(57)【要約】【課題】  定着装置において、加熱部材から記録材を分離するための加熱部材に近接配置された分離板が、記録材の押圧等によって加熱部材に接触し、加熱部材表面が傷つくことを低減する【解決手段】  分離板を回転可能に支持しつつ、前記回転の回転中心を、分離板先端からの分離板記録材案内面の垂直面且つ案内面とは反対方向に伸びる面と、分離板先端から定着部材回転中心を含む面と、の間の領域に配置する。【選択図】  図３
2012123107.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録材の画像を加熱する像加熱部材と、像加熱部材を圧し、記録材を挟持搬送するニップ部を形成する加圧部材と、像加熱部材に対して非接触に配置され、ニップ部を通過した記録材を像加熱部材から分離するための分離板と、像加熱部材側に配置された支持軸を有し、分離板を回動可能に支持する支持手段と、像加熱部材から分離板を分離するための位置に位置決めする位置決め部と、を有する像加熱装置において、
分離板が位置決め部で位置決めされているときに、支持軸は、分離板の像加熱部材側の先端を通る分離板に対する垂直面と、分離板の前記先端と像加熱部材の回転中心線とを含む面の間に配置されていることを特徴とする像加熱装置。
【請求項２】
分離板が回動する範囲を規制する規制部材を有することを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合機、複写機、プリンタ、ファックス等のトナーを用いた画像形成装置に用いられる装置であって、より詳しくは記録材上に形成されたトナー画像を加熱する像加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真技術に基づく画像形成装置内の記録材上の画像を加熱する像加熱装置においては、転写部でトナー画像が転写され、搬送された記録材を加熱・加圧することでトナー画像を加熱する。像加熱装置としての定着装置は、像加熱部材としての定着部材とそれを圧して記録材を挟持搬送するニップ部を形成する加圧部材を有する。そして、ニップ部で記録材上のトナー画像を記録材に定着するものである。即ち、記録材に形成されたトナーは、定着部材より与えられる熱により溶融する。この時、溶融したトナーは粘着性を持ち、定着部材に対する記録材の分離性が低下する。そのため、定着装置の技術課題のひとつとして、ニップ部でトナー画像が定着されて排出された記録材が、ニップ通過後に加熱部材に巻きつくことがある。
【０００３】
定着部材の損傷を低減しながらも、これを低減する構成として、定着部材と非接触で配置した分離板が挙げられる。非接触の分離板は、加熱部材に接触することなく記録材の剥離補助を行う必要があり、分離板先端位置と定着部材間の距離の精度を高めることが必要である。
【０００４】
上記分離板の先端位置の精度を向上させるため、定着部材回転中心を基準として位置決めを行うもの（特許文献１）、非通紙部のみ分離板を定着部材表面に突き当てることで、分離板の定着部材に対する位置決めをするもの（特許文献２）が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２５９７１８号公報
【特許文献２】特開２００８−１９７２３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、分離板の先端部に力が加わった場合に、分離板先端が定着部材に接触する方向に移動すると、分離板先端が定着部材に接触してしまい、定着部材表面を傷付けてしまうという課題がある。
【０００７】
