JP2008046401A - シート材分離装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着ローラの損傷を防止することができるシート材分離装置、及びこれを備えた画像形成装置を得る。
【解決手段】定着ローラ３８Ａの表面から先端部が浮いて搬送されてきた腰の強いシート材Ｐは、分離ガイド６６によって定着ローラ３８Ａから分離され、上方に搬送される。つまり、腰の強い厚紙などの先端部が浮いたシート材Ｐは、定着ローラ３８Ａから隙間を設けて配置される分離ガイド６６によって定着ローラ３８Ａから分離されるため、定着ローラ３８Ａから浮いたシート材Ｐの先端部が分離爪６４に衝突することは無い。また、定着ローラ３８Ａから浮いたシート材Ｐの先端部が、分離ガイド６６に衝突しても、定着ローラ３８Ａとの間に設けられた隙間によって衝突力による振動は定着ローラ３８Ａの表面に達することはない。このように、定着ローラ３８Ａの損傷を防止することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、シート材分離装置、及びこれを備えた画像形成装置に関する。

熱定着ローラ方式の定着装置の場合、定着後のシート材を定着ローラから分離するための分離爪の先端が定着ローラに常に圧接された状態で定着ローラが回転するため、分離爪と接触している定着ローラの表面層が部分的に磨耗・損傷してしまうことがある。これにより、本来の定着ローラの寿命まで性能を維持することができず、定着装置の寿命が短くなってしまう問題がある。

このような部分的な磨耗・損傷を防ぐための技術として、分離爪の内側に設けた凸部を定着ローラに接触させることで、分離爪の先端と定着ローラの表面に隙間を設ける定着装置が提案されている。（特許文献１）
これによれば、分離爪の先端が定着ローラの表面に当ることでの定着ローラの表面層の回転磨耗を防ぐことは可能である。
特開平５−１０７９７８公報

しかしながら、実際のシート材の分離では、全てのシート材が分離爪によって定着ローラから分離されるのではなく、シート材自身の腰の強さにより自然に定着ローラから分離する場合がある。特に腰の強い厚紙などの場合は、シート材の先端が分離爪に衝突し、この衝突力で分離爪の先端が定着ローラに食い込む状態となり、定着ローラへ損傷を与えるという問題がある。

近年、特に腰の強い厚紙やハガキ等の特殊シート材への印刷需要が増加する傾向があり、定着ローラの損傷を加速させると考えられる。

本発明は、上記事実を考慮し、定着ローラの損傷を防止するのが目的である。

本発明の請求項１に係るシート材分離装置は、シート材を加圧する加圧部材と、前記加圧部材とニップ部を形成しシート材上のトナー像を加熱定着する定着ローラと、を備えた定着装置に設けられたシート材分離装置であって、前記定着ローラに接してシート材を定着装置から分離する分離爪と、前記分離爪と前記ニップ部の間に前記定着ローラと隙間を設けて配置された板状の分離ガイドと、を備えることを特徴とする。

上記構成によれば、加圧部材と定着ローラは、ニップで、トナー画像が形成されたシート材を挟持搬送してトナー画像をシート材に加熱定着する。

ここで、定着ローラに接している分離爪は、トナーが溶融されることで定着ローラに密着したシート材を定着ローラから分離する。

また、定着ローラと隙間を設けて配置される分離ガイドは、定着ローラから先端部が浮いた腰の強いシート材を定着ローラから分離する。

つまり、定着ローラから浮いたシート材の先端部が分離爪に衝突することはない。また、定着ローラから浮いたシート材の先端部が分離ガイドに衝突しても、分離ガイドと定着ローラとの間に設けられた一定の隙間によって、衝突力による振動は定着ローラの表面には達しない。

従って、シート材の分離爪への衝突による定着ローラの部分的な損傷を防止することができる。

本発明の請求項２に係るシート材分離装置は、請求項１記載において、前記分離ガイドには、シート材の搬送方向上流に向けて凸状部が形成されていることを特徴とする。

上記構成によれば、分離ガイドに凸状部が形成されているため、シート材を凸状部から徐々に分離させることができ、分離ガイドによるシート材の分離における紙詰まりを防止することができる。

