JP6025441B2 - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、未定着画像を担持する記録材を加熱する定着装置、及び定着装置を備える複写機やプリンタ等の画像形成装置に関するものである。

電子写真プロセス等の画像形成プロセスを用いて記録材に画像を形成する画像形成装置には、記録材に形成した未定着画像を記録材に加熱定着する定着装置が搭載されている。

画像形成装置が冷めた状態で吸湿した記録材にプリントを開始した場合、定着装置で発生する水蒸気が画像形成装置内の低温となっている部分に結露することがある。この結露対策として特許文献１に記載されているようなものもある。

特開２００６−３２２９９４

ところで、記録材を搬送する回転体はその軸が金属製であることが多く、金属は熱容量が大きいので結露しやすい。回転体の軸に結露すると、回転体の位置を通過する記録材に水滴となって付着し、出力画像の品質が低下してしまう。

本発明の目的は、コストを抑えつつ、結露が生じても水滴が記録材に付着するのを抑えるようにすることである。

上述の課題を解決するための本発明は、記録材に形成された未定着画像を記録材に加熱定着する定着部と、金属製の軸に設けられており前記定着部を通過した記録材を搬送する回転体と、を有する定着装置において、前記回転体は記録材の両面に画像を形成する際に用いられるローラであって記録材の表裏を反転させる反転ローラであり、前記装置は、前記反転ローラを収容する射出成形された樹脂製のカバー部材を有し、前記カバー部材には、前記反転ローラの記録材と接触する部分が記録材搬送路側に露出するように前記反転ローラの前記接触する部分が入り込む穴部と、前記軸が前記記録材搬送路側に露出しないように前記軸を覆う軸カバー部と、が設けられており、前記軸の方向に関して前記カバー部材の全域に亘って設けられている前記カバー部材の前記反転ローラを収容する部分の開口は、前記カバー部材よりも薄いシート部材で覆われていることを特徴とする。

また、本発明は、記録材に形成された未定着画像を記録材に加熱定着する定着部と、金属製の軸に設けられており前記定着部を通過した記録材を搬送する回転体と、を有する画像形成装置において、前記回転体は記録材の両面に画像を形成する際に用いられるローラであって記録材の表裏を反転させる反転ローラであり、前記装置は、前記反転ローラを収容する射出成形された樹脂製のカバー部材を有し、前記カバー部材には、前記反転ローラの記録材と接触する部分が記録材搬送路側に露出するように前記反転ローラの前記接触する部分が入り込む穴部と、前記軸が前記記録材搬送路側に露出しないように前記軸を覆う軸カバー部と、が設けられており、前記軸の方向に関して前記カバー部材の全域に亘って設けられている前記カバー部材の前記反転ローラを収容する部分の開口は、前記カバー部材よりも薄いシート部材で覆われていることを特徴とする。

本発明によれば、コストを抑えつつ、結露が生じても水滴が記録材に付着するのを抑えることができる。

定着ユニット（定着装置）の断面図 定着ユニットの外観斜視図 定着ユニットからシート部材３９を取り外した状態の外観斜視図 サイドカバー３８を取り外した状態のカバー部材のレイアウトを示した斜視図 （ａ）は、カバー部材３７を記録材ガイド面３７ｃ側（図１の下側）から見た図、（ｂ）はカバー部材３７を図１の上から見た図 カラーレーザプリンタの断面図 比較例の定着ユニットの断面図 シート部材３９のその他の例を示した斜視図 実施例２の定着ユニットの断面図 実施例２の定着ユニットの斜視図

（実施例１）
本発明の実施例１について図１〜図６に基づいて説明する。図１は定着ユニット（定着装置）の断面図である。図２は定着ユニットの外観斜視図である。図３は定着ユニットから後述するシート部材３９を取り外した状態の外観斜視図である。図４は後述するサイドカバー３８を取り外した状態のカバー部材のレイアウトを示した斜視図である。図５（ａ）は、カバー部材３７を記録材ガイド面３７ｃ側（図１の下側）から見た図、図５（ｂ）はカバー部材３７を図１の上から見た図である。図６はカラーレーザプリンタの断面図である。

