(57)【要約】【課題】厚みの薄い記録材や先端余白の小さい記録材の分離性能を向上できるようにする。【解決手段】加熱回転体２０と、前記加熱回転体とともにニップ部Ｎを形成する加圧回転体２６と、前記加熱回転体に沿って設けられた分離部材２５と、を有し、前記ニップ部で記録材Ｐ上の画像Ｔを挟持搬送しつつ加熱するとともに前記分離部材で記録材を前記加熱回転体から分離する像加熱装置において、前記加熱回転体と前記分離部材は、それぞれ、記録材搬送方向と直交する長手方向で記録材の記録材搬送方向の先端エッジＰｅに対して所定の交差角θ１を有し、前記加圧回転体は、記録材搬送方向と直交する長手方向で記録材の記録材搬送方向の先端エッジと平行であることを特徴とする。【選択図】図１
2011027899.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱回転体と、前記加熱回転体とともにニップ部を形成する加圧回転体と、前記加熱回転体に沿って設けられた分離部材と、を有し、前記ニップ部で記録材上の画像を挟持搬送しつつ加熱するとともに前記分離部材で記録材を前記加熱回転体から分離する像加熱装置において、前記加熱回転体と前記分離部材は、それぞれ、記録材搬送方向と直交する長手方向で記録材の記録材搬送方向の先端エッジに対して所定の交差角を有し、前記加圧回転体は、記録材搬送方向と直交する長手方向で記録材の記録材搬送方向の先端エッジと平行であることを特徴とする像加熱装置。
【請求項２】
加熱回転体と、前記加熱回転体とともにニップ部を形成する加圧回転体と、前記加熱回転体に沿って設けられた分離部材と、を有し、前記ニップ部で記録材上の画像を挟持搬送しつつ加熱するとともに前記分離部材で記録材を前記加熱回転体から分離する像加熱装置において、前記加熱回転体と前記分離部材は、それぞれ、記録材搬送方向と直交する長手方向で記録材の記録材搬送方向の先端エッジに対して所定の交差角を有し、前記加圧回転体は、記録材搬送方向と直交する長手方向で記録材の記録材搬送方向の先端エッジに対して前記加熱回転体と前記分離部材の交差角と反対方向に所定の交差角を有していることを特徴とする像加熱装置。
【請求項３】
前記加熱回転体と前記分離部材の所定の交差角は前記加圧回転体の所定の交差角よりも大きいことを特徴とする請求項２に記載の像加熱装置。
【請求項４】
前記加圧回転体と記録材の摩擦力が前記加熱回転体と記録材の摩擦力よりも大きいことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の像加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真複写機、電子写真プリンタなどの画像形成装置に搭載する定着装置（定着器）として用いれば好適な像加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真式の複写機やプリンタに搭載する定着装置として、ローラ定着方式のものが知られている。このローラ定着方式の定着装置は、通電により発熱するヒータと、ヒータにより加熱される円筒状の定着ローラと、定着ローラとともにニップ部を形成する加圧ローラと、を有している。未定着のトナー画像を担持する記録材は定着装置のニップ部で挟持搬送される。そしてこの搬送過程でトナー画像は定着ローラから熱を受けて加熱溶融されニップ部の圧力によって記録材に定着される。ところが、トナー画像が定着ローラから熱を受けて加熱溶融されると、加熱溶融されたトナー画像に粘着性が発生するため、記録材が定着ローラの外周面（表面）に付着し巻き付いてしまうことがある。そこで、記録材の定着ローラ表面への巻付きを防止するため、特許文献１には、定着ローラ表面に摺接させた分離爪で定着ローラ表面から記録材を分離する技術が開示されている。特許文献２には、定着ローラ表面に近接させた分離板で定着ローラ表面から記録材を分離する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１７１３１８号公報