そこで、本発明は、像加熱部材から記録材を分離するための分離板を、像加熱部材に近接配置しつつ、分離板先端の押圧によって分離板が像加熱部材に接触し傷付けることを低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで、本発明は、記録材の画像を加熱する像加熱部材と、像加熱部材を圧し、記録材を挟持搬送するニップ部を形成する加圧部材と、像加熱部材に対して非接触に配置され、ニップ部を通過した記録材を像加熱部材から分離するための分離板と、像加熱部材側に配置された支持軸を有し、分離板を回動可能に支持する支持手段と、像加熱部材から分離板を分離するための位置に位置決めする位置決め部と、を有する像加熱装置において、分離板が位置決め部で位置決めされているときに、支持軸は、分離板の像加熱部材側の先端を通る分離板に対する垂直面と、分離板の前記先端と像加熱部材の回転中心線とを含む面の間に配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明により、像加熱部材から記録材を分離するための分離板を、加熱部材に近接配置しつつ、分離板先端の押圧によって分離板が加熱部材に接触し傷付けることを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例での定着装置を示す断面図
【図２】実施例での定着装置を示す正面図
【図３】実施例での分離板周囲の詳細図
【図４】実施例での画像形成装置を示す断面図
【図５】実施例での分離板周囲の模式図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（実施例）
まず図４を用いて、電子写真方式を採用した画像形成装置の全体構成について説明する。
【００１２】
画像形成装置１００は、大きく分けて、記録材にトナー画像を形成する画像形成部と、記録材に形成されたトナー画像を加熱・加圧して定着する定着装置（像加熱装置）を有する。
【００１３】
本実施例では、画像形成部は、像担持体としての感光体ドラム１０２を有する。画像形成信号が入力されると、感光体ドラム１０２が回転を開始する。この感光体ドラム１０２を帯電する帯電器１０３を有し、感光体ドラム１０２の表面は帯電器１０３によって一様に帯電処理される。そして、露光手段としての露光装置１０４から画像に応じた画像露光１０５が照射されることにより感光ドラム１０２上に静電潜像が形成される。この静電潜像は現像手段としての現像器１０６によって現像されて感光体ドラム１０２上にトナー画像が形成される。一方、記録材Ｓは画像形成装置下部の給送カセット１０９に収納されており、給送ローラ１１０によって給送される。記録材は搬送手段としてのレジストローラ対１１１によって感光体ドラム１０２上のトナー画像と同期して搬送される。感光ドラム上のトナー画像は転写手段としての転写ローラ１０７によって記録材上に静電転写され、定着装置１１４へと搬送される。その後、感光体ドラム１０２上に残留したトナーはクリーニング手段としてのクリーニング装置１０８によって除去される。
【００１４】
そして、画像形成部によって記録材Ｓ上に形成されたトナー画像は、定着装置１１４のニップ部において加熱、加圧されることによって記録材上に定着される。ニップ部を通過した記録材Ｓは排出ローラ対１１２によって装置上部の排出トレイ１１３へと搬送排出される。
【００１５】
次に図１〜３を用いて定着装置１１４を説明する。先ず、図１を用いて説明する。
加圧部材である加圧ベルト１２０は、２個の支持部材すなわち加圧ロール１２１とベルトテンションを付与する機能を有するテンションロール１２２に循環回転可能に、且つ、所定の張力（例えば２００Ｎ）で掛け渡されている。
【００１６】
像加熱部材である加熱ベルト１３０は、２個の支持部材すなわち駆動ロール１３１とベルトテンションを付与する機能を有するテンションロール１３２に循環回転可能に、且つ、所定の張力（例えば２００Ｎ）で掛け渡されている。
【００１７】
ここで本実施の形態において、加圧ベルト１２０としては耐熱性を具備したものである。例えば厚さ５０μｍ、幅３８０ｍｍ、周長２００ｍｍのニッケル金属層に例えば厚さ３００μｍのシリコンゴムをコーティングし、表層にＰＦＡチューブを被覆したものが用いられる。
【００１８】
