(57)【要約】【課題】用紙から転移したトナー（トナーオフセットトナー）や紙粉の堆積、接触により定着装置の加熱ローラが傷付き易いなどの欠点を解消し、用紙の加熱ローラへの巻き付きを、従来に比してより容易に防止する。【解決手段】記録体Ｐ上の未定着トナー像を加熱する加熱ローラ１と、記録体Ｐを加熱ローラ１表面に加圧する加圧部材２と、加熱ローラ１をクリーニングするクリーニングローラ３と、記録体Ｐを加熱ローラ１から分離する分離爪６と、記録体Ｐを分離爪６から引き離す分離ローラ４とを備える。分離爪６は、加熱ローラ１と加圧部材２の隙間出口直後に配置される。分離爪６とガイド板５との間に、分離ローラ４を配置する。これにより、記録体Ｐと、分離爪６、分離ローラ４との摺擦が低減され、トナー汚染による記録体Ｐ上の画像の劣化が防止できる。【選択図】図３
2007121670.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録体上の未定着トナー像を前記記録体上に定着する定着装置において、
前記未定着トナー像を加熱する加熱ローラと、
前記記録体を前記加熱ローラ表面に加圧する加圧部材と、
前記加熱ローラに接触し前記加熱ローラをクリーニングするクリーニングローラと、
前記加熱ローラに接触し前記記録体を前記加熱ローラから分離する分離ローラとを備え、
前記分離ローラは、前記加熱ローラと前記加圧部材の隙間出口直後に配置され、前記加熱ローラと同方向に回転されることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記記録体を案内するガイド板をさらに備え、
前記分離ローラは、前記記録体を前記ガイド板から引き離すことを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項３】
記録体上の未定着トナー像を前記記録体上に定着する定着装置において、
前記未定着トナー像を加熱する加熱ローラと、
前記記録体を加熱ローラ表面に加圧する加圧部材と、
前記加熱ローラに接触し前記加熱ローラをクリーニングするクリーニングローラと、
前記加熱ローラに接触し前記記録体を前記加熱ローラから分離する分離爪と、
前記クリーニングローラに接触し前記記録体を前記分離爪から引き離す分離ローラとを備え、
前記分離爪は、前記加熱ローラと前記加圧部材の隙間出口直後に配置されることを特徴とする定着装置。
【請求項４】
前記分離爪により前記加熱ローラから分離された前記記録体を案内するガイド板をさらに備え、
前記分離ローラは、前記記録体を前記ガイド板から引き離すことを特徴とする請求項３記載の定着装置。
【請求項５】
前記クリーニングローラと前記加熱ローラとの間の摩擦力は、前記分離ローラと前記加熱ローラとの間の摩擦力より大きいことを特徴とする請求項１又は３記載の定着装置。
【請求項６】
前記加熱ローラ、前記クリーニングローラ及び前記分離ローラを回転させる複数の歯車をさらに備え、
前記分離ローラを前記加熱ローラと同方向に回転させることを特徴とする請求項１又は３記載の定装置。
【請求項７】
前記クリーニングローラは、前記加熱ローラ上のトナー及び前記分離ローラ上のトナーをクリーニングすることを特徴とする請求項１又は３記載の定着装置。
【請求項８】
静電潜像を形成する感光体と、
前記感光体上の前記静電潜像をトナー像として現像する現像装置と、
前記トナー像を記録体上に転写する転写装置と、
当該転写された前記記録体上のトナー像を前記記録体上に定着する請求項１又は３記載の定着装置とを備えることを特徴とする電子写真画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を用いた複写機、プリンター、ファクシミリなどの定着装置及び当該定着装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成装置における定着装置において、特に、発熱源により加熱される加熱ローラと、この加熱ローラに圧接されている加圧ローラ、もしくは加圧ベルトとを備え、これらによる熱、圧力の作用により未定着トナー画像を用紙などの記録体に定着させる定着装置において、加熱ローラと加圧部材、もしくは加圧ベルトとによる定着ニップ（隙間）の直後に、先端が加熱ローラに接触するよう分離爪を押圧することにより、加熱ローラから用紙を分離する。また、加熱ローラと小さい隙間をあけて分離部材を配置することにより、加熱ローラから用紙を分離する構成も公知である。なお、用紙の分離を容易とするため、用紙先端にトナー像を形成しない領域をわずかに設けることも公知である。
