(57)【要約】【課題】定着時に剥離不良を起こして加熱ローラや加圧ローラへの転写材の巻き付きを来すことのない、取り扱いも容易で、画面の汚れを伴うことのない安定した高い定着性能を持つ定着装置及びそれを装着した画像形成装置の提供。【解決手段】加熱ローラ及びこの加熱ローラに圧接する加圧ローラから構成され、前記両ローラの圧接されたニップ部に未定着のトナー像を転写された転写材を挟み込み加熱加圧してトナー像の定着を行う定着装置において、前記加熱ローラの製品硬度よりも前記加圧ローラの製品硬度を高くし、加熱ローラ側に凸のニップを形成し、前記転写材の出口側の加熱ローラ側と加圧ローラ側にそれぞれ分離爪を設けて、加熱ローラ側の分離爪先端の加熱ローラ表面に対する距離よりも加圧ローラ側の分離爪先端の加圧ローラ表面に対する距離の方を短くする。【選択図】　　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側に加熱源を設けた円筒状芯金とこの芯金の周囲にライニングされた弾性体とこの弾性体表面を被覆する離型層とを設けた加熱ローラ及びこの加熱ローラに圧接する加圧ローラから構成され、前記両ローラの圧接されたニップ部に搬送されて来る未定着のトナー像を転写された転写材を挟み込み加熱加圧してトナー像の定着を行う定着装置において、前記加熱ローラの製品硬度よりも前記加圧ローラの製品硬度を高くし、加熱ローラ側に凸のニップを形成し、前記転写材の出口側の加熱ローラ側と加圧ローラ側にそれぞれ分離爪を設けて、加熱ローラ側の分離爪先端の加熱ローラ表面に対する距離よりも加圧ローラ側の分離爪先端の加圧ローラ表面に対する距離の方が短くしてあることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記定着装置は離型剤塗布機構をもたないことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の定着装置を装着したことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はトナーを転写材に定着させるとき該転写材が巻き付いて定着性能を阻害することのない定着装置及びそれを装着した電子写真方式の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来は、定着時に転写材上に溶融したトナーが加熱ローラにもくっつき剥離不良を生じ巻き付きを起こすことがあった。これを防止する手段として、紙の離型成を確保するために例えばオイル塗布装置を設け、出口側の加熱ローラとそれに圧接する加圧ローラに、それぞれ分離爪を同距離に配置し分離性が確保されるようにしていた。しかし、オイルローラ等を具備したオイル塗布機構を用いるとオイルムラを発生しやすく画像の光沢度等に影響を及ぼしていた。そして、巻き付き気味に分離が行われた場合、光沢ムラやオフセットが伴うことが見られる。また、オイル塗布装置は定期的に交換する必要がある交換部品も多く、取り扱いの面倒さと無駄な時間の消費があった。そのため、一枚あたりのプリントコストも嵩むという不具合があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような不具合を排除して、ニップ形状を加熱ローラ側に凸の状態になるようにして、定着後の転写材のカールが加熱ローラから離れ加圧ローラ側に近ずくようにし、巻き付きが起こるにしても光沢度に影響しない加圧ローラ側に起こるようにした上で、分離爪の配置を工夫し、巻付きが絶対に起こらないようにし、取り扱いや交換の面倒を伴うオイル塗布装置を用いることなく、転写材がオイルで汚れたりすることのない、安定した定着性能が得られ、プリントのコストを低減できる定着装置及びそれを装着した画像形成装置を提供することを課題目的にする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この目的は次の技術手段（１）〜（３）の何れかによって達成される。
【０００５】