加熱ベルト１３０としては、コイル１３５により生じる磁束により発熱する金属層（ニッケル金属層）を有すると共に耐熱性を有する構成である。例えば厚さ７５μｍ、幅３８０ｍｍ、周長２００ｍｍのニッケル金属層もしくはステンレス層などの磁性金属層に例えば厚さ３００μｍのシリコンゴムをコーティングし、表層にＰＦＡチューブを被覆したものが用いられる。
【００１９】
加圧ベルト１２０と加熱ベルト１３０のニップ部の入口側（加圧ロール１２１の上流側）に対応する加圧ベルト１２０の内側には、例えばシリコンゴムで形成された加圧パッド１２５が所定圧（例えば４００Ｎ）で加圧ベルト１２０に押し当てられている。その結果、加圧ロール１２１とともにニップ部を形成している。
【００２０】
加圧ロール１２１は例えば中実ステンレスによって外径がφ２０に形成された加圧ベルト１２０を懸架するロールで、加圧ベルト１２０と加熱ベルト１３０により記録材を挟持搬送するニップ部の出口側に配設されている。
【００２１】
また、テンションロール１２２は例えばステンレスによって外径がφ２０、内径φ１８程度に形成された中空ロールであり、ベルト張架ロールとして働く。テンションロール１２２両端部は軸受１２６によって支持され、テンションバネ１２７によって２０ｋｇｆのテンションをベルトに掛けている。
【００２２】
加熱ベルト１３０と加圧ベルト１２０とのニップ部の入口側（駆動ロール３１の上流側）に対応する加熱ベルト１３０の内側には、例えばステンレス鋼（ＳＵＳ材）で形成されたパッドステー１３７が所定圧（例えば４００Ｎ）で加圧パッド１２５に押し当てられており駆動ロール１３１とともにニップ部を形成している。
【００２３】
駆動ロール１３１は例えば中実ステンレスによって外径がφ１８に形成された芯金表層に耐熱シリコンゴム弾性層を一体成型により形成したロールである。そして、駆動ロール１３１は加熱ベルト１３０と加圧ベルト１２０とのニップ部の出口側に配設され、加圧ロール１２１の圧接により弾性層が所定量弾性的に歪ませられるものである。
【００２４】
また、テンションロール１３２は例えばステンレスによって外径がφ２０、内径φ１８程度に形成された中空ロールでありベルト張架ロールとして働く。テンションロール１３２両端部は軸受１３３によって支持され、テンションバネ１３４によって２０ｋｇｆのテンションをベルトに掛けている。
【００２５】
駆動ロール１３１に、ここでは図示しないモーターによって、ギア１２８に外部から駆動が入力され、加熱ベルト１３０は駆動ロール１３１の回転によって搬送される。記録材を安定的に搬送するために、加熱ベルト１３０と駆動ロール１３１間では確実に駆動を伝達している。
【００２６】
加熱ベルト１３０は誘導加熱コイル１３５によって加熱され、所望の温度検出部材により表面温度が検知され、制御部により誘導加熱コイル１３５への通電量が制御されることにより、設定された目標温度である１８０℃に温度制御される。
【００２７】
次に、本定着装置の記録材を分離するための補助手段である分離板の構成について図３を用いて説明する。図３は、図１の円形部を拡大したものである。分離板１４１は、記録材搬送方向における上流側一端を加熱ベルト１３０に非接触で所定の間隔を有して、設けられている。また、分離板１４１は、上流側一端から下流側一端にかけて、下流の定着排紙ローラ対１４２へ記録材を案内するガイド部材としての機能を有する。本実施例では、分離板１４１と加熱ベルト１３０のギャップＡは０．５ｍｍとしている。分離板１４１は、支持手段としての分離板ホルダ１４３によって支持されている。分離板ホルダ１４３は加熱ベルト１３０軸方向端部で支持軸としての分離板回転中心軸１４４に回動可能に支持され、ばね１４５によって分離板先端が加熱ベルト１３０に近付く方向に加圧している。なお、分離板回転中心軸１４４は、記録材の搬送部（ニップ部）よりも像加熱部材側、即ち、加熱ベルト１３０側に配置されているものである。分離板ホルダ両端には、軸１４６と、これに回転可能に支持されるコロ１４７が配置され、コロ１４７は加熱ベルト１３０にばね１４５のばね力によって接触加圧されている。即ち、位置決め部材としての軸１４６及びコロ１４７が加熱ベルト１３０に当接することにより、分離板１４１の先端と加熱ベルト１３０との間隔を維持することができる。
