JP2006098903A - Separating device and fixing unit with the same - Google Patents
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Description
本発明は、互いに圧接して回転する一対の回転体によって形成されるニップ部で挟持搬送される用紙を該ニップ部の通過後に回転体から分離する分離装置に関する。本発明はまた、分離装置を組み込んだ定着装置に関する。 The present invention relates to a separating apparatus that separates a sheet, which is nipped and conveyed at a nip formed by a pair of rotating bodies that rotate in pressure contact with each other, from the rotating body after passing through the nip. The present invention also relates to a fixing device incorporating a separation device.
従来、複写機、プリンタなどの画像形成装置の定着装置として、互いに圧接して回転する一対のローラによって形成されるニップ部で用紙を挟持搬送しながら加熱および加圧することで、未定着の画像を用紙に定着させる構成が広く利用されている。ローラの少なくとも一方の表面には、ニップ部を通過後の用紙を該ローラから分離するための分離爪が当接されている。 Conventionally, as a fixing device of an image forming apparatus such as a copying machine or a printer, an unfixed image is formed by heating and pressurizing a sheet while nipping and conveying the sheet at a nip portion formed by a pair of rollers that rotate in pressure contact with each other. A configuration for fixing to paper is widely used. At least one surface of the roller is in contact with a separation claw for separating the paper after passing through the nip portion from the roller.
また、ローラにトナー離型層を備えたものが知られている。このようなローラに分離爪を当接させた場合、表面が摩耗して傷付き易いため、ローラを通過した用紙にローラの表面の傷に起因する画像ノイズが発生する恐れがある。 Further, a roller having a toner release layer is known. When the separation claw is brought into contact with such a roller, the surface is easily worn and scratched, so that image noise due to scratches on the surface of the roller may occur on the paper that has passed through the roller.
分離爪を表面に当接した場合に摩耗するローラの膜厚は、分離爪先端がローラに接触する線圧が大きいほど大きくなるため、特許文献1には、先端線圧を0.02N/mm以下にしできるだけ小さい力で分離爪をローラに当接させる方法が開示されている。 Since the film thickness of the roller that wears when the separation claw comes into contact with the surface increases as the linear pressure at which the tip of the separation claw contacts the roller increases, Patent Document 1 discloses that the tip linear pressure is 0.02 N / mm. In the following, a method is disclosed in which the separation claw is brought into contact with the roller with as little force as possible.
一方、ローラの熱膨張を考慮して、先端をローラにできるだけ近づけた非接触式の分離爪による傷対策も一般的に行われている。
しかしながら、分離爪をローラに当接させる機構(例えばバネ)の力を単に弱めることで、線圧を特許文献1に記載した値に設定すると、爪先端荷重が確保できなくなり分離性が損なわれる。また、非接触式の分離爪の場合、ローラ表面の摩耗による画像ノイズの発生を防止できるが、爪先端とローラの間の隙間を厳密に規定する必要があるため、部品精度を高めたり、隙間を調整できるように構成する必要がある。また、接触式に比べると分離性が劣るため、分離できずに用紙がローラに巻き付く可能性が高く、したがって巻き付いた用紙を取り除くための手段を定着装置に設ける必要があり、接触式に比べて高価となる。 However, if the linear pressure is set to the value described in Patent Document 1 simply by weakening the force of a mechanism (for example, a spring) that causes the separation claw to contact the roller, the claw tip load cannot be secured and the separability is impaired. In the case of a non-contact type separation claw, it is possible to prevent the occurrence of image noise due to wear on the roller surface. However, it is necessary to strictly define the gap between the claw tip and the roller. Must be configured to be adjustable. In addition, the separation is inferior compared to the contact type, so it is highly possible that the paper cannot be separated and the paper is wound around the roller. Therefore, it is necessary to provide means for removing the wound paper in the fixing device. And expensive.
そこで、本発明は、低コストを実現するのに有利な接触式の分離爪を備えた分離装置において、分離性を損なうことなくローラ表面の摩耗を抑制してローラの高寿命化を図ることを目的とする。 Therefore, the present invention provides a separation apparatus having a contact-type separation claw that is advantageous for realizing low cost, and suppresses wear of the roller surface without impairing the separation performance, thereby extending the life of the roller. Objective.
