(57)【要約】【課題】用紙分離時の異常画像、および同一通紙による経時的な異常画像を防止する。【解決手段】定着部材と加圧ローラとの間で形成されるニップで用紙を搬送しながらその用紙上のトナー画像を定着させたのち、用紙剥離手段によって用紙を分離する熱定着装置において、用紙剥離手段は、先端面が定着部材の表面に沿って一定の隙間を設けて配置される部材で構成され、かつ先端面はニップから離れた箇所で定着部材に少なくとも用紙通過領域の幅方向全域に当接される当接部を有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
定着部材と加圧ローラとの間で形成されるニップで用紙を搬送しながらその用紙上のトナー画像を定着させたのち、用紙剥離手段によって前記用紙を分離する熱定着装置において、
前記用紙剥離手段は、先端面が前記定着部材の表面に沿って一定の隙間を設けて配置される部材で構成され、かつ前記先端面は前記ニップから離れた箇所で前記定着部材に少なくとも用紙通過領域の幅方向全域に当接される当接部を有することを特徴とする熱定着装置。
【請求項２】
前記用紙剥離手段の当接部は、少なくとも用紙通過領域の幅方向全域にヒートパイプを内蔵したことを特徴とする請求項１記載の熱定着装置。
【請求項３】
前記用紙剥離手段の当接部は、前記定着部材の表面を研磨する研磨部材で少なくとも用紙通過領域全域に構成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の熱定着装置。
【請求項４】
前記用紙剥離手段の研磨部材は、前記定着部材に対し、固定または回転されながら当接することを特徴とする請求項３記載の熱定着装置。
【請求項５】
前記用紙剥離手段は、前記定着部材に対し接離可能に構成されていることを特徴とする請求項１から４の何れか一項記載の熱定着装置。
【請求項６】
請求項１から５の何れか一項記載の熱定着装置を用いた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、普通紙複写機、プリンタ、ファクシミリ装置に用いられる熱定着装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
普通紙複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等の画像形成装置の中にはトナー画像を用紙に定着させる熱定着装置を用いたものがあり、種々の提案がなされている（例えば、特許文献１〜３参照。）。
特許文献１に記載の発明は、「記録シート剥離装置」に関するものである。具体的には、「搬送される記録シートの搬送方向に垂直な幅方向に延びるとともに互いに圧接する圧接領域により形成された記録シート挟持部に進入した記録シートを挟持して記録シート搬送方向に回転する一対の記録シート挟持回転部材と、記録シート挟持部から排出される記録シートを一対の記録シート挟持回転部材のうちのいずれか１つの記録シート挟持回転部材の表面から剥離させるために１つの記録シート挟持回転部材の表面に先端部が近接し且つ記録シート挟持回転部材幅方向に沿って湾曲可能な剥離シートが湾曲した形状に調節された状態で支持されて配置された前記剥離シートと、を備えた」ものである。
【０００３】
特許文献２に記載の発明は、「定着装置及び画像形成装置」に関するものである。具体的には、「表面に弾性層を有する定着ローラと、定着ローラを含む複数のローラに架け渡される無端状の定着ベルトと、定着ベルトを介して定着ローラに圧接してニップ部を形成する加圧ローラと、定着ベルトの内周側であってニップ部の出口側の定着ローラと定着ベルトの間に配置され、定着ベルトの内面と摺動しつつニップ部出口における定着ベルトの位置を一定に支持する摺動支持体と、定着ベルトの摺動支持体で支持された位置に分離板の先端部を非接触に配置する分離手段と、を備える」ものである。
【０００４】
特許文献３に記載の発明は、「隙間計測方法および隙間調整方法」に関するものである。具体的には、「ロールと、一辺がロールに近接して配置された板状部材とを有する組立体の、ロールと該板状部材との間の隙間を計測する隙間計測方法において、被測定体に向けて光ビームを照射し、光ビームの、被測定体上の照射点からの反射光を捉えて照射点までの距離を計測する変位センサを用意し、変位センサから出射した光ビームを、ロールと板状部材とが近接した所定の近接領域内に照射し、光ビームが一辺を横切る方向に移動するように変位センサを移動させながら、順次、光ビームの照射点までの距離の計測を行い、照射点がロールと板状部材の一方から他方に移るときの、計測された距離の差分に基づいて、ロールと板状部材との間の隙間を求める」ものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
