(57)【要約】【課題】装置の複雑化・大型化やランニングコストの増加を招くことなく、剥離手段を定着ローラや加圧ローラに接触させない剥離機構とし、安定した剥離性能を有す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。【解決手段】加圧ローラ２の外周部における弾性硬度を定着ローラ１の外周部における弾性硬度よりも大きく設定すると共に、外径が加圧ローラ２より十分小さい補助ローラ３をニップ部Nの記録用紙搬送方向下流側に配設して補助ローラ３と加圧ローラ２とに搬送ベルト４を掛け渡し、剥離機構を構成する。ニップ部Ｎを通過した記録用紙Ｐは、定着ローラ１側に凹んだニップ形状により強制的に加圧ローラ２側に誘導されて搬送ベルト４により接線Ｓ１方向に沿って搬送され、補助ローラ３の位置に来ると補助ローラ３の設置位置により形成される第２剥離角度θ２による急な角度変化により強制的に搬送ベルト４から剥離されることになる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周部に弾性体層が形成された定着ローラと、外周部に弾性体層が形成され、前記定着ローラに圧接される加圧ローラと、前記定着ローラ及び加圧ローラの少なくとも一方のローラ内部に加熱源を備え、前記加圧ローラの圧接により形成されるニップ部に搬送されて来る未定着トナー像が表面に形成された記録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、
前記加圧ローラ外周部の弾性硬度を前記定着ローラ外周部の弾性硬度よりも大きく設定すると共に、外径が前記加圧ローラより十分小さい補助ローラを前記ニップ部の記録材搬送方向下流側に配設して該補助ローラと前記加圧ローラとに搬送ベルトを掛け渡し、該搬送ベルトにより前記ニップ部を通過した定着済み記録材を、前記定着ローラ外径と前記補助ローラ外径との接線Ｓ１の方向に沿って前記補助ローラの位置まで搬送するように構成した剥離機構を備えることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記接線Ｓ１と前記定着ローラ及び前記加圧ローラの各回転軸を通る線と直交する基準線とが成す角度を第１剥離角度θ１とし、前記接線Ｓ１と、前記補助ローラより下流側における前記加圧ローラ外径と前記補助ローラ外径との接線Ｓ２とが成す角度を第２剥離角度θ２とした場合、第２の剥離角度θ２＞第１剥離角度θ１、となるように設定したことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
第１剥離角度θ１は３０度以下に設定されることを特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置。
【請求項４】
第２剥離角度θ２は６０度以上に設定されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の定着装置。
【請求項５】
前記定着ローラ外周部の弾性硬度は、前記加圧ローラの前記搬送ベルトを含む外周部の弾性硬度に対して９０％以下になるように設定されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の定着装置。
【請求項６】
前記定着ローラの外周部における弾性体層は耐熱性とトナー離型性を有しており、前記加圧ローラの外周部における弾性体層は耐熱性を有していることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の定着装置。
【請求項７】
前記定着ローラと前記加圧ローラの少なくとも一方の側に、非接触状態で、剥離動作を補助するための剥離爪を設けたことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の定着装置。
【請求項８】
前記剥離爪先端部と前記ローラ表面との隙間を０．５ｍｍ以上にしたことを特徴とする請求項７に記載の定着装置。
【請求項９】
前記加圧ローラ側の剥離爪は、前記接線Ｓ１より所定距離だけ下流側に控えた位置に設置されることを特徴とする請求項７又は８に記載の定着装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載の定着装置が装着されてい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、定着ローラや加圧ローラに用紙剥離部材を接触させない剥離機構を備えた定着装置及びそれを装着した画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真式複写機やプリンタ等の電子写真式画像形成装置は、定着装置を備えている。この定着装置としては、加熱手段により加熱される定着ローラと、定着ローラに所定接触圧力をもって圧接する加圧ローラとを備えており、定着装置の前段の転写装置において定着ローラ側の面に未定着トナー画像が転写されたシート状の記録材（用紙）を、定着ローラと加圧ローラとの間に通紙することにより、加熱加圧し未定着トナー像を用紙に定着するものが知られている。
