段の検出値が所定の値を越えたとき、冷却手段を作動させる技術が開示されている。また特許文献２には、温度センサによる温度分布の検出結果に応じて、冷却部材を加圧ローラの長手方向の温度分布に応じて剥離させる技術が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２５８６４５号公報
【特許文献２】特開２００２−００６６５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで上述のような定着装置や画像形成装置において連続通紙を行った場合、定着ローラの用紙エリア外の端部は転写材に熱を奪われないために、エリア内の部分に比べ、温度上昇を起こしやすい。そして、そのような温度上昇が進むと、定着ローラの芯金部分と弾性部分とが剥離し、定着ローラが破損する恐れがある。
【０００５】
このため従来は、温度上昇の防止策として、連続通紙の通紙間隔を長くし、一旦上昇した端部温度を下げてから通紙することで対応するという技術が用いられてきた。しかしながら、この方法では、時間当たりの出力枚数が減少することが避けられないという問題がある。
【０００６】
そこで本発明は、通紙間隔を長くしないで、通常の出力枚数を維持したままで、かつ安価に対応できる定着装置用の温度制御装置、この温度制御装置を用いた定着装置、この定着装置を用いた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】
本発明の請求項１に係る定着装置用の温度制御装置は、用紙搬送方向で定着ニップ前側に搬送する用紙の通過により作動するアクチェータを配し、該アクチュエータの作動に連動して前記定着装置を構成する定着ローラもしくは加圧ローラまたはベルトに対して前記用紙搬送方向の側端あるいはその近傍に接する温度制御部材を有することを特徴とする。
【０００８】
請求項２に係るものは、請求項１の定着装置用の温度制御装置であって、前記温度制御部材が、前記定着ローラもしくは加圧ローラまたはベルトの部位を通過した後の用紙を案内するガイドを兼ねることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に係るものは、請求項１または２の定着装置用の温度制御装置であって、前記温度制御部材は用紙を定着ローラもしくは加圧ローラまたはベルトから分離する手段を兼ねることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に係るものは、請求項１から３のいずれかの定着装置用の温度制御装置であって、前記温度制御部材が前記定着ローラもしくは加圧ローラまたはベルトに接する位置を最大通紙幅の外側としたことを特徴とする。
【００１１】
請求項５に係るものは、請求項１から４のいずれかの定着装置用の温度制御装置であって、前記アクチェータと前記温度制御部材の間にスプリングを設けて前記温度制御部材を前記定着ローラもしくは加圧ローラまたはベルトから離れるように付勢することを特徴とする。
【００１２】
請求項６に係るものは、請求項１から５のいずれかの定着装置用の温度制御装置であって、前記温度制御部材が金属または耐熱樹脂からなることを特徴とする。
【００１３】
請求項７に係るものは、請求項１から６のいずれかの定着装置用の温度制御装置であって、前記温度制御部材が、前記用紙搬送方向の幅方向中央が耐熱樹脂製で、側端部分が金属製であることを特徴とする。
【００１４】
請求項８に係るものは、請求項１から７のいずれかの定着装置用の温度制御装置であって、前記温度制御部材の表面にリブを配したことを特徴とする。
【００１５】
請求項９に係るものは、請求項１から８のいずれかの定着装置用の温度制御装置であって、前記温度制御部材の表面に穴を設けたことを特徴とする。
【００１６】
請求項１０に係るものは、請求項１から９のいずれかの定着装置用の温度制御装置であって、前記温度制御部材の表面にフッ素コーティングを施してなることを特徴とする。
【００１７】
請求項１１に係るものは、請求項１から９のいずれかの定着装置用の温度制御装置であって、前記温度制御部材の表面にポリテトラフルオロエチレンのコーティングを施してなることを特徴とする。
【００１８】
請求項１２に係るものは、請求項１から１１のいずれかの定着装置用の温度制御装置であって、前記温度制御部材が熱源を有するローラもしくはベルトに接触して該接触部分の温度上昇を抑制することを特徴とする。
【００１９】