画像形成装置における定着部の用紙分離手段として、定着部材に分離爪を当接させる接触タイプのものがあるが、定着部材を傷つけてしまい、画像スジの原因となってしまう恐れがある。
【０００６】
また特許文献１に記載されているように定着分離手段が幅方向に複数個分割されて定着部材に非接触でそれぞれ調整可能に配置されているものがある。特許文献２に記載されているように分離手段が定着部材幅方向に一体的に連続的に構成されて先端部と定着部材との隙間を調整して非接触に配置させるものがある。
【０００７】
特に高画質が求められる近年では、このような非接触タイプの分離手段を採用するケースが多い。特許文献１のような非接触で分割されたタイプの分離手段においては、定着後の画像がこの複数の分離部材に接触する。特に分離部材と接触した画像は熱量を受けて光沢が高くなったり、分離部材のない部分との光沢性の違いから生じる光沢差に違和感を与える光沢ムラや分離部材の個々の端部で通紙方向にこすれてスジ状の画像異常を起こしたりすることがある。
また、特許文献２の場合においては予め定着部材との隙間を調整しなければならず、経時的な定着部材の表層の変化に対応させることはできない。
【０００８】
また、経時的な問題のひとつに、定着部材の表面自体が通紙によって磨耗し、定着時にスジ画像が発生する場合がある。例えば、同一サイズの用紙を連続で大量に通紙すると用紙のエッジ部分により、定着部材を用紙の両端のエッジで送り方向に傷をつけて磨耗となる。特にＡ４サイズのような小サイズの用紙の連続大量通紙後にＡ３サイズのような大サイズの用紙にトナーが高付着量の画像用紙を通紙するとＡ４サイズのエッジ部による定着部材の表面の磨耗が画像面に顕著にスジ画像となるケースがある。
【０００９】
また、特許文献３の場合においては予め定着部材との隙間を調整していなければならず、経時的な定着部材の表層の変化に対応させることはできない。
【００１０】
もうひとつの問題として、Ａ４サイズの用紙を連続通紙すると定着部材の非通紙部、例えば端部の温度上昇という現象がある。これはＡ４サイズの用紙の連続通紙後にＡ３サイズの用紙を通紙するとＡ４サイズの用紙の通紙にて温度上昇した端部温度が下がりきらないうちにＡ３サイズの用紙がニップを通過するため、端部オフセットの問題が発生してしまう場合がある。
【００１１】
そのため、定着部材の端部温度を検出してその部分の温度が下がるまで次の印刷を実施しない、いわゆる待ち時間を発生させる方法が挙げられるがこの場合は生産性ダウンにつながり、非効率的である。
一方、用紙分離部では分離不良が発生する場合があるため、万一ジャムが生じでも、上記の課題を達成させながら、かつユーザが用紙除去を円滑に行うための機構が必要である。
【００１２】
そこで、本発明の目的は、用紙分離時の異常画像、および同一通紙による経時的な異常画像を防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、定着部材と加圧ローラとの間で形成されるニップで用紙を搬送しながらその用紙上のトナー画像を定着させたのち、用紙剥離手段によって前記用紙を分離する熱定着装置において、前記用紙剥離手段は、先端面が前記定着部材の表面に沿って一定の隙間を設けて配置される部材で構成され、かつ前記先端面は前記ニップから離れた箇所で前記定着部材に少なくとも用紙通過領域の幅方向全域に当接される当接部を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、用紙分離時の異常画像、および同一通紙による経時的な異常画像を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】一実施形態に係る熱定着装置の概念図である。
【図２】図１に示した用紙剥離手段８の一実施形態を示す構成図である。
