(57)【要約】【課題】分離部材と定着部材との接触位置の摩耗を低減できる定着装置を提供する。【解決手段】定着装置は、回転軸２１ａを中心として回転する定着部材２１と、前記定着部材２１との間に、用紙を挟持して搬送する加圧領域を形成する加圧部材と、前記回転軸２１ａの軸方向に沿った所定の範囲Ｒ内を往復移動しながら前記定着部材２１に接触して、前記加圧領域を通過した用紙を前記定着部材２１から分離する分離部材２７と、を備える。前記分離部材２７は、前記軸方向における前記範囲Ｒの中心Ｃに向かうほど前記定着部材２１に対する接触圧が低くなるように設けられている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を中心として回転する定着部材と、
前記定着部材との間に、用紙を挟持して搬送する加圧領域を形成する加圧部材と、
前記回転軸の軸方向に沿った所定の範囲内を往復移動しながら前記定着部材に接触して、前記加圧領域を通過した用紙を前記定着部材から分離する分離部材と、を備え、
前記分離部材は、前記軸方向における前記範囲の中心に向かうほど前記定着部材に対する接触圧が低くなるように設けられていることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記分離部材は、
前記定着部材に接触する分離爪と、
前記分離爪が支持される稼働軸と、
前記稼働軸と前記分離爪との間に介装されて、前記分離爪を前記定着部材に向けて付勢するねじりコイルバネと、を備え、
前記稼働軸を移動させて前記分離爪と前記定着部材との接触位置を変化させることで、前記ねじりコイルバネのねじり角を変化させて前記接触圧を可変する移動機構を備えていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
用紙にトナー像を形成する画像形成部と、
前記画像形成部で形成されたトナー像を用紙に定着する請求項１又は２に記載の定着装置と、を備えてい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、トナー像を用紙に定着する定着装置及びこの定着装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置には、用紙に転写されたトナー像を加熱及び加圧して用紙に定着する定着装置が備えられている。定着装置は、熱源によって加熱される回転可能な定着部材と、定着部材に押し当てられて加圧領域を形成する加圧部材と、を備えている。トナー像が転写された用紙が加圧領域を通過する際に、トナー像が加熱及び加圧されて用紙に定着される。さらに、定着装置は、定着部材に接触して、加圧領域を通過した用紙を定着部材から分離する分離部材を備えている。
【０００３】
この分離部材が定着部材に一定の位置で接触している場合、接触位置での定着部材の摩耗が顕著となる。定着部材の最表面には離型性を向上させる離型層が形成されており、この離型層が摩耗すると、離型性が劣化してトナーが付着しやすくなり、オフセットが発生するという問題が生じる。
【０００４】
そこで、特許文献１には、定着ローラ（定着部材）の回転軸の軸方向に当接部材（分離部材）を往復移動させて、定着ローラと当接部材との接触位置を分散させた定着装置が開示されている。また、特許文献２には、定着ロール（定着部材）を軸方向に往復移動させて、用紙剥離用フィンガー（分離部材）と定着ロールとの接触位置を分散させた定着装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１−２７７２７４号公報
【特許文献２】特開平５−１７３４４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１や特許文献２に記載されているように、分離部材と定着部材とを軸方向に相対的に往復移動させた場合、往復移動の範囲の中心部がその周辺部よりも摩耗が大きくなる傾向がある。この摩耗の進行によっては、分離部材と定着部材とを軸方向に相対的に往復移動させても、接触位置における定着部材の離型性の劣化の問題が発生する。
【０００７】
