JP2000047513A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加熱加圧式の定着装置において、その加熱用
ロール１と加圧用ロール２との間に形成される圧接部Ｎ
から送り出された後の記録シートＰ上の画像がシート剥
離部材６や排出ロール対等に触れることにより発生し得
る部分的な画質障害（像乱れや光沢度の差等）を防止す
ることができるようにする。 【解決手段】 シート剥離部材６を、加熱用ロール１と
平行に配設される平板状の部材６０とし、かつ、その平
板状の部材６０を冷却する冷却手段７を具備させた。こ
の結果、圧接部Ｎから送り出される定着後の記録シート
Ｐは、シート剥離部材６により冷却されるようになり、
また、そのシート剥離部材６に接触する場合には均等に
接触するようになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式を利
用した複写機、プリンタ等の画像形成装置に使用される
定着装置に係り、特に、加熱用ロールと加圧用ロールと
の間に形成される圧接部から送り出された後の記録シー
ト上の画像に画質障害が発生しない対策が施された定着
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式を利用した画像形成装置に
使用される定着装置としては、一般に、内部に加熱源を
有し回転する加熱用ロールと、この加熱用ロールに圧接
されて加圧ロールとを備え、その加熱用ロールと加圧用
ロールの間に形成される圧接部（ニップ部）により、画
像形成装置の作像部にて形成される未定着トナー像が転
写された記録シート（用紙やＯＨＰシート等）を挟持し
て搬送させて通過させることにより、そのトナー像のト
ナーを加熱及び加圧してシート表面に融着させる、いわ
ゆる加熱加圧方式の定着装置が広く知られている。

【０００３】このような加熱加圧方式の定着装置におい
ては、通常、その圧接部から送り出される定着後の記録
シートを特に加熱用ロールの表面から確実に剥離させる
目的から、かかる圧接部のシート送り出し側の近傍位置
に、圧接部から送り出される定着後の記録シートの先端
部を加熱用ロールの表面から引き離す方向に誘導してそ
の記録シートの剥離を強制的に促すためのシート剥離部
材が設けられている。そして、このシート剥離部材とし
ては、主に、先端部がくさび状に尖った形状に形成され
て全体が爪状の形態からなる部材を、加熱用ロールの軸
方向に対し所定の間隔をあけて複数個そのロール表面に
当接させた状態又は微小な間隔をあけた状態で配設した
タイプのものが使用されており、また提案もされている
（特開平６−２３０６９９号公報等）。また、このよう
なシート剥離部材は、加熱用ロール側にのみ設ける場合
に限らず加圧用ロール側にも併設される場合がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うな爪状タイプのシート剥離部材が設けられている定着
装置では、圧接部から送り出された定着後の記録シート
がシート剥離部材に接触しながら剥離されることがあ
り、この際、記録シートの画像領域がシート剥離部材に
触れた場合には、その接触した画像部分で像が乱れた
り、剥離部材と接触した画像部分と接触していない画像
部分との間で光沢度に差が生じる等の画質障害（いわゆ
るフィンガーマーク）が発生してしまうという問題があ
る。

【０００５】このような部分的な画質障害は、圧接部か
ら送り出された定着直後の記録シート上の画像が十分に
定着されていない状態にあり、不要な外力が加わること
による影響を受け易いことが原因で発生しているもので
ある。そして、この画質障害は、シート剥離部材に接触
する画像領域がベタ画像やフルカラー画像である場合に
より顕著に発生する傾向にある。これは、かかるベタ画
像やフルカラー画像は、文字画像等の他の画像に比べて
記録シート上に担持されているトナー量が比較的多いた
め、定着直後においてはトナーが高温状態にあり、定着
がいまだ不十分で流動的な状態にあるために起こりやす
いものと推測される。また、ベタ画像やフルカラー画像
が形成された記録シートの定着がなされた場合には、そ
の定着後の記録シートが圧接部から送り出された後に定
着装置内部やその下流側外部に配設されている排出ロー
ル対によって挟持して搬送される際に、その排出ロール
の触れた画像部分と触れない画像部分との間で光沢度の
差が発生するという画質障害が発生することもある。