【００２８】
以上の構成によって、分離板１４１、分離板ホルダ１４３、軸１４６、コロ１４７は分離板回転中心軸１４４中心に一体で回動可能である。また、分離板１４１の加熱ベルト１３０側先端は、加熱ベルト１３０の厚さや、駆動ロール１３１も含めた熱膨張による加熱ベルト１３０表面の位置変化に追従することで、高精度な位置決めを可能としている。
【００２９】
更に、分離板回転中心軸１４４の中心位置について図３を用いて説明する。分離板１４１の加熱ベルト１３０側先端を含む、分離板１４１の記録材搬送面×××面Ｂ（図３）の垂直面Ｃ（図３）と、分離板１４１の加熱ベルト１３０側先端と分離板１４１が加熱ベルト１３０を介して対向する駆動ロール１３１の回転中心線を含む面Ｄ（図３）で分割される領域の、領域Ｅ内（／／／領域、図３）に配置している。ここで、分離板１４１の記録材搬送面は、分離板１４１が搬送される記録材と対向する面である。
【００３０】
これにより、記録材が分離板の先端部を押圧する場合であっても、分離板１４１は、分離板回転中心軸１４４の中心に向かって矢印Ｙ方向（図３）の力が発生する。その結果、分離板１４１先端は矢印Ｙ方向に移動することにより、分離版１４１と加熱ベルト１３０とが接触することを妨げることができる。
【００３１】
ここで、分離板回転中心軸と前記Ｃ面、前記Ｄ面との関係について図５を用いて説明する。上記した分離板１４１、分離板回転中心軸１４４、加熱ベルト１３０の位置と分離板１４１に掛かる力による影響及び面Ｃ、Ｄの関係を模式的に表したものが図５である。
【００３２】
図５−ａは、記録材の搬送方向において分離板回転中心軸１４４の中心点が面Ｃに対して分離板１４１先端よりも下流側に配置した構成を示す図である。この場合に、分離板の先端に押圧Ｆが生じた場合には、分離板１４１は分離板回転中心軸１４４の中心にＦＡ方向に回転力を受ける。図５−ａの構成では、ＦＡ方向は、分離板１４１先端が加熱ベルト１３０に近づく方向であり、押圧Ｆの大きさによっては、分離版１４１の先端と加熱ベルト１３０とが接触する虞が生ずる。そのため、図５−ａに示すような分離板回転中心軸の配置は好ましくない。
【００３３】
図５−ｂは、分離板回転中心軸１４４の中心点が面Ｄよりも記録材の搬送側に配置された構成を示す図である。この場合に、分離板の先端に押圧Ｆが生じた場合には、分離板１４１は分離板回転中心軸１４４中心にＦＡ方向に回転力を受ける。その結果、分離板１４１先端は軌跡Ｔに沿って回転しようとする。軌跡Ｔは、位置決めされている分離板１４１に対して、押圧Ｆが生ずることにより、分離板１４１を図５−ｂにおいて上方側に持ち上げる軌跡となる。その結果、位置決め部材により位置決めされている分離板１４１先端と加熱ベルト１３０のギャップＡよりも小さくなる位置が存在する。このときの接触を妨げるために、予めギャップＡを大きく設定する必要が生じる。その結果、分離板１４１の先端と加熱ベルト１３０との間隔が大きくなることで、記録材の加熱ベルト１３０からの分離性の向上を十分に図ることができず、好ましくない。
【００３４】
これらに対して図５−ｃは、分離板回転中心軸１４４の中心点が面Ｃと面Ｄの間の領域に配置されている構成を示す図である。この場合に、分離板の先端に押圧Ｆが生じた場合には、分離板１４１は分離板回転中心軸１４４の中心にＦＡ方向に回転力を受ける。その結果、分離板１４１先端は軌跡Ｔに沿って回転する。しかし、軌跡Ｔには、位置決めされた分離板１４１先端と加熱ベルト１３０のギャップＡよりも両者の間隔が広がる方向に、分離板１４１の先端は加熱ベルト１３０から退避する構成である。よって、ギャップＡを小さく設定することが可能となる。
【００３５】