そこで、本発明は上記事情を考慮し、分離部材と定着部材との接触位置の摩耗を低減できる定着装置及びこの定着装置を備え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】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の定着装置は、回転軸を中心として回転する定着部材と、前記定着部材との間に、用紙を挟持して搬送する加圧領域を形成する加圧部材と、前記回転軸の軸方向に沿った所定の範囲内を往復移動しながら前記定着部材に接触して、前記加圧領域を通過した用紙を前記定着部材から分離する分離部材と、を備え、前記分離部材は、前記軸方向における前記範囲の中心に向かうほど前記定着部材に対する接触圧が低くなるように設けられていることを特徴とする。
【０００９】
本発明の定着装置において、前記分離部材は、前記定着部材に接触する分離爪と、前記分離爪が支持される稼働軸と、前記稼働軸と前記分離爪との間に介装されて、前記分離爪を前記定着部材に向けて付勢するねじりコイルバネと、を備え、前記稼働軸を移動させて前記分離爪と前記定着部材との接触位置を変化させることで、前記ねじりコイルバネのねじり角を変化させて前記接触圧を可変する移動機構を備えていることを特徴としても良い。
【００１０】
本発明の画像形成装置は、用紙にトナー像を形成する画像形成部と、前記画像形成部で形成されたトナー像を用紙に定着する前記に記載の定着装置と、を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、分離部材と定着部材との接触力が、分離部材の移動範囲の中心で弱くなっているので、移動範囲の全体にわたって定着部材の摩耗を防止して、オフセットの発生等を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係るプリンターの内部構造を模式的に示す正面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る定着装置を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る定着装置を示す正面図である。
【図４Ａ】本発明の一実施形態に係る定着装置において、基準状態の分離部材を示す正面図である。
【図４Ｂ】本発明の一実施形態に係る定着装置において、減圧状態の分離部材を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照しつつ本発明の画像形成装置及び定着装置について説明する。
【００１４】
まず、図１を用いて、画像形成装置としてのプリンター１の全体の構成について説明する。図１はプリンター１の内部構造を模式的に示す正面図である。以下、図１における紙面手前側をプリンター１の正面側（前側）とし、左右の向きはプリンター１を正面から見た方向を基準として説明する。各図のＬ及びＲは、それぞれ左方向及び右方向を示す。
【００１５】
プリンター１の装置本体２には、用紙Ｓが収容される給紙カセット３と、給紙カセット３から用紙Ｓを送り出す給紙装置４と、用紙Ｓにトナー像を形成する画像形成部５と、トナー像を用紙Ｓに定着する定着装置６と、用紙Ｓを排紙する排紙装置７と、排紙された用紙Ｓが受け止められる排紙トレイ８と、が備えられている。さらに、装置本体２には、給紙装置４から、画像形成部５と定着装置６とを通って排紙装置７に向かう用紙Ｓの搬送経路１０が形成されている。
【００１６】
給紙装置４によって給紙カセット３から給紙された用紙Ｓは、搬送経路１０に沿って画像形成部５に搬送され、用紙Ｓにトナー像が形成される。用紙Ｓは搬送経路１０に沿って定着装置６に送られ、トナー像が用紙Ｓに定着される。トナー像が定着された用紙Ｓは排紙装置７から排紙トレイ８に排出される。
【００１７】
次に、図２及び図３を参照して、定着装置６について説明する。図２は定着装置６を示す断面図、図３は定着装置６を示す側面図である。なお、図３において分離部材２７と定着ローラー２１との位置関係は模式的に示されている。
【００１８】
定着装置６は、定着部材としての定着ローラー２１と、定着ローラー２１を加熱するハロゲンヒーター２３と、定着ローラー２１に下方から押し当てられて加圧領域Ｎを形成する加圧部材としての加圧ローラー２５と、定着ローラー２１に接触して、加圧領域Ｎを通過した用紙Ｓを定着ローラー２１から分離する分離部材２７と、を備えている。
【００１９】
定着ローラー２１は、回転軸としての円筒状の芯金２１ａと、芯金２１ａの外周面に接着層を介して設けられている離型層２１ｂと、を有している。定着ローラー２１は、定着ハウジング（図示省略）に芯金２１ａを中心として回転可能に支持されて、モーター（図示省略）によって駆動されて回転する。
