JP2007284173A - シート搬送装置、定着装置、及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】長期に亘り、シートから蒸発した水蒸気に起因するシートへの水分付着を防止するシート搬送装置を提供すること。また、本発明の他の目的は、このシート搬送装置を備えた定着装置、及び当該定着装置を備えた画像形成装置を提供すること。
【解決手段】例えば、電子写真用感光体１０と、帯電手段１２と、露光手段１４と、現像手段１６と、転写手段１８と、クリーニング装置２０と、定着装置２２と、を備えた画像形成装置において、加熱ロール２２Ａと加圧ロール２２Ｂとで構成された定着装置２２の搬送出口に、上ガイド２４Ａと下ガイド２４Ｂから構成されるシート搬送装置２４が設ける。そして、下ガイド２４Ｂとして、例えば、ベルト部材２６を有する回転体３０を適用する。
【選択図】図１

Description

本発明は、加熱されたシートを搬送するシート搬送装置に関する。また、本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリ等の電子写真方式を用いた画像形成装置、及びそれに適用される定着装置に関する。

電子写真方式などを利用して、シートの上にトナー画像を形成し、定着装置にて加熱して定着する手段は広く一般的である。定着装置では、未定着画像が形成されたシートに１００℃以上の熱を与えることで、未定着画像が定着される。その際、シートなどに含まれる水分が加熱蒸発し、シート搬送ガイドなどに付着する。蒸発する水蒸気量が多いと集まって水滴となり、搬送されてくるシートに触れて濡らしたり、画像をにじませたりする。

主としてこれは、機械が温まっていない朝などに多く見られ、シートなどがまだ冷えているため、シートから蒸発した水蒸気がシート搬送ガイドに付着すると蒸発せずにその場所にとどまり、周りの水滴を集めて大きくなり、次のシートに触れて画像を乱したり、シートを波打たせたりしてしまう。

水滴となるのを防止するには、水蒸気をファンなどで散らせたり、ガイドを強制的に暖めたり、付着した水蒸気を吸収したり、水蒸気が付着するガイドが加熱されて温まったシートの熱を逃がさないような熱特性を付与したりしている。

例えば、特開平５−１３４５１３号ではファンを定着装置の下に設置して、専用の風路を用いて水蒸気を散らし、更に枚数での制御も行なっている。この場合、装置が大きくなってしまう上、騒音の問題も発生する。特開平６−１１８８２７号、特開２００３−４３８３６では、ガイドに吸湿性を有する材質をコートしたりしている。この場合、吸湿量に上限があり、厚くなったり、またシートがひっかかったりしてしまう。特開２００３−４３８３４ではガイドに界面活性剤をコートしている。この場合、長期使用に耐えないという問題がある。

また、特開２００３−８１５０５号では、水接触角が９０°未満である、水接触角が９０°未満で熱伝導率が０．４Ｗ／ｍｋ以下である、水接触角が９０°未満で表面粗さＲａが５μｍ以上３００μｍ以下である、又は水接触角が９０°未満で表面粗さＲａが５μｍ以上３００μｍ以下でかつ、熱伝導率が０．４Ｗ／ｍｋ以下、とある。

特開２００３−８１５０５号の場合、接触角が９０°未満の材料を適用しても、撥水性でない材料は殆ど該当し、これだけでは所望の性能が得られ難い。また、接触角が９０°未満の材料で、表面粗さを規定したり、熱伝導率を規定したりせねばならず、例えば、表面粗さＲａを５μｍ以上とするのには、その材料をコートする時に特別な条件が必要であったり、また熱伝導率が０．４Ｗ／ｍｋ以下の材料と言っても、コートする厚みと下地の材料との複合的な性能を考慮せねばならず、材料選定が複雑となる。