より詳しく説明すると、分離板回転中心軸１４４の中心点がＣ面上にあるときには、押圧Ｆが生じた場合には、分離板に回転力が生じないため、分離板１４４の先端は加熱ベルト１３０に近づくことになる。分離板１４１を退避させる力ＦＡを記録材の搬送方向において下流側に向かうように生じさせるためには、分離版回転中心軸１４４の中心点がＣ面よりもＤ面側（記録材の搬送方向において分離板１４１より上流側）に配置されることが望ましい。
【００３６】
一方、分離板回転中心軸１４４の中心点がＤ面上にあるときには、押圧Ｆが生じた場合には、押圧Ｆは、分離板先端と駆動ローラ中心とを結んだ直線方向とこの直線方向と直交する直交方向に分圧される。そのため、分離板先端は、押圧Ｆが生じたときには、直交方向に向かって退避し始めることになる。その際に、分離板回転中心軸１４４の中心点が駆動ローラの中心点と重なる場合には、分離板先端の軌跡の中心は駆動ローラの中心と同じ同心円となるため、分離板先端と加熱ベルトとの間隔が狭まることはない。しかし、分離板回転中心軸１４４の中心点が、分離板先端と駆動ローラの中心点との間隔をよりもせまい場合には、分離板先端の円運動の曲率が大きくなることで、退避時に分離板先端と加熱ベルトとが接触する虞がある。そのため、分離板先端と分離板回転中心軸１４４の中心点とを結ぶ間隔は、分離板先端と駆動ローラの中心点とを結ぶ間隔よりも大きいことが望ましい。また、以上説明したように、分離板回転中心軸１４４の中心点はＤ面上にあっても問題ない。
【００３７】
図５−ｃの配置の場合、分離板１４１が軌跡Ｔに沿って必要以上に大きく回転すると、いずれ分離板１４１は加熱ベルト１３０に接触してしまう。よって、本実施の形態では、位置決めされた分離板の位置から退避するための回転移動を規制する規制部材として、図３に示すように分離板ホルダ１４３に穴を設け、この穴に貫通する軸１４８を配置した。これにより、分離板１４１の前記回転移動範囲を規制し、分離板１４１が回転しすぎることによって、分離板１４１の先端が加熱ベルト１３０に近付くことがなくなる。
【００３８】
以上の構成によって、分離板１４１を加熱ベルト１３０に近接させたときに、分離板１４１の先端に生じた記録材からの押圧によっても、分離板１４１の先端が像加熱部材に接触する虞を低減することが可能となる。
【００３９】
なお、本実施例では、ベルト部材を複数の張架ローラにより張架する構成を用いて説明した。その結果、ベルト部材を介して分離板と対向する張架ローラ（駆動ローラ）と分離板先端との関係について説明した。ベルト部材のかわりに加熱ローラを用い、分離板が加熱ローラから記録材を分離する構成では、分離板先端と加熱ローラの回転中心との関係が、ベルト部材を介して分離板と対向する張架ローラ（駆動ローラ）と分離板先端との関係に対応するものとなる。また、複数の張架ローラで張架されず、回転可能な円筒状のベルト部材から記録材を分離する構成では、分離板先端とベルト部材の回転中心との関係が、ベルト部材を介して分離板と対向する張架ローラ（駆動ローラ）と分離板先端との関係に対応するものとなる。
【００４０】
なお、本実施例では、画像形成部として単色の画像形成部を用いて説明したが、本発明は、カラーの画像形成部により形成された画像を記録材に定着する定着装置としても適用することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１１４  定着装置
１２０  加圧ベルト
１３０  加熱ベルト
１４１  分離板
１４３  分離板ホルダ
１４４  分離板回転中心軸
Ｂ  分離板の記録材案内面
Ｃ  分離板の記録材案内面の垂直領域で分離板の記録材案内面とは逆側の領域
Ｄ  Ｃ領域外で記録材搬送方向上流側の領域
Ｆ  押圧
Ｔ  Ｆによる分離板回転軌跡
【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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