JP2006133391A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ニップ部によって発生される記録紙のカール量を効果的に低減した定着装置を提供することを目的とする。
【解決手段】ヒートローラ４１と、該ヒートローラ４１に圧接するプレスローラ４２とを備え、該ヒートローラ４１及びプレスローラ４２の圧接面に形成されるニップ部４５で記録紙Ａを加熱・加圧して、該記録紙Ａ上にトナー像を定着させる定着器ユニット４において、第１記録紙搬送経路１１の下流側であってニップ部４５の後方に剥離爪４６が設けられ、該剥離爪４６によって、該ニップ部４５で加熱・加圧されてヒートローラ４１の外周面４１ａに沿って搬送された記録紙Ａを直ちに剥離する。
【選択図】図３

Description

本発明は、定着装置の技術に関し、より詳細には、定着装置に設けられる剥離爪のヒートローラに対する配置構成を変更して記録紙のカール量を低減させるように構成した定着装置に関する。

レーザプリンタなどの画像形成装置では、ヒートローラ及びプレスローラを備えてなる定着装置が設けられており、この定着装置では、ヒートローラとプレスローラとの圧接部（ニップ部）を記録紙が通過する間に、トナー転写後の記録紙がヒートローラによって加熱・加圧されて、記録紙上のトナー画像が定着される。

このような定着装置は、ヒートローラの周面に沿ってニップ部が形成され、ニップ部において記録紙が加熱・加圧される際にヒートローラの周面に付着して、ニップ部を通過した後も巻き付ついてしまう場合があった。かかる状態で記録紙の搬送を継続すると、紙詰まりの原因となっていた。そこで、ヒートローラに付着した記録紙の剥離手段としての剥離爪を設けた定着装置が提案されている。かかる定着装置では、通常、ヒートローラの回転方向下流側（記録紙搬送経路の下流側）であって剥離爪の先端部がヒートローラの周面に当接するように配置される。

また、ヒートローラ及びプレスローラによって加熱・加圧された記録紙は、ニップ部を通過後に、記録紙の搬送方向の両端部に対し、略中央部が上方若しくは下方となるようにカールすることがある。記録紙がカールしたままであると、定着装置その他の周辺機器等に接触しながら記録紙の搬送方向に搬送されて、記録紙が機械内部の部品によりこすれて搬送が乱れたり、汚れたりしてしまうことがあった。また、記録紙のカール量によっては、剥離爪によってもヒートローラの周面から剥離することができずに、上述したような紙詰まり等の搬送不良が生じる場合があった。

かかる観点から、記録紙のカール量を低減し、断面視略直線状に矯正するようにした定着装置等が提案されている（特許文献１及び特許文献２参照）。

例えば、特許文献１に開示される定着装置は、剥離爪を少なくとも３つ備えるとともに、剥離爪は剥離面の先端側と剥離爪先端におけるローラの接線とがなす剥離角が、ヒートローラの長手方向中央付近に設けられる剥離爪と、長手方向両端部に設けられる剥離爪とで異なる角度に構成される。そして、ヒートローラから剥離爪によって記録紙が剥離される際に、ヒートローラの長手方向の位置に応じて、剥離爪が記録紙に加える力が異なるように構成することができ、カールを矯正しながら搬送することができる（特許文献１参照）。
また、特許文献２に開示される定着装置は、ニップ部を通過した記録紙に対して、カール付与方向とは逆方向への押圧力を付与するように当接部材を配設し、記録紙のカール量を低減することができる（特許文献２参照）。
特開２００３−３４５１６３号公報 特開平９−９０６８５号公報

ところで、記録紙のカールは、記録紙がヒートローラの周面に付着若しくは近接している長さに影響を受ける。従来の定着装置では、ニップ部に至ってから剥離爪によってヒートローラから剥離されるまでの距離が長く、記録紙がヒートローラの周面に付着している時間が長かった。そのため、ニップ部通過後もヒートローラによって継続して加熱される結果、記録紙のカール量が多くなり、ヒートローラに沿うようにカールされた記録紙がヒートローラ周面に付着して、剥離爪によっては剥離できずに紙詰まりが起こる場合があった。また、記録紙のカール量が大きくなって、記録紙が周辺機器と接触して、記録紙の搬送が乱れたり汚れたりしてしまう場合があった。

