JP2009258396A - 分離部材および定着装置ならびに画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シート紙を搬送する搬送部材と分離部材間の距離を規制し、分離部材による搬送部材の摩耗，摩損の発生を防止する。
【解決手段】定着処理を受けて排紙される用紙Ｐをベルト２３から剥離させて分離するため、分離部材２０の板状部材２０ａの先端部がベルト２３と用紙Ｐとの間に入る構成にする。この分離部材２０による分離動作に際し、分離部材２０の板状部材２０ａとベルト２３との距離を一定に維持するため、分離部材２０に設けた回転体２２をベルト２３に当接させる。これにより分離部材２０とベルト２３間の距離規制が、転がり摩擦を伴う回転体２２により行われて、摩擦係数が大幅に軽減されるため、分離部材２０によるベルト２３への磨耗，摩損を低減させることができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、シート紙を搬送する搬送部材からシート紙を剥離分離する分離部材、および該分離部材を用いて構成される定着装置ならびに画像形成装置に関するものである。

電子写真方式の画像形成装置には、一般的に、トナー画像が転写されたシート状の記録紙（シート紙）を加熱／加圧してトナー像の定着処理を行う定着部が設けられている。この定着処理の際、トナー面に接触して定着処理を行う定着部材に対してシート紙が貼り付いてしまう現象が発生する。

そのため前記現象において、シート紙先端にトナーが乗らない余白部分を設け、定着部材とシート紙間に空間を作り、その空間に分離部材の先端部を入れることによって強制的にシート紙を定着部材から剥離分離させている。

ところで、定着部材とシート紙間の空間に分離部材の先端部を入れて、確実なるシート紙の分離を行うために、分離部材の先端位置を位置決めすることが必要であって、従来では分離部材の一部を当接部として、その当接部を定着部材に押し付けるようにした構成のものがある（特許文献１参照）。
特開２００６−１１１９３号公報

特許文献１に記載されているように、分離部材を定着部材に当接させる場合、定着部材に対してすべり摩擦が発生し、定着部材および分離部材が共に磨耗する。この磨耗によって発生した粉塵によって形成画像に異常が発生したり、定着部材が局所的に磨耗し、これが磨耗跡として画像に帯状に発生したりすることがあった。

本発明は、前記従来の技術の課題を解決し、シート紙を搬送する搬送部材と分離部材間の距離を規制し、分離部材による搬送部材の摩耗，摩損の発生を防止するようにした分離部材および定着装置ならびに画像形成装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、シート紙を搬送する搬送部材と搬送されるシート紙との間に先端部が入ることにより、前記搬送部材からシート紙を剥離分離する分離部材であって、前記搬送部材の非通紙部における前記分離部材に、前記搬送部材に接触する回転体を設け、前記搬送部材の移動に伴って前記回転体が回転しながら前記分離部材の先端部と前記搬送部材間の距離を規制することを特徴とし、この構成によって、従来の分離部材の当接部のような搬送部材に対するすべり摩擦でなく、分離部材と搬送部材間の距離規制が転がり摩擦を伴う回転体によりなされるため、摩擦係数が大幅に軽減され、分離部材による搬送部材への磨耗，摩損の発生が低減する。

請求項２に記載の発明は、請求項１記載の分離部材において、回転体として樹脂製のローラを用いたことを特徴とし、この構成によって、簡単な構成で回転体を構成でき、また、金属のものに比べて材質的に搬送部材における磨耗を低減させることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２記載の分離部材において、回転体としてベアリングを内蔵したものを用いたことを特徴とし、この構成によって、回転体がベアリングの存在により搬送部材に対して滑らかに回転するため、さらに搬送部材の磨耗を軽減することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３いずれか１項記載の分離部材において、回転体の表面にフッ素樹脂を塗布したことを特徴とし、この構成によって、離型性に優れたフッ素樹脂を塗布することによって、塵埃などが回転体に付着，固着せず、滑らかな回転を持続する構成にすることができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜３いずれか１項記載の分離部材において、回転体をフッ素樹脂で成形したことを特徴とし、この構成によって、離型性に優れたフッ素樹脂を回転体の材料にすることによって、回転体の製作が容易で、塵埃などが回転体に付着，固着せず、滑らかな回転を持続する構成にすることができる。