また、従来、吸水性のあるポリエステルやアクリルなどの化学繊維のほか、植物繊維を主体とした不織布をシート搬送ガイドの周囲に貼り、水滴の落下を防止しようとする試みがあった。しかしシート搬送ガイドには好適に使用できなかった。それは、不織布が所謂フェルトであり、通紙面に貼ると用紙が引っ掛かり紙つまりの原因になってしまうからである。

特開平５−１３４５１３号 特開平６−１１８８２７号 特開２００３−４３８３６ 特開２００３−４３８３４ 特開２００３−８１５０５号

本発明は、前記従来における諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明の目的は、長期に亘り、シートから蒸発した水蒸気に起因するシートへの水分付着を防止するシート搬送装置を提供することである。また、本発明の他の目的は、このシート搬送装置を備えた定着装置、及び当該定着装置を備えた画像形成装置を提供することである。

上記課題は、以下の手段により解決される。
即ち、本発明のシート搬送装置は、上ガイド部材と下ガイド部材とを有し、加熱されたシートを所定の位置に搬送するシート搬送装置であり、
前記下ガイド部材は、前記シートが当接しつつ搬送する回転体を備えることを特徴としている。

本発明のシート搬送装置では、シートと当接する下ガイド部材として、回転体を適用すると、回転体自身の回転により水分が付着し難いと共に、シートから蒸発した水蒸気よる水分が付着しても回転により水分が空気流に当てられることとなり気化し易くなる。このため、長期に亘り、シートから蒸発した水蒸気に起因するシートへの水分付着を防止することができる。

本発明のシート搬送装置において、前記回転体は、少なくとも表面が吸水材料を含んで構成されることが好適である。この吸水材料としては、多孔質材料が好ましく、具体的には、例えば、ポリビニールホルマール樹脂、又はウレタン樹脂の発泡材料であることが好ましい。

また、前記回転体は、少なくとも表面に開口を有して構成してもよい。さらに、前記回転体は、ベルト部材であることが好適である。

本発明のシート搬送装置において、前記下ガイド部材は、前記回転体の表面に当接する吸水部材をさらに備えることともできる。これにより、前記回転体が表面に吸水材料を含まない場合であっても、効果的に回転体に付着した水分を素早く除去することができる。また、前記回転体が表面に吸水材料を含む場合には、より効果的に、回転体に付着した水分を素早く除去することができる。

前記吸水部材は、少なくとも表面が吸水材料を含んで構成されることが好ましい。また、この吸水材料としては、多孔質材料が好ましく、具体的には、例えば、ポリビニールホルマール樹脂、又はウレタン樹脂の発泡材料であることが好ましい。

また、本発明の定着装置は、
トナー像が形成されたシートを加熱定着するための定着部材と、
前記加熱定着されたシートを搬送するためのシート搬送部材と、
を有する定着装置であり、
前記シート搬送部材は、上記本発明のシート搬送装置であることを特徴としている。

また、本発明の画像形成装置は、上記本発明の定着装置を備えることを特徴としている。

本発明によれば、長期に亘り、シートから蒸発した水蒸気に起因するシートへの水分付着を防止する搬送ガイドを提供することができる。また、この搬送ガイドを備えた定着装置、及び当該定着装置を備えた画像形成装置を提供することができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、実施的に同一の機能を有する部材には、全図面通して同じ符号を付与し、重複する説明は省略する場合がある。

図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。

本実施形態に係る画像形成装置は、電子写真方式の画像形成装置であり、図１に示すように、電子写真用感光体１０と、電子写真用感光体１０を接触方式により帯電させる帯電手段１２と、帯電手段１２により帯電された電子写真用感光体１０を露光して静電潜像を形成する露光手段１４と、露光手段１４により形成された静電潜像をトナー（トナーを含む現像剤）により現像してトナー像を形成する現像手段１６と、現像手段１６により形成されたトナー像を記録媒体Ｐ（シート）に転写する転写手段１８と、感光体１０の残留トナーを除去するためのクリーニング装置２０と、トナー像が形成された記録媒体Ｐ（シート）を加熱定着するための定着装置２２と、を備えている。

