(57)【要約】【課題】用紙剥離部材へのトナー堆積を抑制し、残留トナーによる画像不良を防止できる定着装置およびこれを備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】定着器６は、加圧ローラ６２から用紙Ｐを剥離させる剥離爪６３と、剥離爪６３の離接動作を行う離接機構６４と、離接機構６４を制御する制御部６５とを有する。制御部６５は、用紙Ｐの先端が剥離爪６３を通過する時には剥離爪６３を加圧ローラ６２に接触させ、用紙Ｐの後端が剥離爪６３を通過する前に剥離爪６３を加圧ローラ６２から離間させる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加圧回転部材または加熱回転部材の少なくとも一つを備える定着装置であって、
前記加圧回転部材または加熱回転部材に対して接触および離間可能に設けられ、前記回転部材から用紙を剥離させる用紙剥離部材と、
前記用紙剥離部材の離接動作を行う離接機構と、
前記離接機構を制御する制御部とを有し、
前記制御部は、用紙の先端が前記用紙剥離部材を通過する時には前記用紙剥離部材を前記回転部材に接触させ、用紙の後端が前記用紙剥離部材を通過する前に前記用紙剥離部材を前記回転部材から離間させることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
請求項１に記載の定着装置を備えた画像形成装置であって、
前記制御部は、前記定着装置の上流側に設けられた用紙搬送部材の駆動信号をトリガとして、前記離接機構の動作タイミングを制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１に記載の定着装置を備えた画像形成装置であって、
前記制御部は、ジャム処理後の動作再開時もしくはジャム発生後のパージ処理時に、前記加圧回転部材および加熱回転部材の駆動開始と同時に前記用紙剥離部材を前記回転部材に接触させ、前記加圧回転部材および加熱回転部材の駆動開始から所定時間経過後に前記用紙剥離部材を前記回転部材から離間させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１に記載の定着装置を備えた画像形成装置であって、
前記離接機構は、前記加圧回転部材または加熱回転部材の回転軸と平行にスライド移動可能であって、かつ、その外周面に切欠き部が形成されたガイド軸を有し、
前記ガイド軸のスライド移動によって前記切欠き部が前記用紙剥離部材と対向する位置にある時に、前記用紙剥離部材が前記回転部材に接触もしくは離間のいずれか一方の状態となり、
前記ガイド軸のスライド移動によって前記切欠き部が前記用紙剥離部材と対向しない位置にある時に、前記用紙剥離部材が前記回転部材に接触もしくは離間の他方の状態とな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、電子写真方式の画像形成装置に備えられる定着装置に関し、特に用紙剥離用の剥離爪を有する定着装置およびこれを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の定着装置は、搬送される用紙を定着ローラから剥離するために、定着ローラの表面に接触する用紙剥離部材を備えている。このような定着装置においては、用紙剥離部材の磨耗や定着ローラの損傷を抑制するために、用紙剥離部材を定着ローラ表面に対して接触及び離間可能としたものが提案されている。このような定着装置では、用紙が一枚搬送されるたびに用紙剥離部材を定着ローラから離間させている。
【０００３】
ところで、このような用紙剥離部材を備えた定着装置では、用紙剥離部材と定着ローラとの間に溜まったトナー(以下、残留トナー)が、定着ローラ回転開始時に定着ローラに再付着して、搬送されてくる用紙を汚してしまうといった問題があった。特許文献１には、用紙剥離部材の磨耗や定着ローラの損傷を抑制するのみでなく、用紙剥離部材の離接機構を利用して、残留トナーによる画像不良の発生を抑制することが記載されている。
【０００４】
すなわち、特許文献１の定着装置は、定着装置へ搬送される用紙枚数をカウントし、所定枚数の定着が行われるたびに用紙剥離部材を定着ローラから離間させる構成となっている。これにより、特許文献１の定着装置は、用紙剥離部材に多量の残留トナーが堆積する前に用紙剥離部材を定着ローラから離間し、この離間動作によって堆積した残留トナーを用紙剥離部材から分離する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−２８０９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の定着装置では、用紙剥離部材を定着ローラから離間する離間動作によって堆積した残留トナーを用紙剥離部材から分離する構成となっている。しかしながら、このような構成は、用紙剥離部材からトナーが容易に分離される場合にしか効果は無い。用紙剥離部材からのトナーの分離性が低い場合には、むしろ用紙剥離部材と定着ローラとの接触時間が長くなることで、用紙剥離部材により多くのトナーが堆積し、画像不良が起き易くなるといった問題が生じる。
