(57)【要約】【課題】  加熱ローラへ巻きついたジャム紙を容易に除去できて、ジャム紙による温度検知手段の変形や破損を防止し、ジャム紙による用紙剥離手段や温度検知手段へのトナー付着を防止できる定着器と、それを用いた電子写真装置を提供する。【解決手段】  本発明の電子写真装置は、加熱ローラの表面温度検知手段をニップ入口近傍に配置し、ニップ出口で、用紙剥離手段を加熱ローラに対して開閉可能に回転支持する定着器を有し、該定着器は加熱ローラの表面温度検知手段が、用紙をニップへ案内するガイド部材に固定支持されており、該ガイド部材と一体で加熱ローラに対して着脱可能である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に熱源を有する加熱ローラと、該加熱ローラに当接し、トナーを溶融させて用紙を搬送するためのニップを形成する加圧手段とを有する定着器を備えた電子写真装置において、
該定着器が、前記加熱ローラの表面温度を検知する手段と、前記加熱ローラから用紙を剥離する手段を有し、該加熱ローラの表面温度検知手段がニップ入口に配置されるとともに、ニップ出口で、前記用紙を剥離する手段が前記加熱ローラに対して開閉可能に回転支持されていることを特徴とする電子写真装置。
【請求項２】
請求項１記載の電子写真装置において、前記加熱ローラの表面温度検知手段が、用紙をニップへ案内するガイド部材に固定支持されており、該ガイド部材と前記表面温度検出手段とが一体で加熱ローラに対して着脱可能になっている定着器を備えたことを特徴とする電子写真装置。
【請求項３】
請求項１記載の電子写真装置において、前記用紙剥離手段は、用紙剥離ガイド部材と、定着器のフレームに回転支持される開閉可動部材とを有し、前記用紙剥離ガイド部材が前記開閉可動部材に固定されていることを特徴とする電子写真装置。
【請求項４】
請求項１記載の電子写真装置において、前記用紙剥離手段が断熱保護カバーを有し、該保護カバーには前記用紙剥離手段を開閉させる取っ手と、定着後の用紙を排出部へ案内するリブとが形成されていることを特徴とする電子写真装置。
【請求項５】
請求項１から請求項３の何れかに記載の電子写真装置において、前記用紙剥離手段がアルミニウムの押出し材であり、その表面が焼成温度１８０℃〜２３０℃のフッ素含有樹脂で被覆されていることを特徴とする電子写真装置。
【請求項６】
請求項１記載の電子写真装置において、前記用紙剥離手段の先端厚みが０.１mm〜０.８mmの範囲で、且つ前記用紙剥離手段の先端と前記加熱ローラとのギャップが０.５mm〜１.０mmの範囲であることを特徴とする電子写真装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真技術を利用した複写機やプリンタなどの画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、カラープリンタやカラー複写機に用いられている加熱定着装置としては、内部にヒータを有し表面が弾性層で被覆された２つのローラ、すなわち加熱ローラと加圧ローラによって接触部（ニップ）を形成し、そこで未定着のトナー画像が形成された用紙を挟持搬送しつつ定着するローラ定着方式が広く採用されている。この方式による定着器においては、溶融したトナーの粘着によって用紙が加熱ローラへ巻きつくのを防止するため、ニップ出口の加熱ローラに近接した剥離ガイド、あるいは剥離つめなどの用紙剥離手段を設ける構造となっている。このような加熱定着装置の例が特許文献１に記載されている。
【０００３】
また、加熱ローラおよび加圧ローラの周囲には、各々のローラ表面温度を常に検知してローラ表面を一定温度に制御するための、接触もしくは非接触のサーミスタによる温度検知手段と、温度ヒューズやサーモスタットなど、一定温度以上加熱されるとヒータへの通電を遮断する異常温度検知手段を有している。これらの温度検知手段は、ローラの熱が上方へ移動するため、熱応答性の面から、ローラに対し上方に配置されるのが一般的であった。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−７５６７０号公報((００４７)段落の記載)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述したローラ定着では、何らかの原因で用紙カセットから用紙が一度に複数枚重なって搬送される重送が生じた場合に加熱ローラ表面には溶融しきれないトナーが付着したり、厚紙やＯＨＰシートなど低速でなければトナーが溶融しきれない用紙を、ユーザの操作ミスで普通紙と同じ速度で定着した場合や、定着器以外のエラーで、用紙が定着器の搬送途中で止まった場合、ニップ部で過剰溶融となったトナーが加熱ローラへ付着した場合に、加熱ローラがトナーで汚れ、その結果、次の用紙が定着に搬送されると、加熱ローラに付着したトナーの粘着によって加熱ローラへ巻きつく、いわゆる定着ジャムが発生する問題がある。