【図３】（ａ）は、図２に示した当接部９−１の近傍を示し、（ｂ）は、図２に示した当接部９−１の変形例を示す図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）は、用紙剥離手段８−１、８−２が定着ベルト２との隙間を用紙通過領域の幅方向全域で確保している状態を説明するための説明図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）は、用紙剥離手段８−１、８−２が定着ベルト２に対して接離前後の状態を示す図である。
【図６】他の実施形態を示す概念図である。
【図７】用紙剥離手段８−３、８−４の構成の説明図である。
【図８】（ａ）、（ｂ）は、用紙剥離手段が定着部材との隙間を用紙通過領域幅全域で確保し、かつ当接部９−３、９−４内に配置されているヒートパイプ８ａも用紙通過領域全域長さ以上である状態を示す図である。
【図９】（ａ）、（ｂ）は、用紙剥離手段８−３、８−４が定着ベルト２に対して接離前後の状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
［実施形態１］
図１は、一実施形態に係る熱定着装置の概念図である。
熱定着装置は、主に定着ローラ１、定着部材としての定着ベルト２、加熱ローラ３、加圧ローラ４、及び用紙剥離手段８を有する。熱定着装置は、定着ローラ１と加圧ローラ４との間で形成されるニップで用紙を搬送しながら、用紙上のトナー画像を定着させたのち、用紙剥離手段８で用紙を分離する。
【００１７】
加熱ローラ３の加熱手段7は、ＩＨ(Induction Heating：誘導加熱)ヒータ等で構成される。加熱ローラ３の内部には加熱手段７と対向する位置に磁束遮断部材30が配置されている。
【００１８】
磁束遮断部材30は、厚みが0.4〜1.5ｍｍ程度のアルミニウム合金等の金属で構成され、加熱ローラ３とある一定間隔を保っている。
【００１９】
定着ベルト２は、ＰＩ（ポリイミド）樹脂からなる層厚が例えば70μｍ〜90μｍのベース層上に、シリコーンゴム等の弾性層、及び離型層が順次積層された多層構造の無端ベルトである。定着ベルト２の弾性層は、層厚が150μｍ〜1000μｍの範囲内、例えば200μｍ程度であって、シリコーンゴム、フッ素ゴム、発泡性シリコーンゴム等の弾性材料で形成されている。定着ベルト２の離型層は、層厚が20μｍ程度であって、ＰＦＡ（４フッ化エチレンバーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂）、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ＰＥＳ（ポリエーテルサルファイド）、等で形成されている。定着ベルト２の表層に離型層を設けることにより、トナー像に対する離型性、もしくは剥離性が確保されることになる。定着ベルト２は、矢印Ｐ１方向に走行する。
【００２０】
加圧ローラ４は、内部に加圧ハロゲンヒータ21を有しており、表面にはクリーニング手段11が当接されている。
【００２１】
用紙剥離手段８は当接部９が支持部材８ｓ上に一体的に構成されており、当接部９が定着ベルト２に当接されている。
当接部９は、後述する当接部９−１〜９−４を含むものであり、定着ベルト２に当接するように構成される。
５は用紙、６は定着前のトナー像、10は加圧分離手段である。加圧分離手段10は、例えば、ソレノイドコイルと、ソレノイドコイルのアクチュエータに連結される回動自在な爪部材とで構成される。
11はクリーニング手段であり、例えば、クリーニング部材としてのロール状の不織布と、不織布を送る送りローラと、クリーニング後の不織布を巻き取る巻き取りローラとで構成されるが限定されるものではない。
21は加圧ハロゲンヒータである（例えば、特開２０１２−１９４４８３号公報参照。）。40は加熱温度検知手段であり、例えば、サーミスタが挙げられる。50は加圧冷却手段であり、例えばファンが挙げられる。60は加圧温度検知手段であり、例えばサーミスタが挙げられる。101、102は加圧ヒートパイプである。
【００２２】
図２は、図１に示した用紙剥離手段８の一実施形態を示す構成図である。
用紙剥離手段８の当接部９−１の先端面９ｐは、定着ベルト２の表面に沿って一定の隙間ΔＬとなるように円弧状の曲面が形成されており、先端面９ｐはニップから離れた箇所で定着ベルト２と当接される。
【００２３】
［変形例］
図３（ａ）は、図２に示した当接部９−１の近傍を示し、図３（ｂ）は、図２に示した当接部９−１の変形例を示す図である。