【０００７】
また、用紙が一枚搬送されるたびに用紙剥離部材を定着ローラから離間させる構成であっても、近年の画像形成装置ではプロセス速度を上げるために用紙の搬送間隔は小さくなっており、連続印字動作中に用紙剥離部材が定着ローラから離間される時間は少ない。このため、用紙剥離部材へのトナー堆積を防止する十分な効果は見込めない。
【０００８】
本願発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、用紙剥離部材へのトナー堆積を抑制し、残留トナーによる画像不良を防止できる定着装置およびこれ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】
【０００９】
本発明の定着装置は、加圧回転部材または加熱回転部材の少なくとも一つを備える定着装置であって、前記加圧回転部材または加熱回転部材に対して接触および離間可能に設けられ、前記回転部材から用紙を剥離させる用紙剥離部材と、前記用紙剥離部材の離接動作を行う離接機構と、前記離接機構を制御する制御部とを有し、前記制御部は、用紙の先端が前記用紙剥離部材を通過する時には前記用紙剥離部材を前記回転部材に接触させ、用紙の後端が前記用紙剥離部材を通過する前に前記用紙剥離部材を前記回転部材から離間させることを特徴としている。
【００１０】
上記の構成によれば、用紙剥離部材が用紙の後端が通過する前に加熱ローラまたは加圧ローラ等の回転部材から離間させられるため、用紙の通過中は用紙剥離部材を回転部材に接触させる場合に比べ、さらに用紙剥離部材と回転部材との接触時間を減らすことができる。これにより、用紙の剥離性能を損なうことなく、用紙剥離部材と該部材が設けられる回転部材との接触時間を極力少なくし、用紙剥離部材に残留トナーが堆積することを抑制できる。
【００１１】
また、上記定着装置では、前記制御部は、前記定着装置の上流側に設けられた用紙搬送部材の駆動信号をトリガとして、前記離接機構の動作タイミングを制御する構成とすることができる。
【００１２】
上記の構成によれば、用紙Ｐの先端位置を検出するために、定着装置の上流側に設けられた用紙搬送部材（例えば、ＰＳローラ）を用いることで、上記検出を行うためのセンサを省略することができる。
【００１３】
また、上記定着装置では、前記制御部は、ジャム処理後の動作再開時もしくはジャム発生後のパージ処理時に、前記加圧回転部材および加熱回転部材の駆動開始と同時に前記用紙剥離部材を前記回転部材に接触させ、前記加圧回転部材および加熱回転部材の駆動開始から所定時間経過後に前記用紙剥離部材を前記回転部材から離間させる構成とすることができる。
【００１４】
上記の構成によれば、ジャム処理を行った後にジャム用紙の取り残しが生じている場合でも、取り残された用紙が動作再開時に回転部材に巻き付くことを防止できる。あるいは、パージ処理時に排出される用紙が回転部材に巻き付くことを防止できる。
【００１５】
また、上記定着装置では、前記離接機構は、前記加圧回転部材または加熱回転部材の回転軸と平行にスライド移動可能であって、かつ、その外周面に切欠き部が形成されたガイド軸を有し、前記ガイド軸のスライド移動によって前記切欠き部が前記用紙剥離部材と対向する位置にある時に、前記用紙剥離部材が前記回転部材に接触もしくは離間のいずれか一方の状態となり、前記ガイド軸のスライド移動によって前記切欠き部が前記用紙剥離部材と対向しない位置にある時に、前記用紙剥離部材が前記回転部材に接触もしくは離間の他方の状態となる構成とすることができる。
【００１６】
上記の構成によれば、スライド移動するガイド軸を用いて剥離爪の離接を行うため、前記ガイド軸をスライド移動させるための駆動源（例えば、ソレノイド）含めてもその配置スペースを小さくすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の定着装置および画像形成装置では、用紙剥離部材が用紙の後端が通過する前に加熱ローラまたは加圧ローラ等の回転部材から離間させられるため、用紙剥離部材と該部材が設けられる回転部材との接触時間を極力少なくし、用紙剥離部材に残留トナーが堆積することを抑制できるといった効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】画像形成装置における感光体ドラム周辺の一般的な基本配置を示す図である。
