JP2011158600A - 定着装置、及びそれを備える画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ジャムのときには剥離爪を定着ローラ表面から確実に退避させることが可能な定着装置を提供する。
【解決手段】第１及び第２ガイド溝部３３ａ、３３ｂにより各ピン３５、３７がガイドされて移動すると、剥離爪ホルダー３１もガイドされて移動する。従って、第１及び第２ガイド溝部３３ａ、３３ｂにより剥離爪ホルダー３１がガイドされて移動する。剥離爪ホルダー３１もしくは剥離爪１５に対して垂直方向から水平向までの範囲の方向の力が作用したときには、第１及び第２ガイド溝部３３ａ、３３ｂのガイドにより、剥離爪ホルダー３１が垂直方向から水平方向までの範囲に自在に移動して、剥離爪１５の爪先端１５ａが加熱ローラ１１の表面から退避する。
【選択図】図７

Description

本発明は、用紙上に形成されたトナー像を定着させる定着装置及びそれを備える画像形成装置に関する。

この種の定着装置は、電子写真法、静電記録法、磁気写真法等の画像形成装置に適用され、トナー像が形成された用紙（普通紙、静電記録用紙、写真用紙等）を一対の定着ローラ間に挟みこんで加熱及び加圧し、用紙上のトナー像を定着させるものである。

このような定着装置では、用紙が定着ローラに巻き付くことがあるため、剥離爪の先端を定着ローラに接触させておき、この剥離爪により定着ローラに巻き付いた用紙を剥がすようにしている。

ところが、定着ローラの剥離爪付近で用紙詰まり（ジャム）が発生して、この用紙が滞ると、この用紙により剥離爪が定着ローラ表面に強く押し付けられて、定着ローラ表面に傷が付いたり、剥離爪が破損することがある。

このため、特許文献１、２では、分離爪（剥離爪）のホルダーを溝に沿って移動可能に支持しておき、ジャムのときに用紙によりホルダーが押されると、ホルダーが溝に沿って移動して、分離爪が定着ローラから離間して退避するようにしている。

特開２００２−１４５６５号公報 特開２００２−１４５５０３号公報

しかしながら、特許文献１、２のいずれも、分離爪のホルダーが溝に沿って移動したときのホルダーの移動軌跡が一線上にあり、ホルダーの移動方向が一方向に特定されるので、詰まった用紙によりホルダーもしくは分離爪が押されても、分離爪の先端が退避し切れないことがあり、このときに分離爪の先端が定着ローラ表面に強く押圧されて、定着ローラ表面の傷や剥離爪の破損が生じた。

そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、ジャムのときには剥離爪を定着ローラ表面から確実に退避させることが可能な定着装置及びそれを備える画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の定着装置は、定着ローラと、定着ローラから記録用紙を剥離する剥離爪とを備える定着装置であって、前記剥離爪を回転可能に支持する剥離爪ホルダーと、前記剥離爪が前記定着ローラから離間して退避するように前記剥離爪ホルダーを２方向もしくは前記２方向に挟まれる範囲に移動可能に支持する支持体とを備えている。

このような本発明では、剥離爪が定着ローラから離間して退避するように剥離爪ホルダーを２方向もしくは前記２方向に挟まれる範囲に移動可能に支持しているので、詰まった用紙により剥離爪もしくは剥離爪ホルダーが押されたときに、剥離爪ホルダーが２方向もしくは広い範囲に自在に移動することができ、剥離爪が定着ローラから確実に退避して、剥離爪の先端が定着ローラ表面に強く押圧されるような事態を避けることができる。

また、本発明の定着装置においては、前記剥離爪ホルダーは、複数のピンを有し、前記支持体は、前記剥離爪ホルダーを前記２方向もしくは前記２方向に挟まれる範囲に移動可能に該剥離爪ホルダーの各ピンをガイドするガイド溝を有している。