請求項６に記載の発明は、請求項１記載の分離部材において、回転体をベアリングのみを用いて構成したことを特徴とし、この構成によって、回転体自体にベアリングそのものを用いることで、製作が簡単でかつ振れが少なく回転するため、分離部材を精度よく位置決めすることが可能である。

請求項７に記載の発明は、画像形成処理が施されたシート紙を搬送する搬送部と、搬送されるシート紙に対して画像の定着処理を行う定着装置において、前記搬送部として請求項１〜６いずれか１項記載の分離部材を設置したことを特徴とし、この構成によって、安定した画像の定着処理が行われ、形成画像の画質を確保できる。

請求項８に記載の発明は、請求項７記載の定着装置において、搬送部が、複数対のローラと、これらのローラに架けまわされて該ローラの回転駆動にて移動される無端状ベルトとから構成されることを特徴とし、この構成によって、シート紙を搬送するのに回転周期の長いベルトを使用することによって、ローラを用いる場合よりも磨耗量が分散することができ、単位面積あたりの磨耗量が減少する。

請求項９に記載の発明は、請求項８記載の定着装置において、無端状ベルトが内部に発熱層を有し、電磁誘導加熱手段によって発熱層が発熱して無端状ベルトの表面温度を上昇させることを特徴とし、この構成によって、ベルト表面が磨耗し発熱層がむき出しになった場合、さらに磨耗が進行して発熱層の破壊に繋がるが、回転体を用いることにより磨耗を大きく軽減できるため、電磁誘導加熱手段を用いる場合に有効である。

請求項１０に記載の発明は、請求項８記載の定着装置において、電磁誘導加熱手段によって被加熱部材を介して無端状ベルトの表面温度を上昇させることを特徴とし、この構成によって、被加熱部材をベルト以外に設けることにより、発熱層をベルト内部に設ける必要がなくなり、磨耗により発熱層がむき出しになることもない。

請求項１１に記載の発明は、シート紙に対して画像を形成する画像形成部と、画像形成後のシート紙を受けて画像の定着処理を行う定着部とを備えた画像形成装置において、前記定着部として請求項７〜１０いずれか１項記載の定着装置を設置したことを特徴とし、この構成によって、安定した画像の定着処理が行われ、形成画像の画質を確保できるため、高品位の画像形成が実現する。

本発明に係る分離部材によれば、搬送部材の移動に伴って分離部材に設けられた回転体が回転しながら、分離部材の先端部と搬送部材間の距離を規制することになるため、従来の分離部材の当接部のような搬送部材に対するすべり摩擦でなく、分離部材と搬送部材間の距離規制が転がり摩擦を伴う回転体によりなされるため、摩擦係数が大幅に軽減され、分離部材による搬送部材への磨耗，摩損の発生が低減する。

また、本発明に係る定着装置によれば、搬送部として本発明に係る分離部材を設置したことにより、安定した画像の定着処理が行われ、形成画像の画質を確保できる。

また、本発明に係る画像形成装置によれば、定着部に本発明に係る定着装置を設置したことにより、安定した画像の定着処理が行われ、形成画像の画質を確保できるため、高品位の画像形成が実現する。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１は本発明に係る画像形成装置の全体構成・動作を説明するための概略構成図である。

図１において、１は画像形成装置としてのレーザプリンタの装置本体、２は画像情報に基づいた露光Ｌをドラム状の感光体３上に照射する露光部、４は感光体３を含み装置本体１に着脱自在に設置された画像形成部としてのプロセスカートリッジ、６は感光体３上に形成されたトナー像を用紙（シート紙）Ｐに転写する転写部、７，８は転写紙等の用紙Ｐが収納された給紙部、９は用紙Ｐを転写部６に給紙するレジストローラ、１０は主として給紙部７，８の用紙Ｐとは異なるサイズの用紙Ｐを搬送する際に用いる手差し給紙部、１１は用紙Ｐ上の未定着トナー像を加熱／加圧して定着する定着部、１２は画像形成および定着処理を受けた用紙Ｐが排出される排紙トレイである。