【０００３】
また、特許文献１に開示された「定着装置における転写紙分離装置」では、分離部材が、加熱ローラと小隙間をおいて加熱ローラと同方向に回転する分離ローラになっている。これにより、加熱ローラに傷がつく心配がなく、用紙を容易に効果的に分離することができる。
【０００４】
また、特許文献２に開示された「定着装置・画像形成装置」では、分離部材が、軸心部材に耐熱樹脂シートが放射状に設けられた分離ローラであり、加熱ローラの表面に薄紙の用紙が巻きついて搬送されてきた場合には、用紙の先端が分離ローラと加熱ローラの接触位置まで来た時点で、耐熱樹脂シートの先端が用紙の先端を叩き落すことにより用紙は加熱ローラの表面から分離される。これにより、分離爪などの鋭利な部材を使用することなく、オイルレス方式においても良好な分離性を維持することができる。
【特許文献１】特開平２−１５０８８０号公報（特許請求の範囲、第２図）
【特許文献２】特開２００２−３２３８２７号公報（段落００２９、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、分離爪の先端が加熱ローラ表面に常時押圧・接触される分離爪方式は、薄い用紙を分離するのに好適であるが、分離爪の先端部や用紙との摺擦部、および加熱ローラ表面の磨耗など、部品寿命を確保することが困難という問題が存在する。また、用紙との摺擦によるベタ画像部の爪痕、分離爪先端に堆積するオフセットトナーの付着など、画像品質が劣化するという問題も避けられない。
【０００６】
さらに、加熱ローラとの間に非常に小さい隙間をあけて分離部材を配置する構成では、先端の位置精度確保が困難という問題がある。具体例としては、隙間が大きい場合には加熱ローラへの用紙巻き付きが起こりやすく、隙間が小さい場合には加熱ローラ上に用紙から転移したトナー（トナーオフセットトナー）や紙粉の堆積、接触により加熱ローラが傷付き易いという欠点がある。
【０００７】
また、特許文献１では分離ローラが加熱ローラに非接触である以上、上述した問題を根本的に解決することは不可能である。
【０００８】
また、特許文献２記載の発明では、耐熱性弾性部材が用紙を叩き落すが、弾性部材を使用するために、叩き落とし効果が十分でない虞がある。
【０００９】
そこで、本発明の課題は、用紙から転移したトナー（オフセットトナー）や紙粉の堆積、接触により加熱ローラが傷付き易いなどの欠点を解消し、用紙の加熱ローラへの巻き付きを、従来に比してより容易に防止することが可能な定着装置及びこれを備えた画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決するための第１の手段は、記録体上の未定着トナー像を記録体上に定着する定着装置において、未定着トナー像を加熱する加熱ローラと、記録体を加熱ローラ表面に加圧する加圧部材と、加熱ローラに接触し加熱ローラをクリーニングするクリーニングローラと、加熱ローラに接触し記録体を加熱ローラから分離する分離ローラとを備え、分離ローラは、加熱ローラと加圧部材の隙間出口直後に配置され、加熱ローラと同方向に回転されることである。
【００１１】
これにより、分離ローラが用紙などの記録体を加熱ローラから確実に分離することができる。また、クリーニングローラが、分離ローラ及び加熱ローラの双方をクリーニングするため、分離ローラ及び加熱ローラへのトナー汚染が抑制され、画質の劣化が抑制される。
【００１２】
第２手段は、第１手段において、記録体を案内するガイド板をさらに備え、分離ローラは、記録体をガイド板から引き離すことである。
【００１３】
これにより、記録体とガイド板との摺擦を防止し、記録体上の画像の劣化を防止することができる。
【００１４】
第３手段は、記録体上の未定着トナー像を記録体上に定着する定着装置において、
未定着トナー像を加熱する加熱ローラと、記録体を加熱ローラ表面に加圧する加圧部材と、加熱ローラに接触し加熱ローラをクリーニングするクリーニングローラと、加熱ローラに接触し記録体を加熱ローラから分離する分離爪と、クリーニングローラに接触し記録体を分離爪から引き離す分離ローラとを備え、分離爪は、加熱ローラと加圧部材の隙間出口直後に配置されることである。
【００１５】