本発明の請求項３に係るシート材分離装置は、請求項２記載において、前記凸状部は、前記定着ローラの回転軸方向中央部に形成されていることを特徴とする。

上記構成によれば、回転軸方向の中央部に凸状部が形成されているため、バランス良くシート材を分離させることができる。

本発明の請求項４に係るシート材分離装置は、請求項２又は３記載において、前記凸状部は、三角形状であることを特徴とする。

上記構成によれば、凸状部は三角形状であるため、三角形状の斜辺に沿ってシート材をスムーズに分離することができる。

本発明の請求項５に係る画像形成装置は、請求項１乃至４何れか１項に記載されたシート材分離装置を備えたことを特徴とする。

上記構成によれば、画像形成装置は、請求項１乃至４何れか１項に記載されたシート材分離装置を備えているため、腰の強いシート材を使用しても定着ローラの部分的な損傷を防止して定着装置の寿命を延ばすことができる。

本発明によれば、分離爪による定着ローラの部分的な損傷を防止することができる。

本発明のシート材分離装置４４を備えた画像形成装置の実施形態を図１から図５に従って説明する。

図５に示されるように、画像形成装置１０は、筐体であるハウジング１２を備え、ハウジング１２内にイエロのトナー画像を形成する現像器２４Ｙ、マゼンタのトナー画像を形成する現像器２４Ｍ、シアンのトナー画像を形成する現像器２４Ｃ、及びブラックのトナー画像を形成する現像器２４Ｋが上から順に縦方向に配置されている。なお、ＹＭＣＫを区別する必要がある場合は、符号の後に、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋのいずれかを付して説明し、ＹＭＣＫを区別する必要がない場合は、ＹＭＣＫを省略する。

一方、現像器２４の上方に配置された感光体カートリッジ１８は、ドラム状の感光体２２とこの感光体２２の表面を帯電させる帯電ローラ２６とを備えている。さらに、感光体２２の表面を露光して静電潜像を形成する各色に対応した光走査装置１４が感光体カートリッジ１８に隣接して配置されている。

また、現像器２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋに備えられた現像ローラ２０は、感光体２２の静電潜像をそれぞれイエロ（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、クロ（Ｋ）のトナーで現像して可視化する。

さらに、感光体２２のトナー画像をシート材Ｐに転写する転写ローラ３０が感光体２２に対向して配置され、画像形成部６０を構成している。

一方、ハウジング１２内の下方部には、シート材Ｐを収容する給紙カセット１６が設けられている。この給紙カセット１６には、シート材Ｐを所定のタイミングで送り出すフィードローラ３２が設けられており、フィードローラ３２と現像器２４Ｋとの間に位置するシート材Ｐの搬送経路２８には、ニップ搬送ローラ３４が設けられると共に、ニップ搬送ローラ３４の下流側には、光学式のシート材通過センサ３６が配置されている。

このシート材通過センサ３６は、シート材Ｐの先端を検出するものであり、この検出タイミングに基づいて、各光走査装置１４の静電潜像の書込タイミングが制御される。さらに、現像器２４Ｙの下流側に位置する搬送経路２８には、トナー画像を加熱圧着することでシート材Ｐに定着させる定着装置３８が設けられており、この定着装置３８の筐体７０の内部には、ヒータを内蔵した定着ローラ３８Ａと加圧ローラ３８Ｂとが設けられている。なお、定着装置３８については詳細を後述する。

この定着装置３８の下流側には、案内部材４８と排出用の排出ローラ４０が設けられており、トナー画像が定着されたシート材Ｐはこの案内部材４８によって排出ローラ４０へ案内され、排出ローラ４０はシート材Ｐをハウジング１２の上面に形成された排出トレイ４２に排出する。

上記構成による画像形成装置１０では、次のようにして画像が形成される。

まず、電圧が印加された帯電ローラ２６は、感光体２２の表面を予定の帯電部電位で一様にマイナス帯電する。

続いて、帯電された感光体２２上の画像部分が予定の露光部電位になるように光走査装置１４で露光を行ない静電潜像が形成される。

すなわち、図示しない制御装置から供給された画像情報に基づき、光走査装置１４から出射されるレーザをオン・オフすることによって画像情報に対応した静電潜像が感光体２２上に形成される。