【０００６】従って、本発明の目的は、このような従来
技術における各問題点を解消することにあり、より具体
的には、加熱加圧式の定着装置として、その加熱用ロー
ルと加圧用ロールとの間に形成される圧接部から送り出
された後の記録シート上の画像がシート剥離部材や排出
ロール対等に触れることにより発生し得る部分的な画質
障害（像乱れや光沢度の差等）を防止することができる
定着装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達し得る、本
発明の定着装置は、回転する加熱用ロールと、その加熱
用ロールに圧接されて当該加熱用ロールとの間で未定着
トナー像を担持した記録シートを挟持して搬送する圧接
部を形成する加圧用ロールと、その圧接部から送り出さ
れる定着後の記録シートを少なくとも加熱用ロールの表
面から剥離させるシート剥離部材とを備えた定着装置に
おいて、前記シート剥離部材が、前記加熱用ロールと平
行に配設される平板状の部材であり、かつ、その平板状
の部材を冷却する冷却手段を備えているものである。

【０００８】ここで、上記加熱用ロールは、加熱するた
めのロールであり、通常、内部に加熱源が配設された金
属製の中空ロール芯材の表面に少なくとも弾性体層を形
成した形態のものが使用されるが、その弾性体層を形成
しない前記ロール芯材のみからなる形態のものであって
もよい。一方、上記加圧用ロールは、加圧するためのロ
ールであり、通常、金属製の中空ロール芯材の表面に少
なくとも弾性体層を形成した形態のものが使用される。
この加圧用ロールには、必要であれば、その中空ロール
芯材の内部に加熱源を配設してもよい。そして、このよ
うな加熱用ロールと加圧用ロールとの間で形成される圧
接部は、通常、回転駆動するように固定配置された加熱
用ロールに対して加圧用ロールを所定の押圧力で圧接さ
せることにより、加圧用ロール側の弾性体層が加熱用ロ
ールの表面形状に追従するようにした窪んだ形状に弾性
変形して加熱用ロール表面に密着する領域として形成さ
れる。

【０００９】また、上記シート剥離部材である平板状の
部材は、全体がほぼ平板状（シート状も含む）の形態か
らなり、少なくとも圧接部から送り出される定着後の記
録シートと接触し得る部位が一様に平滑な面にて形成さ
れた形態の部材である。その材質については、少なくと
も耐熱性があるものであれば特に制約されず任意であ
る。

【００１０】さらに、この平板状の部材からなるシート
剥離部材を冷却する上記冷却手段は、平板状の部材の剥
離性能を損ねることなく、その部材を所定の温度状態に
冷却できるものであればよく、例えば、冷却媒体を循環
供給させる冷却管を平板状部材に直接取り付けて冷却す
る冷却方式が採用される。この冷却手段によるシート剥
離部材（平板状部材）の冷却条件は、定着温度よりも約
２０℃以上低く、定着後の画像が何かに接触しても乱れ
たり変化しにくい温度状態（定着安定状態）にする冷却
を行える条件であればよい。また、シ−ト剥離部材の冷
却効果をより高めるために、必要により、その平板状の
部材に放熱手段（例えば放熱フィン）を設けてもよい。

【００１１】このような定着装置によれば、圧接部から
送り出された定着後の記録シートは、冷却手段により冷
却された状態にある平板状のシート剥離部材の近傍を接
触せずに通過するかあるいはシート剥離部材に接触した
状態で通過する。このため、定着後の記録シートひいて
は画像が上記シート剥離部材によって強制的にかつほぼ
均等に冷却される。この結果、定着直後の高温状態にあ
る画像（トナー）は、急速にしかも均等に冷やされて安
定した状態となり、その後においてシート剥離部材等に
接触しても画質障害等が発生しにくくなる。