これにより、薄い用紙でも、分離爪により確実に加熱ローラから分離され、さらに、分離ローラにより分離爪からも引き離されるため、分離爪のトナーによる汚染などが低減される。
【００１６】
第４手段は、第３手段において、分離爪により加熱ローラから分離された記録体を案内するガイド板をさらに備え、分離ローラは、記録体を前記ガイド板から引き離すことである。
【００１７】
これにより、記録体とガイド板との摺擦を防止し、記録体上の画像の劣化を防止することができる。
【００１８】
第５手段は、第１又は第３手段において、クリーニングローラと加熱ローラとの間の摩擦力は、分離ローラと加熱ローラとの間の摩擦力より大きいことである。
【００１９】
これにより、クリーニングローラは加熱ローラと逆方向に回転し、分離ローラは加熱ローラと同方向に回転することができる。
【００２０】
第６手段は、第１又は第３手段において、加熱ローラ、クリーニングローラ及び分離ローラを回転させる複数の歯車をさらに備え、分離ローラを加熱ローラと同方向に回転させることである。
【００２１】
これにより、分離ローラを加熱ローラの回転方向を、確実に同じ方向とすることができる。
【００２２】
第７手段は、第１又は第３手段において、クリーニングローラは、加熱ローラ上のトナー及び分離ローラ上のトナーをクリーニングすることである。
【００２３】
これにより、加熱ローラ及び分離ローラのトナーや紙粉による汚染を防止することができ、画像品質の劣化を防止することができる。
【００２４】
第８手段は、電子写真画像形成装置において、静電潜像を形成する感光体と、感光体上の静電潜像をトナー像として現像する現像装置と、トナー像を記録体上に転写する転写装置と、当該転写された記録体上のトナー像を記録体上に定着する請求項１又は３記載の定着装置とを備えることである。
【００２５】
これにより、定着装置に由来する画像劣化のない電子写真画像形成装置が提供される。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、用紙から転移したトナー（オフセットトナー）や紙粉の堆積、接触により加熱ローラが傷付き易いなどの欠点を解消し、用紙の加熱ローラへの巻き付きを、従来に比してより容易に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。但し、本実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置などに特定的な記載があっても、本発明をそれに限定する趣旨ではない。
【００２８】
［実施形態１］
第１図は、実施形態１の定着装置を示す概念図である。この定着装置は、記録体Ｐ上の未定着トナー像を記録体Ｐ上に定着する定着装置であり、未定着トナー像を加熱する加熱ローラ１と、記録体Ｐを加熱ローラ１表面に加圧する加圧部材２と、加熱ローラ１をクリーニングするクリーニングローラ３と、記録体Ｐを加熱ローラ１から分離する分離ローラ４とを備え、分離ローラ４は、加熱ローラ１と加圧部材２の隙間出口直後に配置され、加熱ローラ１と同方向に回転される。
【００２９】
用紙などの記録体Ｐは、未定着のトナー像を担持して加熱ローラ１と加圧部材２に挟持され、図示しない熱源により、加熱ローラ１の表面でトナーの加熱を受けつつ、直線矢印方向に搬送される。図示しないバネなどの押圧力により加熱ローラ１に付勢された加圧部材２は摩擦力により従動回転すると同時に加熱ローラ１からの熱伝達により昇温される。両者のニップ部（隙間）を未定着画像が形成された用紙Ｐが通過することで、未定着画像を構成するトナーが溶融圧着され、用紙Ｐ上に画像の定着が行われる。また、図示しないバネなどの押圧力により加熱ローラ１に付勢されたクリーニングローラ３は、摩擦力により加熱ローラ１の回転方向と逆方向に従動回転し、加熱ローラ１上のオフセットトナー（記録体Ｐからオフセットされ（転移され）加熱ローラに付着したトナー）を除去（クリーニング）する。同時に、図示しないバネなどの押圧力によりクリーニングローラ３に付勢された分離ローラ４は、摩擦力によりクリーニングローラ３の回転方向と逆方向に従動回転する。つまり、加熱ローラ１とクリーニングローラ３との間の摩擦力を、加熱ローラ１と分離ローラとの間の摩擦力より大きくしたため、分離ローラ４は、加熱ローラ１の回転方向と同方向に回転する。この時、分離ローラ４をニップ出口直後に加熱ローラ１と接触するように、かつ加熱ローラ１との摩擦力が極く小さくなるように設定する。これにより、記録体Ｐは、加熱ローラ１に巻き付くことなく、記録体Ｐの先端を加熱ローラ１から剥がすように分離ローラ４が作用し、記録体Ｐの加熱ローラ１への巻き付きを防止することが可能となる。