（１）　内側に加熱源を設けた円筒状芯金とこの芯金の周囲にライニングされた弾性体とこの弾性体表面を被覆する離型層とを設けた加熱ローラ及びこの加熱ローラに圧接する加圧ローラから構成され、前記両ローラの圧接されたニップ部に搬送されて来る未定着のトナー像を転写された転写材を挟み込み加熱加圧してトナー像の定着を行う定着装置において、前記加熱ローラの製品硬度よりも前記加圧ローラの製品硬度を高くし、加熱ローラ側に凸のニップを形成し、前記転写材の出口側の加熱ローラ側と加圧ローラ側にそれぞれ分離爪を設けて、加熱ローラ側の分離爪先端の加熱ローラ表面に対する距離よりも加圧ローラ側の分離爪先端の加圧ローラ表面に対する距離の方が短くしてあることを特徴とする定着装置。
【０００６】
（２）　前記定着装置は離型剤塗布機構をもたないことを特徴とする（１）項に記載の定着装置。
【０００７】
（３）　（１）又は（２）項に記載の定着装置を装着したことを特徴とする画像形成装置。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。なお、本欄の記載は請求項の技術的範囲や用語の意義を限定するものではない。また、以下の、本発明の実施の形態における断定的な説明は、ベストモードを示すものであって、本発明の用語の意義や技術的範囲を限定するものではない。
【０００９】
図１は、本発明の定着装置及びそれが組み込まれた本発明の画像形成装置としてのカラー画像形成装置の実施の形態を示す断面構成図である。
【００１０】
このカラー画像形成装置は、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋと、無端ベルト状中間転写体ユニット７と、給紙搬送手段２１及び定着装置２４とから成る。画像形成装置の本体Ａの上部には、原稿画像読み取り装置ＳＣが配置されている。
【００１１】
イエロー色の画像を形成する画像形成部１０Ｙは、第１の像担持体としてのドラム状の感光体１Ｙ、該感光体１Ｙの周囲に配置された帯電手段２Ｙ、露光手段３Ｙ、現像手段４Ｙ、一次転写手段としての一次転写ローラ５Ｙ、クリーニング手段６Ｙを有する。マゼンタ色の画像を形成する画像形成部１０Ｍは、第１の像担持体としてのドラム状の感光体１Ｍ、該感光体１Ｍの周囲に配置された帯電手段２Ｍ、露光手段３Ｍ、現像手段４Ｍ、一次転写手段としての一次転写ローラ５Ｍ、クリーニング手段６Ｍを有する。シアン色の画像を形成する画像形成部１０Ｃは、第１の像担持体としてのドラム状の感光体１Ｃ、該感光体１Ｃの周囲に配置された帯電手段２Ｃ、露光手段３Ｃ、現像手段４Ｃ、一次転写手段としての一次転写ローラ５Ｃ、クリーニング手段６Ｃを有する。黒色画像を形成する画像形成部１０Ｋは、第１の像担持体としてのドラム状の感光体１Ｋ、該感光体１Ｋの周囲に配置された帯電手段２Ｋ、露光手段３Ｋ、現像手段４Ｋ、一次転写手段としての一次転写ローラ５Ｋ、クリーニング手段６Ｋを有する。
【００１２】
無端ベルト状中間転写体ユニット７は、複数のローラにより巻回され、回動可能に支持された半導電性エンドレスベルト状の第２の像担持体としての無端ベルト状中間転写体７０を有する。
【００１３】
画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋより形成された各色の画像は、一次転写ローラ５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋにより、回動する無端ベルト状中間転写体７０上に逐次転写されて、合成されたカラー画像が形成される。給紙カセット２０内に収容された記録媒体としての転写材Ｐは、給紙手段２１により給紙され、複数の中間ローラ２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄ、レジストローラ２３を経て、二次転写手段５Ａに搬送され、転写材Ｐ上にカラー画像が一括転写される。カラー画像が転写された転写材Ｐは、定着装置２４により定着処理され、場合によってはその下流側に設置したカール矯正装置８０を通って排紙ローラ２５に挟持されて機外の排紙トレイ２６上に載置される。
【００１４】
以上は転写材Ｐの片側への画像形成を行う状態を説明したものであるが、両面複写の場合は排紙切換部材１７０が切り替わり、用紙案内部１７７が開放され、転写材Ｐは破線矢印の方向に搬送される。
【００１５】
更に、搬送機構１７８により転写材Ｐは下方に搬送され、用紙反転部１７９によりスイッチバックさせられ、転写材Ｐの後端部は先端部となって両面複写用給紙ユニット１３０内に搬送される。
【００１６】