これら、各構成部材は、公知の電子写真方式と同様に構成することができる。また、画像形成装置の方式は、これに限定されず、例えば、中間転写体を利用した方式やタンデム型など、適宜適用することができる。

そして、本実施形態では、加熱ロール２２Ａと加圧ロール２２Ｂとで構成された定着装置２２の搬送出口に、板状体から構成される上ガイド２４Ａと回転体から構成される下ガイド２４Ｂから構成されるシート搬送装置２４が設けられている。

下ガイド２４Ｂは、ベルト部材２６とそれを張架する例えば２本の張架ロール２８とを有する回転体３０で構成されている。この回転体３０が回転することで、記録媒体Ｐを当接しつつ搬送することができる。

回転体３０を構成するベルト部材２６の構成材料としては、樹脂材料（例えばポリイミド、ポリカーボ、ＰＥＴ、ポリアミド、）、金属材料（例えば、ニッケル、ステンレス）などが挙げられる。

ベルト部材２６は、単層構造でも積層構造でもよいが、少なくとも搬送面となる層（表面層）が、多孔質材料や発泡材料などの吸水材料により構成することがよい。

多孔質材料としては、例えば、セラミックス、多孔質ガラス、ニッケルやアルミニウムなどの多孔質金属などが挙げられる。

発泡材料としては、ポリビニールホルマール樹脂、ウレタン樹脂、スチレン樹脂、メタクリル樹脂などの発泡材料が挙げられる。発泡材料としては、ポリビニールホルマール樹脂、ウレタン樹脂の発泡材料であることが好適である。これは、気孔率や保水率を高くすることが容易であるからである。

また、吸収材料としては、その他、ポリビニールアルコールをブレンドさせたポリマーアロイなども挙げられる。

また、ベルト部材２６には、図２及び図３に示すように、厚み方向に貫通する開口２６Ａを有することが好適である。開口２６Ａを有することで、下ガイド２４Ｂとして搬送面を低減、即ち、記録媒体Ｐと接触する面積を低減することができ、記録媒体Ｐへの水分付着を抑制することができる。また、この開口２６Ａにより、付着した水分が自重で開口２６Ａから落ちるようになるため、より効果的に記録媒体Ｐへの水分付着を抑制することができる。

なお、開口２６Ａの形状は、特に制限はなく、例えば図２に示すように、ベルト部材２６周方向に所定間隔で配列するように、ストライプ状の開口２６Ａをベルト部材２６に設けてもよいし、図３に示すように、ベルト部材２６周方向・幅方向に所定間隔で配列するように、円形の開口２６Ａをベルト部材２６に設けることができる。

以上のような構成の本実施形態では、まず、公知の電子写真プロセスにて、記録媒体Ｐ上にトナー像が形成された記録媒体Ｐを、定着装置２２において加熱ロール２２Ａ及び加圧ロール２２Ｂ間に挟持させて熱と圧力が加えて加熱定着し、画像を形成する。そして、加熱された記録媒体Ｐはシート搬送装置２４の下ガイド２４Ｂ（回転体３０）の回転に伴い案内搬送される。

通常、その際、記録媒体Ｐに含まれる水分が蒸発し、シート搬送装置２４（上ガイド２４Ａ、下ガイド２４Ｂ）に水滴となって、付着する。初めは小さい水滴であるが、記録媒体Ｐの厚みや、放置状況、温度湿度により、早い場合は数枚も定着するとすぐに成長して大きくなる。下ガイド２４Ｂは記録媒体Ｐと当接するため、その大きくなった水滴が記録媒体Ｐに触れ、片面のみのプリントであれば、記録媒体（用紙）の波うちや変形が発生し、両面プリントの場合は、水滴が付着した部分へのトナー像の転写ができず、用紙波うちや変形に加えて、画像白抜けというディフェクトが発生する。