【００３０】
分離ローラ４の回転により分離作用が促進されるため、分離爪方式と比較すると、押圧力を強くする必要がなく、また接触面積も比較的大きく取れるため、接触部の単位面積あたりの圧力を小さくでき、加熱ローラ１や分離ローラ４の耐久性に関して有利である。また、分離ローラ４の搬送周速は加熱ローラ１、つまりは記録体Ｐの搬送周速と同一であることから、記録体Ｐとの摺擦による画像品質劣化の可能性も大きく低減できる。
【００３１】
ここで、分離ローラ４の表面は加熱ローラ１との滑りがよいよう摩擦係数が小さく、かつオフセットトナーの融着を防止できる離型性のよいもの、つまりＰＴＦＥなどのコーティング、もしくはフッ素系樹脂やシリコンゴム、ＥＰＤＭなどのゴム系の材料を使用するのが望ましい。この場合、分離ローラ４へのオフセットトナーの融着に対しても、分離ローラ４とクリーニングローラ３とが常時接触していることにより、オフセットトナーを摺擦クリーニングする効果を奏する。
【００３２】
また、クリーニングローラ３から常に又は適宜に離型剤（オイル）を分離ローラ４に供給すれば、加熱ローラ１表面から分離ローラ４へのトナーの転移を抑制しつつ、クリーニングローラ３は、加熱ローラ３表面を摺擦クリーニングする。よって、クリーニングローラ３によって、加熱ローラ３と分離ローラ４は、清浄に保たれる。
【００３３】
実施形態１においては、歯車などによって各ローラへの駆動力を伝達する構成をとっても問題なく、その場合は確実に分離ローラ４が加熱ローラ１と同方向に回転し、記録体Ｐの加熱ローラ１への巻き付きを防止することが可能となる。これについては後述する。
【００３４】
また、各ローラと、分離ローラ４との周速比を微調整することで、クリーニング性能、分離性能などを最適化することが可能となる。例えば、クリーニングローラ３と加熱ローラ１の周速比が大きいほど、加熱ローラ１はより効率的にクリーニングされる。クリーニングローラ３と分離ローラ４の周速比が大きいほど、分離ローラ４はより効率的にクリーニングされる。さらに、分離ローラ４の周速が加熱ローラ１の周速より大きいほど、分離ローラ４はより確実に記録体Ｐを分離する。そのため、クリーニング性能、分離性能などの性能を定めた上で、各周速比が最適化される。
【００３５】
［実施形態２］
図２は、実施形態２の定着装置の概念図である。実施形態１と異なる点は、記録体Ｐをガイドするガイド板５をさらに備え、分離ローラは記録体をガイド板から引き離す。これにより、ガイド板５と記録体Ｐの摺擦が低減され、画像品質の劣化が防止される。なお、ガイド板５は、記録対Ｐの幅を有する板であるほか、数ｍｍ幅の短冊を用紙幅方向に複数個配列したものであってもよい。
【００３６】
［実施形態３］
図３は、実施形態３の定着装置１０の概念図である。この定着装置１０は、記録体Ｐ上の未定着トナー像を記録体Ｐ上に定着する定着装置であって、未定着トナー像を加熱する加熱ローラ１と、記録体Ｐを加熱ローラ１表面に加圧する加圧部材２と、加熱ローラ１に接触し加熱ローラ１をクリーニングするクリーニングローラ３と、加熱ローラ１に接触し記録体Ｐを加熱ローラ１から分離する分離爪６と、クリーニングローラ３に接触し記録体Ｐを分離爪６から引き離す分離ローラ４とを備え、分離爪６は、加熱ローラ１と加圧部材２の隙間出口直後に配置される。
【００３７】
分離爪６は、バネにより加熱ローラ１に押し当てられ、薄い用紙を加熱ローラ１から分離するのに適している。分離ローラ４は、用紙（記録体）Ｐと分離爪６の摺擦を防止する機能を果たす。これにより、分離爪６のトナー汚染を防止し、分離爪の寿命を長くでき、画像品質の劣化も防止することができる。
【００３８】
［実施形態４］
図４は、実施形態４の概念図である。実施形態３と異なる点は、ガイド板５をさらに備える点である。記録体Ｐ先端の加熱ローラ１からの分離は接触した分離爪６によりおこなうが、分離爪６からの引き離しは分離ローラ４が行う。さらに分離ローラ４は記録体Ｐをガイド板５から引き離し、記録体Ｐとガイド板５との摺擦を防止し、記録体Ｐ上の画像の劣化を防止する。
【００３９】
