(57)【要約】【課題】加熱回転体に対する摺擦による異常音の発生を抑制することが可能な分離爪を提供する。【解決手段】この分離爪３０は、加熱ローラー１４ａの外周面に対して接触して摺動する摺動面３１ａと、用紙Ｐを加熱ローラー１４ａから離れる方向に案内する搬送面３１ｂと、を有する本体部３１と、本体部３１に固定される錘３２と、を備える。本体部３１のうちの摺動面３１ａと搬送面３１ｂとのなす角度範囲Ｓ内には、錘３２を固定するための固定部３３が設けられている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱回転体及び前記加熱回転体に圧接される加圧回転体を有するとともに用紙上に担持されたトナー像を加熱及び加圧して前記用紙に定着させる定着装置において用いられ、前記加熱回転体に当接して前記加熱回転体から前記用紙を分離する分離爪であって、
前記加熱回転体の外周面に対して接触して摺動する摺動面と、前記摺動面に対して所定の角度を有し、前記用紙に接触して前記用紙を前記加熱回転体から離れる方向に案内する搬送面と、を有する側面視くさび形状の本体部と、
前記本体部に固定される錘と、
を備え、
前記本体部のうちの前記摺動面と前記搬送面とのなす角度範囲内には、前記錘を固定するための固定部が設けられていることを特徴とする分離爪。
【請求項２】
前記本体部には、前記本体部の回動中心となる軸部が設けられ、
前記軸部は、前記摺動面に対して前記搬送面とは反対側に配置されており、
前記錘は、前記摺動面と前記搬送面とのなす角度範囲内のうちの前記搬送面寄りの位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の分離爪。
【請求項３】
前記錘は、挿入穴を有する円筒状部材であり、
前記固定部は、前記錘の挿入穴に挿入されるピン状部材であるとともに、前記搬送面と略平行に延びるように形成されていることを特徴とする請求項２に記載の分離爪。
【請求項４】
前記錘の比重は、２．７以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の分離爪。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の分離爪を備えることを特徴とする定着装置。
【請求項６】
請求項５に記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分離爪およびそれを備えた定着装置並びに画像形成装置に関し、特に、加熱回転体から用紙を分離する分離爪およびそれを備えた定着装置並びに画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置においてトナー像を用紙に定着させるために、加熱ローラー（加熱回転体）と加圧ローラー（加圧回転体）とが圧接してなる定着装置がこれまでから広く用いられている。この定着装置では、加熱ローラーと加圧ローラーで形成されるニップ部に用紙を通して、トナー像に熱と圧力を加えて用紙上にトナー像を溶融定着させる。
【０００３】
このような定着装置では、溶融したトナーによって用紙が加熱ローラーに付着して、そのまま巻き付いてしまうことがある。加熱ローラーへの用紙のこのような巻付きを防止するために、加熱ローラー表面に分離爪を当接させている。このように、加熱ローラー表面に分離爪を当接させた場合、用紙の加熱ローラーへの巻付きは効果的に防止されるものの、加熱ローラーの回転によって加熱ローラーと分離爪が摺擦するため、スティックスリップと呼ばれる微小振動が生じ、異常音が発生する場合がある。
【０００４】
そこで例えば特許文献１には、分離爪の加熱回転体に当接する部分を、加熱回転体の表面硬度よりも低い硬度にするとともに、分離爪の加熱回転体に当接する部分の十点平均粗さＲｚを２〜３５μｍの範囲に設定した定着装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−０５２０８０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、上記特許文献１の定着装置では、分離爪と加熱回転体との摺擦による異常音の発生を十分に抑制することができず、さらなる改善が望まれていた。