図１を参照して本画像形成装置における通常の画像形成時の動作について説明する。

まず、露光部（書込部）２から、画像情報に基づいたレーザ光などの露光Ｌが、プロセスカートリッジ４の感光体３上に向けて出射される。感光体３は図中の反時計方向に回転しており、所定の作像プロセス（帯電工程，露光工程，現像工程）を経て、感光体５上に画像情報に対応したトナー像が形成される。その後、感光体３上に形成されたトナー像は、転写部６でレジストローラ９によりタイミングを取って給紙される用紙Ｐ上に転写される。

前記転写部７に搬送される用紙Ｐは、装置本体１の複数の給紙部７，８のうち、いずれか１つの給紙部が自動または手動で選択される。なお、複数の給紙部７，８には、それぞれ異なるサイズの用紙Ｐや、搬送方向の異なる同一サイズの用紙Ｐが収納されている。

ここで上部の給紙部７が選択されたとすると、給紙部７に収納された用紙Ｐの最上位の１枚が、搬送経路Ｋへと給紙される。その後、用紙Ｐは搬送経路Ｋを通過してレジストローラ９の位置に達する。そして、レジストローラ９の位置に達した用紙Ｐは、感光体３上に形成されたトナー像と位置合わせをするためにタイミングを合わせて、転写部６に向けて搬送されてトナー像が転写される。

転写工程後の用紙Ｐは転写部６の位置を通過した後に、搬送経路を経て定着部１１に達する。定着部１１に達した用紙Ｐは、定着部１１を構成する定着ベルト１１ａと加圧ローラ１１ｂとのニップに搬送されて、定着ベルト１１ａからの加熱と加圧ローラ１１ｂからの加圧とによってトナー像が定着される。トナー像が定着された用紙Ｐは、定着ベルト１１ａと加圧ローラ１１ｂ間から送出された後に、出力画像として装置本体１から排紙トレイ２上に排出される。こうして、一連の画像形成プロセスが完了する。本画像形成装置は単色の印刷用であるが、同様な構成にてプロセスカートリッジ４をＫＣＭＹの４色に対応させて設置し、各色の像を形成することによりフルカラーの印刷が可能となる。

図２は本実施形態における定着部の要部を示す平面図、図３は本実施形態における定着部の要部を拡大して示す側面図、図４は本実施形態における定着部の要部の組み込み状態を示す斜視図である。

図２〜図４において、２０は、先端に板状部材２０ａを有し、後述するように用紙Ｐを剥離・分離する分離部材、２１は、板状部材２０ａを中央部に設け、両側部に回転体２２を回転可能に支持する支持部材、２３は図１の加圧ローラ１１ｂとにより定着処理を行いながら用紙Ｐを搬送する搬送部材（図１の定着ベルト１１ａ）としての無端状のベルト、２４はベルト２３を周方向へ移動させる定着ローラである。

図２におけるベルト２３の端部の灰色部分は実際の画像形成時に用紙Ｐが通紙しない非通紙領域２３ａである。分離部材２０は非通紙領域２３ａまで延在している必要はなく、よって、この非通紙領域２３ａに分離部材２０におけるベルト２３への当接部分である回転体２２を配設する。

当接部材としての回転体２２は、図４（ａ）に示すように、支持部材２１の板金部２１ａにかしめ固定されたピン２１ｂに取り付けられている。さらに、支持部材２１の板金部２１ａには切欠き部２１ｃが形成され、図４（ｂ）に示すように、この切欠き部２１ｃに、定着部の支持体（図示せず）に取り付けられ、かつ回転体２２に当接するスタッド１３が嵌め込められる。スタッド１３は切欠き部２１ｃに嵌着されている状態において回転体２２に当接する。このため各部材がセットされると、分離部材２０が自重により下降して回転体２２を介してベルト２３に接触し、かつ回転体２２がスタッド１３により移動が規制されるため各部の位置決めがなされる。