本発明はまた、分離装置の分離性を損なうことなく分離爪が当接したローラ表面の摩耗を抑制して高寿命化を図る定着装置を提供することを目的とする。 It is another object of the present invention to provide a fixing device that extends the life by suppressing the wear of the roller surface with which the separation claw contacts without impairing the separation performance of the separation device.
上記目的を達成するために、本発明に係る分離装置は、
互いに圧接して回転する一対の回転体によって形成されるニップ部で挟持搬送される用紙をニップ部の通過後に回転体から分離する分離装置において、
上記回転体の少なくとも一方は、トナー離型性を有する表面層を有し、
分離装置は、
ニップ部の用紙搬送方向の下流側で上記回転体の少なくとも一方の表面層と当接し、上記回転体の少なくとも一方からニップ部を通過した用紙を分離する分離爪と、
分離爪を保持するホルダと、
を備え、
分離爪の上記表面層と当接する先端の幅が2.6mm以上所定の値以下に設定されていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a separation apparatus according to the present invention comprises:
In a separation device that separates a sheet conveyed and held in a nip formed by a pair of rotating bodies that are in pressure contact with each other after passing through the nip,
At least one of the rotating bodies has a surface layer having toner releasability,
Separation device
A separation claw that comes into contact with at least one surface layer of the rotator on the downstream side of the nip portion in the sheet conveying direction and separates the sheet that has passed through the nip from at least one of the rotators;
A holder for holding the separation claw;
With
The width of the tip of the separation claw that contacts the surface layer is set to 2.6 mm or more and a predetermined value or less.
本発明に係る定着装置は、互いに圧接して回転する一対の回転体によって形成されるニップ部で用紙を挟持搬送しながら加熱および加圧することによりトナー画像を用紙に定着する定着装置において、用紙をニップ部の通過後に回転体から分離する分離装置を備え、
上記回転体の少なくとも一方は、トナー離型性を有する表面層を有し、
分離装置は、
ニップ部の用紙搬送方向の下流側で上記回転体の少なくとも一方の表面層と当接し、上記回転体の少なくとも一方からニップ部を通過した用紙を分離する分離爪と、
分離爪を保持するホルダと、
を備え、
分離爪の上記表面層と当接する先端の幅が2.6mm以上所定の値以下に設定されていることを特徴とする。
A fixing device according to the present invention is a fixing device that fixes a toner image on a sheet by heating and pressurizing the sheet while nipping and conveying the sheet at a nip formed by a pair of rotating bodies that are pressed against each other. A separation device that separates from the rotating body after passing through the nip part,
At least one of the rotating bodies has a surface layer having toner releasability,
Separation device
A separation claw that comes into contact with at least one surface layer of the rotator on the downstream side of the nip portion in the sheet conveying direction and separates the sheet that has passed through the nip from at least one of the rotators;
A holder for holding the separation claw;
With
The width of the tip of the separation claw that contacts the surface layer is set to 2.6 mm or more and a predetermined value or less.