まず図６を用いて、記録材Ｓの流れに沿って概略的な全体構成を説明する。プリンタ本体Ｅは電子写真方式によって画像を形成するものである。プリント指示が入力すると、給紙部１から画像形成部２へ記録材Ｓを搬送し、トナー画像を記録材Ｓに転写する。その記録材Ｓを定着部３へ搬送してトナー画像を記録材に加熱定着した後、排出部へと排出するものである。具体的には、装置下部に記録材Ｓを収納するカセット１１が装置本体Ｅに挿抜可能に装填されている。カセット１１内に収納されている記録材Ｓは、ピックアップローラ１２および給送ローラ１３によって繰り出され、搬送ローラ対１４、１５により画像形成部２に送られる。また、搬送ローラ対１５は記録材先端のレジストレーションをとる機能を有する。

画像形成部２は、第１から第４までの４つの画像形成部（Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ）を有する。各画像形成部は、順にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色画像を形成するものであり、トナーの色が異なる以外は同じ構成である。そこで、図３に示した符号ａ、ｂ、ｃ、ｄはそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各画像形成部に対応した部材を示すが、以下の説明では、特に色を区別する必要がない場合には、符号ａ、ｂ、ｃ、ｄは省略する。

画像形成部２では、レーザースキャナ２１によって、画像情報に応じたレーザー光が感光体２２上に照射され、感光体２２上に静電潜像が形成される。この静電潜像は現像部でトナー画像に現像される。感光体２２上に形成されたトナー画像は、一次転写ローラ２４にバイアスを印加することにより、中間転写ベルト２３上に転写される。そして、中間転写ベルト２３上に４色のトナー画像が重なった状態のフルカラートナー画像は二次転写部まで搬送され、二次転写ローラ２５によって記録材Ｓへ転写される。

未定着画像を担持した記録材Ｓは定着ニップ部Ｎを形成している定着部に送られ定着処理される。定着部を通過して定着処理を終えた記録材Ｓは排出ローラ対３１により搬送され、装置上部の排出部に排出される。定着部を有する定着ユニット３は、定期交換やジャムした記録材の処理を考慮して、反転搬送部４を開放した後、ユーザによってプリンタ本体から取り出し可能となっている。

次に、記録材Ｓの両面プリントについて説明する。記録材Ｓの両面に記録を行う場合は、定着部を通過して表面側に画像記録された記録材Ｓをフラッパによって反転ローラ３２へ導き、反転ローラ３２の逆転駆動によりスイッチバック搬送する。更に記録材Ｓを搬送ローラ４１、４２により再び画像形成部２に搬送する。そして、片面プリント時と同様に記録材Ｓの裏面側に画像記録を行った後に排出される。

次に、定着ユニット構成について図１〜図５を用いて説明する。定着ユニット（定着装置）３は加熱ユニット３３と加圧ローラ３４にて定着ニップ部Ｎを形成する。加熱ユニット３３には、定着フィルム３３ｄ、定着フィルムの内面に接触するヒータ３３ａ、ヒータを支持するホルダ３３ｂ、および補強板３３ｃを有する。加圧ローラ３４は芯金上にシリコーンゴム、フッ素ゴム等からなる弾性層を形成したローラである。加熱ユニット３３と加圧ローラ３４は、圧力付与機構により圧力が付与されることで定着ニップ部Ｎを形成する。この定着ニップ部Ｎを記録材Ｓが通過することによって、記録材Ｓ上の未定着画像が記録材に加熱定着される。

定着ニップ部Ｎの記録材Ｓ搬送方向下流近傍にはフラッパ３５がある。このフラッパ３５は、記録材Ｓの行先を排出搬送路ｅまたは反転搬送路ｆへ切換える。フラッパ３５の移動は装置本体Ｅに設けられたソレノイド（不図示）によって行われる。反転搬送路ｆには反転ローラ対３２（定着部を通過した記録材を搬送する回転体）が設けられている。反転ローラ対３２の正逆回転を行うことによって両面プリント時の記録材Ｓのスイッチバック搬送を行う。反転ローラ対３２は、駆動ローラ３２ａとピンチローラ３２ｄで構成され、駆動ローラ３２ａは金属製の軸３２ｂにゴムローラ３２ｃが取り付けられている。ピンチローラ３２ｄは樹脂製であり、バネ（不図示）によって駆動ローラ３２ａへ付勢されている。