【０００７】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、加熱回転体に対する摺擦による異常音の発生を抑制することが可能な分離爪およびそれを備えた定着装置並びに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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の分離爪は、加熱回転体及び加熱回転体に圧接される加圧回転体を有するとともに用紙上に担持されたトナー像を加熱及び加圧して用紙に定着させる定着装置において用いられ、加熱回転体に当接して加熱回転体から用紙を分離する分離爪であって、加熱回転体の外周面に対して接触して摺動する摺動面と、摺動面に対して所定の角度を有し、用紙に接触して用紙を加熱回転体から離れる方向に案内する搬送面と、を有する側面視くさび形状の本体部と、本体部に固定される錘と、を備え、本体部のうちの摺動面と搬送面とのなす角度範囲内には、錘を固定するための固定部が設けられている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、本体部に錘を固定することによって、分離爪全体を重くすることができる。これにより、分離爪と加熱回転体とが摺擦する際にスティックスリップと呼ばれる微小振動が生じるのを抑制することができるので、異常音が発生するのを抑制することができる。
【００１０】
なお、分離爪を重くするために錘を設けず本体部を大きくすることも考えられるが、分離爪の本体部は、通常、加熱回転体の削れや耐熱性等の観点から高価な樹脂を用いて形成されるので、本体部を大きくするとコストが高くなる。また、樹脂製の本体部を重くする場合、本体部のサイズが大きくなりすぎる。このため、上記のように、錘を設けることによって、コストの上昇を抑制することができるとともに、分離爪の大型化を抑制することができる。
【００１１】
また、本体部のうちの摺動面と搬送面とのなす角度範囲内に、錘を固定するための固定部が設けられている。これにより、錘が搬送面から用紙搬送路側に突出するのを抑制することができるので、用紙が錘に引っ掛かり搬送不良が発生するのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態の分離爪を有する定着装置を備えた画像形成装置の構造を概略的に示した断面図である。
【図２】本発明の一実施形態の分離爪を有する定着装置の構造を示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１４】
図１および図２を参照して、本発明の一実施形態による分離爪３０を有する定着装置１３を備えた画像形成装置１００について説明する。
【００１５】
画像形成装置１００（ここではカラープリンター）は、本実施形態では、異なる４色（イエロー、シアン、マゼンタおよびブラック）に対応する４つの感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃおよび１ｄを並列配置して画像形成を行う、４連タンデム型のカラープリンターである。
【００１６】
画像形成装置１００の装置本体内には、４つの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、ＰｃおよびＰｄが、図１では左側から順に配設されている。これらの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは、異なる４色（イエロー、シアン、マゼンタおよびブラック）の画像に対応して設けられており、それぞれ帯電、露光、現像および転写の各工程によりイエロー、シアン、マゼンタおよびブラックの画像を順次形成する。
【００１７】
これらの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄには、各色の可視像（トナー像）を担持する感光体ドラム（像担持体）１ａ〜１ｄがそれぞれ配設されており、さらに図１において反時計回りに回転する中間転写ベルト８が各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄに隣接して設けられている。これらの感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に形成されたトナー像が、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに当接しながら移動する中間転写ベルト８上に順次転写された後、二次転写ローラー９において用紙Ｐ上に一度に転写され、さらに、定着装置１３において記録媒体の一例としての用紙Ｐ上に定着された後、装置本体より排出される。感光体ドラム１ａ〜１ｄを図１において時計回りに回転させながら、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに対する画像形成プロセスが実行される。
【００１８】