請求項１３に係るものは、請求項１から１２のいずれかの定着装置用の温度制御装置であって、前記ローラやベルトが基材と異なる弾性層か表層を有するものであることを特徴とする。
【００２０】
請求項１４に係る定着装置は、請求項１から１３のいずれかの定着装置用の温度制御装置を有することを特徴とする。
【００２１】
請求項１５に係る画像形成装置は、請求項１４の定着装置を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は、定着ニップ前に用紙の通過を検出するアクチェータを設け、それに連動して定着もしくは加圧のローラもしくはベルトの軸方向の端に当接する温度制御部材を配置することで、温度制御部分に対向するローラもしくはベルトの温度上昇を抑えることができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下本発明を実施するための最良の形態を、図に示す実施例を参照して説明する。
【実施例１】
【００２４】
図１は、像担持体の周上に２つの現像装置を配置した作像部が２つ並んだタイプで本発明の実施対象の一例となるカラー画像形成装置の概略を示す断面図であり、画像形成装置本体に現像装置及び像担持体ユニットを装着した状態を示す。
【００２５】
図示のカラー画像形成装置は、その略中央に画像形成部１が配置され、この画像形成部１のすぐ下方に給紙部４が配置されている。画像形成部１の上方は、排紙収納部３が形成され、画像形成された記録紙が排紙収納される。
【００２６】
画像形成部１では、現像剤として夫々色の異なるトナーを収容した４つの現像器１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ）、これらの現像器と組み合わせて配置された像担持体である感光体ドラム１２（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ）がある。また中間転写ベルト１３に当接する中間転写ベルト駆動ローラ１４、中間転写ベルト従動ローラ１５と１次転写ロ−ラ１６（１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ）の周りに掛け渡されて循環移動する中間転写ベルト１３で構成された中間転写ユニットがある。なお図中１７（１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ）は感光体ドラム１２を露光するレーザビームである。
【００２７】
図示の例では、第１の画像形成部の感光体ドラム１２ａにレーザビーム１７ａを照射する。第２の画像形成部の感光体ドラム１２ｂにはレーザビーム１７ｂを照射する。これにより、上記のように一様な高電位に帯電している感光体ドラム１２ａの周面が画像データに基づき選択的に露光され、この露光により電位の減衰した低電位部と上記初期化による高電位部とからなる静電潜像が形成される。現像器１１ａは静電潜像の低電位部（または高電位部）にトナーを転移させてトナー像を形成（現像）する。感光体ドラム１２ａはトナー像を回転搬送して中間転写ベルト１３に転写する。
【００２８】
この中間転写ベルト１３上のトナー像が感光体ドラム１２ｂとの当接部に到来するタイミングに合わせて、上記と同様に第２の画像形成部が動作して、現像器１１ｃが感光体ドラム１２ｂ上の静電潜像をトナー像化（現像）し、感光体ドラム１２ｂがそのトナー像を回転搬送して中間転写ベルト１３上のトナー像に重ねて転写する。そして引き続き中間転写ベルト１３が循環移動し、上記の重ね転写されたトナー像が感光体ドラム１２ａとの当接部に来るタイミングに合わせて、再び第１の画像形成部が動作し、今度は現像器１１ｂが感光体ドラム１２ａ上の静電潜像をトナー像化し、感光体ドラム１２ａがそのトナー像を回転搬送して中間転写ベルト１３上の重ね転写されているトナー像に更に重ねて転写する。最後に、この中間転写ベルト１３上の上記三重に転写されたトナー像が感光体ドラム１２ｂとの当接部に来るタイミングに合わせて、再び第２の画像形成部が動作して、現像器１１ｄが感光体ドラム１２ｂ上の静電潜像をトナー像化し、感光体ドラム１２ｂがそのトナー像を回転搬送して中間転写ベルト１３上の三重のトナー像に更に重ねて転写する。
【００２９】
４色のトナー像を重ね転写された中間転写ベルト１３は、循環移動を続けて上記四重のトナー像を搬送し、そのトナー像を２次転写ロ−ラ１８により用紙Ｐに転写する。また、転写後中間転写ベルト表面に残留するトナーを除去回収する中間転写クリーニング装置１９がそれぞれ配置されている。