転写材Ｐは両面複写用給紙ユニット１３０に設けられた搬送ガイド１３１を給紙方向に移動し、給紙ローラ１３２で転写材Ｐを再給紙し、転写材Ｐを搬送路２２に案内する。
【００１７】
このように再び、上述したように二次転写の位置に転写材Ｐを搬送し、転写材Ｐの裏面にトナー画像を転写し、定着装置２４で定着した後、排紙トレイ２６に排紙する。
【００１８】
また、二次転写手段５Ａにより転写材Ｐにカラー画像を転写した後、転写材Ｐを曲率分離した無端ベルト状中間転写体７０は、クリーニング手段６Ａにより残留トナーが除去される。
【００１９】
画像形成処理中、一次転写ローラ５Ｋは常時、感光体１Ｋに圧接している。他の一次転写ローラ５Ｙ，５Ｍ，５Ｃはカラー画像形成時にのみ、それぞれ対応する感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃに圧接する。
【００２０】
二次転写手段５Ａは、ここを転写材Ｐが通過して二次転写が行われる時にのみ、無端ベルト状中間転写体７０に圧接する。
【００２１】
また、装置本体Ａから筐体８を支持レール８２Ｌ，８２Ｒを介して引き出し可能にしてある。
【００２２】
筐体８は、画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋと、無端ベルト状中間転写体ユニット７とから成る。
【００２３】
画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋは、垂直方向に縦列配置されている。感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの図示左側方には無端ベルト状中間転写体ユニット７が配置されている。無端ベルト状中間転写体ユニット７は、ローラ７１，７２，７３，７４を巻回して回動可能な無端ベルト状中間転写体７０、一次転写ローラ５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ、及びクリーニング手段６Ａとから成る。
【００２４】
筐体８の引き出し操作により、画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋと、無端ベルト状中間転写体ユニット７とは、一体となって、本体Ａから引き出される。
【００２５】
筐体８の図示左側の支持レール８２Ｌは、無端ベルト状中間転写体７０の左方で、定着装置２４の上方空間部に配置されている。筐体８の図示右側の支持レール８２Ｒは、最下部の現像手段４Ｋの下方付近に配置されている。支持レール８２Ｒは、現像手段４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋを筐体８に着脱する動作に支障を来さない位置に配置されている。
【００２６】
次に本発明の定着装置について図２の断面図を用いて稍詳しく説明する。
内側に加熱源２４２を設けた円筒状芯金２４１とこの芯金２４１の周囲にライニングされた弾性体２４３と、この弾性体表面を被覆する離型層２４４とを設けた加熱ローラ２４０及び、この加熱ローラに圧接する加圧ローラ２５０から構成され、前記両ローラの圧接されたニップ部に搬送されて来る未定着のトナー像を転写された転写材Ｐを挟み込み加熱加圧してトナー像の定着を行う定着装置２４が設けられているが、前記加熱ローラ２４０の製品硬度よりも前記加圧ローラ２５０の製品硬度を高く設定し、その差をＡｓｋｅｒＣの製品硬度で１０〜１５°、好ましくは１１〜１２°にし、加熱ローラ側に凸のニップを形成し、且つ、前記転写材Ｐの出口側の加熱ローラ２４０側と加圧ローラ２５０側にそれぞれ分離爪２４６，２５６を設けて、加熱ローラ２４０側の分離爪先端２４６Ａの加熱ローラ２４０表面に対する距離Ｄ１よりも加圧ローラ２５０側の分離爪先端２５６Ａの加圧ローラ２５０の表面に対する距離Ｄ２の方が短くしてある。
【００２７】
即ち、加熱ローラ２４０側に凸のニップを形成することにより転写材Ｐは加圧ローラ２５０側にカールして近接する状態で定着装置２４から送り出されることになる。転写材Ｐの加圧ローラ２５０に対向する側は画像面ではないので、喩え加圧ローラ２５０に巻き付きかけるようなことになっても画像面への影響は全く表れないし、逆に加熱ローラ２４０側に巻き付く怖れは殆どなくなる。従って、定着装置２４の出口側に設ける転写材のガイド部材としての分離爪２４６，２５６の配置を前述のような関係にして配置しておけば、光沢ムラの心配も一切無くなるし、加熱ローラ２４０及びこの加熱ローラ２４０に圧接する加圧ローラ２５０への転写材の剥離不良による巻き込みは一切見られなくなった。また、従来行っていたオイル塗布も行わないのでオイル汚れやオイルムラ等の画像品質を下げる要因も無くなり、安定した高画質の得られる定着装置２４及びこれを装着した画像形成装置が実現した。