このような支持体のガイド溝により剥離爪ホルダーを２方向もしくは２方向に挟まれる範囲にガイドすることが可能になる。

例えば、前記ガイド溝の２つの縁は、剥離爪ホルダーを２方向もしくは２方向に挟まれる範囲に移動可能に該剥離爪ホルダーの各ピンをガイドする。

また、本発明の定着装置においては、前記剥離爪の先端が前記定着ローラに接近する方向に前記剥離爪ホルダーを付勢するバネを備えている。

これにより、剥離爪の先端が定着ローラ表面付近に位置決めされる。

一方、本発明の画像形成装置は、上記本発明の定着装置を備えているので、同様の作用効果を奏する。

本発明によれば、剥離爪が定着ローラから離間して退避するように剥離爪ホルダーを２方向もしくは前記２方向に挟まれる範囲に移動可能に支持しているので、詰まった用紙により剥離爪もしくは剥離爪ホルダーが押されたときに、剥離爪ホルダーが２方向もしくは広い範囲に自在に移動することができ、剥離爪が定着ローラから確実に退避して、剥離爪の先端が定着ローラ表面に強く押圧されるような事態を避けることができる。

本発明の定着装置の一実施形態を適用した画像形成装置の主要部を拡大して示す断面図である。 本実施形態の定着装置における複数の剥離爪及び支持フレームを示す斜視図である。 剥離爪の支持構造を示す分解斜視図である。 （ａ）、（ｂ）は、剥離爪の支持構造を上方及び下方から見て示すそれぞれの斜視図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、剥離爪の支持構造を示す側面図、平面図、及び正面図である。 （ａ）、（ｂ）は、剥離爪ホルダーにより支持された剥離爪の動きを示す図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、支持枠により支持された剥離爪ホルダー並びに剥離爪の動きを示す図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、支持枠により支持された剥離爪ホルダー並びに剥離爪の他の動きを示す図である。

以下、本発明の実施形態を添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は、本発明の定着装置の一実施形態を適用した画像形成装置の主要部を拡大して示す断面図である。

この画像形成装置１は、電子写真法に基づくものであり、感光体ドラム２、転写ベルト３、定着装置４等を備えている。感光体ドラム２は、その表面に光感光層を有するものであって、一定の回転速度で矢印Ａの方向に回転駆動されている。この感光体ドラム２の回転に伴い、帯電装置（図示せず）により感光体ドラム２の表面が所定の電位に均一に帯電され、露光装置（図示せず）により感光体ドラム２の表面に静電潜像が形成され、現像装置（図示せず）により感光体ドラム２の表面の静電潜像がトナー像に現像される。

転写ベルト３は、感光体ドラム２の表面速度と同一の速度で矢印Ｂの方向に駆動されており、感光体ドラム２に圧接されて、相互間にニップ域を形成している。このニップ域には、その下方から搬送されて来た用紙が導入され、このニップ域で用紙が搬送されつつ、感光体ドラム２表面のトナー像が用紙に転写される。転写ベルト３には、トナー像を転写するために高電圧の転写バイアス（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）が印加されている。

この用紙は、上方に搬送されて、定着装置４へと導かれる。定着装置４は、加熱ローラ（定着ローラ）１１と加圧ローラ（定着ローラ）１２を備えている。各ローラ１１、１２は、相互に圧接されて、相互間にニップ域を形成し、一方が回転駆動され、他方が従動回転される。搬送されて来た用紙は、各ローラ１１、１２間のニップ域に挟み込まれて加熱及び加圧され、用紙上のトナー像が定着される。

この用紙は、搬送経路５を通じて更に上方へと搬送され、排紙トレイ（図示せず）等に排出される。

本実施形態の定着装置４は、加熱ローラ１１及び加圧ローラ１２の他に、加圧ローラ１２を加熱する外部加熱ローラ１３、加熱ローラ１１表面の付着トナーを除去するクリーニング装置１４、及び各ローラ１１、１２の表面近傍に配置されたそれぞれの剥離爪１５、１６等を備えている。

加熱ローラ１１は、ヒータ１７を内蔵しており、この内蔵のヒータ１７により加熱される。加圧ローラ１２は、その表面を外部加熱ローラ１３により加熱される。

また、各ローラ１１、１２は、鉄、ステンレス鋼、アルミニウム、銅等の金属或いはそれらの合金等よりなる芯金、この芯金表面のシリコンゴム等の弾性層、更にその上のＰＦＡやＰＴＦＥ等の離型層からなる３層構造のローラである。