また、現像器２４の現像ローラ２０には各色毎に予め設定された現像バイアスが印加されており、静電潜像は現像ローラ２０の位置を通過する時にトナーで現像され、トナー画像として可視化される。

そこで、シート材Ｐが、感光体２２と転写ローラ３０との間の画像形成部６０を通り、トナー画像がシート材Ｐに転写される。この転写されたトナー画像は、定着装置３８に備えられた定着ローラ３８Ａと加圧ローラ３８Ｂの間を挟持搬送されることで加熱圧着されてシート材Ｐに定着される。

また、トナー画像が定着されたシート材Ｐは、案内部材４８に案内され、排出ローラ４０によってハウジング１２の上面に形成された排出トレイ４２に排出される。

次に定着装置について詳細に説明する。

図３に示されるように、定着装置３８には、シート材Ｐを加圧する回転可能に筐体７０（図５参照）に軸支された加圧ローラ３８Ｂが設けられている。この加圧ローラ３８Ｂは、加圧ローラ３８Ｂと対向配置される定着ローラ３８Ａにスプリング（図示省略）で付勢され、定着ローラ３８Ａとニップ部６２を形成している。

定着ローラ３８Ａは、モータの回転力で回転駆動するようになっており、定着ローラ３８Ａを図中矢印Ｄ方向へ回転させることで、加圧ローラ３８Ｂが矢印Ｅ方向に従動回転し、ニップ部６２に到達したシート材Ｐを挟持搬送する構成になっている。また、定着ローラ３８Ａの内部には、発熱体としてのハロゲンランプ（図示省略）が内蔵されており、定着ローラ３８Ａの表面を所定の温度に保っている。

また、シート材Ｐを定着ローラ３８Ａから分離するシート材分離装置４４を構成する分離爪６４が、定着ローラ３８Ａに接して設けられている。詳細には、定着ローラ３８Ａの回転軸方向から見て、定着ローラ３８Ａに接する分離爪６４の先端部６４Ａは、先細りしており、後端部には、円柱状の軸部材７２が設けられている。この軸部材７２の両端は、筐体７０（図５参照）に回転可能に軸支されており、さらに、軸部材７２には、トーションスプリング（図示省略）が設けられている。このトーションスプリングのバネ力で先端部６４Ａが定着ローラ３８Ａの表面に付勢されている。なお、本実施形態では、図４に示すように、この分離爪６４は５個設けられている。なお、分離爪６４は５個に限定されるものではなく、５個以上及び５個以下でもかまわない。

また、図３に示されるように、分離爪６４の上方には、平板状のシート材ガイド７４が、定着ローラ３８Ａの軸方向に延びて、筐体７０（図５参照）に固定されており、分離爪６４によって定着ローラ３８Ａから分離されたシート材Ｐを案内部材４８（図５参照）に向けてガイドするようになっている。

さらに、分離爪６４とニップ部６２の間には、定着ローラ３８Ａと隙間を設けて板状の分離ガイド６６が、回転軸方向に延びて筐体７０（図５参照）に固定されている。

詳細には、定着ローラ３８Ａと対向する分離ガイド６６の対向縁部６６Ａと定着ローラ３８Ａとの間に２ｍｍの一定の隙間を設けて分離ガイド６６が配置されている。なお、分離ガイド６６と対向縁部６６Ａとの隙間は２ｍｍに限定されるものではない。

また、図４に示すように、定着ローラ３８Ａの回転軸方向の中央部において、分離ガイド６６には、シート材Ｐ材の搬送方向上流に向けて三角形状の凸状部６６Ｂが形成されている。

この構成により、トナー画像が転写されたシート材Ｐは、ニップ部６２を通過する際に加圧ローラ３８Ｂによって定着ローラ３８Ａに加圧され、シート材Ｐ上のトナーは、定着ローラ３８Ａの熱で溶融されシート材Ｐに定着される。