【図２】実施の形態１における定着器の構成および機能を示す図である。
【図３】実施の形態１における定着器の離接タイミング制御のタイミングチャートである。
【図４】実施の形態２における離接機構の外観を示す斜視図である。
【図５】実施の形態２における離接機構の動作を示す平面図である。
【図６】実施の形態２における離接機構の動作を示す平面図である。
【図７】実施の形態２における剥離爪と離接機構との接続部分を示す拡大斜視図である。
【図８】実施の形態２における剥離爪と離接機構との接続部分を示す拡大斜視図である。
【図９】実施の形態３に係るデジタル複合機の全体構成を模式的に示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
〔実施の形態１〕
本実施の形態１では、本発明が適用される定着装置を図面を参照して説明する。本実施の形態１に係る定着装置は、電子写真方式の画像形成装置に備えられるものである。先ずは、画像形成装置における感光体ドラム周辺の一般的な基本配置を図１を参照して説明する。
【００２０】
感光体ドラム１は、軸線回りを矢印方向に回転駆動可能に設けられたローラ状部材であり、表面に静電潜像及びトナー像が形成される感光膜を有する。帯電器２は、感光体ドラム１の外周面に対向して設けられたメインチャージャであり、感光体ドラム１の外周面を所定の極性及び電位に帯電させる。
【００２１】
露光器３（図９参照）は、画像データに応じた信号光Ｌを、帯電状態にある感光体ドラム１に照射する。これによって、感光体ドラム１の外周面に、画像データに応じた静電潜像が形成される。
【００２２】
現像器４は、感光体ドラム１の外周面にトナーＴを供給し、上記静電潜像をトナー像として顕像化する。転写器５は、感光体ドラム１及び転写器５の間を通る記録用紙Ｐの裏面から転写バイアスを与え、上記トナー像を記録用紙Ｐ上に転写する。
【００２３】
定着器６は、記録用紙Ｐの搬送路に沿って転写器５の下流に配置される。定着器６は、定着ニップ部を通過する記録用紙Ｐを加熱・加圧することで、記録用紙Ｐに転写されたトナー像を溶融・固着させる。
【００２４】
クリーニング部７は、クリーニングブレードによって、感光体ドラム１の外周面に残留するトナーＴ、紙粉などを感光体ドラム１の外周面から掻きとって取り除く。除電器８は、クリーニング部７によるクリーニング処理後において感光体ドラム１の外周面上に光を照射し、残留する電荷を光学的に除電する。
【００２５】
本発明に係る定着装置は、図１に示す定着器６として用いられるものである。この定着器６について、図２および図３を参照して具体的な構成および動作を説明する。
【００２６】
図２は、本実施の形態１に係る定着器６の構成および機能を示す図である。定着器６は、内部にヒータ６１ａを備える加熱ローラ６１と、加熱ローラ６１に従動回転する加圧ローラ６２とからなり、加熱ローラ６１と加圧ローラ６２と間に定着ニップ部を有する。また、定着器６は、加圧ローラ６２に対して用紙搬送方向の下流側に剥離爪（用紙剥離部材）６３を備えている。
【００２７】
剥離爪６３は、離接機構６４によって駆動され、加圧ローラ６２に対して接触および離間可能に設けられている。すなわち、搬送される用紙の先端が剥離爪６３を通過する時には剥離爪６３は加圧ローラ６２に接触し、通過した後は離間する。これにより、剥離爪６３と加圧ローラ６２との接触時間を極力少なくし、剥離爪６３に残留トナーが堆積することを抑制できる。尚、本実施の形態１では、剥離爪６３が加圧ローラ６２に対して設けられた構成を例示しているが、本発明はこれに限定されるものではない。剥離爪６３は、加熱ローラ６１に対して設けられていても良く、加熱ローラ６１および加圧ローラ６２の両方に設けられていても良い。但し、表面に弾性層を有する加圧ローラ６１に対しては、ローラ表面を損傷することなく離接させることができ、好適に用いられる。
【００２８】
尚、定着器６は、加熱ローラ６１と加圧ローラ６２とを有し、これらのローラ間に定着ニップ部を有する構成となっている。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、定着ニップ部を形成する少なくとも一方の部材は、上記のようなローラに代えて、例えば内側にローラを備えたベルトを用いても良い。
【００２９】