また、該特許文献１及び特許文献２には、確かに、記録紙が剥離爪によってヒートローラから剥離される際にカールを矯正したり、カール方向と逆方向に押圧してカール量を低減したりするような定着装置が開示されているが、いずれの定着装置であっても、ヒートローラの周面へ付着等する記録紙の時間が長いため、カールを十分に矯正することができない場合があった。

そこで、本発明は、定着装置に関し、前記従来の課題を解決するもので、ニップ部によって発生される記録紙のカール量を効果的に低減した定着装置を提供することを目的とする。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

すなわち、請求項１においては、ヒートローラと、該ヒートローラに圧接するプレスローラとを備え、該ヒートローラ及びプレスローラの圧接面に形成されるニップ部で記録紙を加熱・加圧して、該記録紙上にトナー像を定着させる定着装置において、記録紙搬送経路の下流側であってニップ部の後方に剥離爪が設けられ、該剥離爪によって、該ニップ部で加熱・加圧されてヒートローラの周面に沿って搬送された記録紙を直ちに剥離するものである。

請求項２においては、前記ニップ部の記録紙搬送経路に対する上流側端部及び下流側端部を前記ヒートローラの周面に沿って結んだ円周長さよりも、該下流側端部及び前記剥離爪の先端と前記ヒートローラの周面との接部をヒートローラの周面に沿って結んだ円周長さが小であるものである。

請求項３においては、前記剥離爪の接部が、前記ニップ部の下流側端部に近接して配置されるものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１に示す構成としたので、記録紙がヒートローラに付着若しくは近接する状態を少なくして、カール量を低減して、記録紙がヒートローラに巻き込まれて紙詰まりを起こしたり、カールの矯正ができなくなって印刷不良が生じたりするのを防止できる。

請求項２に示す構成としたので、ニップ部でカールされた記録紙が、ヒートローラの周面の形状に沿ってさらにカールするのを防止して、記録紙のカール量を低減できる。

請求項３に示す構成としたので、ニップ部から排出された後の記録紙がヒートローラの周面に付着若しくは近接している状態を少なくして、記録紙のカール量をより効果的に低減できる。

次に、発明を実施するための最良の形態を説明する。
図１は本発明に係る定着器ユニットを備えた画像形成装置の全体的な構成を示した正面断面図、図２は定着器ユニットの構成を示す正面断面図、図３はニップ部及び剥離爪のヒートローラへの当接状態を示す図、図４はニップ部から搬送された記録紙が剥離爪によって剥離されて搬送される状態を示す図、図５は図３の別実施例を示す図である。

まず、本実施例における画像形成装置１の全体構成について、以下に概説する。
図１に示すように、画像形成装置１は給紙カセット５の上方に配置されており、該画像形成装置１の上部には排紙トレイ６が形成されている。画像形成装置１の内部には、給紙カセット５から繰り込まれた記録紙Ａを搬送する第１搬送経路１１と第２記録紙搬送経路１２とが形成されており、該第１記録紙搬送経路１１に沿い、第１記録紙搬送経路１１の下流側（上方）へ向けて、現像器ユニット２、感光体ユニット３及び定着装置としての定着器ユニット４が配置されている。これらのユニット２・３・４で画像形成部が構成されて、給紙カセット５から繰り込まれた記録紙Ａは該画像形成部で画像情報が転写され、定着が行われた後、排紙トレイ６へ排出されるように構成されている。

定着器ユニット４は装置本体１ａ内の上部に着脱自在に装着されており、該定着器ユニット４の外側方にジャムアクセスカバー７が装置本体１ａに対して開閉可能に設けられている。ジャムアクセスカバー７は、定着器ユニット４の長手部分を覆う構成で、装置本体１ａの一側部に配置されており、装置本体１ａの一側端部の下部位置を中心に上下回動可能に構成されている。

このジャムアクセスカバー７の内側部と定着器ユニット４の外側部との間に第２記録紙搬送経路１２が形成されて、記録紙搬送経路１１・１２でジャムが発生した場合などには、このジャムアクセスカバー７を開いて、装置本体１ａの一側部を開放するように構成されている。

次に、本実施例に係る定着器ユニット４について、以下に詳述する。
図２及び図３に示すように、定着器ユニット４は、ヒートローラ４１を軸支する第１フレーム４３と、プレスローラ４２を軸支する第２フレーム４４とにフレームが分割構成されている。該第１フレーム４３が装置本体１ａに着脱自在に取り付けられ、該第１フレーム４３の下端部と該第２フレーム４４の下端部とを回動自在に係合させて、該第２フレーム４４を該第１フレーム４３に対して傾倒自在に取り付け、該第１フレーム４３の上端部と該第２フレーム４４の上端部とを締結することで、定着器ユニット４のフレームが組まれる。