【００１２】また、定着後の記録シートにおける画像領
域がシート剥離部材に接触した状態で剥離されても、そ
の剥離部材が平板状であるため、記録シートとシート剥
離部材とがほぼ均等に触れる。このため、画像に対する
外力による影響が均等になるとともに分散される。この
結果、部分的な画質障害が発生しにくくなる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態について説明する。

【００１４】◎実施の形態１ 図１は、本発明の一実施形態に係る定着装置を示すもの
である。この定着装置は、例えば電子写真式の複写機や
レーザプリンタに組み込まれて使用されるものであっ
て、加熱ロール１と加圧ロール２が、上下に対向した位
置で図示しない支持フレームにそれぞれの両端を回転自
在に軸受支持されている。

【００１５】加熱ロール１は、アルミニウム、ステンレ
ス等の金属からなる円筒状のロールコア１０の外周にシ
リコーンゴム等の弾性材料からなる弾性体層１１を形成
したロール形状からなるものである。また、加熱ロール
１は、そのロールコア１０の中空内部に加熱源となるヒ
ートランプ１２が設置されており、ヒートランプ１２に
よってそのロール１表面を所定の定着温度に加熱維持す
るようになっている。一方、加圧ロール２は、加熱ロー
ル１と同様の金属からなる円筒状のロールコア２０の外
周に、加熱ロール１と同様の弾性材料からなる弾性体層
２１を形成したロール形状からなるものである。加圧ロ
ール２側の弾性体層２１は、加熱ロール１の弾性体層１
１の厚さよりも厚く形成されている。また、この加圧ロ
ール２では、そのロールコア２０の中空内部にも加熱ロ
ール１と同様のヒートランプ２２が設置されている。

【００１６】また、この定着装置においては、定着装置
の上流側（図中左側）にある図示しない作像部において
転写形成された未定着のトナー像Ｔを担持する記録シー
トＰを加熱ロール１に対し所定の圧力で押し付けるため
に、加圧ロール２がバネ等によって加熱ロール１側に付
勢されている。これにより、加熱ロール１と加圧ロール
２の間には、加圧ロール２の弾性体層２１が加熱ロール
１の表面形状に追従した状態に弾性変形して加熱ロール
１表面と密着する領域からなる圧接部Ｎが形成されてい
る。さらに、加熱ロール１は、図示しない駆動源により
図中の矢印方向に回転駆動され、これにともない加圧ロ
ール２が図中の矢印方向に従動して回転するようになっ
ている。図１中において、符号３は未定着トナー像Ｔを
担持する記録シートＰを定着装置の圧接部Ｎに案内して
導入させるために導入側シートガイド、４は定着後の記
録シートＰを案内して排出させるための排出側シートガ
イド、５は定着後の記録シートＰを定着装置の後工程に
送り出すための排出用ロール対である。

【００１７】ちなみに、この定着装置には、図示しない
が、加熱ロール１側を覆う上部カバーと、加圧ロール２
側を覆う下部カバーなどが設けられている。一方、この
定着装置には、記録シートの加熱ロール１からの剥離を
容易にするための離型剤（オイル）をそのロール１表面
に塗布する離型剤塗布装置が設けられていない。

【００１８】そして、この定着装置においては、圧接部
Ｎのシート排出側の近傍位置に、その圧接部Ｎから送り
出される定着後の記録シートＰを加熱ロール１から剥離
するためのシート剥離部材６が配設されている。