本実施形態では、前記切欠き部２１ｃにスタッド１３を嵌め込むことと、回転体２２との二つ機能によって分離部材２０の位置を規制する。また、回転体２２を支持部材２１のピン２１ｂに挿入して固定する方法としては、ＣリングやＥリングなどで簡易的に固定する方法が望ましい。

なお、本実施形態における回転体２２を設置せずに、単にスタッド１３を設けただけでは、図４（ｃ）に示すように、分離部材２０は、なにも拘束されずに矢印方向に回動することができるため、本実施形態のような位置規制はなされない。

図３に示すように、分離部材２０の板状部材２０ａは、前記定着処理を受けて排紙される用紙Ｐをベルト２３から剥離させて分離するため、ベルト２３と用紙Ｐとの間に先端部が入ることにより、ベルト２３からの用紙Ｐの分離が確実に行われる。この分離部材２０による分離動作に際して、分離部材２０の板状部材２０ａとベルト２３との距離が一定に維持されることが、信頼性のある分離動作を安定させて行わせることになる。このため本実施形態では、分離部材２０の回転体２２をベルト２３に当接させることにより、分離部材２０とベルト２３間の距離規制を図っている。

そして本実施形態では、分離部材２０とベルト２３間の距離規制が、滑り摩擦でなく転がり摩擦を伴う回転体２２により行われるため、摩擦係数が大幅に軽減され、分離部材２０によるベルト２３への磨耗，摩損の発生を低減させることができる。

なお、回転体２２としては、樹脂製にすることにより製造が容易で、摩擦係数を低減させることができるが、この場合、その樹脂は加熱されているベルト２３への当接を考え、耐熱性を有している材料、例えばＰＥＴ系樹脂などが望ましい。

また、回転体２２内にベアリングを内包することにより回転が円滑になるが、この場合には、そのベアリングとしては玉軸受などが望ましく、内包する方法としては圧入などが考えられる。

また、回転体２２にフッ素樹脂を塗布することにより、回転体２２の表面にトナー，塵埃などが付着することを防ぐことができ、滑らかな回転動作を維持できるが、この場合には、回転体２２に対して円周上に均一に塗布しなければ円周振れが大きくなってしまい、分離部材２０を安定して規制することができなくなってしまう。このため、塗布方法としてはスプレーなどで均一に塗布する方法が望ましい。また、回転体２２自体をフッ素系樹脂からなるローラにて構成することも考えられる。

さらに、回転体２２自体をベアリングとし、周面をベルト２３に当接させることも考えられる。この場合、ベアリングとして滑り軸受あるいは玉軸受などを用いることが考えられる。

図５は本実施形態における定着部の全体構成を示す側面図、図６は定着部の加熱動作に係るフローチャートであり、図５，図６を参照して定着部の動作を説明する。

図５に示すように、定着ローラ２４とテンションローラ２７と加熱ローラ２８とに無端状のベルト２３を架け回している。定着ローラ２４に対向するように加圧ローラ２９（図１の加圧ローラ１１ｂ）が設置されている。加熱ローラ２８の近傍に電磁誘導加熱手段２６が設置され、サーモパイル２５によりベルト温度が監視されている。

図６に示すように、定着部に対して通紙準備要求信号が図示しない制御部から出力されると、サーモパイル２５によってベルト２３の温度が検知され（Ｓ１）、サーモパイル２５によって検知されたベルト温度に応じて、電磁誘導加熱手段２６が磁場を生成し（Ｓ２）、電磁誘導加熱手段２６により加熱ローラ２８の発熱層を加熱する（Ｓ３）。この構成によって、ベルト２３の温度が所定温度に上昇する（Ｓ４）。

そして、トナーＴが付着した用紙Ｐが、ベルト２３を介して定着ローラ２４と加圧ローラ２９によって形成されたニップを通過し搬送される間に、トナー像の用紙Ｐに対する定着処理が行われる（Ｓ５）。そして処理後に、定着ローラ２４と加圧ローラ２９とのニップから分離部材２０によって上記のように用紙Ｐがベルト２３から分離される。