クリーニング装置１４は、オイル（シリコンオイル）等を含侵した薄いウェブシート２１を巻き付けた送り出しローラ２２と、このウェブシート２１の先端を接続した巻き取りローラ２３と、送り出しローラ２２と巻き取りローラ２３間でウェブシート２１を加熱ローラ１１に圧接させる圧接ローラ２４とを備えており、圧接ローラ２４によりウェブシート２１を加熱ローラ１１表面に圧接して、ウェブシート２１により加熱ローラ１１表面に付着している残留トナーを拭き取り除去する。また、送り出しローラ２２及び巻き取りローラ２３を間欠的に一定量だけ回転させて、ウェブシート２１を一定量だけ送り出して巻き取り、加熱ローラ１１表面に圧接されるウェブシート２１の部分を新しくしている。

各剥離爪１５、１６は、それらの先端が加熱ローラ１１の表面及び加圧ローラ１２の表面に接触しおり、各ローラ１１、１２に巻き付いた用紙をそれらのローラ１１、１２から剥がす。

ここで、仮に、剥離爪１５（又は１６）付近で用紙詰まり（ジャム）が発生して、用紙が滞り、この用紙により剥離爪１５（又は１６）が加熱ローラ１１（又は加圧ローラ１２）の表面に強く押し付けられると、加熱ローラ１１（又は加圧ローラ１２）の表面に傷が付いたり、剥離爪１５（又は１６）が破損してしまう。

特に、トナー像が転写された用紙表面に接触する加熱ローラ１１には、用紙が巻き付き易いため、そのような事態の発生が懸念される。

そこで、本実施形態では、加熱ローラ１１側の剥離爪１５が加熱ローラ１１から離間して退避するように剥離爪１５を移動可能に支持して、ジャムの発生のときに剥離爪１５の先端が加熱ローラ１１表面に強く押圧されるような事態を確実に避けている。

次に、加熱ローラ１１から離間して退避可能な剥離爪１５の支持構造について詳しく説明する。

図２は、配列された複数の剥離爪１５を示している。図２において、支持フレーム２５は、加熱ローラ１１に沿って設けられるものであり、この支持フレーム２５に複数の剥離爪１５が間隔を開けて配置されている。これらの剥離爪１５は、それぞれの先端が加熱ローラ１１表面に接触し、かつ加熱ローラ１１から離間して退避するように支持されている。

図３は、剥離爪１５の支持構造を示す分解斜視図である。図４（ａ）、（ｂ）は、剥離爪１５の支持構造を上方及び下方から見て示すそれぞれの斜視図である。図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、剥離爪１５の支持構造を示す側面図、平面図、及び正面図である。

図３〜図５に示すように、剥離爪１５が剥離爪ホルダー３１の内側に支持され、剥離爪ホルダー３１が支持枠３２の内側に支持されている。

剥離爪１５は、爪先端１５ａを有しており、その略中央に軸孔１５ｃが形成されている。また、剥離爪ホルダー３１は、主板３１ａ、主板３１ａの両側で折り曲げられた各側板３１ｂ、及び主板３１ａの端部から突出したフック３１ｃを有しており、各側板３１ｂに一対の軸孔３１ｄ、ｅが形成されている。

支持枠３２は、主板３２ａ、主板３２ａの両側で折り曲げられた各側板３２ｂ、及び各側板３２ｂの一辺で折り曲げられた各固定板３２ｃを有している。各側板３２ｂには、それぞれのガイド溝３３が形成されている。各固定板３２ｃには、２つの穿孔３２ｄがそれぞれ形成され、また各固定板３２ｃの端部で折り曲げられたそれぞれの係合部３２ｅが設けられている。

図３から明らかなように支持枠３２の各側板３２ｂの内側に剥離爪ホルダー３１が配置され、支持枠３２の各側板３２ｂと剥離爪ホルダー３１の各側板３１ｂが重ねられ、支持枠３２の各側板３２ｂのガイド溝３３に剥離爪ホルダー３１の各側板３１ｂの一対の軸孔３１ｄ、３１ｅが重ねられる。

また、剥離爪ホルダー３１の各側板３１ｂの内側に剥離爪１５及びトーションバネ３４が配置され、剥離爪ホルダー３１の各側板３１ｂの軸孔３１ｄと剥離爪１５の軸孔１５ｃが重ねられ、剥離爪ホルダー３１の各側板３１ｂの軸孔３１ｅとトーションバネ３４のコイル部３４ａが重ねられる。このとき、トーションバネ３４の２本の端部３４ｂが剥離爪ホルダー３１の主板３１ａの両側に配され、トーションバネ３４の中央部３４ｃが剥離爪１５の一辺１５ｄに引っ掛けられる。