【００３０】
トナー像を得た用紙Ｐ上のトナーを定着処理する定着装置２が上記画像形成装置（手段）下流（用紙の搬送経路での下流）に配置されている。定着装置を通過した用紙は排紙ローラ３１により排紙収納部３２に排紙収納される。
【００３１】
給紙部４においては、給紙トレイ４１に未使用の記録紙が収容されており、給紙コロ４２とフリクションパッド４３により１枚ずつ分離され、レジストローラ６０へと搬送される。レジストローラ６０は用紙の搬送を一時止め、中間転写ベルト１３のトナー像と用紙の先端との位置関係が所定の位置になるよう、タイミングをとって回転が開始するよう、制御される。
【００３２】
図２は、本発明による定着装置２の基本的な構成を示すための図である。この定着装置２は、図示のように、ヒータ２１を有する定着ローラ２２と、図示しない付勢部材により定着ローラ２２に圧接され、定着ローラ２２に駆動されて回転可能な加圧ローラ２４とを備えている。定着ローラ２２は、円筒状の芯金外周上のゴム層にテフロン（登録商標）、すなわちポリテトラフルオロエチレン等のコーティングを施したものである。定着ローラ２２と加圧ローラ２４は、それぞれ図示しない定着フレームと加圧フレームに回転自在に軸支され、定着フレームと加圧フレームとに保持されている。
【００３３】
本実施例では、図３（Ａ：待機時、Ｂ：通紙時）に示すように、定着ローラ２２と加圧ローラ２４が形成する定着ニップよりも用紙Ｐの搬送方向（図中矢印で示す。図では上方へ搬送する。）よりも前側に、用紙Ｐを検出するアクチュエータ２６を設け、このアクチュエータ２６と分離板２７との間にスプリング２８を設ける構成にしている。アクチュエータ２６は、図示の例では用紙Ｐの搬送路に臨ませる側２６ａを極端に短くし、スプリング２８を連結する側は加圧ローラ２４よりも上方へ突出するくらい長くしてあり、そのほぼ先端にスプリング２８を連結し、非通紙状態ではアクチュエータ２６の短い方２６ａが用紙Ｐの搬送路と交差する状態となるようにしてある。また分離板２７もそのほぼ中央部を軸支して回転可能としてある。
【００３４】
このような構成にすることにより、通紙されてきた用紙Ｐがアクチュエータ２６の位置に到達し、アクチュエータ２６の短い方２６ａに突き当たり、スプリング２８の付勢力に抗してアクチュエータ２６を軸を中心に回転（図の例では右回転）させる。アクチュエータ２６が回転すると、スプリング２８を介して分離板２７の上端側が搬送経路側に回転し、下端側は逆方向へ回転して定着ローラ２２の端部（図３の紙面に垂直方向での端部）に当接し、定着ローラ２２の端部から熱を奪い、用紙Ｐが接しないために温度が上がりやすいローラ端部での温度上昇を抑えている。
【００３５】
すなわち本実施例では、定着ニップ前に用紙の通過を検出するアクチェータ２６を設け、それに連動して定着ローラ２２もしくは加圧ローラ２４またはベルト（図示せず）の軸方向の端に当接する温度制御部材として分離板２７を配置することで、温度制御部分に対向するローラや、図示せぬが定着にベルトを用いる場合も同様に、それらの温度上昇を抑え得る。またアクチェータ２６と温度制御部材である分離板２７の間にスプリング２８を設けることで、用紙ガイド部材ともなる分離板２７のローラやベルトへの当接圧を一定にし、温度制御部分に対向するローラもしくはベルトの温度上昇を抑えることができる。そしてもちろん、温度制御部材である分離板２７のローラ等への当接位置は、用紙Ｐの最大通紙幅の外側に当接することで、温度制御部分に対向するローラやベルトの温度上昇を抑えることができる。
【実施例２】
【００３６】
図４は本発明の実施例２を示す。この実施例２は、基本的な構成は実施例１と同様であるが、分離板２７が図示のように加圧ローラ２４の定着ニップよりも用紙Ｐの搬送方向前側でかつ加圧ローラ２４の側に設けられている。
【００３７】
図示は省略するが、このような構成とすることにより、用紙Ｐがアクチュエータ２６の位置に到達し、アクチュエータ２６の短い方２６ａに突き当たり、スプリング２８の付勢力に抗してアクチュエータ２６を軸を中心に回転させると、分離板２７の下端側がスプリング２８に引っ張られて加圧ローラ２４に接触し、加圧ローラ２４の端部から熱を奪い、その部分と接する定着ローラ２２の端部から熱を奪い、用紙Ｐが接しないために温度が上がりやすいローラ端部での温度上昇を抑えている。
【実施例３】
【００３８】