本発明によれば、分離爪の先端幅を2.6mm以上とすることで、分離爪先端のローラに対する接触総圧を分離性を損なわない程度に確保すると同時に、接触線圧をローラ表面の摩耗を抑制する程度に小さくできる。 According to the present invention, by setting the tip end width of the separation claw to 2.6 mm or more, the total contact pressure of the separation claw tip with respect to the roller is ensured to such an extent that the separability is not impaired, and at the same time, the contact line pressure is worn on the roller surface Can be made small enough to suppress
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明に係る分離装置の一実施形態を備えた定着装置を示す。この定着装置2は、電子写真方式による画像形成装置(例えば、複写機、プリンタなど)、すなわち、像担持体(例えば感光体ドラム)上に潜像を形成した後、トナーで潜像を顕像化してトナー画像を形成し、続いてトナー画像を用紙に転写する装置に着脱可能に組み込まれるようになっている。
FIG. 1 shows a fixing device provided with an embodiment of a separation device according to the present invention. The
詳しくは、定着装置2は、内部に加熱用のハロゲンヒータ(図示せず)を有する加熱ローラ4、加熱ローラ4と圧接して用紙が通過するニップ部6を形成する加圧ローラ8、および用紙の搬送方向に関してニップ部6の上流側および下流側に配置され、用紙を案内するためのガイド(図示せず)を備えている。
Specifically, the
加熱ローラ4は、(内部にハロゲンヒータを設けた)中空の金属(例えばアルミニウム)を基体(芯金)とし、その表面にトナー離型性を有する層(例えばPTFE(polytetrafluoroethylene)樹脂)を設けたローラである。加圧ローラ6は、金属(例えばアルミニウム)を基体とし、その表面に弾性層(例えばシリコーンゴム)、さらにその表面にトナー離型性を有する層(例えばPFA(perfluoroalkoxy)樹脂)を設けたローラである。
The
定着装置2はまた、ニップ部6の下流側に分離装置10を備えており、ニップ部6を通過した用紙を加熱ローラ4から分離するようになっている。用紙上に形成されたトナー画像を加熱定着する場合、印字面側に加熱ローラ4を配置するが、用紙が加熱ローラに巻き付き易いため、分離装置10は加熱ローラ側に設けている。なお、分離された用紙は、ガイドに沿って定着装置2の下流側に配置された排紙部に案内されることになる。
The
分離装置10は、加熱ローラ4の軸方向(図1紙面表裏方向)に沿って一つまたはそれ以上配置された分離爪12と、これら分離爪12を保持するホルダ14とを備える。分離爪12は、ホルダ14が定着装置2に組み込まれた状態で加熱ローラ4の軸方向とほぼ垂直な方向(図1紙面水平方向)に伸びた細長形状を有する。ホルダ14は、加熱ローラ4の軸方向(回転中心軸線)にほぼ平行に伸びたピン16を備える。分離爪12の中央部には、図2(a)に示すように、分離爪の幅方向両端でホルダ14側に突き出た突起部15が設けてある。突起部15には、ピン16の外径Doより僅かに内径Diが大きくピン16が隙間嵌合されたピン穴18[図2(b)]が形成されており、これにより分離爪12がピン16に回転自在に支持されるようにしてある。
The
分離爪12の一端側(後端側)には、ホルダ14に対向して突起部(図示せず)が設けてある。他方、ホルダ14の分離爪12の該突起部に対向する部分にも突起部(図示せず)が設けてある。これら突起部にバネ20(図1)の一端および他端が固定され、これにより分離爪12をピン16を中心として加熱ローラ4の回転方向とは逆の方向(図1時計回り方向)に付勢するようにしてある。したがって、分離爪12の他端すなわち先端が加熱ローラ4に当接することになる。分離爪12の先端幅W[図2(c)]は、以下に示すように所定の値に規定されている。
A protrusion (not shown) is provided on one end side (rear end side) of the
かかる構成を備えた定着装置2において、画像形成時、トナー画像が転写された用紙は、加熱ローラ4と加圧ローラ8で形成するニップ部6を挟持搬送されながら加圧および加熱され、これにより未定着のトナーが定着される。ニップ部6を通過した用紙は、分離装置10の分離爪12により加熱ローラ4から分離された後、排紙部に搬送される。
In the
本発明者は、分離爪の所望の先端幅Wを以下の実験により見いだした。 The inventor has found the desired tip width W of the separation claw by the following experiment.
実験1
図1の定着装置を用い、以下の条件の下で、複数の爪先端荷重それぞれについて、用紙を50枚通紙させたときの分離不良の発生確率を求めた。
Experiment 1
Using the fixing device of FIG. 1, the probability of occurrence of separation failure was determined when 50 sheets of paper were passed for each of the plurality of claw tip loads under the following conditions.