【０００６】
さらに、上記現象で定着ジャムが生じる結果、定着器では次の３点が課題となっていた。
【０００７】
第１は、剥離ガイドなど用紙剥離手段がニップ出口近傍にあるため、加熱ローラへ巻きついた用紙を取り出すことが非常に困難であった。
【０００８】
第２は、加熱ローラに巻きついたジャム紙を無理に除去すると、加熱ローラの周囲に配置してある温度検知手段が、用紙によって変形し、最悪の場合破損してしまう可能性がある。
【０００９】
第３は、ジャム紙を除去できたとしても、用紙剥離手段や温度検知手段にトナーが付着し、そのトナーが加熱ローラへ転移して、次の用紙を定着すると、用紙にそのトナーが転移する用紙汚れが発生する。
【００１０】
本発明の目的は、加熱ローラへ巻きついたジャム紙を容易に除去できて、ジャム紙による温度検知手段の変形や破損を防止し、ジャム紙による用紙剥離手段や温度検知手段へのトナー付着を防止できる定着器と、それを用いた電子写真装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の電子写真装置は、加熱ローラの表面温度検知手段をニップ入口近傍に配置するとともに、ニップ出口で、用紙剥離手段を加熱ローラに対して開閉可能に回転支持する定着器を有する。
【００１２】
本発明の電子写真装置は、加熱ローラの表面温度検知手段が、用紙をニップへ案内するガイド部材に固定支持されており、該ガイド部材と一体で加熱ローラに対して着脱可能である定着器を有する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、加熱ローラへ巻きついたジャム紙を容易に除去できるとともに、ジャム紙による温度検知手段の変形や破損が防止できる。また、ジャム紙によって生じる用紙剥離手段や温度検知手段へのトナー付着が防止でき、その結果、巻きつきジャムに対して使い勝手のよい、高信頼の定着器およびそれを用いた電子写真装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の詳細を図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１５】
以下、本実施例を図１、図２、図３を用いて説明する。先ず、本実施例に係わる電子写真装置の概要を図３を用いて説明する。図３に示すように、装置中央部に中間転写装置１１が配置されており、中間転写装置１１の周辺には、感光装置１２、転写装置１３、用紙剥離手段１４、中間転写装置清掃手段１５が配置されている。また、感光装置１２の周辺には、帯電器１６、感光体清掃手段１７、残像除去手段１８が配置されている。４色の異なる色の微小着色粉体であるトナーを封入した現像器１９Ｋ、１９Ｙ、１９Ｍ、１９Ｃが重ねて配置されており、その下方には露光手段２０、更にその下方には用紙を溜めておく用紙保持手段２１、用紙供給装置２２が配置されている。電子写真装置上部には、定着装置１０、用紙排出装置２３が配置されている。
【００１６】
このような構成において、帯電器１６は感光装置１２の表面を一様に帯電させる。次にパソコン、イメージスキャナ等による画像、文字の情報を露光手段２０によりドット単位で露光が行われ、感光装置１２の表面に静電潜像を形成させる。
【００１７】
その後、静電潜像は、現像装置１９Ｋ、１９Ｙ、１９Ｍ、１９Ｃのいずれかによりトナーが供給、現像されることにより、トナー像として可視化され、第一転写位置Ｔ１へ搬送される。第一転写位置Ｔ１では、図示しない電源から供給される感光装置１２と中間転写装置１１との電位差により、トナー像が中間転写装置１１の表面へ転写される。第一転写位置Ｔ１を通過した後、感光装置１２の表面は残像除去手段１８による光照射で電位を一定以下に落とされ、静電潜像が消去され、また、感光体清掃手段１７により第一転写位置Ｔ１にて転写されずに残留した表面の残トナーが清掃され、次のトナー像の形成が可能な状態になる。上記工程を各現像装置１９Ｋ〜１９Ｃにより必要数繰返すことにより、中間転写装置１１の表面には、画像、文字の情報に見合うトナー像が形成される。その後、トナー像は第二転写位置Ｔ２で転写装置１３によって、用紙供給装置２２により用紙保持手段２１から供給された用紙に転写される。トナー像を転写された用紙は、用紙剥離手段１４により中間転写装置１１より剥離され、定着装置１０に運ばれ、トナー像を用紙に定着し、用紙排出装置２３にて排出される。