トナー像が転写される用紙Ｐは、装置下部の用紙カセット１６内に収容されており、給紙ローラー１２ａおよびレジストローラー対１２ｂを介して二次転写ローラー９へと搬送される。中間転写ベルト８には誘電体樹脂製のシートが用いられ、継ぎ目を有しない（シームレス）ベルトが主に用いられる。中間転写ベルト８および二次転写ローラー９は、ベルト駆動モーター（図示せず）により感光体ドラム１ａ〜１ｄと同一線速で回転駆動される。また、二次転写ローラー９の下流側には中間転写ベルト８表面に残存するトナー等を除去するためのブレード状のベルトクリーナー１７が配置されている。
【００１９】
次に、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄについて説明する。回転自在に配設された感光体ドラム１ａ〜１ｄの周囲および下方には、感光体ドラム１ａ〜１ｄを帯電させる帯電装置２ａ、２ｂ、２ｃおよび２ｄと、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに対して画像データに基づく露光を行う露光ユニット５と、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に形成される静電潜像をトナーで現像する現像ユニット３ａ、３ｂ、３ｃおよび３ｄと、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上でトナー像の転写後に残留した現像剤（トナー）を回収、除去するクリーニング装置７ａ、７ｂ、７ｃおよび７ｄとが設けられている。
【００２０】
パソコン等の上位装置から画像データが入力されると、先ず、帯電装置２ａ〜２ｄによって感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面を一様に帯電させ、次いで露光ユニット５によって画像データに基づいて光照射し、各感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に画像データに応じた静電潜像を形成する。現像ユニット３ａ〜３ｄは、感光体ドラム１ａ〜１ｄに対向配置された現像ローラーを備え、それぞれイエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの各色のトナーを含む二成分現像剤が所定量充填されている。
【００２１】
なお、後述のトナー像の形成によって各現像ユニット３ａ〜３ｄ内に充填された二成分現像剤中のトナーの割合が規定値を下回った場合にはトナーコンテナ４ａ〜４ｄから各現像ユニット３ａ〜３ｄにトナーが補給される。このトナーは、現像ユニット３ａ〜３ｄにより感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に供給され、静電的に付着することにより、露光ユニット５の露光により形成された静電潜像に応じたトナー像が形成される。
【００２２】
そして、一次転写ローラー６ａ〜６ｄにより一次転写ローラー６ａ〜６ｄと感光体ドラム１ａ〜１ｄとの間に所定の転写電圧で電界が付与され、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上のイエロー、シアン、マゼンタおよびブラックのトナー像が中間転写ベルト８上に一次転写される。これらの４色の画像は、所定のフルカラー画像形成のために予め定められた所定の位置関係をもって形成される。その後、引き続き行われる新たな静電潜像の形成に備え、感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面に残留したトナーがクリーニング装置７ａ〜７ｄにより除去される。
【００２３】
中間転写ベルト８は、従動ローラー１０及び駆動ローラー１１に掛け渡されており、上記ベルト駆動モーターによる駆動ローラー１１の回転に伴い中間転写ベルト８が反時計回りに回転を開始すると、用紙Ｐがレジストローラー対１２ｂから所定のタイミングで中間転写ベルト８に隣接して設けられた二次転写ローラー９と中間転写ベルト８とのニップ部（二次転写ニップ部）へ搬送され、ニップ部において用紙Ｐ上にフルカラー画像が二次転写される。トナー像が転写された用紙Ｐは定着装置１３へと搬送される。
【００２４】
定着装置１３に搬送された用紙Ｐは、加熱ローラー（加熱回転体）１４ａと加圧ローラー（加圧回転体）１４ｂとで構成される定着ローラー対１４の定着ニップ部を通過する際に加熱および加圧されてトナー像が用紙Ｐの表面に定着され、所定のフルカラー画像が形成される。フルカラー画像が形成された用紙Ｐは、搬送ローラー対１５を経て用紙搬送路１８の分岐部に配置された分岐部材２１によって搬送方向が振り分けられ、そのまま（或いは、両面搬送路２２に送られて両面コピーされた後に）、排出ローラー対１９を介して排出トレイ２０に排出される。
【００２５】
用紙搬送路１８は、具体的には、搬送ローラー対１５の下流側において左右二股に分岐し、一方の経路（図１では左方向に分岐する経路）は排出トレイ２０に連通するように構成されている。そして、他方の経路（図１では右方向に分岐する経路）は両面搬送路２２に連通するように構成されている。用紙Ｐの両面に画像を形成する場合は、定着装置１３を通過した用紙Ｐの一部を一旦排出ローラー対１９から装置外部にまで突出させる。
