(57)【要約】【目的】白スジ、黒スジ、定着不良等の問題を発生させることなく、高い分離性能を確保することができる定着装置を提供すること。【構成】未定着トナー像（未定着現像剤像）Ｔを担持した記録材Ｓを挟持搬送し、前記未定着トナー像Ｔを前記記録材Ｓ上に溶融固着せしめる加熱ローラ２と加圧ローラ３（回転部材）と、該加熱ローラ２と加圧ローラ３の記録材挟持部よりも記録材搬送方向下流側に配設され、記録材Ｓを前記加熱ローラ２から分離させる分離爪（分離部材）６とを備えた定着装置１において、前記分離爪６を長手方向に少なくとも２個以上配置するとともに、複数の分離爪６と前記加熱ローラ２とのギャップを全て０＜ギャップ＜１．０ｍｍに設定とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
未定着現像剤像を担持した記録材を挟持搬送し、前記未定着現像剤像を前記記録材上に溶融固着せしめる回転部材と、該回転部材の記録材挟持部よりも記録材搬送方向下流側に配設され、記録材を前記回転部材から分離させる分離部材とを備えた定着装置において、
前記分離部材を長手方向に少なくとも２個以上配置するとともに、複数の分離部材と前記回転部材とのギャップを全て０＜ギャップ＜１．０ｍｍに設定したことを特徴とする定着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真法、静電記録法、磁気写真法等によって普通紙や感光紙等の転写材上に可視形成されたトナー像を加熱又は加圧して固着するための装置であって、一対のローラで構成され、何れか一方のローラに非接触分離爪を備えた定着装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ヒータにより加熱される加熱ローラを用いた定着装置は、複写機やレーザプリンタ等の画像形成装置において多用されている。
【０００３】
このような定着装置では、加熱ローラの表面温度を所定温度に維持するためのサーミスタや、加熱ローラの異常昇温時にヒータへの通電経路を遮断するための温度ヒューズ、サーモスイッチ等の温度検知素子、加熱定着された紙を加熱ローラから分離させる分離爪等を加熱ローラ表面に当接させている。このため、接触傷が加熱ローラに発生し、白スジ、黒スジ、定着不良等の問題が発生することがある。
【０００４】
そこで、最近では温度検知手段を加熱ローラに非接触に近接させる方法や、定着分離性を向上させて分離爪を接触させない構成が考えられている。
【０００５】
分離性を向上させる構成とは、トナーに低分子量ポリプロピレンや低分子量ポリエチレン等の離型ワックスを含有させることにより、記録材への加熱定着時に溶融トナーと加熱ローラとの界面にワックスが移行し、加熱ローラ側への溶融トナーの泣き別れを防止する機能を持たせる機能や、加熱ローラ硬度を加圧ローラ硬度より低くして定着ニップ方向を上凸にすることによって加熱ローラ側への溶融トナーの泣き別れを防止する機能を持たせる構成等が考えられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年、用いられる記録材は多岐に亘っており、定着ニップでの分離は安定しない。例えば紙の種類も、その比重の差のみならず材質の差、特に含まれる不純物の量が異なっているのが現状である。即ち、紙に含まれるサイズ剤、填料等の配合成分は紙種によって差が大きく、これらが遊離して引き起こす問題も様々であり、加熱ローラや加圧ローラ等の部材のトナーに対する離型性を低下させる原因となる。
【０００７】
又、機械使用環境によっても転写材の物性は可成り異なるため、定着ニップでの記録材の分離は安定しない。例えば、高温高湿環境では、記録材は水分を吸ってしまうため、記録材の腰が無くなることによって記録材が定着ニップを通過した後、加熱ローラ側へ溶融トナーが付着する力の方が強くなり、記録材が加熱ローラに巻き付いてしまう場合がある。