定着ユニット３の外側にはカバー部材３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄ、３６ｅ、３７が設けられている。これらカバー部材は、定着ニップ部Ｎの上流側、下流側および反転搬送路ｆを搬送される記録材Ｓをガイドする。また、カバー部材の両端部にはサイドカバー３８が取り付けられている。これらカバーは射出成型にて作成され、基本肉厚は２．０ｍｍ程度であり、リブ等を設ける事で部品剛性を確保している。図４に、各カバー部材の形状が理解しやすいように、サイドカバー３８を取り外した状態の各カバー部材のレイアウトを表す斜視図を示してある。カバー部材及びサイドカバーの材質は、例えばＰＣ（Ｐｏｌｙ−ｃａｒｂｏｎａｔｅ）＋ＡＢＳ（Ａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ ｂｕｔａｄｉｅｎｅ ｓｔｙｒｅｎｅ）、ＰＰＥ（Ｐｏｌｙ−ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ ｅｔｈｅｒ）＋ＰＳ（Ｐｏｌｙ−ｓｔｙｒｅｎｅ）、ＰＰＯ（Ｐｏｌｙ−ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ ｏｘｉｄｅ）＋ＰＳ、ＰＥＴ（Ｐｏｌｙ−ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）などが用いられる。

反転搬送路ｆに設けられたカバー部材（搬送ガイド機能も有する）３７も他のカバー部材と同様の材質であり、射出成型によって作製される。カバー部材３７は、キャビティおよびコアにて射出成型を行うため“Ｕ字”形状（図１中の鎖線５３参照）となる。また、カバー部材３７は、駆動ローラ３２ａの金属軸３２ｂを記録材Ｓ搬送路側から覆っている。この結果、図１中の上方がＵ字形状の開口となる。図５に示すように、カバー部材３７には、二つのリブ部３７ａ及び３７ｂがある。また、３７ｃは記録材のガイド面を示している。３７ｄは駆動ローラ３２ａのゴムローラ３２ｃがガイド面３７ｃから記録材搬送路に露出するための穴部である。３７ｅは駆動ローラ３２ａの金属軸３２ｂを記録材搬送路から覆うための軸カバー部である。なお、駆動ローラ３２ａの金属軸３２ｂはサイドカバー３８に保持されており、金属軸３２ｂと軸カバー部３７ｅは非接触となっている。

カバー部材３７の上方開口部には、シート部材３９が取り付けられている。シート部材は０．４ｍｍ程度の薄肉材であるため、装置本体Ｅを小型化する事が可能である。シート部材３９の複数個所の突起部３９ａが、カバー部材３７に設けられた複数個所の切り欠き部３７ｆに嵌り込むことでシート部材３９がカバー部材３７に取り付けられる。この時、シート部材３９が撓むことによって、カバー部材３７に設けられた突起部３７ｇとシート部材３９の穴部３９ｂが係合し取り付けられる。よって、組立易く、道具を用いた分解も容易である。また、熱膨張差による変形や外れ、樹脂が加熱される事で発生するアウトガス（ｏｕｔｇａｓ）による浮きや剥がれが発生する事もない。

シート部材３９は定着ユニット３を構成しているカバー部材３６や３７よりも薄い部材である。シート部材３９は押し出し成型等でシート状に成型された後、打ち抜き加工によって最終形状がつくられる。よって、射出成型用の金型は必要ないため安価である。また、薄く透明な材料（例えばＰＣ（Ｐｏｌｙ−ｃａｒｂｏｎａｔｅ）やＰＥＴ（Ｐｏｌｙ−ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）等）を使用し、裏面からのシルク印刷によってユーザ注意表記（高温注意の表記）を印刷している。シート部材３９の平面部が広いため、印刷可能範囲は広く印刷を行い易い。また、印刷自由度も高い。さらに、ラベル等を新たに追加する必要がないためコストが安い。

ところで、画像形成装置が冷めた状態で、吸湿した記録材にプリントを開始した場合、記録材から発生する水蒸気が画像形成装置内の低温となっている部分に結露することがある。記録材を搬送する回転体（例えば駆動ローラ３２ａ）はその軸が金属製であることが多く、金属は熱容量が大きいので結露しやすい。回転体の軸に結露すると、回転体の位置を通過する記録材に水滴となって付着し、出力画像の品質が低下してしまう。