このフレーム４３・４４が組まれた状態で、プレスローラ４２がヒートローラ４１に圧接してニップ部４５が形成される。このニップ部４５に記録紙Ａが至る進入経路は、ニップ部４５に記録紙Ａの先端が到達するまで、記録紙Ａの先端面がヒートローラ４１の回転面と接触しないように構成されている（図４参照）。そして、この二つのヒートローラ４１及びプレスローラ４２の間を通る記録紙Ａに対して、ニップ圧力を付与する範囲を広く設定し、ヒートローラ４１により加熱されて溶融されるトナーを、記録紙Ａに押圧して付着させるように構成されている。

このヒートローラ４１に対して、記録紙Ａの排出側（第１記録紙搬送経路１１の下流側）には、ヒートローラ４１の外周面４１ａの形状に沿って搬送される記録紙Ａを該外周面４１ａから剥離するための剥離手段として、剥離爪４６が配設されている。該剥離爪４６は、鋭角に突出された先端部４６ａが形成され、該先端部４６ａがヒートローラ４１の外周面４１ａの接部Ｐ３に当接している。この剥離爪４６は、第１フレーム４３の長手方向に略等間隔に複数個配設され、該第１フレーム４３に形成された取付リブ（図略）に回動支点軸４７によって回動自在に枢結され、図示せぬ弾性部材によって先端部４６ａが外周面４１ａ方向に付勢されている。そして、先端部４６ａにより、記録紙Ａがヒートローラ４１の外周面４１ａから剥離され、トナー像が定着された記録紙Ａが溶融されたトナーによりヒートローラ４１の表面に付着することがないように構成されている。

該剥離爪４６は、先端部４６ａから案内部４６ｂを介して屈曲部にてヒートローラ４１側に屈曲され、かかる屈曲部にガイド部材としてのガイドローラ４８が配設されている。ガイドローラ４８は、剥離爪４６本体に対して回動自在に枢支されている。該ガイドローラ４８を屈曲部に配設することによって、ヒートローラ４１によって加熱・加圧された記録紙Ａが搬送される際に屈曲部で押圧されても、ガイドローラ４８が連動して回動し、搬送抵抗を低減して搬送が乱れるのを防止し、記録紙Ａ上の未定着トナー画像がこすれて剥がれたり、汚れたりすることを防止できる。

ニップ部４５から剥離爪４６によって剥離され、ガイドローラ４８に沿って搬送される経路を説明すると、図４に示すように、記録紙Ａは、第１記録紙搬送経路１１に対する上流側端部Ｐ１にてニップ部４５に至り、該ニップ部４５を通過して加熱・加圧された後、該第１記録紙搬送経路１１に対する下流側端部Ｐ２にてニップ部４５から排出される。ニップ部４５において、ヒートローラ４１及びプレスローラ４２との圧接面は、上流側端部Ｐ１から下流側端部Ｐ２までヒートローラ４１の外周面４１ａの形状に沿った稜線上に形成される。記録紙Ａは、この圧接面に沿って湾曲しながら加熱・加圧される。より詳細には、記録紙Ａは、ニップ部４５において、第１記録紙搬送経路１１の前後方向とする正面視で上方に凸状に湾曲（カール）した状態で加熱・加圧される（図４（ａ））。

ニップ部４５でカールした記録紙Ａは、下流側端部Ｐ２から排出され、ニップ時の形状、すなわちカールした状態に従ってヒートローラ４１の外周面４１ａに沿うようにして第１記録紙搬送経路１１の下流方向に搬送される。なお、ヒートローラ４１及びプレスローラ４２の形状やヒートローラ４１の温度等によっては、記録紙Ａは、ニップ部４５から排出されて剥離爪４６によって剥離されるまで、外周面４１ａに完全に付着している場合もある。そして、記録紙Ａは、該ヒートローラ４１及びプレスローラ４２の回転によって搬送されて、前記接部Ｐ３に到達し（図４（ａ））、接部Ｐ３において外周面４１ａから剥離される（図４（ｂ））。剥離された記録紙Ａは、先端が剥離爪４６の案内部４６ｂの形状に沿って記録紙Ａの搬送方向に搬送され、やがてガイドローラ４８に至る。そして、上述のようにガイドローラ４８にガイドされて図示せぬ排出ローラ等によって機外に排出される（図４（ｃ））。