【０００８】
そこで、非接触分離とローラとのギャップを高精度に小さくする必要がある。
【０００９】
又、非接触分離とローラとのギャップを小さく設定した場合にローラへの巻き付きジャム等が発生した場合には、ジャム紙を処理する場合にローラと非接触分離爪間にジャム紙が完全に挟まれてしまい、ジャム処理がしづらくなってしまうという問題がある。
【００１０】
更に、ジャム処理がしづらくなるばかりか、ジャム処理時に紙片残りが発生する可能性もあり、更なるジャムを誘発してしまう可能性もある。又、ローラと非接触分離爪間にジャム紙が完全に挟まれてしまうと、ローラに傷が付いてしまい、白スジ、黒スジ、定着不良等の問題が発生することがある。
【００１１】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、白スジ、黒スジ、定着不良等の問題を発生させることなく、高い分離性能を確保することができる定着装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、未定着現像剤像を担持した記録材を挟持搬送し、前記未定着現像剤像を前記記録材上に溶融固着せしめる回転部材と、該回転部材の記録材挟持部よりも記録材搬送方向下流側に配設され、記録材を前記回転部材から分離させる分離部材とを備えた定着装置において、前記分離部材を長手方向に少なくとも２個以上配置するとともに、複数の分離部材と前記回転部材とのギャップを全て０＜ギャップ＜１．０ｍｍに設定したことを特徴とする。
【００１３】
ここで、前記分離部材は一軸を中心に回動自在に支持されており、且つ、付勢手段により回転部材側に回動付勢されており、フレームに設けた突き当て部材により突き当て固定されていることが好ましい。
【００１４】
又、前記複数の分離部材は、同一の突き当て部材により突き当て固定されていることが好ましい。
【００１５】
そして、前記分離部材の回動支持部材と分離部材の突き当て部材及び前記回転部材の支持部材とを一体で支持するフレームを設け、このフレームを熱可塑性樹脂で構成することが望ましい。
【００１６】
又、前記突き当て部材は、定着装置に対して可変に取り付け可能になっていることが好ましい。
【００１７】
更に、前記分離部材の付勢手段を捩りコイルばねにより構成し、分離爪の回動支持部材によって分離爪の回動軸下部を支持することが好ましい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１９】
記録材上の未定着画像を定着させる定着装置を備える画像記録装置は、図示しないが、表面に静電潜像を形成する像担持体と、該像担持体の表面の電荷を除電する前露光手段と、像担持体の表面を所望の電位に帯電させる１次帯電手段と、帯電した像担持体上を露光して静電潜像を形成させる露光手段と、像担持体上の静電潜像を現像剤で現像して可視像化する現像装置と、該現像装置で現像された像担持体上のトナー画像を記録材に転写する転写装置等を本体内に設けて構成されている。
【００２０】
又、記録材に転写されたトナー画像を加熱及び加圧された加熱ローラにより溶融定着させる定着装置が画像形成装置の所定位置に配置され、画像形成の各プロセスが適宜実行されることにより所望の画像を得ることができるようになっている。尚、記録材には記録紙やＯＨＰ用紙等が用いられる。
【００２１】
次に、本発明に係る定着装置１の構成について説明する。
【００２２】
図１は定着装置１の断面図であり、同図において、２は加熱ローラであり、これはアルミニウム、鉄等のパイプ材にシリコーンゴム、フッ素ゴム等の耐熱弾性体の層を形成し、その表面に表面性を向上させるためのＰＦＡ、ＰＴＦＥ等の離型層を被覆して構成されている。この加熱ローラ２に圧接して配設された加圧ローラ３も加熱ローラ２と同様に芯金の上にシリコーンゴム、フッ素ゴム等の耐熱弾性体の層を形成して構成されている。