そこで、本実施形態では、シート搬送装置２４のうち、下ガイド２４Ｂを回転体３０で構成し、その回転に伴い記録媒体Ｐを当接させつつ搬送する。これにより、回転体３０自身の回転により水分が付着し難いと共に、記録媒体Ｐから蒸発した水蒸気よる水分が付着しても回転により水分が空気流に当てられることとなり気化し易くなる。このため、長期に亘り、記録媒体Ｐから蒸発した水蒸気に起因するシートへの水分付着を防止することができる。

なお、回転体３０自身の回転により水分が付着し難いのは、水蒸気が動かない物体に対しては、付着するが、回転体３０など動いている物体に対しては、付着しにくいからであると、推測される。

一方、画像プロセス速度が速くなると、下ガイド２４Ｂとしての回転体３０に水分が付着した場合、水分が気化しきれずに、記録媒体Ｐに接触してしまう場合がある。

そこで、図４に示すように、下ガイド２４Ｂには、回転体３０表面と当接するロール状の吸水部材３２を配設することがよい。この吸水部材３２により、回転体３０に付着した水分を吸液して除去する。これにより、画像プロセス速度が速くなっても、回転体３０に付着した水分が除去され、長期に亘り、記録媒体Ｐから蒸発した水蒸気に起因するシートへの水分付着を防止することができる。

ここで、吸水部材３２は、単層構造でも積層構造でもよいが、少なくとも回転体３０との当接する層（表面層）が、多孔質材料や発泡材料などの吸水材料により構成することがよい。

多孔質材料としては、例えば、セラミックス、多孔質ガラス、ニッケルやアルミニウムなどの多孔質金属などが挙げられる。

発泡材料としては、ポリビニールホルマール樹脂、ウレタン樹脂、スチレン樹脂、メタクリル樹脂などの発泡材料が挙げられる。発泡材料としては、ポリビニールホルマール樹脂、ウレタン樹脂の発泡材料であることが好適である。これは、気孔率や保水率を高くすることが容易だからである。

また、吸収材料としては、その他、ポリビニールアルコールブレンドさせたポリマーアロイなども挙げられる。

なお、本実施形態では、下ガイド２４Ｂである回転体３０として、ベルト部材２６を適用した形態を説明したが、図５に示すように、ロール状部材３４を適用してもよい。図５に示す形態では、ロール状部材３４を搬送方向に所定間隔で配列して、下ガイド２４Ｂを構成している。なお、ロール状部材３４は、上記吸水部材３２と同様の構成の他、ゴムロール、樹脂ロール、金属ロールなども適用することができる。

（試験例）
以下、本実施形態に係る画像形成装置の試験例を示す。

−比較例１−
まず、画像形成装置として、複写機ＣＤＴ６０（富士ゼロックス社製）を用いて、白抜け発生状況を調査した。このＤＣＴ６０は、ＳＵＳ４０３で構成された上ガイド２４Ａ、ＳＵＳ４０３で構成された下ガイド２４Ｂからなるシート搬送装置２４が設けられている（図１参照：但し、下ガイド２４Ｂには、回転体ではなく従来同様の板状体で構成している。）。そして、記録媒体Ｐとして厚紙であるＮｃｏｌｏｒ２０９（富士ゼロックス社製）を両面プリントで５００枚連続してプリントしたところ、１３０枚に白抜けが発生した。プリント画像は、白抜け発生がよくわかるように裏面を全面ハーフトーン（サイアン一色の６０％印字）にして行った。

−試験例１−
下ガイド２４Ｂとして、ゴムベルト（材料：ウレタンゴム、厚み：０．５ｍｍ、周長：２８０ｍｍ）とそれを張架する張架ロールとで構成した回転体３０を適用した以外（図１参照）は、比較例１と同様にして評価した。その結果、白抜けは数枚（３枚）であった。なお、ゴムベルトに代えて、プラスチックベルト（材料：ポリイミド、厚み：７５μｍｍ、周長：２８０ｍｍ）、金属ベルト（材料：ニッケル電鋳、厚み：４５０、周長：２８０ｍｍ）でも、同様に評価したところ、同じ結果が得られた。