【０００３】
また、従来の定着装置において、定着ローラと加圧ローラの両ローラに剥離爪を押付けることで、定着時にローラに巻き付いてくる用紙を強制的に剥離させているが、ローラ表面に爪キズが付き、光沢紙やベタ画像にキズ模様が転写されるという問題があった。
【０００４】
そこで、定着ローラと加圧ローラの両ローラに剥離爪による爪キズが付かないようにする方法として、加圧ローラの外周部における弾性硬度を定着ローラの外周部における弾性硬度よりも高くすることにより、剥離爪を用いなくとも用紙の加熱ローラへの巻き付きを防止する技術も提案されている。（特許文献１参照）
【特許文献１】特開２０００−３３８８１１号公報
【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、上記従来技術は、定着ローラである加熱ローラの表面に離型剤であるオイルを塗布するためのオイル塗布ユニットを設ける構成であるため、装置の複雑化と大型化を招き、また、ランニングコストが掛かるという問題がある。また、ニップ部を通過した定着済み記録用紙が加圧ローラ側に密着した状態になった場合は剥離することができず、加圧ローラへの巻き付きが発生してしまうことになる。
【０００６】
本発明は、これらの問題を解決するものであって、装置の複雑化・大型化やランニングコストの増加を招くことなく、剥離手段を定着ローラや加圧ローラに接触させない非接触式の剥離機構とし、安定した剥離性能を実現した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目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の課題を達成するために、本発明の第１の技術手段は、外周部に弾性体層が形成された定着ローラと、外周部に弾性体層が形成され、前記定着ローラに圧接される加圧ローラと、前記定着ローラ及び加圧ローラの少なくとも一方のローラ内部に加熱源を備え、前記加圧ローラの圧接により形成されるニップ部に搬送されて来る未定着トナー像が表面に形成された記録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、
前記加圧ローラ外周部の弾性硬度を前記定着ローラ外周部の弾性硬度よりも大きく設定すると共に、外径が前記加圧ローラより十分小さい補助ローラを前記ニップ部の記録材搬送方向下流側に配設して該補助ローラと前記加圧ローラとに搬送ベルトを掛け渡し、該搬送ベルトにより前記ニップ部を通過した定着済み記録材を、前記定着ローラ外径と前記補助ローラ外径との接線Ｓ１の方向に沿って前記補助ローラの位置まで搬送するように構成した剥離機構を備えることを特徴とする。
【０００８】
第２の技術手段は、第１の技術手段において、前記接線Ｓ１と前記定着ローラ及び前記加圧ローラの各回転軸を通る線と直交する基準線とが成す角度を第１剥離角度θ１とし、前記接線Ｓ１と、前記補助ローラより下流側における前記加圧ローラ外径と前記補助ローラ外径との接線Ｓ２とが成す角度を第２剥離角度θ２とした場合、第２の剥離角度θ２＞第１剥離角度θ１、となるように設定したことを特徴とする。
【０００９】
第３の技術手段は、第１又は２の技術手段において、第１剥離角度θ１は３０度以下に設定されることを特徴とする。
【００１０】
第４の技術手段は、第１〜３のいずれかの技術手段において、第２剥離角度θ２は６０度以上に設定されることを特徴とする。
【００１１】
第５の技術手段は、第１〜４のいずれかの技術手段において、前記定着ローラ外周部の弾性硬度は、前記加圧ローラの前記搬送ベルトを含む外周部の弾性硬度に対して９０％以下になるように設定されていることを特徴とする。
【００１２】
第６の技術手段は、第１〜５のいずれかの技術手段において、前記定着ローラの外周部における弾性体層は耐熱性とトナー離型性を有しており、前記加圧ローラの外周部における弾性体層は耐熱性を有していることを特徴とする。
【００１３】
第７の技術手段は、第１〜６のいずれかの技術手段において、前記定着ローラと前記加圧ローラの少なくとも一方の側に、非接触状態で、剥離動作を補助するための剥離爪を設けたことを特徴とする。
【００１４】
第８の技術手段は、第７の技術手段において、前記剥離爪先端部と前記ローラ表面との隙間を０．５ｍｍ以上にしたことを特徴とする。
【００１５】
第９の技術手段は、第７又は８の技術手段において、前記加圧ローラ側の剥離爪は、前記接線Ｓ１より所定距離だけ下流側に控えた位置に設置されることを特徴とする。
【００１６】