すなわち、分離爪６とガイド板５との間に、分離ローラ４が配置され、分離ローラ４が加熱ローラ１と同方向に回転し、記録体Ｐの分離爪６、およびガイド板５への摺擦が防止される。この場合は、記録体Ｐが分離爪６に長時間、摺擦されることにより発生する際の画像品質劣化の防止、記録体Ｐがガイド板５に常時、摺擦されることにより発生するトナー融着などの防止が可能となる。
【００４０】
図５は、歯車駆動の定着装置（実施形態１〜４）の１例の概念図である。加熱ローラ１は、その軸に固定されたギヤＧ１により図示しないモータで回転される。クリーニングローラ３の軸に固定されたギヤＧ３２とギヤＧ１の間には、１対のギアＧＭとＧ３１がかみ合っているため、クリーニングローラ３は加熱ローラ１とは逆方向に回転する。さらにクリーニングローラ３の軸に固定されたギヤＧ３２と、分離ローラ４の軸に固定されたギヤＧ４の間には、１対のギアＧ３３とＧ３４がかみ合っているため、分離ローラ４は、クリーニングローラ３とは逆方向に回転する。したがって、分離ローラ４は、確実に加熱ローラ１と同方向に回転する。
【００４１】
図６は、実施形態１〜４の定着装置を使用する電子写真画像形成装置の１例の概念図である。アモルファスシリコンなどの感光体を形成した感光体ドラム５９に静電潜像を形成するため、まずコロトロンなどの帯電装置５１により感光体表面を一様帯電する。続いて、原稿像で感光体を露光すれば、静電潜像が形成される。静電潜像は、現像装置によりトナー像となるが、現像装置の現像ローラは、２成分磁気ブラシ現像方式や１成分ジャンピング現像方式により、静電潜像にトナーを供給する。こうして、感光ドラム５９上のトナー像は転写装置５４により用紙Ｐに転写され、定着装置１０により用紙Ｐに定着され、層違いに排出される。なお、次の画像形成に備えるため、感光体上に残留したトナーは、ブレードなどのクリーニング装置５５で掻き取られ、光除電装置５６で残留した帯電電位が除電される。
【００４２】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定することなく、いくつかの変形が可能である。
【００４３】
クリーニングローラ３は、クリーニングに限らず、オイル塗布、熱供給（外部加熱定着）、軸方向温度均一化（冷却）を目的としてもよい。
【００４４】
分離ローラ４は、少なくともクリーニングローラ３に従動回転するため、加熱ローラ１とは必然的に同方向に回転する。これにより、用紙などの記録体Ｐを分離する機能は補償される。したがって、分離ローラ４と加熱ローラ１との摩擦は、いくら小さくても良いし、また、必ずしも規制しなくてもよい。
【００４５】
記録体Ｐの搬送速度は加熱ローラ１の表面速度で規制される。ここに、分離ローラ４の表面速度を遅くすると、記録体Ｐが撓むなどの悪影響があるため、分離ローラ４の表面速度は、加熱ローラ１の表面速度と同じか早いほうがよい。また、分離ローラ４の表面速度が、加熱ローラ１の表面速度より早い方が、記録体Ｐを加熱ローラ１から分離する効果が高まる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、電子写真方式を用いた複写機、プリンター、ファクシミリなどの定着装置及び当該定着装置を備えた画像形成装置に応用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】実施形態１の定着装置の概念図である。
【図２】実施形態２の定着装置の概念図である。
【図３】実施形態３の定着装置の概念図である。
【図４】実施形態４の定着装置の概念図である。
【図５】歯車駆動の定着装置（実施形態１〜４）の概念図である。
【図６】本発明の電子写真画像形成装置の概念図である。
【符号の説明】
【００４８】
１  加熱ローラ
２  加圧ローラ
３  従動ローラ
４  分離ローラ
５  ガイド板
６  分離爪
１０  定着装置
Ｐ  用紙などの記録体
ＧＭ、Ｇ１、Ｇ３１、Ｇ３２、Ｇ３３、Ｇ３４、Ｇ４  ギヤ
５１  帯電装置
５２  露光装置
５３  現像装置
５４  転写装置
５５  クリーニング装置
５６  光除電装置
５９  感光体ドラム
【図１】
2007121670.tif 000003
【図２】
2007121670.tif 000004
【図３】
2007121670.tif 000005
【図４】
2007121670.tif 000006
【図５】
2007121670.tif 000007
【図６】
2007121670.tif 000008