【００１９】このシート剥離部材６は、図１や図２に示
すように、例えば厚さ１５０μｍ、長さ３２０ｍｍのポ
リイミドシートからなる平板状部材６０と、この平板状
部材６０を支持するためのアルミニウム製の支持部材６
５とでその主要部が構成されている。この平板状部材６
０は、その上面側に所定の間隔をあけてポリイミドから
なる放熱フィン６２が複数枚立設されており、これによ
り平板状部材６０の熱が放熱されやすいようになってい
る。この平板状部材６０の厚さや材質等については、上
記の内容に限られるものではなく、記録シートＰを加熱
ロール１から剥離する際に要する剥離力等に応じて適宜
設定される。一方、支持部材６５は、固定フレーム６６
に２つのブラケット６７により取り付けられ加熱ロール
１と平行状態にある固定シャフト６８に対して基端部側
が固定された支持アーム６９からなるものであり、その
支持アーム６９の加熱ロール１側にむけて延びる先端部
の下部に平板状部材６０（の両端部）がその平板状態が
維持されるように取り付けられている。つまり、支持部
材６５によって、平板状部材の先端部６０ａが加熱ロー
ル１と微小な間隙（２．０ｍｍ程度）をあけて平行な状
態となるように支持されている。

【００２０】また、このシート剥離部材６には、その平
板状部材６０を冷却するための冷却装置７が設けられて
いる。この冷却装置７は、水、冷却空気等の冷却媒体を
流通させる冷却用チューブ７０と、この冷却用チューブ
７０に冷却媒体を冷却して循環させる循環用ポンプ７１
とでその主要部が構成されている。このうち、冷却用チ
ューブ７０は、良好な熱伝導性を有するシリコンからな
る軽量な細い管であり、平板状部材６０の上面（背面）
側に図２ｂに示すように平板状部材との接触面積を増や
すように蛇行した状態で接着して取り付けられていると
ともに、両端部が平板状部材６０の端部から延ばされた
接続部分が適宜箇所に設置された循環用ポンプ７１に接
続されている。この冷却装置７は、通常、少なくとも定
着を要する画像形成動作時に動作するように設定されて
いる。また、この冷却装置７による冷却温度は、定着温
度が１４０℃前後である場合には、例えば１００℃前後
の温度になるように設定される。

【００２１】次に、この定着装置の動作について説明す
る。

【００２２】まず、画像形成動作が開始されると、この
定着装置の上流側において、図示しない電子写真方式の
複写機やプリンタ等の作像部（感光体等を中心とする画
像形成機器）でトナー像Ｔが形成された後に記録シート
Ｐに転写され、そのトナー像Ｔが転写された記録シート
Ｐが定着装置の圧接部Ｎにむけて送りこまれる。この
際、記録シートＰは、そのトナー像担持面が加熱ロール
１に当接するような姿勢で送りこまれる。

【００２３】一方、定着装置側では、加熱ロール１と加
圧ロール２が一定の速度で回転するとともに、加熱ロー
ル１がヒートランプ１２により所定の定着温度に保たれ
るように加熱される。また、シート剥離部材６の平板状
部材６０が、冷却装置７の動作により冷却媒体が循環供
給される冷却用チューブ７０によって所定の温度に冷却
される。

【００２４】このような状態にある定着装置に送り込ま
れた記録シートＰは、ニップ部Ｎを形成する加熱ロール
１と加圧ロール２の間に挟持された状態で搬送された後
にその圧接部Ｎから送り出されるが、この圧接部Ｎを通
過する際に加熱ロール１と加圧ロール２によって加熱及
び加圧されることにより、そのトナー像Ｔが溶融されて
シート表面に融着される。

【００２５】そして、圧接部Ｎから送り出される記録シ
ートＰは、その圧接部Ｎが前述したように加圧ロール２
の弾性体層２１が弾性変形した状態で形成されたもので
あるため、記録シートＰの先端部が水平方向に対して上
向きの姿勢でもって送り出される。この上向き状態で送
り出される記録シートＰは、圧接部Ｎを通過した後に加
熱ロール１から自力でわずかに分離し始めるとともに、
圧接部Ｎの下流側に配置されたシート剥離部材６によっ
て確実に剥離される。