【００１８】
次に、本発明の電子写真装置における定着器について、その概略断面を示す図１を用いて説明する。定着装置は、加熱ローラ１、加圧ローラ２、入口ガイド３、用紙剥離手段４、サーミスタ５、サーモスタット６、出口ガイド７、剥離ツメ８から構成される。
【００１９】
加熱ローラ１は、厚さ１.５mmのパイプ状の鉄芯金１ａの上に、厚さ２.０mm、ＪＩＳ硬度５度のシリコーンゴム層１ｂで被覆された外径φ４０.５mm の弾性ローラであり、その表面にはトナーとの離型性を確保するため厚さ３０μｍのＰＦＡ（四弗化エチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）が被覆されている。また、内部にはヒータ３１を備えており、この熱でトナーを溶融する。
【００２０】
加圧ローラ２は、加熱ローラ１同様、厚さ１.５mm のパイプ状の鉄芯金２ａの上に、厚さ２.０mm、ＪＩＳ硬度１５度のシリコーンゴム層２ｂで被覆された外径φ３９.８mmの弾性ローラであり、その表面にはトナーとの離型性を確保するため厚さ３０μｍのＰＦＡ（四弗化エチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）が被覆されている。また、内部にはヒータ３２を有しており、加熱ローラ１とニップｈで当接している。
【００２１】
用紙剥離手段４は、シャフト５３を中心にして矢印Ａ方向に回転支持された開閉アーム４ａと、剥離ガイド４ｂから構成され、位置決め部材９により、ニップ出口近傍において、剥離ガイド４ｂの先端が加熱ローラ１とギャップδを形成して位置決めされる構成となっている。これにより、ニップ出口部で、用紙を加熱ローラ１から剥離するとともに、用紙を排紙部へ案内している。この剥離ガイド４ｂの用紙剥離性能は、先端厚さ、先端位置および先端ギャップδに大きく依存する。先端位置はニップ出口近傍に近いほど、また先端ギャップδは加熱ローラ１に近いほど剥離性能は向上するが、先端の厚さが厚ければ、用紙先端が剥離ガイド先端に引っかかり、ジャムを発生することになる。また、先端ギャップδが狭過ぎると、加熱ローラ１の熱膨張により加熱ローラ表面を傷つけることになる。したがって、剥離ガイド４ｂの先端は薄さと先端ギャップ精度が厳しく要求され、先端厚さは０.１mm〜０.８mmの範囲で、好ましくは０.２mm〜０.５mmがよい。また、先端ギャップは０.５mm〜１.０mmの範囲で好ましくは０.６mm〜０.８mmがよい。
【００２２】
本実施例では、剥離ガイド４ｂの材質をアルミニウム（Ａ６０６３ＳＳ、ＪＩＳ  Ｈ  ４１００）の押出し材とし、先端厚み０.５mm、先端ギャップδを０.６mm〜０.８mmとしている。また、剥離ガイド４ｂの先端および表面は、つねに定着直後のトナーが触るため、トナー離型性が必要となる。そこで、本発明では、表面をＰＦＡ（四弗化エチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）を１８０〜２３０℃の温度で焼成コーティングしている。これにより、用紙剥離性とトナー離型性を実現している。また、用紙剥離手段４の上面には保護カバー６１を取り付け、定着器の断熱保護をする一方、用紙剥離手段とともに開閉可動する構成としている。
【００２３】
加熱ローラ１のニップ入口近傍には、加熱ローラ１の表面温度を検知してヒータ３１の発熱を制御するサーミスタ５と加熱ローラ１の異常温度を検知するためのサーモスタット６を設けている。これにより、ニップ出口からサーミスタ５の温度検知位置までの距離を十分確保できるため、用紙が加熱ローラ１へ巻きついたとしても用紙先端がサーミスタ５の温度検知位置に届く前に、図示していない用紙ジャム検出手段により用紙が止まることになり、巻きつきジャムによるサーミスタの変形や破損を防止できる。
【００２４】
また、サーミスタ５およびサーモスタット６は、少なくとも１５０℃以上の耐熱樹脂材で、ニップ入口ベース５１に固定されており、ベース５１と一体で加熱ローラから矢印Ｃ方向へ着脱可能な構成となっている。この着脱の詳細構造については後述するが、加熱ローラへ巻きついたジャム紙を除去する場合、サーミスタおよびサーモスタットを取り外した後、ジャム紙を除去すことで、それらの変形や破損を防止することができる。