−試験例２−
下ガイド２４Ｂに、ゴムベルトに当接する吸水ロール（ポリビニールホルマール樹脂スポンジロール（アイオン株式会社製のソフラスロール）、気孔径２５μｍ、気孔率８０％）を設けた以外は、試験例１と同様にして評価したところ、完全に水滴による画質ディフェクトを防止できた。なお、ポリビニールホルマールスポンジの気孔径を上記値から３００μｍまで、気孔率を上記値から９５％まで、適宜振った吸水ロールを適用して、同様に評価したところ、効果は同等で、白抜けの発生はなかった。

−試験例３−
下ガイド２４Ｂに、ゴムベルトに当接する吸水ロール（ウレタン樹脂スポンジロール（アイオン株式会社製：ベルイーターＥのスポンジロール）、気孔径１３０μｍ、気孔率９０％）を設けた以外は、試験例１と同様に評価したところ、やはり試験例２と同様に完全に水滴による画質ディフェクトを防止できた。なお、ウレタン樹脂スポンジの気孔径を上記値から３００μｍまで、気孔率を上記値から９１％まで、適宜振った吸水ロールを適用して、同様に評価したところ、効果は同等で、白抜けの発生はなかった。

−試験例４−
試験例１において、ゴムベルトの表面にポリビニールホルマール樹脂スポンジ（アイオン株式会社製のソフラス：気孔径２５μｍで、気孔率８０％）を貼り付けた以外は、試験例１と同様に評価したところ、白抜けは発生せず、完全に水滴による画質ディフェクトを防止できた。

以上試験例から、本実施形態では、長期に亘り、記録媒体Ｐから蒸発した水蒸気に起因するシートへの水分付着を防止できることがわかる。また、従来の様にファンを使用することによるコストアップや騒音の増加などがない。また、熱伝導率、表面粗さ、水の接触角などを考慮した特別な材料で構成することなく、搬送ガイド（下ガイド）として回転体を適用し、当該回転体を回転させることで、水滴の影響を防止することができ、さらに吸水部材を回転体に当接させることで、完全に白抜けを防止することができる。

実施形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。 実施形態に係るシート搬送装置の下ガイドの一例を示す斜視図である。 実施形態に係るシート搬送装置の下ガイドの他の例を示す斜視図である。 他の実施形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。 他の実施形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。

符号の説明

１０ 電子写真用感光体
１２ 帯電手段
１４ 露光手段
１６ 現像手段
１８ 転写手段
２０ クリーニング装置
２２Ｂ 加圧ロール
２２Ａ 加熱ロール
２２ 定着装置
２４ シート搬送装置
２４Ｂ 下ガイド
２４Ａ 上ガイド
２６ ベルト部材
２６Ａ 開口
２８ 張架ロール
３０ 回転体
３２ 吸水部材
３４ ロール状部材
Ｐ 記録媒体

Claims (3)

1. 上ガイド部材と下ガイド部材とを有し、加熱されたシートを所定の位置に搬送するシート搬送装置であって、
   前記下ガイド部材は、前記シートが当接しつつ搬送する回転体を備えることを特徴とするシート搬送装置。
2. トナー像が形成されたシートを加熱定着するための定着部材と、
   前記加熱定着されたシートを搬送するためのシート搬送部材と、
   を有する定着装置であって、
   前記シート搬送部材は、請求項１に記載のシート搬送装置であることを特徴とする定着装置。
3. 像担持体と、該像担持体表面を帯電する帯電手段と、前記像担持体表面に潜像を形成する潜像形成手段と、前記潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、前記トナー像を記録媒体に加熱定着する定着手段と、を有する画像形成装置において、
   前記定着手段が、請求項２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。

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