剥離爪６３は、定着器６の動作時に加圧ローラ６２への接触時間が長いほど、残留トナーが堆積する。このため、定着器６では、搬送される用紙Ｐの搬送方向における先端が剥離爪６３に接触する寸前で剥離爪６３を加圧ローラ６２に接触させ、用紙Ｐの先端が剥離爪６３を通過した後は速やかに離間させるように制御する。すなわち、定着器６では、用紙Ｐの全体が剥離爪６３を通過した後に剥離爪６３を加圧ローラ６２から離間させるのではなく、用紙Ｐの後端が剥離爪６３を通過する前に剥離爪６３を加圧ローラ６２から離間させる。用紙Ｐの先端が加圧ローラ６２から剥離されれば、その後の用紙Ｐは図示しない搬送ガイド部材によって搬送路へ案内されるため、用紙Ｐの先端通過後は剥離爪６３が加圧ローラ６２に接触していなくても、加圧ローラ６２に用紙の巻き付きが生じることは無い。
【００３０】
このような離接タイミングの制御は、制御部６５およびタイマー６６によって行われる。また、上記制御を行うには、用紙Ｐの先端位置を定着器６の上流側で検出する必要がある。本実施の形態１では、用紙Ｐの先端位置を検出するためにＰＳ（Paper Stop）ローラ９（図１参照）を用いる。ＰＳローラ９は、転写器５の上流で用紙Ｐを一旦停止させ、感光体ドラム１のトナー像にタイミングを合わせて用紙Ｐを送り出すためのローラである。このため、ＰＳローラ９による搬送開始タイミングを用紙Ｐの先端検出に用いることができる。図３に、上記離接タイミング制御のタイミングチャートを示す。
【００３１】
制御部６５にはＰＳローラ９の駆動信号が入力され、制御部６５はこの駆動信号をトリガとしてタイマー６６による時間計測を行わせる。そして、ＰＳローラ９の駆動信号の立ち上がり（ＰＳローラ９による用紙搬送開始：時刻ｔ１）から時間Ｔ１（ｓ）経過後の時刻ｔ２に剥離爪６３を加圧ローラ６２に接触させ、時刻ｔ２からさらに時間Ｔ２（ｓ）経過後の時刻ｔ３に剥離爪６３を加圧ローラ６２から離間させる。時刻ｔ２は、用紙の先端が剥離爪６３に接触する寸前のタイミングを示す。時刻ｔ３は、用紙Ｐの先端が剥離爪６３を通過した後であって、用紙Ｐの後端が剥離爪６３を通過する前のタイミングを示す。また、時間Ｔ１および時間Ｔ２は、ＰＳローラ９から剥離爪６３までの距離と用紙Ｐの搬送速度とに基づいて予め設定される。
【００３２】
本実施の形態１では、用紙Ｐの先端位置を検出するためにＰＳローラ９を用いることで、上記検出を行うためのセンサを省略することができる。但し、本発明はこれに限定されるものではなく、用紙Ｐの先端位置を検出するためのセンサを定着器６の上流側に配置し、このセンサの検知信号に基づいて上記制御を行ってもよい。
【００３３】
また、画像形成装置が用紙搬送速度の異なる複数の画像形成モードを有する場合、時間Ｔ１および時間Ｔ２は画像形成モードに応じて変更されてもよい。例えば、画像形成装置が、モノクロ印刷モード（高速印字）とカラー印刷モード（低速印字）を有する場合は、カラー印刷モード時の時間Ｔ１および時間Ｔ２を、モノクロ印刷モード時の時間Ｔ１および時間Ｔ２よりも長く設定すればよい。
【００３４】
上記説明は、通常動作時（ジョブ印刷時）における剥離爪６３の離接制御を説明したものであるが、ジャム時においても剥離爪６３の離接制御が適切に行われることが好ましい。ジャム時における剥離爪６３の離接制御例について説明すれば以下の通りである。
【００３５】
一例として、印刷時にジャムが発生し、そのジャム処理が終了して動作が再開される場合には、加熱ローラ６１の駆動開始と同時に剥離爪６３を加圧ローラ６２に接触させ、所定時間（例えば１．５ｓ）経過後に剥離爪６３を離間させる。これは、ジャム処理を行った後でもジャム用紙の取り残しが生じている可能性があり、動作再開時に取り残された用紙が加圧ローラ６２に巻き付くことを防止するためである。
【００３６】
また、ジャム発生時にパージ処理（ジャム通知後も加熱ローラ６１を駆動し、搬送路中の用紙を排出する処理）を行う場合も同様の動作を行う。すなわち、パージ処理のための加熱ローラ６１の駆動開始と同時に剥離爪６３を加圧ローラ６２に接触させ、所定時間（例えば１．５ｓ）経過後に剥離爪６３を離間させる。
【００３７】
〔実施の形態２〕
本実施の形態２では、離接機構６４のより詳細な構造例について説明する。図４は、離接機構６４の外観を示す斜視図である。図５および図６は、離接機構６４の動作を示す平面図である。図７および図８は、剥離爪６３と離接機構６４との接続部分を示す拡大斜視図である。
【００３８】
離接機構６４は、ソレノイド６４１と揺動部材６４２とガイド軸６４３とを備えている。ソレノイド６４１は制御部６５によってＯＮ／ＯＦＦ駆動され、揺動部材６４２を介してガイド軸をスライド移動させる。ガイド軸６４２は、加熱ローラ６１および加圧ローラ６２の回転軸と平行に配置されており、この軸方向と平行にスライド移動可能である。さらに、ガイド軸６４３は、外周面に切欠き部６４３ａを有している。