【００２６】すなわち、加熱ロール１表面からわずかに
分離した記録シートＰの先端部が、シート剥離部材の平
板状部材６０の下面に沿うような状態で下流側に送り出
される。これをきっかけとして圧接部Ｎから送り出され
た記録シートＰは加熱ロール１の表面から確実に剥離さ
れる。そして、この定着直後の記録シートは、定着温度
に近い高温状態にあるものの、冷却されたシート剥離部
材６の平板状部材６０の近傍を又はその下面に触れて通
過することにより冷却される。また、平板状部材６０
は、放熱ファン６２によって効率よく放熱されているた
め、画像の冷却をより確実に行うことができる。これに
より、定着後の記録シートＰ上にある溶融後のトナー画
像は、強制的に冷やされるため、そのトナーの凝集力が
急激に高められ、外力に対して影響のうけにくいきわめ
て安定した状態になる。

【００２７】従って、圧接部Ｎから送り出された記録シ
ートＰが、図１中の一点鎖線で例示すようにシート剥離
部材６である平板状部材６０の下面に接触した状態で剥
離される場合であっても、その記録シート上の画像がシ
ート剥離部材６との接触時に発生する衝撃や押圧力等に
より乱されたりその光沢度に差が生じたりすることがほ
とんどない。しかも、記録シートＰが接触するシート剥
離部材６は平板状であるため、記録シートＰとシート剥
離部材６とが均等に触れるようになって部分的な画像障
害が発生することがなくなり、また、多少の画像障害が
発生してもほぼ均等に発生することになる結果、実用上
問題となるような目立った画像障害が発生することもな
い。

【００２８】このようにしてシート剥離部材６により加
熱ロール２から剥離された記録シートＰは、その後、排
出ロール対５により定着装置内から送り出され、後工程
に送られる。この際、記録シートＰ上の画像はシート剥
離部材６による冷却によりシート表面に十分に定着され
て安定した状態になっているため、排出ロール対５によ
り挟持して搬送されることがあっても、その画像に部分
的な光沢度の差が発生するということがない。

【００２９】この定着装置によって得られた定着後の画
像は、シート剥離部材６や排出ロール対５等に接触して
排出されることがあっても、従来技術のように他の部材
に接触した画像部分と接触しない画像部分とで像乱れの
有無や光沢度に差がある等の部分的な画質障害がほとん
ど発生しない。また、この実施形態に係る定着装置のよ
うに、離型剤塗布装置が設けられていない場合には、圧
接部Ｎから送り出された記録シートＰは加熱ロール１か
ら剥離しにくい状態にあるため、加熱ロール１からの剥
離はシート剥離部材６による補助が不可欠であり、しか
も、その剥離の際にはシート剥離部材６に接触した状態
で剥離されることが多くなるが、前記したような冷却装
置７を備えた平板状部材６０にてシート剥離部材６が装
備されていることにより、画質障害のない良好な定着を
行うことができ、実益大である。さらに、このような定
着装置であれば、ベタ画像が多い画像の定着や、フルカ
ラー画像の定着を行う場合であっても、画質障害のない
良好な定着を行うことが可能である。

【００３０】◎他の実施形態（変形例） なお、前記した実施形態１では、シート剥離部材６を常
に一定の位置に固定して支持する場合について例示した
が、シート剥離部材６を剥離動作位置と退避位置の双方
に移動できるように支持する構成を採用してもよい。

【００３１】図３ａ，ｂは、シート剥離部材６を剥離動
作位置Ａと退避位置Ｂの双方に移動できるように支持し
た構成の定着装置を概略的に示すものである。すなわ
ち、この定着装置は、シート剥離部材６を、図示しない
公知の変位手段（ソレノイド、クランクモータ機構な
ど）によって剥離動作位置Ａ（同図ａ）と退避位置Ｂ
（同図ｂ）という２つの位置を移動させるように構成
し、また、退避位置Ｂに移動させた際にシート剥離部材
６を冷却する冷却ファン７２を配設した以外は前記実施
形態１と同じ構成からなるものである。そして、画像形
成動作信号が入力されると、シート剥離部材６を剥離動
作位置Ａに移動させ、その画像形成動作が終了すると、
シート剥離部材６を退避位置Ｂに移動させるように設定
されている。