【００２０】
ハロゲンヒーター２３は、定着ローラー２１の芯金２１ａの内部に設けられ、定着ローラー２１の内周面に対して輻射熱を放射して、定着ローラー２１を加熱する。
【００２１】
加圧ローラー２５は、回転軸と、回転軸の外周面に設けられている弾性層と、弾性層の外周面に接着層を介して設けられている離型層と、を有している。加圧ローラー２５は、定着ハウジングに回転可能に支持されて、下方から定着ローラー２１に押し当てられている。加圧ローラー２５と定着ローラー２１との間には、加圧領域Ｎが形成されている。
【００２２】
分離部材２７について、図４Ａ及び図４Ｂも参照して説明する。図４Ａは基準状態での分離部材２７、図４Ｂは低圧状態での分離部材２７を示す側面図である。
【００２３】
分離部材２７は、分離爪３１と、分離爪３１が支持される稼働軸３３と、分離爪３１と稼働軸３３との間に介装されるねじりコイルバネ３５と、を有している。分離爪３１は、図２や図４Ａ、図４Ｂに示されるように、先鋭な先端部を有する側面視にて三角形状の部材である。図３に示されるように、稼働軸３３の後端は被押圧板３７が固定され、稼働軸３３の前端部には、ストッパー板３９が固定されている。被押圧板３７とストッパー板３９とは、同じ径の円板形状の部材であり、稼働軸３３と同軸上に固定されている。分離爪３１は、被押圧板３７とストッパー板３９との間のほぼ中心で、稼働軸３３に回転可能に支持されている。
【００２４】
図４Ａ、図４Ｂにも示されるように、ねじりコイルバネ３５は、例えば、自由角度が９０度であり（図４Ａ、図４Ｂの二点鎖線で示す）、コイル部は稼働軸３３に挿通され、一方のアーム部は稼働軸３３に固定され、他方のアーム部は分離爪３１に固定されている。ねじりコイルバネ３５は、分離爪３１を稼働軸３４に対して図２、図４Ａ及び図４Ｂの反時計回り方向に付勢している。
【００２５】
図２に示されるように、分離部材２７は、加圧領域Ｎよりも搬送方向の下流側に配置されている。稼働軸４４は、定着ローラー２１の芯金２１ａと平行な姿勢で、後述するように、軸方向かつ上下方向に移動可能に定着ハウジングに支持されている。分離爪３１は、定着ローラー２１の回転方向に対してカウンター方向から、ねじりコイルバネ３５の付勢力によって定着ローラー２１の下部に下方から押し当てられている。
【００２６】
図３を参照して、定着ハウジングの前側板６ａと後側板６ｂとには、それぞれ上下方向に長い長孔５１が開けられている。稼働軸３３の後端部（被押圧板３７よりも前方の部分）と、前端部（ストッパー板３９よりも前方の部分）とは、それぞれ長孔５１に挿通されている。
【００２７】
被押圧板３７の前方には、稼働軸３３の軸方向と直交する軸を中心として回転する第１カム５３が設けられている。ストッパー板３９と後側板６ｂとの間にはバネ５５が介装されている。バネ５５はストッパー板３９、すなわち、稼働軸３３を後側板６ｂに対して前方に付勢して、被押圧板３７を第１カム５３に当接させている。
【００２８】
稼働軸３３は、第１カム５３の回転によって被押圧板３７が軸方向に押圧されて、稼働軸３３の軸方向（定着ローラー２１の軸方向）に沿った所定の範囲Ｒ（移動範囲）内を往復移動する。このように稼働軸３３が軸方向に移動することで、分離爪３１は移動範囲Ｒ内で定着ローラー２１に接触する。移動範囲Ｒは、一例として４ｍｍ〜５ｍｍである。
【００２９】
また、被押圧板３７とストッパー板３９の上方には、軸方向に平行な軸を中心として回転する第２カム５７が設けられている。各長孔５１の下端面と該長孔５１に挿通されている稼働軸３３との間には、バネ５９が介装されている。各バネ５９は、各長孔５１の下端面に対して稼働軸３３を上方に付勢して、被押圧板３７及びストッパー板３９を第２カム５７に当接させている。
【００３０】