【００３９】
すなわち、ソレノイド６４１は、図５および図６に示すように、ＯＮ／ＯＦＦ駆動されることによって揺動部材６４２を回転変位させる。また、揺動部材６４２とガイド軸６４３とは、揺動部材６４２の回転変位がガイド軸６４３のスライド変位に変換されるように結合されている。
【００４０】
剥離爪６３は、図７および図８に示すように、爪部６３１と支持部６３２とを備えている。また、剥離爪６３は、支持部６３２において回動軸を有しており、この軸周りに回動可能となっている。さらに、剥離爪６３は、捩じりばね６５によって爪部６３１を加圧ローラ６２に接触させる方向に付勢されている。
【００４１】
図５および図７は、剥離爪６３が加圧ローラ６２として接触している状態を示している。このとき、ソレノイド６４１はＯＮされており、ガイド軸６４３は切欠き部６４３ａを剥離爪６３と対向させる位置に移動されている。この状態では、剥離爪６３は捩じりばね６５の付勢力によって加圧ローラ６２と接触する。
【００４２】
図６および図８は、剥離爪６３が加圧ローラ６２として離間している状態を示している。このとき、ソレノイド６４１はＯＦＦされており、ガイド軸６４３は切欠き部６４３ａが剥離爪６３と対向しない位置に移動されている。この状態では、剥離爪６３の支持部６３２がガイド軸６４３の外周面と接して押されており、捩じりばね６５の付勢力に抗して回転して加圧ローラ６２と離間する。
【００４３】
このように、スライド移動するガイド軸６４３を用いて剥離爪６３の離接を行う離接機構６４の構成では、ソレノイド６４１および揺動部材６４２を含めてもその配置スペースを小さくすることができる。
【００４４】
尚、上記説明では、切欠き部６４３ａが剥離爪６３と対向するときに接触状態となり、切欠き部６４３ａが剥離爪６３と対向しないときに離間状態となっているが、本発明はこれに限定されない。すなわち、これとは逆に、切欠き部６４３ａが剥離爪６３と対向するときに離間状態となり、切欠き部６４３ａが剥離爪６３と対向しないときに接触状態となる構成であってもよい。
【００４５】
定着器６において、剥離爪６３とガイド軸６４３における切欠き部６４３ａとは複数設けられており、これらの剥離爪６３は同期して離接動作が行われる。これにより、画像形成装置では、使用可能な用紙Ｐの全てのサイズに対して良好に用紙剥離動作が行える。
【００４６】
〔実施の形態３〕
本実施の形態３は、実施の形態１，２で説明した定着装置が適用される画像形成装置の一構成例について説明する。本実施の形態３では、画像形成装置として、スキャナ２０において読み取られる原稿の印刷、又はネットワークを介して外部機器から入力される画像データの印刷が行えるデジタル複合機１００を例示する。
【００４７】
図９は、デジタル複合機１００の全体構成を模式的に示す縦断面図である。デジタル複合機１００は、感光体ドラム１、帯電器２、露光器３、現像器４、転写器５、定着器６、クリーニング部７、除電器８、スキャナ２０、給紙トレイ２１および排紙トレイ２２を含む。
【００４８】
スキャナ２０は原稿セットトレイ、自動原稿搬送装置（ＲＡＤＦ、Reversing Automatic Document Feeder）などが設けられている。また、スキャナ２０は原稿読み取り装置を備えており、該原稿読み取り装置は、原稿載置台と、原稿走査装置とを有する。
【００４９】
給紙トレイ２１は、普通紙、コート紙、カラーコピー用紙、ＯＨＰフィルムなどの記録用紙Ｐを収容するトレイである。給紙トレイ２１は複数設けられ、それぞれの給紙トレイ２１にはサイズの異なる記録用紙Ｐが収容されるものであってもよい。排紙トレイ２２には、画像形成された記録用紙Ｐが、排出され、積載される。
【００５０】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５１】
１      感光体ドラム
２      帯電器
３      露光器
４      現像器
５      転写器
６      定着器（定着装置）
７      クリーニング部
８      除電器
９      ＰＳローラ
６１      加熱ローラ
６２      加圧ローラ
６３      剥離爪（用紙剥離部材）
６４      離接機構
６５      制御部
６６      タイマー
６３１    爪部
６３２    支持部
６４１    ソレノイド
６４２    揺動部材
６４３    ガイド軸
６４３ａ  切欠き部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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