図２に示されるように、トナーが溶融されることで、シート材Ｐが定着ローラ３８Ａの表面に密着した状態で定着ローラ３８Ａと共に回転する場合は、シート材Ｐは分離ガイド６６と定着ローラ３８Ａとの隙間を通り、シート材Ｐの先端が分離爪６４の先端部６４Ａに当り、先端部６４Ａの先細り形状に沿ってシート材Ｐは、定着ローラ３８Ａから分離され、シート材ガイド７４に沿って上方に搬送される。

また、図１に示されるように、定着ローラ３８Ａの表面から先端部が浮いて搬送されてきた腰の強いシート材Ｐは、分離ガイド６６によって定着ローラ３８Ａから分離され、上方に搬送される。詳細には、図４に示す分離ガイド６６の凸状部６６Ｂに達したシート材Ｐの先端部から徐々に三角形状の斜辺に沿ってスムーズに定着ローラ３８Ａからシート材Ｐが分離される。

つまり、腰の強い厚紙などの場合、印字密度等にも影響されるが、シート材Ｐの先端部がシート材Ｐ自身の剛性で定着ローラの３８Ａの表面から浮くことがある。このように先端部が浮いたシート材Ｐは、定着ローラ３８Ａから隙間を設けて配置される分離ガイド６６によって定着ローラ３８Ａから分離されるため、定着ローラ３８Ａから浮いたシート材Ｐの先端部が分離爪６４に衝突することは無い。また、定着ローラ３８Ａから浮いたシート材Ｐの先端部が、分離ガイド６６に衝突しても、定着ローラ３８Ａとの間に設けられた隙間によって衝突力による振動は定着ローラ３８Ａの表面に達することはない。

従って、図６に示されるように、シート材Ｐの先端部が分離爪６４に衝突して、分離爪６４の先端部６４Ａが定着ローラ３８Ａの表面に食い込む等の定着ローラ３８Ａの損傷を防止することができる。

また、定着ローラ３８Ａの回転軸方向の中央部において、凸状部６６Ｂが形成されているため、シート材Ｐをバランス良く徐々に定着ローラ３８Ａから分離させることができる。また、徐々に分離させることでシート材Ｐが分離ガイド６６に一度に衝突し、紙詰りとなるのを防止することができる。

本発明の実施形態に係る定着装置を示し、先端が定着ロールから浮いたシート材が分離ガイドによって分離される状態を示した断面図である。 本発明の実施形態に係る定着装置を示し、定着ロールに密着したシート材が分離爪によって分離される状態を示した断面図である。 本発明の実施形態に係る定着装置を示した断面図である。 本発明の実施形態に係る定着ローラ、分離ガイド、及び分離爪等を示した斜視図である。 本発明の実施形態に係る定着装置を備えた画像形成装置の概略構成図である。 本発明の比較例として分離ガイドが設けられていない定着装置を示した断面図である。

符号の説明

１０ 画像形成装置
３８Ｂ 加圧ローラ（加圧部材）
３８Ａ 定着ローラ
３８ 定着装置
４４ シート材分離装置
６２ ニップ部
６４ 分離爪
６６ 分離ガイド
６６Ｂ 凸状部

Claims (5)

1. シート材を加圧する加圧部材と、前記加圧部材とニップ部を形成しシート材上のトナー像を加熱定着する定着ローラと、を備えた定着装置に設けられたシート材分離装置であって、
   前記定着ローラに接してシート材を定着装置から分離する分離爪と、
   前記分離爪と前記ニップ部の間に前記定着ローラと隙間を設けて配置された板状の分離ガイドと、
   を備えるシート材分離装置。
2. 前記分離ガイドには、シート材の搬送方向上流に向けて凸状部が形成されていることを特徴とする請求項１記載のシート材分離装置。
3. 前記凸状部は、前記定着ローラの回転軸方向中央部に形成されていることを特徴とする請求項２記載のシート材分離装置。
4. 前記凸状部は、三角形状であることを特徴とする請求項２又は３記載のシート材分離装置。
5. 請求項１乃至４何れか１項に記載されたシート材分離装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

Images