【特許文献２】特開２００３−２０２７６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
画像形成装置では、近年、記録材として坪量５２ｇ／ｍ２等の薄紙のニーズとともに、記録材の先端余白を極力小さくするニーズが高まってきている。本発明の目的は、厚みの薄い記録材や先端余白の小さい記録材の分離性能を向上できるようにした像加熱装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するための本発明に係る像加熱装置の代表的な構成は、加熱回転体と、前記加熱回転体とともにニップ部を形成する加圧回転体と、前記加熱回転体に沿って設けられた分離部材と、を有し、前記ニップ部で記録材上の画像を挟持搬送しつつ加熱するとともに前記分離部材で記録材を前記加熱回転体から分離する像加熱装置において、前記加熱回転体と前記分離部材は、それぞれ、記録材搬送方向と直交する長手方向で記録材の記録材搬送方向の先端エッジに対して所定の交差角を有し、前記加圧回転体は、記録材搬送方向と直交する長手方向で記録材の記録材搬送方向の先端エッジと平行であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、厚みの薄い記録材や先端余白の小さい記録材の分離性能を向上できるようにした像加熱装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】（ａ）は画像形成装置の一例の構成模式図である。（ｂ）は実施例１の定着装置の横断面模式図である。
【図２】（ａ）は実施例１の定着装置を定着フィルムの上方から表した上面図、（ｂ）は実施例１の定着装置のヒータの説明図である。
【図３】記録材においてニップ部から最初に排出される幅方向端部の分離板による分離メカニズムの説明図である。
【図４】（ａ）はニップ部における加圧ローラと記録材の摩擦力と、ニップ部における定着ベルトと記録材の摩擦力との関係を表す説明図である。（ｂ）は定着ベルト表面と直交する方向の記録材の幅方向一端部側の先端余白寸法と記録材の先端エッジと直交する方向の先端余白寸法の説明図である。
【図５】（ａ）は実施例２の定着装置の横断面模式図、（ｂ）は実施例２の定着装置を定着フィルムの上方から表した上面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
［実施例１］（１）画像形成装置全体の説明：図１の（ａ）は画像形成装置の一例の構成模式図である。この画像形成装置は、電子写真式のレーザービームプリンタである。本実施例１に示す画像形成装置は、プリント信号を入力すると、像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体（以下、感光ドラムと記す）１が矢印方向に所定の周速度（プロセススピード）で回転する。そしてその感光ドラム１の外周面（表面）が帯電部材としての帯電ローラ２によって所定の極性・電位に一様に帯電される。次に感光ドラム１表面の帯電面に対して露光手段としてのレーザースキャナ３により画像情報に対応して変調されたレーザー光Ｌによる走査露光がなされる。これにより感光ドラム１表面に画像情報に応じた静電潜像が形成される。その静電潜像は現像手段としての現像装置４によりトナー（現像剤）を用いてトナー画像（現像像）として現像される。一方、記録材Ｐは給送カセット５から給送ローラ６によって1枚ずつ繰り出されレジストローラ７へと送られる。レジストローラ７はその記録材Ｐを感光ドラム１表面と転写部材としての転写ローラ８の外周面（表面）との間の転写ニップ部に所定のタイミングで送り出す。