なお、本実施例に係る定着器ユニット４は、剥離爪４６のガイドローラ４８が構成される背部が、第１記録紙搬送経路１１に交差するように突出して、ニップ部４５から排出された記録紙Ａをヒートローラ４１の外周面４１ａ側に傾倒しないように支持するとともに、さらに外周面４１ａから記録紙Ａを遠ざけながら搬送するように構成されている。具体的には、ニップ部４５の前記上流側端部Ｐ１及び下流側端部Ｐ２を結んだ基準線を越えて、ガイドローラ４８の一部がプレスローラ４２側の空間に突出するように構成される。このように構成することで、記録紙Ａがヒートローラ４１の外周面４１ａ方向に傾倒するのを防止し、ヒートローラ４１の外周面４１ａから遠ざかるように搬送でき、ニップ部４５を通過後にヒートローラ４１からの熱を受けて記録紙Ａがカールするのを防止するとともに、カール量を効果的に低減できる。

そして、本実施例に係る定着器ユニット４は、ニップ部４５から排出された記録紙Ａを、ヒートローラ４１の外周面４１ａから直ちに剥離させるように構成されている。記録紙Ａをヒートローラ４１から直ちに剥離するために、フレーム４３・４４に固定されたヒートローラ４１及びプレスローラ４２に対して、剥離爪４６の先端部４６ａの当接位置を変更して、記録紙Ａが、ニップ部４５において加熱・加圧される長さ（時間）に対して、該ニップ部４５から搬送されて該先端部４６ａによって剥離されるまでの長さ（時間）が小となるように構成される。

具体的には、剥離爪４６の先端部４６ａを、ニップ部４５の第１記録紙搬送経路１１の下流側端部Ｐ２に近接させるように配置して、該ニップ部４５から排出された記録紙Ａが、ヒートローラ４１の外周面４１ａに付着若しくは近接している状態を少なくするように構成される。かかる構成として、少なくとも、ニップ部４５の前記上流側端部Ｐ１及び下流側端部Ｐ２をヒートローラ４１の外周面４１ａに沿って結んだヒートローラ４１の円周長さＬ１よりも、該下流側端部Ｐ２及び剥離爪４６の前記接部Ｐ３を同じくヒートローラ４１の外周面４１ａに沿って結んだヒートローラ４１の円周長さＬ２が小となる（Ｌ１＞Ｌ２）ように構成される。なお、この円周長さＬ１・Ｌ２の対比は、ヒートローラ４１及びプレスローラ４２の回転速度を一定とした場合、ヒートローラ４１の外周面４１ａに沿って搬送される記録紙Ａの長さ（時間）を対比していることと同じである。

記録紙Ａは、ニップ部４５で加熱・加圧されて、ヒートローラ４１の外周面４１ａの形状に沿うようにカールされるため、ニップ部４５を経て剥離爪４６の先端部４６ａに搬送されて剥離されるまで、熱源たるヒートローラ４１に付着若しくは近接した状態となる。ヒートローラ４１に付着若しくは近接した状態が長いと、記録紙Ａのカール量が大きくなってしまい、その後カールを矯正できなくなる。ニップ部４５から排出された記録紙Ａをヒートローラ４１の外周面４１ａから直ちに剥離するように構成することで、記録紙Ａがヒートローラ４１に付着若しくは近接した状態を少なくして、記録紙Ａのカール量を低減し若しくはカール自体を防止でき、ひいては記録紙Ａがヒートローラ４１に巻き込んで紙詰まりを起こしたり、カールの矯正ができなくなって印刷不良が生じたりするのを防止できる。

特に、本実施例に示すように、少なくとも円周長さＬ１より円周長さＬ２が小となるように構成することが効果的である。すなわち、記録紙Ａのカール量は、ニップ圧やヒートローラの温度等が一定であって記録紙Ａが一定速度で搬送される場合、ヒートローラ４１の外周面４１ａに付着若しくは近接している時間に依存する。すなわち、かかる時間が長くなると、記録紙Ａはそれだけ熱の影響を受け、カール量が大きくなる。そのため、記録紙Ａのカール量を低減するには、記録紙Ａが外周面４１ａに当接している時間を短くすればよく、本実施例では、ニップ部４５での記録紙Ａの加熱・加圧の時間と対比して、該ニップ部４５から剥離爪４６によって外周面４１ａから剥離されるまでの時間が小となるように構成したものである。記録紙Ａが剥離されるまでの時間を、ニップ部４５での加熱・加圧の時間に比して小さくなるような構成とすることで、ニップ部４５でカールされた記録紙Ａが、ヒートローラ４１の外周面４１ａの形状に沿ってよりカールしてしまうのを効果的に防ぐことができる。