図５は、本発明の実施例３として、分離板２７の構成例を示す斜視図である。この分離板２７は、端部を適宜の金属材からなる金属部２７ａ、その他を適宜の樹脂材からなる樹脂部２７ｂという構成にしている。このような構成とすることにより、定着ローラ２２や加圧ローラ２４の端部から熱を奪いやすく、効率よく温度上昇を抑えることが可能になる。
【００３９】
すなわち、温度制御部材である分離板２７を、金属または耐熱樹脂で構成することでも、温度制御部分に対向するローラもしくはベルトの温度上昇を抑えることができる。さらに、温度制御部材の中央が耐熱樹脂で端部が金属とすることで、温度制御部分に対向するローラもしくはベルト端部の温度上昇を抑えることができる。
【実施例４】
【００４０】
上述のような温度制御部材がない場合とある場合の実験結果の比較を図６に示す。図６に示すように、１０００枚の連続通紙を行ったところ、温度制御部材がない場合、定着ローラの用紙領域外の温度は連続５０枚通紙時で２２℃上昇、１００枚時で２６℃上昇、２００枚以後は３０℃上昇でそれ以後は飽和した。これに対して、温度制御部材がある場合は、５０枚で１０℃の上昇、１００枚で１５℃の上昇、５００枚で１８℃の上昇でそれ以後は飽和した。
【実施例５】
【００４１】
以下、図示は省略するが本発明の種々の変形例について説明する。
定着ローラもしくは加圧ローラまたはベルト以後の用紙を案内するガイド機能を兼ねる温度制御部材を配置することで、低コストで温度制御部分に対向するローラもしくはベルトの温度上昇を抑えることができる。また、用紙を定着ローラもしくは加圧ローラまたはベルトから分離させる機能を兼ねる温度制御部材を配することで、低コストで温度制御部分に対向するローラもしくはベルトの温度上昇を抑えることができる。
【実施例６】
【００４２】
また、温度制御部材の表面にリブを設けることで、用紙によるガイド部材の温度上昇を抑えられ、温度制御部分に対向するローラもしくはベルトの温度上昇を抑えることができる。温度制御部材表面に穴を設けることでも同様である。
【実施例７】
【００４３】
さらに、温度制御部材表面にフッ素コーティングを施すことで、用紙がガイド部材に貼り付かず、温度制御部分に対向するローラもしくはベルトの温度上昇を抑えることができる。テフロン（登録商標）コーティングでも同様である。
【００４４】
すなわち、本発明の温度制御部材を、熱源を持ったローラもしくはベルトに接触させることで、温度制御部分に対向するローラもしくはベルトの温度上昇を抑えることができ、ローラやベルトが基材と異なる弾性層か表層をもつことで、温度制御部分に対向するローラもしくはベルトの温度上昇を抑えることができる。
【実施例８】
【００４５】
また本発明の定着装置は、定着ニップ前に用紙の通過を検出するアクチェータを設け、それに連動して定着もしくは加圧のローラもしくはベルトの軸方向の端に当接する温度制御部材を配置することで、温度制御部分に対向するローラもしくはベルトの温度上昇を抑えることができる。そして本発明の画像形成方法では、定着ニップ前に用紙の通過を検出するアクチェータを設け、それに連動して定着もしくは加圧のローラもしくはベルトの軸方向の端に当接する温度制御部材を配置することで、温度制御部分に対向するローラもしくはベルトの温度上昇を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施対象の一例となるカラー画像形成装置の概略を示す断面図
【図２】本発明による定着装置の基本的な構成を示すための図
【図３】本発明の実施例１（Ａ：待機時、Ｂ：通紙時）を示す図
【図４】本発明の実施例２を示す図
【図５】本発明の実施例３として、分離板の構成例を示す斜視図
【図６】本発明の温度制御部材がない場合とある場合の実験結果の比較を示す図
【符号の説明】
【００４７】
１：画像形成部
２：定着装置
３：排紙収納部
４：給紙部
１１：現像器
１２：感光体ドラム
１３：中間転写ベルト
１４：中間転写ベルト駆動ローラ
１５：中間転写ベルト従動ローラ
１６：１次転写ロ−ラ
１７：レーザビーム
１９：中間転写クリーニング装置
２１：ヒータ
２２：定着ローラ
２４：加圧ローラ
２６：アクチュエータ
２７：分離板
２７ａ：金属部
２７ｂ：樹脂部
２８：スプリング
３１：排紙ローラ
３２：排紙収納部
４１：給紙トレイ
４２：給紙コロ
４３：フリクションパッド
６０：レジストローラ
Ｐ：用紙
【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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