その記録材Ｐは転写ニップ部で感光ドラム１表面と転写ローラ８表面とで挟持されその状態に搬送される。そしてその搬送過程において転写ローラ８に転写バイアスが印加されることにより感光ドラム１表面のトナー画像が記録材Ｐ上に転写される。これによって記録材Ｐは未定着のトナー画像を担持する。トナー画像を担持する記録材Ｐは像加熱装置としての定着装置（定着器）９へと搬送され、その搬送過程でトナー画像は熱と圧力を受けることによって記録材上に加熱定着される。トナー画像が加熱定着された記録材Ｐは定着装置９から排出トレイ１０へと排出される。感光ドラム１表面はトナー画像の転写後に感光ドラム１表面に残留する転写残トナーがクリーニング装置１１により除去され次の画像形成に供される。
【０００９】
（２）定着装置の説明：以下の説明において、定着装置及び定着装置を構成する部材に関し、長手方向とは記録材の面において記録材搬送方向と直交する方向である。短手方向とは記録材の面において記録材搬送方向と平行な方向である。幅とは短手方向の寸法である。記録材に関し、幅方向とは記録材の面において記録材搬送方向と直交する方向である。本実施例１に示す定着装置９は加圧ローラ駆動方式（テンションレスタイプ）のフィルム加熱方式の定着装置である。図１の（ｂ）は本実施例１の定着装置の横断面模式図である。図２において、（ａ）は本実施例１の定着装置を定着フィルムの上方から表した上面図、（ｂ）は本実施例１の定着装置のヒータの説明図である。
【００１０】
（２−１）定着装置全体の構成：本実施例１の定着装置９は、加熱回転体としての定着ベルト２０と、保持部材としてのヒータホルダ２１と、加熱部材としてのヒータ２２と、剛性部材としての剛性ステイ２３などを有している。また定着装置９は、移動規制部材としての定着フランジ２４ａ，２４ｂと、分離部材としての分離板２５と、加圧回転体（バックアップ部材）としての加圧ローラ２６などを有している。定着ベルト２０と、ヒータホルダ２１と、ヒータ２２と、剛性ステイ２３と、分離板２５と、加圧ローラ２６は、何れも長手方向に長い部材である。定着ベルト２０は、耐熱性及び可撓性を有する材料によって円筒状（エンドレスベルト状、スリーブ状）に形成してある。この定着ベルト２０は、円筒状のベルト基層上に弾性層を有している。ヒータホルダ２１は、横断面略半円弧状樋型の耐熱性・剛性を有する部材である。ヒータホルダ２１の短手方向の下面中央には長手方向に沿って溝部２１ａが設けられている。そしてこの溝部２１ａでヒータ２２を支持している。ヒータ２２を支持しているヒータホルダ２１には定着ベルト２０がルーズに外嵌されている。ヒータ２２は、細長いセラミック製のヒータ基板２２ａを有している。このヒータ基板２２ａの表面（後述するニップ部側の面）には、ヒータ基板２２ａの長手方向に沿ってＡｇ／Ｐｄなどからなる通電発熱抵抗体２２ｂが形成されている。またヒータ基板２２ａ表面の長手方両端部の内側には、Ａｇ／Ｐｄなどからなる給電部２２ｄ，２２ｄが通電発熱抵抗体２２ｂと一体に形成されている。またヒータ基板２２ａ表面には、通電発熱抵抗体２２ｂを覆うように保護ガラスコーティング層２２ｃが形成されている。加圧ローラ２６は、ステンレス製の芯金２６ａの長手方向両端部を除いて芯金２６ａ上に弾性体層２６ｂとして厚み約３ｍｍのシリコーンゴム層を射出成形により形成している。そしてこの弾性体層２６ｂ上に離型性層２６ｃとして厚み約４０μｍのＰＦＡ樹脂チューブを被覆している。
【００１１】