稼働軸３３は、第２カム５７の回転によって被押圧板３７及びストッパー板３９が押圧されて、所定の範囲内を上下方向に往復移動する。つまり、第２カム５７は、稼働軸３３を所定の方向(本実施形態では上下方向)に移動させて分離爪３１と定着ローラー２１との接触位置を変化させて、分離爪３１の定着ローラー２１に対する接触圧を可変する移動機構である。このように稼働軸３３が上下方向に移動すると、分離爪３１が定着ローラー２１に接触する位置が、定着ローラー２１の周方向に変化する。なお、分離爪３１の周方向への移動距離は、分離爪３１が用紙Ｓを分離する作業に影響がない程度の距離である。これにより分離爪３１の定着ローラー２１に対する接触圧が変化する。詳細には、稼働軸３３が、図４Ａに示す位置（基準位置とする）から図４に示す位置（低圧位置とする）へ下方に移動すると、分離爪３１を定着ローラー２１に付勢しているねじりコイルバネ３５のねじり角度が小さくなる（α＞β）。これにより、ねじりコイルバネ３５の付勢力が弱くなって、分離爪３１の定着ローラー２１に対する接触圧が低くなる。
【００３１】
また、第１カム５３は、第２カム５７の回転周期の２倍の回転周期を有している。すなわち、第１カム５３が一回転して分離爪３１が軸方向に一往復する間に、第２カム５７が二回転して分離爪３１は上下方向に二往復する。分離爪３１は、移動範囲Ｒの一端から他端へ向かう往時と、他端から一端に向かう復時とに、移動範囲Ｒの中心Ｃを通過する。したがって、往時と復時とにそれぞれ分離爪３１を往復移動（下方に移動させた後で上方に移動）させることで、往路と復路との中心Ｃで接触圧を低くすることができる。
【００３２】
上記構成を有する定着装置６において、定着ローラー２１を駆動して回転させると、加圧領域Ｎで定着ローラー２１に押し当てられている加圧ローラー２５が回転して、用紙Ｓが加圧領域Ｎを通って搬送される。加圧領域Ｎを通過中に、用紙Ｓに転写されたトナー像が加熱及び加圧されて用紙Ｓに定着する。トナーが定着された用紙Ｓは、加圧領域Ｎから搬送経路１０に沿って搬送される。この際、分離部材２７の分離爪３１によって、用紙Ｓが定着ローラー２１から分離される。
【００３３】
定着ローラー２１の駆動と同時に、第１カム５３及び第２カム５７の駆動モーター６１が駆動されて、分離部材２７の分離爪３１は、移動範囲Ｒ内を軸方向に移動すると共に定着ローラー２１の上下方向に移動する。これにより、分離爪３１が定着ローラー２１に接触する位置が、移動範囲Ｒ内を軸方向に変化すると共に、分離爪３１の定着ローラー２１に対する接触圧が、移動範囲Ｒの中心に向かうにつれて弱くなる。
【００３４】
上記説明したように、本発明の定着装置６によれば、分離爪３１を軸方向に往復移動させることで、分離爪３１と定着ローラー２１との接触位置を軸方向に分散させることができる。さらに、摩耗が進行しやすい移動範囲Ｒの中心Ｃで、分離爪３１の定着ローラー２１に対する接触力を弱くしているので、移動範囲Ｒの全体にわたって定着ローラー２１の摩耗を防止できる。したがって、定着ローラー２１の離型層の摩耗によるオフセットの発生等を防止でき、定着ローラー２１の耐久性を向上できる。
【００３５】
また、分離部材２７を上下方向に移動させる簡単な機構で、分離爪３１の定着ローラー２１に対する接触力を弱くすることができる。なお、接触圧を可変する機構は、本実施形態に限らず、稼働軸３３を回転させる機構等を適用することができる。
【００３６】
また、分離部材２７の分離爪３１の数は、一つに限らず複数個でもよい。
【００３７】
さらに、上記した本発明の実施形態の説明は、本発明に係る定着装置及び画像形成装置における好適な実施の形態を説明しているため、技術的に好ましい種々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術範囲は、特に本発明を限定する記載がない限り、これらの態様に限定されるものではない。すなわち、上記した本発明の実施の形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、かつ、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能であり、上記した本発明の実施の形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。
【符号の説明】
【００３８】
１  プリンター（画像形成装置）
６  定着装置
２１  定着ローラー（定着部材）
２１ａ  芯金（回転軸）
２５  加圧ローラー（加圧部材）
２７  分離部材
３１  分離爪
３３  稼働軸
３５  ねじりコイルバネ
５７  第２カム（移動機構）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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