また、定着器ユニット４の構成としては、記録紙Ａにトナー像を確実に定着させるために、プレスローラ４２のプレス圧を加減して、上流側端部Ｐ１と下流側端部Ｐ２との間を増減させてニップ部４５の範囲を画定し、該ニップ部４５の範囲が画定されてから剥離爪４６の先端部４６ａの設位置が決められる。本実施例では、さらに、剥離爪４６の配設位置を調節するだけで、ヒートローラ４１に付着等する記録紙Ａの長さ（時間）を制御して、結果として記録紙Ａのカール量を効果的に低減できる。さらに、ヒートローラ４１に対して剥離爪４６を配置する際に、該剥離爪４６の先端部４６ａと外周面４１ａとの当接位置（接部Ｐ３）を決める際に、少なくとも円周長さＬ２が円周長さＬ１となるように調整すればよく、定着器ユニット４の組み立てが容易となる。

なお、剥離爪４６の先端部４６ａの配置を変更して、接部Ｐ３がニップ部４５の下流側端部Ｐ２に近接するように構成することで、ニップ部４５から排出された記録紙Ａがヒートローラ４１の外周面４１ａに付着等する状態をより短くして、記録紙Ａのカール量をより効果的に低減できる。好ましくは、接部Ｐ３を下流側端部Ｐ２と略一致するまで近接して配置させるのがよい。なお、接部Ｐ３を下流側端部Ｐ２に近接させるには、剥離爪４６による記録紙Ａの剥離性能を低下させることなく、剥離爪４６の先端部４６ａをより尖鋭させる必要がある。

図５に、上述した実施例（図３参照）と比較して先端部４６ａをより尖鋭に突出するように形成した剥離爪１４６を用いた実施例を、一例として示す。本実施例においては、剥離爪１４６の先端部１４６ａとヒートローラ４１の外周面４１ａとの接部Ｐ４が、破線で示した前記実施例の剥離爪４６の接部Ｐ３よりもニップ部４５の下流側端部Ｐ２に近接して配設される。このように、先端部４６ａをより尖鋭させた剥離爪１４６を用いることで、下流側端部Ｐ２及び接部Ｐ４をヒートローラ４１の外周面４１ａに沿って結んだヒートローラ４１の円周長さＬ３が、前記剥離爪４６を用いた場合のヒートローラ４１の円周長さＬ２よりも小となるように容易に構成できる（Ｌ２＞Ｌ３）。

本発明に係る定着器ユニットを備えた画像形成装置の全体的な構成を示した正面断面図。 定着器ユニットの構成を示す正面断面図。 ニップ部及び剥離爪のヒートローラへの当接状態を示す図。 ニップ部から搬送された記録紙が剥離爪によって剥離されて搬送される状態を示す図。 図３の別実施例を示す図。

符号の説明

４ 定着器ユニット（定着装置）
１１ 第１記録紙搬送経路
４１ ヒートローラ
４１ａ 外周面（周面）
４２ プレスローラ
４５ ニップ部
４６ 剥離爪
Ａ 記録紙
Ｐ１ 上流側端部
Ｐ２ 下流側端部
Ｐ３、Ｐ４ 接部

Claims (3)

1. ヒートローラと、該ヒートローラに圧接するプレスローラとを備え、該ヒートローラ及びプレスローラの圧接面に形成されるニップ部で記録紙を加熱・加圧して、該記録紙上にトナー像を定着させる定着装置において、
   記録紙搬送経路の下流側であってニップ部の後方に剥離爪が設けられ、該剥離爪によって、該ニップ部で加熱・加圧されてヒートローラの周面に沿って搬送された記録紙を直ちに剥離することを特徴とする定着装置。
2. 前記ニップ部の記録紙搬送経路に対する上流側端部及び下流側端部を前記ヒートローラの周面に沿って結んだ円周長さよりも、該下流側端部及び前記剥離爪の先端と前記ヒートローラの周面との接部をヒートローラの周面に沿って結んだ円周長さが小であることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記剥離爪の接部が、前記ニップ部の下流側端部に近接して配置されることを特徴とする請求項２に記載の定着装置。

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