定着処理において用紙Ｐによりベルト２３の熱が奪われ、ベルト温度が低下すると（Ｓ６のＹＥＳ）、サーモパイル２５によって検知されたベルト温度に応じて、電磁誘導加熱手段２６が磁場を生成し（Ｓ２）、電磁誘導加熱手段２６により加熱ローラ２８の発熱層を加熱する（Ｓ３）。この構成によって、ベルト２３の温度が所定温度に上昇して維持される。

なお、ベルト２３の加熱手段としては、上記のように電磁誘導加熱手段２６により加熱ローラ２８に設けられた発熱層を加熱する構成の他に、ベルト２３内部に電磁誘導加熱手段２６により発熱する発熱層を設けること、あるいはベルト２３や加熱ローラ２８の外部に被加熱部材（図示せず）を設置して、電磁誘導加熱手段２６により被加熱部材を加熱し、被加熱部材を介してベルト２３を加熱する構成にすることが考えられる。また、定着ローラ２４に加熱構造を内設することも考えられる。

本発明は、搬送部材からシート状の用紙を剥離分離するための分離部材として有効であり、特に搬送されるシート紙に対して画像の定着処理を行う定着装置の分離部材に適用され、例えばコピー機，ファクシミリ装置，プリンタ，プロッタなどの定着装置が設置される画像形成装置に実施可能である。

本発明に係る画像形成装置の全体構成・動作を説明するための概略構成図 本実施形態における定着部の要部を示す平面図 本実施形態における定着部の要部を拡大して示す側面図 本実施形態における定着部の要部の組み込み状態を示す斜視図 本実施形態における定着部の全体構成を示す側面図 本実施形態における定着部の加熱動作に係るフローチャート

符号の説明

３ 感光体
４ プロセスカートリッジ
１１ 定着部
１１ａ 定着ベルト
１１ｂ 加圧ローラ
２０ 分離部材
２０ａ 板状部材
２１ 支持部材
２２ 回転体
２３ 無端状のベルト
２３ａ 非通紙領域
２４ 定着ローラ
２５ サーモパイル
２６ 電磁誘導加熱手段
２７ テンションローラ
２８ 加熱ローラ
２９ 加圧ローラ

Claims (11)

1. シート紙を搬送する搬送部材と搬送されるシート紙との間に先端部が入ることにより、前記搬送部材からシート紙を剥離分離する分離部材であって、前記搬送部材の非通紙部における前記分離部材に、前記搬送部材に接触する回転体を設け、前記搬送部材の移動に伴って前記回転体が回転しながら前記分離部材の先端部と前記搬送部材間の距離を規制することを特徴とする分離部材。
2. 前記回転体として樹脂製のローラを用いたことを特徴とする請求項１記載の分離部材。
3. 前記回転体としてベアリングを内蔵したものを用いたことを特徴とする請求項１または２記載の分離部材。
4. 前記回転体の表面にフッ素樹脂を塗布したことを特徴とする請求項１〜３いずれか１項記載の分離部材。
5. 前記回転体をフッ素樹脂で成形したことを特徴とする請求項１〜３いずれか１項記載の分離部材。
6. 前記回転体をベアリングのみを用いて構成したことを特徴とする請求項１記載の分離部材。
7. 画像形成処理が施されたシート紙を搬送する搬送部と、搬送されるシート紙に対して画像の定着処理を行う定着装置において、前記搬送部として請求項１〜６いずれか１項記載の分離部材を設置したことを特徴とする定着装置。
8. 前記搬送部が、複数対のローラと、これらのローラに架けまわされて該ローラの回転駆動にて移動される無端状ベルトとから構成されることを特徴とする請求項７記載の定着装置。
9. 前記無端状ベルトが内部に発熱層を有し、電磁誘導加熱手段によって前記発熱層が発熱して前記無端状ベルトの表面温度を上昇させることを特徴とする請求項８記載の定着装置。
10. 電磁誘導加熱手段によって被加熱部材を介して前記無端状ベルトの表面温度を上昇させることを特徴とする請求項８記載の定着装置。
11. シート紙に対して画像を形成する画像形成部と、画像形成後のシート紙を受けて画像の定着処理を行う定着部とを備えた画像形成装置において、前記定着部として請求項７〜１０いずれか１項記載の定着装置を設置したことを特徴とする画像形成装置。

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