（２−２）定着ベルトと加圧ローラと分離板の配置構成：加圧ローラ２６は、記録材搬送方向と直交する長手方向で加圧ローラ２６の回転中心線２６ｃが記録材Ｐの記録材搬送方向の先端エッジＰｅと平行となるように配されている(図２の（ａ）参照）。そして加圧ローラ２６の芯金２６ａの長手方向両端部が軸受（不図示）を介して定着装置の装置フレーム（不図示）に回転自在に支持されている。加圧ローラ２６の上方に配置された定着ベルト２０は、記録材搬送方向と直交する長手方向で定着ベルト２０の回転中心線２０ｃが記録材Ｐの記録材搬送方向の先端エッジＰｅに対して所定の交差角θ１を有するように配されている（図２の（ａ）参照）。交差角θ１は０．５°≦θ１≦５°の範囲で設定されている。交差角θ１を上記範囲に設定することにより、上述の転写ニップ部から定着装置９に搬送されてくる記録材Ｐの記録材搬送方向でその記録材Ｐを定着ベルト２０表面と加圧ローラ２６表面とで挟持し上記記録材搬送方向に搬送することができる。定着ベルト２１の内側においてヒータホルダ２１の短手方向の上面中央には剛性ステイ２３が設けられ、この剛性ステイ２３の長手方向両端部を定着フランジ２４ａ，２４ｂを介して装置フレームに支持させている。定着フランジ２４ａ，２４ｂは、定着ベルト２０の長手方向端部と対向する内側面から定着ベルト２０内側に向けて突設させたベルトガイド（不図示）によって定着ベルトの長手方向端部を回転自在に保持するとともに定着ベルトの長手方向への移動を防止している。上記ヒータホルダ２１は、ヒータホルダ２１の長手方向両端部が所定の加圧機構（不図示）により片側９８Ｎ（１０ｋｇｆ）、総圧１９６Ｎ（２０ｋｇｆ）の力で加圧ローラ２６の芯金２６ａの長手方向両端部側に付勢されている。これによりヒータ２２が定着ベルト２０を挟んで定着ベルト２０の外周面（表面）を加圧ローラ２６の外周面（表面）に加圧状態に付勢する。これによって加圧ローラ２６の弾性体層２６ｂが弾性変形し、定着ベルト２０表面と加圧ローラ２６表面との間に所定幅のニップ部Ｎが形成される。定着ベルト２０の外周においてニップ部Ｎの記録材排出側には定着ベルト２０と平行に分離板２５が配されている。この分離板２５の長手方向端部が対応するそれぞれの定着フランジ２４ａ，２４ｂに支持されている。そして分離板２５の記録材搬送方向と反対方向の先端２５ａが定着ベルト２０表面と最も近接している定着ベルト２０表面の母線方向の分離領域線２０ａ（図３の（ａ）参照）との間に所定の間隙Ｓ１を形成している。間隙Ｓ１は０．２ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲で設定されている。即ち、分離板２５は、記録材Ｐがトナー画像の加熱溶融によって定着ベルト２０表面に貼り付き定着ベルト２０の回転に伴い搬送されても、記録材Ｐの後述する先端エッジＰｅが分離板２５の先端２５ａの下面に突き当るような位置に配されている。分離板２５の先端２５ａは記録材搬送方向と直交する長手方向で定着ベルト２０の回転中心線２０ｃと平行である。従って、分離板２５は、定着ベルト２０と同様、分離板２５の先端２５ａが記録材Ｐの記録材搬送方向の先端エッジＰｅに対して所定の交差角θ１を有するように配されている（図２の（ａ）参照）。
【００１２】
（２−３）定着装置の加熱定着動作と分離板による記録材の分離メカニズム：本実施例１の定着装置９は、プリント信号に応じて定着モータ（不図示）が回転駆動し加圧ローラ２６を所定の周速度（プロセススピード）で矢印方向に回転させる。この加圧ローラ２６の回転力はニップ部Ｎにおける加圧ローラ２６表面と定着ベルト２０表面との摩擦力によって定着ベルト２０に伝達される。これにより定着ベルト２０は、定着ベルト２０の内周面（内面）がヒータ２２の保護ガラスコーティング層２２ｃとヒータホルダ２１の下面に摺接しながらヒータホルダ２１の外周を加圧ローラ２６の回転に追従して回転する。ヒータ２２の保護ガラスコーティング層２２ｃと定着ベルト２０内面との摺動性、及びヒータホルダ２１と定着ベルト２０内面との摺動性を確保するために、定着ベルト２０内面にはグリスなどの潤滑剤が塗付されている。