第１０の技術手段は、画像形成装置であって第１〜９のいずれかの技術手段である定着装置が装着されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ニップ部における第１剥離角度θ１により加圧ローラ側に誘導された定着済み記録材が搬送ベルトにより搬送され、補助ローラのところで大きく変化する第2剥離角度θ２により強制的に搬送ベルトから記録材が剥離されることになり、記録材のローラへの巻き付きを確実に防止することができる。
また、本発明によれば、ニップ部を通過した記録材は、そのままニップ部出口付近の接線方向に沿ってスムーズに搬送されることで、記録材の搬送動作が剥離動作に影響を与えることがなく、安定した剥離性能が得られる。
さらに、本発明による剥離機構は、小径の補助ローラを設置して加圧ローラに搬送ベルトを掛けるだけの簡単な構成であり装置の大型化を招くことがなく、また、剥離のためにオイルなどの消耗材を用いないのでランニングコストの増加を招くこともない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
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。図１は、本発明の定着装置が組み込まれた画像形成装置全体の断面構成図を示す。
【００１９】
画像形成装置１００は、印刷モードとしてコピーモード、プリンタモード、ＦＡＸモードを有しており、不図示の操作部からの操作入力や、パーソナルコンピュータ等の外部ホスト装置からの印刷ジョブの受信に応じた印刷モードが、不図示の制御部によって選択される。
【００２０】
画像形成装置１００は、原稿読み取り部１０、給紙部２０、印刷部３０、排紙部４０に大別され、原稿読み取り部１０が給紙部２０の上方に配設され、排紙部４０が原稿読み取り部１０と給紙部２０の中間部位に配設されている。
【００２１】
以下に、上記各処理モードの中からコピーモードについて説明する。ユーザが、原稿読み取り部１０（スキャナ部）のプラテンガラス１１上に原稿を載置した後、給紙部２０の給紙カセット２１あるいは装置側面に設けられたオプション給紙トレイＸｂに用紙（記録シート）を装着し、さらに装置の外装前面部に配置される操作パネル（不図示）上の条件入力キーで印刷枚数や印刷倍率等々の条件を入力した後に、操作パネルのスタートキーを操作するとコピー動作が開始される。
【００２２】
スタートキーが操作されると、メイン駆動モータ（不図示）が始動し、各駆動ギヤが回転する。その後、給紙ローラ２２又は２２ａが回転して用紙が装置内へ送出（給紙）され、給紙された用紙はレジストローラ３１へ到達する。このレジストローラ３１により、用紙は、感光体ドラム３２上に形成される画像の先端部（画像形成開始部）と同期をとるために一時停止され、用紙の先端部が均一にレジストローラ３１に押しつけられて用紙の先端位置の補正が行なわれる。
【００２３】
原稿読み取り部１０においては、コピーランプ１２ａ（光源）が点灯し、コピーランプユニット１２が図中左方向へ移動することで露光が開始される。コピーランプ１２ａにより原稿に照射された照射光は、原稿の画像情報を含む反射光（原稿からの反射光）となり、該反射光は、コピーランプユニット１２に設けられた第１ミラー１２ｂから第２ミラー１３、第３ミラー１４、光学レンズ１５から、ＣＣＤ１６へ入力されることによって読み取られる。
【００２４】
このようにして読み取られた画像情報は、不図示の制御部が備えるＣＣＤ回路で、光の画像情報が電気的信号に変換され、その画像情報信号は、設定された条件で画像処理が行われ、ＬＳＵユニット３３へプリントデータとして送信される。
【００２５】
感光体ドラム３２は、帯電ユニット３４により、全体が所定帯電電位に帯電される。ＬＳＵユニット３３からのレーザ光は、不図示のポリゴンミラーや各種レンズを通して、感光体ドラム３２へ照射されて、感光体ドラム３２上に静電潜像が形成される。その後、現像槽３５中のＭＧローラ３５ａ上のトナーが、感光体ドラム３２表面上に引き寄せられ、静電潜像はトナーによって感光体ドラム３２上の電位ギャップに応じて顕像化される。
【００２６】
また、作像される用紙（シート）は、タイミングを合わせてレジストローラ３１により、感光体ドラム３２方向へ搬送され、転写ユニット３６（コロナチャージャ）により感光体ドラム３２上のトナーが用紙に転写される。感光体ドラム３２上の残留したトナーはドラムユニットのクリーニングブレード３７ａによってかきとられ、クリーナーユニット３７により回収される。
【００２７】
トナーの転写が終了した用紙は、後述する定着装置３８で熱と圧力が加えられ、用紙上の未定着トナーが用紙に溶融・固着され、排紙装置Ｘを構成する排紙ローラ４１により排紙トレイ４２に排出される。
【００２８】