【００３２】このような構成からなる定着装置において
は、画像形成動作が開始されて定着動作が必要な時期に
は、シート剥離部材６が加熱ロール１と近接する剥離動
作位置Ａに移動する。これにより、実施形態１の場合と
同様にして良好な定着動作が行われるとともに、シート
剥離部材６による記録シートＰの良好な剥離動作が行わ
れる。一方、定着動作が不要な時期には、シート剥離部
材６が加熱ロール１から遠ざけられた退避位置Ｂに移動
する。これにより、シート剥離部材６の平板状部材６０
が加熱ロール１から放出される熱の影響を受けにくく状
態となり、不用意に加熱されることがない。また、この
退避位置Ｂにあるシート剥離部材（平板状部材６０）を
冷却装置７により冷却した場合には、加熱ロール１から
の高熱の影響を受けることなく効率よく冷却することが
できる。しかも、この冷却に際して、退避時専用の冷却
ファン７２を動作させた場合には、シート剥離部材（平
板状部材６０）をより迅速にかつ効率よく冷却すること
ができる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の定着装置
によれば、シート剥離部材が、加熱用ロールと平行に配
設される平板状の部材であり、かつ、その平板状の部材
を冷却する冷却手段を具備しているため、加熱用ロール
と加圧用ロールとの間に形成される圧接部から送り出さ
れた後の記録シートは、シート剥離部材を通過する際、
その剥離部材によってほぼ均等に冷却される。また、か
かる定着後の記録シートは、シート剥離部材と接触した
状態で送り出される場合であっても、その剥離部材とは
ほぼ均等に接触することとなる。この結果、定着後の記
録シートがシート剥離部材に接触したり排出ロール対等
に部分的に接触しても、その接触により像が乱れたり光
沢度に差がでる等の部分的な画質障害が発生することが
ほとんどない。従って、この定着装置による定着を行っ
た場合には、良好に定着された高画質な画像を確実にか
つ安定して得ることができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態に係る定着装置を示す概
要図である。

【図２】 シート剥離部材の構成を拡大して示すもので
あり、（ａ）はその正面図、（ｂ）はその平面（上面）
図である。

【図３】 本発明の他の実施形態に係る定着装置を示す
概要図であり、（ａ）はその装置におけるシート剥離部
材が剥離動作位置に移動しているときの状態を示し、
（ｂ）はそのシート剥離部材が退避位置に移動している
ときの状態を示す。

【符号の説明】

１…加熱ロール（加熱用ロール）、２…加圧ロール（加
圧用ロール）、６…シート剥離部材、７…冷却装置（冷
却手段）、６０…平板状の部材、Ｎ…圧接部、Ｔ…未定
着トナー像、Ｐ…記録シート。

フロントページの続き (72)発明者 稲宮 竜一 神奈川県海老名市本郷2274番地、富士ゼロ ックス株式会社内 (72)発明者 木島 勝 神奈川県海老名市本郷2274番地、富士ゼロ ックス株式会社内 (72)発明者 佐野 晴彦 神奈川県海老名市本郷2274番地、富士ゼロ ックス株式会社内 Ｆターム(参考） 2C061 AP04 CK03 CK08 CN07 2H033 AA10 AA11 BA16 BA20 BA29

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転する加熱用ロールと、その加熱用ロ
   ールに圧接されて当該加熱用ロールとの間で未定着トナ
   ー像を担持した記録シートを挟持して搬送する圧接部を
   形成する加圧用ロールと、その圧接部から送り出される
   定着後の記録シートを少なくとも加熱用ロールの表面か
   ら剥離させるシート剥離部材とを備えた定着装置におい
   て、 前記シート剥離部材が、前記加熱用ロールと平行に配設
   される平板状の部材であり、かつ、その平板状の部材を
   冷却する冷却手段を備えていることを特徴とする定着装
   置。