【００２５】
剥離ツメ８は、剥離バネ８ａにより、加圧ローラ２に当接しており、ニップ出口の用紙３３が加圧ローラ２に巻きつきのを防止するとともに、出口ガイド７に用紙を案内する構成となっている。
【００２６】
この構成により、未定着のトナー９が転写された用紙３３は、矢印Ｂ方向へ搬送され、加熱ローラ１と接触部ｈで当接し、そこでトナー９が用紙に溶融定着されたのち、用紙剥離手段４および剥離ツメにより、加熱ローラ１や加圧ローラ２へ巻きつくことなく、安定して排出されることを実現している。
【００２７】
次に、本実施例における紙ジャム処理方法を、図２を用いて説明する。図２は、加熱ローラへ用紙が巻きつき、用紙剥離手段４およびサーミスタとサーモスタットの温度検知手段を取り外した状態を示している。紙ジャムが発生した場合、ユーザはまず保護カバー６１に形成されている取っ手６１ａをつかみ、用紙剥離手段４を開口する。これにより、ジャム紙が容易に認識することができ、用紙先端がサーモスタット６あるいはサーミスタ５へ達していなければ、用紙剥離手段の開口部からジャム紙を除去できる。もし、用紙先端が温度検知手段まで達し、容易にジャム紙が除去できなければ、図示したように、温度検知手段を取り外せば、容易にジャム紙が取り出せる。これにより、ユーザはジャム紙を容易にかつ安全に取り出すことが可能である。
【００２８】
また、巻きつきジャムによって生じた加熱ローラ１あるいは剥離ガイドに付着したトナーは、容易に清掃することができため、次の用紙を印字しても、用紙にトナーが転移する画像汚れが発生しない。
【００２９】
次に温度検知手段の構造および着脱方法について、図４、図５を用いて説明する。図４は、温度検知手段であるサーミスタ５およびサーモスタット６を固定支持するベース５１と、それらを定着器のフレームへ保持するステー部材５２の形状を示す分解斜視図である。ベース５１には、サーミスタ５とサーモスタット６がネジにより固定されており、その先端部にはリブ５１ａが複数形成されている。この形状により、ベース５１は温度検出手段であるサーミスタ５、サーモスタット６を保持するばかりでなく、定着器におけるニップ入口前の用紙案内ガイド機能も有している。また、ベース５１は、ステー部材５２に図示していないネジにより固定される。一方、ステー部材５２の両端には、定着器のフレームへ着脱可能に指示するためのネジ穴および位置決め穴５２ｂが形成されており、図５に示す定着器フレームの斜視図のごとく、２個の止めネジによって、定着フレーム７１ａ、７２ｂへ固定される。したがって、温度検知手段の着脱は、２個の止めネジによって、容易に行える構造となっている。
【００３０】
この着脱可能な構造により、紙ジャムの除去ばかりでなく、温度検知手段であるサーミスタ５あるいはサーモスタットの保守交換が容易となる効果も有している。
【００３１】
図６は、用紙剥離手段および保護カバーの全体斜視図を示している。保護カバー６１には用紙剥離手段４を開閉させるための取っ手６１ａと剥離ガイド４ｂから用紙を案内するためのリブ６１ｂが複数設けられた形状としている。この構成により、保護カバー６１は用紙剥離手段４の断熱保護機能ばかりでなく、開閉操作部と用紙案内機能を有する構造となっている。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】実施例の定着器の概略断面図。
【図２】紙ジャム処理時の実施例の定着器の概略構成図。
【図３】実施例の電子写真装置の概略構成図。
【図４】実施例の温度検知手段の分解斜視図。
【図５】実施例の定着器フレームの構成部品の分解斜視図。
【図６】実施例の用紙剥離手段の斜視図。
【符号の説明】
【００３３】
６…サーモスタット、７…出口ガイド、８…剥離ツメ、９…位置決め部材、１０…定着装置、１１…中間転写、１２…感光装置、１３…転写装置、１４…用紙剥離手段、１５…中間転写装置清掃手段、１６…帯電器、１７…感光体清掃手段、１８…残像除去手段、１９Ｋ、１９Ｙ、１９Ｍ、１９Ｃ…現像器、２０…露光手段、２１…用紙保持手段、２２…用紙供給装置、２３…用紙排出装置、３１，３２…ヒータ、３３…用紙、５１…ベース、５２…ステー、５３…シャフト、６１…保護カバー。
【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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