この対策として、図７に示す比較例のように、カバー部材１３７と１３８の間にシート１４１を設けて金属軸を覆うことも考えられる。しかしながら、金属軸の付近は記録材の移動を阻害しないようにする必要があり、それなりの形状の精度が求められる。例えば、シート１４１と記録材の搬送ガイド部１４０の間、シート１４１とカバー部材１３８の間が滑らかに接続される必要もある。したがって、形状精度が出にくいシート１４１で金属軸を覆うのは難しい。

シート１４１の代わりに射出成型された樹脂部材で形状精度を出し、この部材で金属軸を覆うことも考えられるが、射出成型された部材が増えるとコストが増大する。カバー部材１３７や１３８も射出成型した部品を用いる必要があるが、金型を用いて成型するので、金属軸を覆う部分とカバー部材１３７とを一体成型物とすることは難しい。したがって、これらの部品は別々の金型を用いて製造するしかなく、金型が増える分、コストが上昇してしまう。また、高温注意を示すラベル１３９を張り付ける場合、その分のコストもかさむ。

そこで本実施例では、回転体（駆動ローラ３２ａ）の記録材と接触する部分（ゴムローラ３２ｃ）が露出するように、カバー部材３７によって金属軸３２ｂを記録材搬送路側から覆うという工夫を行っている。金属軸を記録材搬送路側から覆っているので、金属軸に結露が生じても搬送路を通過する記録材へ水滴が付着するのを抑えることができる。また、図１及び図５に示したようなカバー部材３７の形状、即ち、金属軸の一方の端部側から見た時の断面がＵ字形状の部分を有している形状であれば、一つの部品として射出成型できる。但し、この形状の場合、上部がＵ字形状の開口部となってしまう。そこで、この開口部を打ち抜き加工により製造されたシート部材３９で覆っている。また、カバーとして必要な強度は金属軸を覆うカバー部材３７で確保されているので、カバー部材３７の上部の開口部を覆う部材に強度は必要ない。そこで、安価でしかも薄く作成できるシート部材３９で開口部を覆っている。また、このシート部材３９に高温注意を促す表示を印刷しておけば、別途シールを張り付ける必要もない。さらに透明なシート部材とすれば、シート部材３９へ印刷されているユーザ注意表記は印刷範囲が広く、透明材の裏面から印刷しているため、ユーザの視認性が非常に良い。

シート部材３９のその他の例について図８を用いて説明する。シート部材３９は薄肉材であるため、例えばφ１ｍｍ程度の細穴５１を多数開ける事が可能である。この結果、定着器内で発生した水蒸気を逃がす事が可能となり、さらに結露し難くなる。さらには、シート部材３９のユーザアクセス面へエンボス加工やシボ加工を行う事によって、ユーザがシート部材３９に触れた場合でも、高温と感じにくい工夫を施してもよい。

（実施例２）
次に、実施例２について、図９および図１０に基づいて説明する。なお、実施例１で説明したものと同じ構成には同一の符号を示す。図９は定着ユニットの断面図である。図１０は定着ユニットの斜視図である。

反転搬送路ｆに設けられたカバー部材（搬送ガイド機能も有している）２３７は樹脂製であり射出成型によって作製される。カバー部材２３７は、キャビティおよびコアにて射出成型を行うため“Ｕ字”形状（図９中、鎖線５４参照）となり１方向は開口となる。カバー部材２３７は駆動ローラ３２ａの金属軸３２ｂを記録材Ｓ搬送路側から覆っている。この結果、図９中の上方は開口となる。

カバー部材２３７の上方開口部には、シート部材２３９が取り付けられている。シート部材は０．４ｍｍ程度の薄肉材であるため、装置本体Ｅを小型化する事が可能である。シート部材２３９の突起部２３９ａが、カバー部材２３７に設けられた切り欠き部２３７ａに嵌り込むことでシート部材２３９がカバー部材２３７に取り付けられる。この時、シート部材２３９が撓むことによって、シート部材２３９がカバー部材２３７に設けられる。また、サイドカバー２３８に設けられた突起部２３８ａによってシート部材２３９の抜け止めが構成されている。