実験条件
室温30℃、湿度85%
用紙の種類:54g/mm2の紙
画像:搬送方向先端から形成
Experimental conditions Room temperature 30 ° C, humidity 85%
Paper type: 54 g / mm 2 paper Image: Formed from the leading edge in the transport direction
実験結果を図3に示す。図に示すように、加熱ローラ4に巻き付こうとする用紙を分離する能力(分離性)は、分離爪12先端が加熱ローラに接触する総圧に依存しており、実験により約0.08N以上であれば、分離性が確保されていることがわかった。
The experimental results are shown in FIG. As shown in the figure, the ability (separability) of separating the paper to be wound around the
実験2
図1の定着装置を用い、以下の条件の下で、複数の分離爪12先端線圧それぞれについて、12万枚相当走行距離後(加速耐久試験)の加熱ローラ4表面の摩耗量を表面粗さ計で計測した。その後、サンプル画像を目視判断した。
The amount of wear on the surface of the
実験条件
加熱ローラ4の周速:390mm/秒
加熱ローラ4の表面温度:190℃
Experimental conditions The peripheral speed of the heating roller 4: 390 mm / sec The surface temperature of the heating roller 4: 190 ° C.
実験の結果を図4に示す。分離爪12先端線圧が大きければ摩耗量も増加するが、摩耗量が約3μm以下、したがって線圧が約0.03N/mm以下であれば、画像不良が目視判断できなかった。
The result of the experiment is shown in FIG. When the linear pressure at the tip of the
実験1,2の結果より、分離爪12先端幅が約2.6mm(≒0.08N÷0.03N/mm)以上であれば、分離性を確保しつつ加熱ローラ4したがって定着装置2の高寿命化を実現できることがわかった。
From the results of
ところで、分離爪12先端は、加熱ローラ4表面と完全に平行となるのが望ましいが、分離爪先端を幅広にすると、ホルダ14を定着装置2に組み込んだ際に例えば図5(a)に示すようにホルダのピン16が加熱ローラ表面に対し僅かに傾いた場合に、爪先端が加熱ローラと全面で当接せずに先端の幅方向一端12Sで方当たりする恐れがある。その結果、摩耗量が増加し、加熱ローラ4の寿命が低下する。
By the way, it is desirable that the tip of the
そこで、分離爪12先端を加熱ローラ4表面と平行となるようにするために、分離爪を支持するピン16の外径に対し分離爪のピン穴18の内径を僅かに大きくしてピンとピン穴との間に所定の大きさの遊びを設けることで、図5(b)に示すようにピン16が傾いていても分離爪先端を方当たりなく加熱ローラ表面に当接させることができる。図2(b)を参照して、本実施形態において、ピン16とピン穴18との最大嵌め合い隙間L(ピン穴の内径Diとピン穴の外径Doの差)は、所定の値に規定されている。なお、図2(b)および図5において、ピン16の外径とピン穴18の内径の差を実際よりも大きく示してある。
Therefore, in order to make the tip of the
本発明者は、複数の最大嵌め合い隙間それぞれについて爪幅を変えて、ピン16(ホルダ14)が傾いていても分離爪12先端が加熱ローラ4表面と平行に保つことができる限界の角度(ピンの軸方向と加熱ローラの軸方向とのなす角度)を数値シミュレーションにより求めた。図6にシミュレーション結果を示す。
The inventor changes the claw width for each of the plurality of maximum fitting gaps, and even if the pin 16 (holder 14) is tilted, the angle of the limit at which the tip of the
ホルダ14を定着装置2に組み込んだ場合に、ピン16の軸方向の加熱ローラ4の軸方向に対する傾きは、約1度(組立と部品公差を含めた実力値)以内であることが本発明者により確認されている。そこで、分離爪幅が約2.6mm以上の場合に、ピン16の軸方向の加熱ローラ4の軸方向に対する傾きが約1度以内となるような最大嵌め合い隙間は、図6から0.05mmである(例えば、最大嵌め合い隙間が0.03mmだと、爪幅が2.6mmでは許容できる角度が1度より小さいので、ホルダ14を定着装置2に組み込んだ場合に角度が1度程度であれば、方当たりが発生することになる。)。
When the
最大嵌め合い隙間を大きくすることで爪先端が幅広でも方当たりなく分離爪を加熱ローラに当接させることが可能であるが、本発明者による実験により、最大嵌め合い隙間が約0.4mm以上では、加熱ローラ4を駆動する際に分離爪12と加熱ローラとの間でスリップスティックが発生し、安定した当接状態を保つことができないことがわかった。そこで、最大嵌め合い隙間の上限を約0.3mmとする。このときの角度が1度以内であるためには、使用できる爪幅は、図6から最大で約18mmである。
By increasing the maximum fitting gap, it is possible to bring the separation claw into contact with the heating roller even if the claw tip is wide, but the experiment by the present inventors has shown that the maximum fitting gap is about 0.4 mm or more. Thus, it was found that when the
以上の説明は、本発明の一実施形態にかかるもので、本発明はこれに限らず種々改変可能である。例えば、上記実施形態では、加熱ローラ側に分離爪を設けたが、代わりにまたはこれに加えて加圧ローラ側に設けてもよい。加圧ローラについても当接する分離爪に関し上述の議論が成り立つ。また、分離爪を当接させる回転体および該回転体に当接させる回転体は、ローラ形状に限らず、例えばベルト形状でもよい。 The above description relates to an embodiment of the present invention, and the present invention is not limited to this and can be variously modified. For example, in the above-described embodiment, the separation claw is provided on the heating roller side, but it may be provided on the pressure roller side instead of or in addition to this. The above discussion holds for the separation claw that also contacts the pressure roller. Further, the rotating body that contacts the separation claw and the rotating body that contacts the rotating body are not limited to a roller shape, and may be, for example, a belt shape.