【００２３】
上記加熱ローラ２と加圧ローラ３は、不図示のバネ等の付勢手段により互いに所定の加圧力で接触させており、又、矢印Ａ方向に回転駆動される。これらの加熱ローラ（加熱部材）２と加圧ローラ（バックアップ部材）３には記録材Ｓが通紙され、該記録材Ｓ上のトナーＴは加熱ローラ２と加圧ローラ３との間で加熱及び加圧されて定着される。
【００２４】
加熱ローラ２の内部にはヒータ４が配設されており、このヒータ４は加熱ローラ２を内部より加熱する。又、加熱ローラ２の表面温度を検知するために温度検知手段である温度検知素子５が加熱ローラ２に面して非接触で配置されており、この温度検知素子５によって加熱ローラ２の温度が検出される。そして、この温度検知素子５からの検知データに基づいてヒータ４を制御し、加熱ローラ３の表面温度を所定の設定温度（プリント温度）又は非定着時の待機温度（スタンバイ温度）に保つようになっている。
【００２５】
以上の構成を有する定着装置１において、入口ガイド７を通って進入してきた記録材Ｓは、互いに加圧接触して回転している加熱ローラ２と加圧ローラ３のニップ部に案内され、該ニップ部を通過する過程で未定着トナー像Ｔが熱及び圧力により永久固着像として定着される。
【００２６】
その後、加熱ローラ２と加圧ローラ３のニップ部を通過して像定着を受けた記録材Ｓは、出口ガイド１１を経て定着装置１外へと排出される。
【００２７】
次に、定着ニップ部での記録材Ｓの分離の詳細について説明する。
【００２８】
前述のように、記録材Ｓ上の未定着トナーＴには低分子量ポリプロピレンや低分子量ポリエチレン等の離型ワックスが含有されており、この離型ワックスは、記録材Ｓへの加熱定着時に溶融トナーと加熱ローラ２との界面に移行し、加熱ローラ２側への溶融トナーの泣き別れを防止する機能を有している。ここで、加熱ローラ２の弾性体の層厚は加圧ローラ３の弾性体の層厚より厚く設定されている。このようにすることによって、加熱ローラ２の硬度は加圧ローラ３の硬度よりも低くなるため、ニップを形成するときに加圧ローラ３が加熱ローラ２に食い込むようになり、ニップ形状が加熱ローラ２側が凸になる。このようなニップの設定にすることによって、ニップ通過後に記録材Ｓが加圧ローラ３側に排紙されるようになり、加熱ローラ２側への溶融トナーの泣き別れを防止するように設定されている。尚、記録材Ｓの先端部にはトナー像が無い先端余白と呼ばれる領域が設けられるのが一般的である
上述の構成を採用することによって、本実施の形態のようにフッ素樹脂の離型層を有する直径６０ｍｍ以下の加熱ローラ２を用いる場合には、定着ニップを通過した後の記録材Ｓは、その先端が加熱ローラ２から１ｍｍ以上の空隙をもって搬送される。
【００２９】
そのため、非接触分離爪６は、加熱ローラ２の面から記録材Ｓを分離するように、先端エッジ部を加熱ローラ２の面に対して１ｍｍ以下になるように非接触に配設してある（加熱ローラ２の加熱時）。非接触分離爪６は、記録材Ｓを確実に分離するために鋭利な先端部を有しているが、その先端には高い精度が要求されるため、耐熱高硬度材であるポリイミド系（ＰＩ）、ポリアミドイミド系（ＰＡＩ）等の材料で構成されている。又、非接触分離爪６の離型性を向上させるために、該分離爪６の先端表面にはフッ素樹脂のコーティングが施されている。
【００３０】
以上のように、非接触分離爪６と加熱ローラ２を非接触とするとともに、両者のギャップを１ｍｍ以下に設定することにより、従来の接触式分離爪のように加熱ローラ表面をスクレープする作用がないため、汚れの付着や蓄積がなく、確実に分離可能になる。
【００３１】
次に、非接触分離爪６の取付構造を図１〜図３を用いて説明する。尚、図２は分離爪単体の斜視図、図３は複数の分離爪と突き当てリブとの関係を示す斜視図である。
【００３２】