【００２６】
その後、排出ローラー対１９を逆回転させるとともに分岐部材２１を略水平に揺動させることにより、用紙Ｐは分岐部材２１の上面に沿って両面搬送路２２へ案内され、画像面を反転させた状態で二次転写ローラー９に再搬送される。そして、中間転写ベルト８上に形成された次の画像が二次転写ローラー９により用紙Ｐの画像が形成されていない面に転写され、定着装置１３に搬送されてトナー像が定着された後、排出トレイ２０に排出される。
【００２７】
図２に示すように、定着装置１３は、加熱ローラー１４ａおよび加圧ローラー１４ｂからなる定着ローラー対１４と、分離爪３０と、を含んでいる。
【００２８】
加熱ローラー１４ａは、熱伝導性に優れたアルミニウムや鉄等の金属から成る円筒形状の芯金上に、離型性に優れるＰＦＡ（テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）等のフッ素系樹脂をコーティングした、いわゆるハードローラーが用いられており、芯金の内部には図示しないハロゲンヒーター等の熱源が設けられている。加圧ローラー１４ｂは、合成樹脂、金属その他材料から構成される円筒形状の基材上にシリコンゴム等の弾性層が形成され、この弾性層の表面がフッ素系樹脂等の離型性に優れた樹脂で覆われたものが用いられている。
【００２９】
加熱ローラー１４ａと加圧ローラー１４ｂは、互いに所定の圧力で圧接し、且つ平行となるように配置されている。そして、加熱ローラー１４ａと加圧ローラー１４ｂとのニップ部へと搬送される用紙Ｐを、加熱及び加圧することにより粉体状態のトナーを溶融定着させるよう構成されている。
【００３０】
ここで、加熱ローラー１４ａと加圧ローラー１４ｂとのニップ部へと搬送される用紙Ｐの印字面（加熱ローラー１４ａに接触する面）にはトナー像が転写されており、加熱ローラー１４ａと加圧ローラー１４ｂとのニップ部を通過した後の用紙Ｐが、加熱ローラー１４ａへと巻き付いてしまうおそれがある。このため、加熱ローラー１４ａと加圧ローラー１４ｂとのニップ部に対して用紙搬送方向下流側に、加熱ローラー１４ａから用紙Ｐを分離するための分離爪３０が配設されている。
【００３１】
分離爪３０は、ＰＥＫ（ポリエーテルケトン）等の樹脂からなる側面視くさび形状の本体部３１と、本体部３１に固定される錘３２と、を含んでいる。本体部３１は、加熱ローラー１４ａの外周面に対して接触して摺動する摺動面３１ａと、摺動面３１ａに対して所定の角度を有し、用紙Ｐに接触して用紙Ｐを加熱ローラー１４ａから離れる方向に案内する搬送面３１ｂと、を有する。摺動面３１ａおよび搬送面３１ｂによって、分離爪３０の先端部は鋭角になっている。なお、分離爪３０は、例えば０．８５ｇの質量を有する。また、分離爪３０は、加熱ローラー１４ａの軸方向（図２の紙面に対して垂直方向）に所定間隔を隔てて複数個配置されている。
【００３２】
また、本体部３１の用紙搬送方向下流側の部分には、錘３２を固定するための固定部３３が一体成型されている。固定部３３は、本体部３１のうちの摺動面３１ａと搬送面３１ｂとのなす角度範囲Ｓ内に設けられている。言い換えると、固定部３３は、摺動面３１ａの延長面と搬送面３１ｂの延長面とによって挟まれる領域に配置されている。
【００３３】
また、固定部３３は、ピン状部材であるとともに、搬送面３１ｂ寄りの位置（例えば搬送面３１ｂの延長面から３ｍｍ隔てた位置）に、搬送面３１ｂと略平行に延びるように形成されている。
【００３４】
錘３２は、固定部３３が圧入される挿入穴を有する円筒状部材であり、例えば、約１．５ｍｍの内径と、約５ｍｍの外径と、約５ｍｍの高さと、を有する。また、錘３２は、２．７以上の比重を有する金属（例えばＳＵＳ３０４）により形成されており、例えば約０．７ｇの質量を有する。また、錘３２は、摺動面３１ａと搬送面３１ｂとのなす角度範囲Ｓ内のうちの搬送面３１ｂ寄りの位置に配置されている。
【００３５】
また、本体部３１には、摺動面３１ａに対して搬送面３１ｂとは反対側（図２の左側）に突出する支持部３４が一体成型されており、支持部３４の端部に軸部３５が固定されている。軸部３５は、加熱ローラー１４ａの回転軸と平行に配置されており、軸部３５を回動中心として本体部３１が回動可能である。
【００３６】
また、支持部３４には、フック部３６が設けられており、このフック部３６には引張コイルバネ３７が張架されている。引張コイルバネ３７の弾性力により分離爪３０が軸部３５を中心として時計回り方向に付勢され、本体部３１の摺動面３１ａが加熱ローラー１４ａの表面に所定の圧力で圧接される。これにより、用紙Ｐが定着処理後に加熱ローラー１４ａへと巻き付いた場合でも、分離爪３０によって加熱ローラー１４ａの表面から用紙Ｐを剥離することができる。