原稿読み取り部１０が備えるＡＤＦ１０ａ（自動原稿供給装置）の原稿トレイＸａに原稿が載置されていることが、所定のセンサにより検出されている場合には、ＡＤＦ１０ａにより原稿が自動供給されてコピーが実行される。
【００２９】
即ち、前記スタートキー操作がなされたときにＡＤＦ１０ａの原稿給送ローラ１７が回転し、原稿トレイＸａ上に載置された原稿が原稿読み取り部１０内へ送出されて所定の搬送路を搬送される一方、前記コピーランプユニット１２が所定の停止位置で停止したまま搬送中の原稿を露光する。この露光により得られた原稿からの反射光により原稿画像を読み取る処理は前述した通りである。このようにして画像が読み取られた原稿は、原稿排出部１８へ排出される。
【００３０】
次に、本発明の定着装置について説明する。図２は、本発明の実施形態に係る定着装置の説明図であり、定着装置３８は、ローラ内にハロゲンランプなどの加熱源１ｂが設けられ、外周部に耐熱性、トナー離型性を有する弾性体層１ａが形成された定着ローラ（加熱ローラ）１と、外周部に耐熱性を有する弾性体層２ａが形成され、定着ローラ１に圧接される加圧ローラ２と、ニップ部Ｎの出口部における接線Ｓ１上に配設され、加圧ローラ２と比べてその外径が十分に小さい補助ローラ３と、この補助ローラ３と加圧ローラ２に掛け渡された搬送ベルト４とを備えている。
【００３１】
定着ローラ１の外周部における弾性硬度は、加圧ローラ２の外周部における搬送ベルト４を含む弾性硬度より、例えば、９０％以下となるように設定され、これによりニップ部Ｎは、定着ローラ側に凹むニップ形状となる。また、ニップ部Ｎの出口部における接線角度、すなわち、ニップ部Ｎの出口部における接線Ｓ１と、定着ローラ１及び加圧ローラ２の回転軸を結ぶ線に直交する基準線Ｏと前述の接線Ｓ１とが成す角度（第１剥離角度）θ１が３０度以下となるように設定される。
【００３２】
補助ローラ３は、加圧ローラ２と比べて外径が十分に小さいものが用いられ、上述の接線Ｓ１上で、上述の接線Ｓ１と補助ローラ３の外周面と加圧ローラ２の外周面との接線Ｓ２とが成す角度（第２剥離角度）θ２が６０度以上となる位置に設置される。
【００３３】
次に、上述した剥離機構を備えた定着装置の動作について説明する。ニップ部Ｎを通過してきた記録用紙Ｐは、定着ローラ１外周部および搬送ベルトを含む加圧ローラ外周部の弾性硬度差により定着ローラ１側に凹んだニップ形状により強制的に加圧ローラ２側に誘導されて搬送ベルト４により接線Ｓ１方向に沿って搬送され、補助ローラ３の位置に来ると補助ローラ３の設置位置により形成される第２剥離角度θ２による急な角度変化により強制的に搬送ベルト４から剥離されることになる。この際、ニップ部Ｎを通過した記録用紙Ｐの搬送が接線Ｓ１方向に沿った搬送ベルト４によりスムーズに行なわれることで、記録用紙の搬送動作が剥離動作に影響を与えることがなく、安定した剥離動作が得られる。
【００３４】
また、画像形成装置１００は、搬送異常時のローラへの巻き付きを防止するために、定着ローラ１側に剥離爪５、加圧ローラ２側に剥離爪６をそれぞれ設けており、剥離爪先端部とローラ表面との間隙Ｌ１，Ｌ２は０．５ｍｍ以上設けるようにしている。ニップ部Ｎより下流側に設けられる定着ローラ側の剥離爪５は、先端部が浮いた状態で定着ローラ表面に密着して搬送されてきた記録材Ｐを強制的に剥離し、記録用紙Ｐが定着ローラ１に巻きつくのを防止する働きをする。
【００３５】
加圧ローラ２側の剥離爪６は、接線Ｓ１より下流側に適当な距離Ｌ３控えた位置に設けられ、先端部が浮いた上体で搬送ベルト４に密着した状態で補助ローラ３より下流側に搬送されてきた記録用紙Ｐを強制的に剥離し、記録用紙が加圧ローラに巻きつくのを防止する働きをする。
【００３６】
以上のように、本発明の定着装置によれば、剥離爪をローラ表面に接触させる剥離機構を用いることなく、確実な剥離性能を得ることでき、従来のようなローラ表面に生じる爪キズによるキズ模様や記録用紙への爪汚れなどが発生せず、高画質で高品位な画像形成が行える画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施形態に係る定着装置が組み込まれた画像形成装置全体の断面構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る定着装置の説明図である。
【符号の説明】
【００３８】
１…定着ローラ、１ａ…弾性体層、１ｂ…加熱源、２…加圧ローラ、２ａ…弾性体層、３…補助ローラ、４…搬送ベルト、５，６…剥離爪、１０…原稿読み取り部、２０…給紙部、３０…印刷部、４０…排紙部、１００…画像形成装置、Ｎ…ニップ部、Ｏ…基準線、Ｐ…記録用紙（記録材）。
【図１】
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【図２】
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