図３（ｂ）に示す実施の形態の図３（ａ）に示す実施の形態との相違点は、用紙剥離手段８−２において、当接部９−１の代わりにローラ状の当接部９−２を用いた点である。
当接部９−２の周面９ｑは、定着ローラ１及び円柱状のクリーニング部材105と接触している。このクリーニング部材105により当接部９−２の周面９ｑに付着した余分なトナー等の汚れを除去することができる。クリーニング部材105の材質は、例えば、スポンジ、もしくは不織布を芯金の周囲に巻き付けたものが挙げられる。
【００２４】
図４（ａ）、（ｂ）は、用紙剥離手段８−１、８−２が定着ベルト２との隙間を用紙通過領域の幅方向全域で確保している状態を説明するための説明図である。
図４（ａ）、（ｂ）において、用紙剥離手段８−１、８−２の当接部９−１、９−２が定着ベルト２の表面を研磨する研磨部材を有し、少なくとも用紙通過領域全域に構成されていることを示す。研磨部材は定着ベルト２の表面を均一に研磨するため、同一サイズの用紙５を大量に印刷しても用紙５の両端のエッジによる部分的な磨耗による凹凸も研磨部材によって均一に均される。この研磨部材の構成としては、例えば芯金の上に研磨砥粒をコートまたは接着したものが用いられる。定着ベルト２の表面を研磨することで定着ベルト２の表面状態を回復させる。
【００２５】
図４（ａ）において、研磨部材を含む当接部９−１は、支持部材８ｓに固定された状態で定着ベルト２に当接される。図４（ｂ）において、研磨部材を含む当接部９−２は、ローラ形状に形成され、支持部材８ｓ上に回転可能に固定された状態で定着ベルト２に当接される。
図４（ｂ）において、研磨部材を含む当接部９−２にはその表面をクリーニングする円柱状のクリーニング部材105が一体的に当接される。
【００２６】
図５（ａ）、（ｂ）は、用紙剥離手段８−１、８−２が定着ローラ２に対して接離前後の状態を示す図である。実線が当接状態を示し、破線が離間状態を示す。
図５（ａ）、（ｂ）は、それぞれ研磨部材を有する当接部９−１、９−２が用紙剥離手段８の支持部材８ｓに固定され、矢印方向に回転可能に構成されており、回転支点110を中心に用紙剥離手段８−１、８−２は定着ベルト２に対して接離可能な機構を有する。
【００２７】
＜作用効果＞
本実施形態においては、用紙剥離手段の先端面もしくは周面が定着ベルトの表面に沿って常に一定の隙間を設けて配置され、かつ先端面もしくは周面から離れた部分が定着ベルトに当接されている。このため、経時的にも常に一定の隙間を確保することができ、分離後の用紙のこすれ画像やジャムに対して安定した品質を保つことができる。
【００２８】
本実施形態においては、用紙剥離手段の定着ベルトとの隙間を用紙通過領域幅全域で確保することにより、常に安定して用紙の剥離を行うことができる。
【００２９】
本実施形態においては、用紙剥離手段の定着ベルトとの当接部を定着ベルトの研磨部材とすることにより、隙間確保と同時に定着ベルトの表面の用紙エッジによる磨耗の防止を同時に図ることができる。
【００３０】
本実施形態においては、用紙剥離手段の定着ベルトへの当接部を固定または回転するタイプにすることにより、定着ベルトに対して常に隙間を確保させることができる。
【００３１】
本実施形態においては、用紙剥離手段が定着ベルトに対して接離させることにより、用紙ジャム時の用紙除去性をアップさせることができる。
【００３２】
本実施形態においては、上記のいずれかの構成を有する熱定着装置を得ることで用紙分離時のこすれ等の異常画像の防止、用紙エッジ磨耗の防止、及びジャム除去性向上を図る良質な画像形成装置を提供することができる。
【００３３】
［実施形態２］
実施形態２は、用紙剥離手段の先端面もしくは周面が定着ベルトの表面に沿って一定の隙間を設けて配置させるために、定着ベルトの温度ムラを改善して生産性を上げることを目的とする。
【００３４】
図６は、他の実施形態を示す概念図である。
図６に示した実施の形態の図２に示した実施の形態との相違点は、当接部９−３内にヒートパイプ８ａを内蔵した点である。
すなわち、用紙剥離手段８−３は、支持部材８ｓと、支持部材の定着ローラ１側に設けられ、ヒートパイプ８ａを内蔵した当接部９−３と、を有し、当接部９−３が定着装置１と接触する。
【００３５】
図７（ａ）、（ｂ）は、用紙剥離手段８−３、８−４の構成の説明図である。