さらに、上記実施形態では、分離爪12にピン穴18、分離爪を保持するホルダ14にピン16を設けたが、代わりに、分離爪にピンを設け、ホルダにピンを隙間嵌合するためのピン穴を設けてもよい。
Furthermore, in the said embodiment, although the
2 定着装置
4 加熱ローラ
6 ニップ部
8 加圧ローラ
10 分離装置
12 分離爪
14 ホルダ
16 ピン
18 ピン穴
L 最大嵌め合い隙間
2 Fixing
Claims (5)
上記回転体の少なくとも一方は、トナー離型性を有する表面層を有し、
分離装置は、
ニップ部の用紙搬送方向の下流側で上記回転体の少なくとも一方の表面層と当接し、上記回転体の少なくとも一方からニップ部を通過した用紙を分離する分離爪と、
分離爪を保持するホルダと、
を備え、
分離爪の上記表面層と当接する先端の幅が2.6mm以上所定の値以下に設定されていることを特徴とする分離装置。 In a separation device that separates a sheet conveyed and held in a nip formed by a pair of rotating bodies that are in pressure contact with each other after passing through the nip,
At least one of the rotating bodies has a surface layer having toner releasability,
Separation device
A separation claw that comes into contact with at least one surface layer of the rotator on the downstream side of the nip portion in the sheet conveying direction and separates the sheet that has passed through the nip from at least one of the rotators;
A holder for holding the separation claw;
With
A separation device characterized in that the width of the tip of the separation claw in contact with the surface layer is set to 2.6 mm or more and a predetermined value or less.
分離爪には、ピンと隙間嵌合するピン穴が形成されており、
ピンとピン穴の最大嵌め合い隙間が0.05mm以上0.3mm以下に設定されていることを特徴とする請求項1記載の分離装置。 The holder includes a pin that extends substantially parallel to at least one rotation center axis of the rotating body and supports the separation claw,
The separation claw has a pin hole that fits into the gap with the pin.
The separation device according to claim 1, wherein a maximum fitting gap between the pin and the pin hole is set to 0.05 mm or more and 0.3 mm or less.
ホルダには、ピンと隙間嵌合するピン穴が形成されており、
ピンとピン穴の最大嵌め合い隙間が0.05mm以上0.3mm以下に設定されていることを特徴とする請求項1記載の分離装置。 The separation claw includes a pin extending substantially parallel to at least one rotation center axis of the rotating body,
The holder has a pin hole that fits into the pin with a gap.
The separation device according to claim 1, wherein a maximum fitting gap between the pin and the pin hole is set to 0.05 mm or more and 0.3 mm or less.
5. A fixing device that fixes a toner image onto a sheet by heating and pressurizing the sheet while nipping and conveying the sheet at a nip formed by a pair of rotating bodies that rotate in pressure contact with each other. 6. A fixing device comprising the separation device according to 1.
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JP2012168434A (en) * | 2011-02-16 | 2012-09-06 | Ricoh Co Ltd | Fixing device and image forming apparatus |
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2004
- 2004-09-30 JP JP2004286667A patent/JP2006098903A/en active Pending
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