よって、組立易く、道具を用いた分解も容易である。また、熱膨張差による変形や外れ、樹脂が加熱される事で発生するアウトガスによる浮きや剥がれが発生する事もない。シート部材２３９は定着ユニット３を構成している他のカバー３６よりも薄く、押し出し成型等でシート状に成型された後、打ち抜き加工によって最終形状がつくられる。よって、射出成型用の金型は必要ないため安価である。また、薄く透明な材料（例えばポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレートなど）を使用し裏面からのシルク印刷によってユーザ注意表記を印刷している。シート部材２３９の平面部が広いため、印刷可能範囲は広く印刷を行い易い。また、印刷自由度も高い。さらに、ラベル等を新たに追加する必要がないためコストが安い。

上述した実施例１及び２では、定着ユニット３の反転ローラ対３２周辺のカバー部材に適用する場合について説明した。しかしながら、反転ローラ対３２に限られるものではなく、その他のローラ（例えば排紙ローラ３１）の金属軸を射出成型されたカバー部材で覆い、Ｕ字形状部の開口部となる部分をシート部材で覆う構造としてもよい。また、定着ユニットではなく、画像形成装置本体に設けられた回転体の金属軸を射出成型されたカバー部材で覆い、Ｕ字形状部の開口部となる部分をシート部材で覆う構造としてもよい。

３ 定着ユニット
３７、２３７ カバー部材
３９、２３９ シート部材

Claims (10)

1. 記録材に形成された未定着画像を記録材に加熱定着する定着部と、金属製の軸に設けられており前記定着部を通過した記録材を搬送する回転体と、を有する定着装置において、
   前記回転体は記録材の両面に画像を形成する際に用いられるローラであって記録材の表裏を反転させる反転ローラであり、
   前記装置は、前記反転ローラを収容する射出成形された樹脂製のカバー部材を有し、
   前記カバー部材には、前記反転ローラの記録材と接触する部分が記録材搬送路側に露出するように前記反転ローラの前記接触する部分が入り込む穴部と、前記軸が前記記録材搬送路側に露出しないように前記軸を覆う軸カバー部と、が設けられており、
   前記軸の方向に関して前記カバー部材の全域に亘って設けられている前記カバー部材の前記反転ローラを収容する部分の開口は、前記カバー部材よりも薄いシート部材で覆われていることを特徴とする定着装置。
2. 前記シート部材は打ち抜き加工により製造されたものであることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記シート部材には高温注意を促す表示が印刷されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置。
4. 前記シート部材は透明であることを特徴とする請求項１〜３いずれか一項に記載の定着装置。
5. 前記カバー部材は記録材の移動を案内するガイド部を有することを特徴とする請求項１〜４いずれか一項に記載の定着装置。
6. 記録材に形成された未定着画像を記録材に加熱定着する定着部と、金属製の軸に設けられており前記定着部を通過した記録材を搬送する回転体と、を有する画像形成装置において、
   前記回転体は記録材の両面に画像を形成する際に用いられるローラであって記録材の表裏を反転させる反転ローラであり、
   前記装置は、前記反転ローラを収容する射出成形された樹脂製のカバー部材を有し、
   前記カバー部材には、前記反転ローラの記録材と接触する部分が記録材搬送路側に露出するように前記反転ローラの前記接触する部分が入り込む穴部と、前記軸が前記記録材搬送路側に露出しないように前記軸を覆う軸カバー部と、が設けられており、
   前記軸の方向に関して前記カバー部材の全域に亘って設けられている前記カバー部材の前記反転ローラを収容する部分の開口は、前記カバー部材よりも薄いシート部材で覆われていることを特徴とする画像形成装置。
7. 前記シート部材は打ち抜き加工により製造されたものであることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記シート部材には高温注意を促す表示が印刷されていることを特徴とする請求項６又は７に記載の画像形成装置。
9. 前記シート部材は透明であることを特徴とする請求項６〜８いずれか一項に記載の画像形成装置。
10. 前記カバー部材は記録材の移動を案内するガイド部を有することを特徴とする請求項６〜９いずれか一項に記載の画像形成装置。

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