【００２８】
因みに、加熱ローラ２４０や加圧ローラ２５０の温度や加圧圧力を上げて行くと転写材上の画像の光沢度は増してくるが上げすぎると逆に光沢度は下がり始めるし、それによってオフセットも起こるようになる。また、当然転写材Ｐの巻き付きも伴ってくるようになる。本発明の定着装置２４及びそれを装着した画像形成装置によってそのようなトラブルは一切解消し光沢ムラや巻付きのない安定した高品質の定着が実現できた。
【００２９】
【実施例】
実施例１
加熱ローラ２４０は芯金２４１上に弾性体２４３として厚さ１．５ｍｍのＳｉゴム層を設け、その上に離型層２４４として弗素樹脂（ＰＦＣ）のコーティング又はチュービングを行い外径６５ｍｍとしたものを用いた。その製品硬度はＡｓｋｅｒＣで７０〜８０°、好ましくは７２〜７４°であり、芯金２４１の内側には加熱源２４２として７５０Ｗ×２のハロゲンヒータランプを装着し、加熱ローラ２４０の表面に温度センサを設け、その検知温度でランプの出力を制御した。
【００３０】
加圧ローラ２５０は芯金２５１上に弾性体２５３として厚さ１．０ｍｍのＳｉゴム層を設け、その上に離型層２５４として弗素樹脂（ＰＦＣ）のコーティング又はチュービングを行い外型を５０ｍｍにしたものを用いた。その製品硬度はＡｓｋｅｒＣで８０〜９０°で好ましくは８３〜８６°であり、芯金２５１の内側には加熱源２５２として５５０Ｗのハロゲンヒータランプを装着し、加圧ローラ２５０の表面に温度センサを設け、検知温度でランプの出力を制御した。
【００３１】
尚、上記各ヒータランプは２３０Ｖ定格のものを２２０Ｖで駆動した。
トナーは低融点ワックス入りのスチレンアクリル重合トナー（Ｓｔ−Ａｃ重合トナー）を用いた。また、剥離を助勢するシリコーンオイル塗布は行わなかった。
【００３２】
分離爪２４６，２５６の材質はポリイミド、ポリアミド、ＰＰＳ、ＰＥＥＫ、ＰＦＡ又はＰＴＦＥコートしたものが好ましく用いられる。
【００３３】
そして、分離爪２４６と加熱ローラ２４０の表面との間の距離Ｄ１（ギャップ）は１ｍｍにし、分離爪２５６と加圧ローラ２５０の表面との間の距離Ｄ２（ギャップ）は０〜０．５ｍｍにした。
【００３４】
定着時の転写材の線速は２２０ｍｍ／ｓにした。
また、転写材としての紙の種類は普通紙としてはコニカ５５Ｋ紙及び厚紙としてはＯＫ社のプリンス（Ｒ）の斤量が２２０ｇ／ｍ２のものを用いた。
【００３５】
上述のように、加熱ローラ２４０の製品硬度よりも加圧ローラ２５０の製品硬度を高く設定し、両ローラへの巻付きの有無を１０万枚の運転を行って観察したが、巻き付きは１枚もなく良好な結果を得た。尚、前記製品硬度差は１１°に限らず１０〜１５°の範囲であれば１１°の場合と同様な好結果が得られることを確認した。
【００３６】
【発明の効果】
本発明の定着装置及びそれを装着した画像形成装置により、オイルローラを持ったオイル塗布装置が不用になり、定着時に剥離不良を起こして加熱ローラや加圧ローラへの転写材の巻き付きを来すことは全く無くなり、取り扱いも容易になり、画面の汚れを伴うことのない安定した高い定着性能が得られ、１枚当たりのプリントコストや機械コストも下げることができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の定着装置及びそれが組み込まれた本発明の画像形成装置の実施の形態を示す断面構成図である。
【図２】本発明の定着装置に用いる加熱ローラ及び加圧ローラへ転写材の巻き付きを防止するための分離爪の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
２４　定着装置
２４０　加熱ローラ
２４１，２５１　芯金
２４２，２５２　加熱源
２４３，２５３　弾性体
２４４，２５４　離型層
２４６，２５６　分離爪
２４６Ａ，２５６Ａ　分離爪先端
２５０　加圧ローラ
Ｄ１，Ｄ２　距離
【図１】
2004045722.tif 000003
【図２】
2004045722.tif 000004