図７（ａ）に示す用紙剥離手段８−３の当接部９−３の先端面９ｐは、定着ベルト２の表面に沿って一定の隙間ΔＬを設けて軸方向全域にわたって円弧状の曲面が形成されている。先端面９ｐはニップから離れた箇所で定着ベルト２と当接される。
【００３６】
［変形例］
図７（ｂ）に示す用紙剥離手段８−４の当接部９−４の周面９ｑは、定着ベルト２とクリーニング部材105と接触する。クリーニング部材105により定着ベルト２に付着した余分なトナー等が除去される。
【００３７】
図８（ａ）、（ｂ）は、用紙剥離手段が定着ベルトとの隙間を用紙通過領域幅全域で確保し、かつ当接部９−３、９−４内に配置されているヒートパイプ８ａも用紙通過領域全域長さ以上である状態を示す図である。
【００３８】
また、図８（ａ）、（ｂ）では用紙剥離手段８−３、８−４の当接部９−３、９−４が定着ベルト２の表面を研磨する研磨部材を有し、少なくとも用紙通過領域全域に構成されていることを示す。
研磨部材は、定着ベルト２の表面を均一に研磨するため、同一サイズの用紙を大量に印刷しても用紙両端のエッジによる部分的な磨耗による凹凸も研磨部材によって均一に均される。この研磨部材の構成としては図示しない芯金の上に研磨砥粒をコートまたは接着したものが用いられる。
定着ベルト２の表面を研磨することで定着ベルト２の表面状態を回復させている。
【００３９】
図９（ａ）、（ｂ）は、用紙剥離手段８−３、８−４が定着ベルト２に対して接離前後の状態を示す図である。
図９（ａ）に示す研磨部材を有する当接部９−３は、支持部材８ｓに固定された状態で定着ベルト２に当接している。これに対し、図９（ｂ）に示す研磨部材を有する当接部９−４は支持部材上で回転可能なローラ状に形成され、定着ベルト２に対して回転可能になっている。
図９（ｂ）に示す当接部９−４には、その表面をクリーニングするクリーニング部材105が一体的に当接されている。
【００４０】
＜作用効果＞
本実施形態においては、用紙剥離手段の先端面もしくは周面が定着ベルトの表面に沿って常に一定の隙間を設けて配置されるように構成され、かつ先端面もしくは周面から離れた部分が定着ベルトに当接されている。この結果、経時的にも常に一定の隙間を確保するができる。また、分離後の用紙のこすれ画像やジャムに対して安定した品質を保ち、かつ内部に装着されているヒートパイプにより温度ムラを防止して良好な定着画像を得ることができる。
【００４１】
本実施形態においては、用紙剥離手段の定着ベルトとの隙間及び内部に装着されたヒートパイプを用紙通過領域幅全域で確保することで常に安定して用紙の剥離を行い、かつ温度ムラを抑えることができる。
【００４２】
尚、上述した実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の一例を示すものであり、本発明はそれに限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々変形実施が可能である。
【符号の説明】
【００４３】
１    定着ローラ
２    定着部材（定着ベルト）
３    加熱ローラ
４    加圧ローラ
５    用紙
６    トナー像
７    加熱手段
８、８−１、８−２、８−３、８−４    用紙剥離手段
８ａ    ヒートパイプ
９、９−１、９−２、９−３、９−４    当接部
１０    加圧分離手段
１１    クリーニング手段
２１    加圧ハロゲンヒータ
３０    磁束遮蔽部材
４０    加熱温度検知手段
５０    加圧冷却手段
６０    加圧温度検知手段
１０１、１０２    加圧ヒートパイプ
１０５    クリーニング部材
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４４】
【特許文献１】特開２０１０−２８１８７１号公報
【特許文献２】特許第３８４９７１４号公報
【特許文献３】特許第３９２８３４８号公報
【図１】
2014153486.tif 000003
【図２】
2014153486.tif 000004
【図３】
2014153486.tif 000005
【図４】
2014153486.tif 000006
【図５】
2014153486.tif 000007
【図６】
2014153486.tif 000008
【図７】
2014153486.tif 000009
【図８】
2014153486.tif 000010
【図９】
2014153486.tif 000011