図２に示すように、分離爪６の両側には回動中心となる軸６Ａ，６Ｂが延びている。そして、回動軸６Ａ，６Ｂには捩りコイルばね８が取り付けられており、この捩りコイルばね８の一端８Ａはフレーム９に設けられた突き当て部９Ａに突き当てられ（図１参照）、他端８Ｂは分離爪６の背中部６Ｃに突き当てられている（図２参照）。
【００３３】
又、フレーム９からは、分離爪６の回動軸６Ａ，６Ｂを支持する複数の爪９Ｂが設けられており、これらの爪９Ｂは分離爪６の下部をＵ字形状で支持している。
【００３４】
以上の構成にすることによって、分離爪６は矢印Ｂ方向に回動する付勢力を得ている。又、分離爪６は、フレーム９に設けられた突き当てリブ９Ｃに突き当たる構成になっている（図１及び図３参照）。そして、分離爪６が突き当てリブ９Ｃに突き当たると、捩りコイルばね８の両端８Ａ，８Ｂが突き当たり、付勢力により捩りコイルばね８の足が開く方向に力が働くため、該捩りコイルばね８のコイル部は回動軸６Ａ，６Ｂを下方に押し下げるよう作用する。
【００３５】
以上により、分離爪６の位置が決まる構成になっている。ここで、突き当てリブ９Ｃの突き当て位置は、加熱ローラ２と分離爪６の先端のギャップが０ｍｍ＜ギャップ＜１ｍｍになるよう設定されている。
【００３６】
又、分離爪６は記録材Ｓを確実に分離させるために、加熱ローラ２の長手方向には、４〜８本配置することが一般的である。そして、複数の分離爪６の先端と加熱ローラ２とのギャップをそれぞれ安定させるために、全ての分離爪６はリブ９Ｃに突き当たるように構成されている（図３参照）。
【００３７】
更に、加熱ローラ２と分離爪６の先端とのギャップを高精度に保つために、加熱ローラ２を支持する部材と分離爪６の回動軸６Ａ，６Ｂを支持する爪９Ｂ及び分離爪６の突き当てリブ９Ｃは一体のモールドフレームで構成されている。尚、フレームの材質としては、位置精度の安定性と耐熱性と強度を得るために、ＰＰＳ等の熱可塑性樹脂が用いられる。
【００３８】
以上説明した構成を採用することによって、複数の非接触分離爪６と加熱ローラ２とのギャップを非接触且つ１ｍｍ以下にすることが可能になり、従来の接触式分離爪のように加熱ローラ表面をスクレープする作用がないため、汚れの付着や蓄積がなく、記録材Ｓを確実に分離することが可能になる。
【００３９】
しかし、分離精度を向上させても、市場では様々な紙が使用されるため、ジャムが発生する確率は０にはならない。
【００４０】
ここで、ジャムが発生した場合の分離爪６の退避構造を図４（ａ），（ｂ）にも基づいて説明する。
【００４１】
図４（ａ）はジャムが発生した場合の記録材Ｓの状態の一例を示す断面図である。図４（ａ）に示すように、記録材Ｓの先端が定着装置１の出口で引っ掛かってジャムが発生した場合は、加熱ローラ２が急に止まらないため、記録材Ｓは行き場を探して加熱ローラ２と分離爪６との間に入り、その後、装置本体がジャムを検知して停止する。
【００４２】
図４（ｂ）はジャムした記録材Ｓを処理する場合の状態を示している。図４（ｂ）に示すように、記録材Ｓが分離爪６と定着ローラ２間に入った場合に、記録材Ｓを矢印Ｃ方向に引っ張ると、分離爪６には加熱ローラ２側より力が掛かるため、分離爪６は矢印Ｄ方向に移動して加熱ローラ２と分離爪６先端とのギャップが広がり、ジャムした記録材Ｓを簡単に取り出すことができる。
【００４３】
分離爪６を以上のように構成することにより、簡単な構成でジャム処理性を向上させることができるばかりでなく、ジャム処理時の紙片残りもなくなり、更なるジャムを誘発してしまう可能性もなくなる。
【００４４】
又、分離爪６に加熱ローラ２側より力が掛かると該分離爪６は逃げるため、加熱ローラ２と非接触分離爪６間にジャムした記録材Ｓが完全に挟まれてしまうこともなくなり、加熱ローラ２に傷が付いて白スジ、黒スジ、定着不良等の問題が発生することもなくなる。
【００４５】