またプリント信号に応じて通電制御部Ｃがオンしヒータ２２の給電部２２ｄ，２２ｄを介して通電発熱抵抗体２２ｂに通電する。これにより通電発熱抵抗体２２ｂが発熱し保護ガラスコーティング層２２ｃを介して回転中の定着ベルト２０を加熱する。ヒータ基板２２ａの裏面（ニップ部と反対側の面）の長手方向中央に設けられた温度検知部材ＴＨはこのヒータ２２の温度を検知し通電制御部Ｃに出力する。通電制御部Ｃは温度検知部材ＴＨからの出力信号を取り込み、この出力信号に基づいてヒータ２２の温度が所定の定着温度（目標温度）を維持するようにヒータ２２への通電を制御する。加圧ローラ２６と定着ベルト２０が回転され、ヒータ２２が所定の定着温度に維持された状態で、未定着のトナー画像Ｔを担持する記録材Ｐがトナー画像担持面を上側にしてニップ部Ｎに通紙（導入）される。その記録材Ｐはニップ部Ｎで定着ベルト２０表面と加圧ローラ２６表面とで挟持搬送される。そしてその搬送過程において定着ベルト２０の熱とニップ部Ｎの圧力とを受けることによってトナー画像Ｔは記録材上に加熱定着される。このとき、記録材Ｐがトナー画像の加熱溶融によって定着ベルト２０表面に貼り付き定着ベルト２０の回転に伴い搬送されても、記録材Ｐの先端エッジＰｅが分離板２５の先端２５ａ下面に突き当たることで、記録材Ｐは定着ベルト２０表面から分離される。
【００１３】
図３は記録材においてニップ部から最初に排出される幅方向端部の分離板による分離メカニズムの説明図である。ニップ部Ｎでトナー画像Ｔが加熱定着された記録材Ｐはニップ部Ｎに最初に導入する幅方向一端部側（図２の（ａ）に示す記録材の左端部側）がニップ部Ｎから最初に排出される。ニップ部Ｎから排出された記録材Ｐの幅方向一端部側は、図３の（ａ）に示すように、最初にトナー画像Ｔのない先端余白部Ｐ１が定着ベルト２０の回転方向下流側に設けられた分離用屈曲部２０Ｒで定着ベルト２０表面から分離される。そして記録材Ｐには定着ベルト２０表面から分離した分離点から定着ベルト２０の接線方向（矢印Ｙ方向）へ向かって搬送力が付与される。これにより記録材Ｐは、図３の（ａ）に示すように、定着ベルト２０の接線方向へ移動し記録材Ｐのトナー画像領域Ｔａが定着ベルト２０の分離用屈曲部２０Ｒに差し掛かる。しかしながら記録材Ｐのトナー画像領域Ｔａがトナー画像Ｔの溶融による粘着力によって定着ベルト２０表面に付着しているため、分離用屈曲部２０Ｒにおいても記録材Ｐのトナー画像領域Ｔａは定着ベルト２０表面から分離しないことがある。記録材Ｐのトナー画像領域Ｔａが定着ベルト２０表面から分離しない場合、記録材Ｐは記録材Ｐのトナー画像領域Ｔａと定着ベルト２０表面とが接触しながら定着ベルト２０の回転に伴い回転搬送されることになる。この場合、図３の（ｃ）に示すように、記録材Ｐは先端余白部Ｐ１の幅方向一端部側が定着ベルト２０表面から離れ隙間を開けながら定着ベルト２０の回転に伴い回転搬送される。記録材Ｐが回転搬送されると、図３の（ｄ）に示すように、記録材Ｐの幅方向一端部側の先端エッジＰｅが分離板２５の先端２５ａ下面に突き当たる。これにより記録材Ｐの幅方向一端部側のトナー画像領域Ｔａが定着ベルト２０表面から剥がされることになる。
このとき、記録材Ｐの幅方向一端部側の先端余白部Ｐ１の非画像形成面と定着ベルト２０表面の分離領域線２０ａとで形成される間隙Ｓ２は、記録材Ｐのトナー画像開始領域Ｔ１を起点に、記録材Ｐの先端余白部Ｐ１と定着ベルト２０の回動軌跡によって決まる。即ち、記録材Ｐの先端余白部Ｐ１が大きいほど、定着ベルト２０表面と記録材Ｐの先端エッジＰｅとの間の距離が広くなるために、記録材Ｐの分離を行い易くなる。記録材Ｐの幅方向一端部側のトナー画像領域Ｔａが上述のように定着ベルト２０表面から剥がれた後に、定着ベルト２０の回転に伴い記録材Ｐは分離板２５に向けて回転搬送される。記録材Ｐの回転搬送に伴い記録材Ｐの先端余白部Ｐ１は記録材Ｐの幅方向一端部側から幅方向他端部側（図２の（ａ）に示す記録材の右端部側）にかけて分離板２５の先端２５ａ下面に突き当る。