【００３７】
なお、本体部３１の加熱ローラー１４ａに圧接される摺動面３１ａ、及び分離後の用紙Ｐをガイドする搬送面３１ｂは、ＰＦＡ等のフッ素樹脂から形成されている。これにより、摺動面３１ａによって加熱ローラー１４ａの表面が磨耗したり、搬送面３１ｂにトナーが付着したりすることが抑制され、加熱ローラー１４ａの磨耗や分離爪３０へのトナー付着に起因する画像不良が抑制される。
【００３８】
本実施形態では、上記のように、本体部３１に錘３２を固定することによって、分離爪３０全体を重くすることができる。これにより、分離爪３０と加熱ローラー１４ａとが摺擦する際にスティックスリップと呼ばれる微小振動が生じるのを抑制することができるので、異常音が発生するのを抑制することができる。
【００３９】
なお、分離爪３０を重くするために錘３２を設けず本体部３１を大きくすることも考えられるが、分離爪３０の本体部３１は、加熱ローラー１４ａの削れや耐熱性等の観点から高価な樹脂を用いて形成されるので、本体部３１を大きくするとコストが高くなる。また、樹脂製の本体部３１を重くする場合、本体部３１のサイズが大きくなりすぎる。このため、上記のように、錘３２を設けることによって、コストの上昇を抑制することができるとともに、分離爪３０の大型化を抑制することができる。
【００４０】
また、本体部３１のうちの摺動面３１ａと搬送面３１ｂとのなす角度範囲Ｓ内に、錘３２を固定するための固定部３３が設けられている。そして、錘３２の半径（約２．５ｍｍ）は、固定部３３の中心から搬送面３１ｂまでの距離（約３ｍｍ）よりも小さい。これにより、錘３２が搬送面３１ｂから用紙搬送路側（図２の右側）に突出するのを防止することができるので、用紙Ｐが錘３２に引っ掛かり搬送不良が発生するのを抑制することができる。
【００４１】
また、上記のように、軸部３５は、摺動面３１ａに対して搬送面３１ｂとは反対側に配置されており、錘３２は、摺動面３１ａと搬送面３１ｂとのなす角度範囲Ｓ内のうちの搬送面３１ｂ寄りの位置に配置されている。これにより、錘３２を、分離爪３０の回動中心（軸部３５）から遠ざけて配置し、錘３２による回転モーメントを大きくすることができるので、分離爪３０の微小振動を効果的に抑制することができる。
【００４２】
また、上記のように、錘３２は、挿入穴を有する円筒状部材であり、固定部３３は、錘３２の挿入穴に挿入されるピン状部材である。これにより、錘３２を容易に本体部３１に固定することができる。また、錘３２は、搬送面３１ｂと略平行に延びるように形成されている。これにより、錘３２を搬送面３１ｂの延長面に沿うように容易に配置することができる。
【００４３】
また、上記のように、錘３２の比重は、２．７以上である。これにより、錘３２としてＳＵＳ３０４、アルミニウム、その他の金属等を用いることができ、大型化を抑制しながら、分離爪３０を容易に重くすることができる。
【００４４】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００４５】
例えば、カラープリンターに本発明を適用した例について示したが、本発明はこれに限らない。言うまでもなく、モノクロプリンター、カラー複写機、モノクロ複写機、デジタル複合機、ファクシミリ等の、分離爪を有する定着装置を備えた種々の画像形成装置に本発明を適用できる。
【００４６】
また、上記実施形態では、錘を円筒状部材により形成し、固定部をピン状部材により形成した例について示したが、本発明はこれに限らず、錘や固定部の形状は適宜変更可能である。
【００４７】
また、上記実施形態では、錘の挿入穴に固定部を圧入した例について示したが、本発明はこれに限らない。例えば、錘の挿入穴に固定部を挿入した後で、固定部の先端に、錘固定用の部材を取り付けるなどして、錘を固定部に固定してもよい。
【００４８】
また、上記実施形態では、固定部を本体部に一体成型した例について示したが、固定部を本体部とは別体で形成し、本体部に固定してもよい。
【００４９】
また、上記実施形態では、軸部を支持部とは別体で形成し、支持部に固定した例について示したが、軸部を支持部および本体部と一体成型してもよい。
【００５０】
また、上記実施形態で示した本体部および錘の材質や大きさは一例であり、他の構成を採用してもよい。
【符号の説明】
【００５１】
１３  定着装置
１４ａ  加熱ローラー（加熱回転体）
１４ｂ  加圧ローラー（加圧回転体）
３０  分離爪
３１  本体部
３１ａ  摺動面
３１ｂ  搬送面
３２  錘
３３  固定部
３５  軸部
１００  画像形成装置
Ｐ  用紙
Ｓ  角度範囲
【図１】
2016004095.tif 000003
【図２】
2016004095.tif 000004