次に、紙搬送速度が速い装置等、定着分離性能が悪い条件で使用しなければならない装置においては、ニップを通過した後の記録材Ｓの先端と加熱ローラ２との空隙は小さくなり、そのため、分離爪６と加熱ローラ２とのギャップを小さくしなければならなくなる。例えば、ギャップを０ｍｍ＜ギャップ＜０．５ｍｍに設定する場合には、定着フレーム９の寸法精度を向上させても、加熱ローラ２やフレーム９の寸法ばらつき或は熱膨張を考慮すると、以上説明した構成では工程能力的にギャップの確保が困難になる。
【００４６】
そのため、分離爪６と加熱ローラ２とのギャップを調整式にする必要がある。図５及び図６に分離爪６と加熱ローラ２とのギャップを調整式にする場合の構成を示す。
【００４７】
突き当て板１０は定着フレーム９に対して矢印Ｄ，Ｅ方向にスライド可能に構成されており、該突き当て板１０の長手方向両端部には調整ビス１２が固定できるようにタップ１０ａが切ってある。突き当て板１０の両端部１０Ａ，１０Ｂとフレーム９との間にはそれぞればね１３が縮装されており、調整ビス１２を締めると突き当て板１０は矢印Ｅ方向に、緩めると矢印Ｄ方向にスライド可能になっている。
【００４８】
而して、突き当て板１０には、複数の分離爪６が突き当たっているため、突き当て板１０の両端部１０Ａ，１０Ｂを適正値に調整すれば、全ての分離爪６の位置を調整することができる。このような構成を採用することによって、分離爪６と加熱ローラ２とのギャップを１つずつ調整する必要はなくなり、全ての分離爪６と加熱ローラ２とのギャップを簡単に調整することが可能になる。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、未定着現像剤像を担持した記録材を挟持搬送し、前記未定着現像剤像を前記記録材上に溶融固着せしめる回転部材と、該回転部材の記録材挟持部よりも記録材搬送方向下流側に配設され、記録材を前記回転部材から分離させる分離部材とを備えた定着装置において、前記分離部材を長手方向に少なくとも２個以上配置するとともに、複数の分離部材と前記回転部材とのギャップを全て０＜ギャップ＜１．０ｍｍに設定したため、白スジ、黒スジ、定着不良等の問題を発生させることなく、高い分離性能を確保することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る定着装置の断面図である。
【図２】本発明に係る定着装置の分離爪単体の斜視図である。
【図３】本発明に係る定着装置の複数の分離爪と突き当てリブとの関係を示す斜視図である。
【図４】本発明に係る定着装置においてジャムが発生した場合の分離爪の退避構造を示す断面図である。
【図５】分離爪と加熱ローラとのギャップを調整式とした定着装置の断面図である。
【図６】分離爪と加熱ローラとのギャップを調整式とした定着装置の複数の分離爪と突き当て板との関係を示す斜視図である。
【符号の説明】
１      定着装置
２      加熱ローラ（回転部材）
３      加圧ローラ（回転部材）
４      ヒータ
５      温度検知素子
６      分離爪（分離部材）
７      入口ガイド
８      捩りコイルばね（付勢手段）
９      定着フレーム
９Ａ    突き当て部
９Ｂ    爪
９Ｃ    突き当てリブ
１０    突き当て板
１１    出口ガイド
１２    調整ビス
１３    ばね
Ｓ      記録材
Ｔ      未定着トナー像（未定着現像剤像）
【図１】
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【図２】
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【図３】
2004151221.tif 000005
【図４】
2004151221.tif 000006
【図５】
2004151221.tif 000007
【図６】
2004151221.tif 000008