これにより記録材Ｐの幅方向一端部側から幅方向他端部側にかけて記録材Ｐのトナー画像領域Ｔａが定着ベルト２０表面から剥がれるため、記録材Ｐは定着ベルト２０表面から完全に分離されることになる。このように所定の交差角θ１を有するように定着ベルト２０とともに配された分離板２５で記録材Ｐの幅方向一端部側から幅方向他端部側にかけて記録材Ｐのトナー画像領域Ｔａを定着ベルト２０表面から剥がすことが可能となる。これによって厚みの薄い記録材Ｐであってもこの記録材Ｐの先端余白部の先端エッジを分離板２５の先端２５ａ下面に突き当ることが可能となり、厚みの薄い記録材Ｐの分離性能が向上する。
【００１４】
図４において、（ａ）はニップ部における加圧ローラと記録材の摩擦力と、ニップ部における定着ベルトと記録材の摩擦力との関係を表す説明図、（ｂ）は記録材搬送方向において定着ベルト表面と直交する垂直方向の記録材の先端余白部の説明図である。本実施例１の定着装置９のニップ部Ｎでは、図４の（ａ）に示すように、加圧ローラ２６から記録材Ｐが摩擦力Ｑ２により搬送力を受け、定着ベルト２０が記録材Ｐから摩擦力Ｑ１により回転力を受ける。このとき、定着ベルト２０は定着ベルト２０内面がヒータ２２及びヒータホルダ２１とグリスの効果によって摺動することになる。また加圧ローラ２６と記録材Ｐの摩擦力Ｑ２が定着ベルト２０と記録材Ｐの摩擦力Ｑ１より大きく設定されている。これにより記録材Ｐはニップ部Ｎ内において加圧ローラ２６の回転方向に向かって搬送されることになる。従って、記録材Ｐは、図４の（ａ）のように、加圧ローラ２６の回転方向へ搬送され、定着ベルト２０も定着ベルト２０内面がヒータ２２及びヒータホルダ２１と摺動しながら加圧ローラ２６の回転方向に回転することになる。このため、図４の（ｂ）に示すように、定着ベルト２０表面と直交する方向の記録材Ｐの幅方向一端部側の先端余白寸法Ｐ３がＰ２／Ｃｏｓθ１となる。この先端余白寸法Ｐ３は、記録材Ｐの先端エッジＰｅと直交する方向の先端余白寸法Ｐ２と比較して大きくなることになる。従って、図３の（ｄ）に示される間隙Ｓ２を広く採ることができるために、記録材Ｐの分離性能が向上する。
【００１５】
[実施例２]
図５において、（ａ）は本実施例２の定着装置の横断面模式図、（ｂ）は本実施例２の定着装置を定着フィルムの上方から表した上面図である。本実施例２において実施例１の定着装置と同じ部材、部分に同一の符号を付して再度の説明を省略する。本実施例２に示す定着装置９は、記録材搬送方向と直交する長手方向で記録材Ｐの先端エッジＰｅに対して定着ベルト２０と分離板２５の交差角θ１と反対方向に所定の交差角θ２を有するように加圧ローラ２６を配した点に特徴がある。この点を除いて本実施例２の定着装置９は実施例１の定着装置９と同じ構成としてある。上記の交差角θ２は前述した交差角θ１の範囲よりも小さい範囲の０°≦θ２＜−０．５°に設定してある。交差角θ２を上記範囲に設定することにより、上述の転写ニップ部から定着装置９に搬送されてくる記録材Ｐの記録材搬送方向でその記録材Ｐを定着ベルト２０表面と加圧ローラ２６表面とで挟持し上記記録材搬送方向に搬送することができる。従って本実施例２の定着装置９においても実施例１の定着装置９と同様の作用効果を得られる。
【符号の説明】
【００１６】
２０：定着ベルト、２５：分離板、２６：加圧ローラ、Ｎ：ニップ部、Ｐ：記録材、Ｐｅ：先端エッジ、Ｑ１，Ｑ２：摩擦力、Ｔ：トナー画像、θ１，θ２：交差角
【図１】
2011027899.tif 000003
【図２】
2011027899.tif 000004
【図３】
2011027899.tif 000005
【図４】
2011027899.tif 000006
【図５】
2011027899.tif 000007