そして、一方のピン３５が支持枠３２の各側板３２ｂのガイド溝３３、剥離爪ホルダー３１の各側板３１ｂの軸孔３１ｄ、及び剥離爪１５の軸孔１５ｃに挿し通されて、ピン３５の一端の溝３５ｅに止め輪３６が嵌合される。また、他方のピン３７が支持枠３２の各側板３２ｂのガイド溝３３、剥離爪ホルダー３１の各側板３１ｂの軸孔３１ｅ、及びトーションバネ３４のコイル部３４ａに刺し通されて、ピン３７の一端の溝３７ｅに止め輪３８が嵌合される。これにより、支持枠３２の各側板３２ｂの内側に剥離爪ホルダー３１が支持され、剥離爪ホルダー３１の各側板３１ｂの内側に剥離爪１５及びトーションバネ３４が支持される。

更に、コイルバネ３９の両端のフック３９ａが支持枠３２の各固定板３２ｃの係合部３２ｅに引っ掛けられ、コイルバネ３９の中央部が剥離爪ホルダー３１の主板３１ａのフック３１ｃに引っ掛けられる。

こうして剥離爪１５、剥離爪ホルダー３１、及び支持枠３２が組立てられ、支持枠３２の各固定板３２ｃが図２の支持フレーム２５に載せられて、４本のビス（図示せず）が各固定板３２ｃの４つの穿孔３２ｄを通じて支持フレーム２５にねじ止めされて、支持枠３２が支持フレーム２５に固定され、剥離爪１５が支持フレーム２５に設けられる。

次に、剥離爪ホルダー３１により支持された剥離爪１５の動きについて説明する。図６（ａ）からも明らかなように、トーションバネ３４のコイル部３４ａは、ピン３７に通されて支持され、その２本の端部３４ｂが剥離爪ホルダー３１の主板３１ａに圧接し、その中央部３４ｃが剥離爪１５の一辺１５ｄに引っ掛けられている。この状態では、トーションバネ３４の付勢力により各端部３４ｂと中央部３４ｃが相互に離間しようとするので、トーションバネ３４の中央部３４ｃにより剥離爪１５の一辺１５ｄが押し下げられ、剥離爪１５がピン３５周りで反時計方向に回転し、剥離爪１５の爪先端１５ａが加熱ローラ１１の表面に接触する。すなわち、剥離爪１５の爪先端１５ａは、トーションバネ３４の付勢力により加熱ローラ１１の表面に軽く圧接されている。

剥離爪１５は、トーションバネ３４により反時計方向に付勢されているだけであるから、図６（ｂ）に示すように剥離爪１５をトーションバネ３４の付勢力に抗して反時計回りに回転させて加熱ローラ１１の表面から離間させることが可能である。

次に、支持枠３２により支持された剥離爪ホルダー３１並びに剥離爪１５の動きについて説明する。図７（ａ）からも明らかなように、支持枠３２の各側板３２ｂのガイド溝３３は、Ｖの字形であって、第１ガイド溝部３３ａと第２ガイド溝部３３ｂを有している。第１ガイド溝部３３ａは、ピン３５をガイドし、また第２ガイド溝部３３ｂは、ピン３７をガイドする。各ピン３５、３７が剥離爪ホルダー３１の各側板３１ｂの一対の軸孔３１ｄ、３１ｅに挿し通されていることから、第１及び第２ガイド溝部３３ａ、３３ｂにより各ピン３５、３７がガイドされて移動すると、剥離爪ホルダー３１並びに剥離爪１５もガイドされて移動する。従って、第１及び第２ガイド溝部３３ａ、３３ｂにより剥離爪ホルダー３１並びに剥離爪１５がガイドされて移動することになる。

第２ガイド溝部３３ｂの幅は、ピン３７の径よりも僅かに広くされており、第２ガイド溝部３３ｂによりピン３７が滑らかにガイドされる。また、第２ガイド溝部３３ｂは、略直線状であり、第２ガイド溝部３３ｂによりピン３７が直線状にガイドされる。

第１ガイド溝部３３ａの幅は、その先端側でピン３５の径よりも十分に広く、第２ガイド溝部３３ｂ側に近づくほど徐々に狭くなって、第２ガイド溝部３３ｂとの接続箇所で第２ガイド溝部３３ｂの幅と同一になる。ピン３５は、ピン３７と同じ径であり、第１ガイド溝部３３ａの幅が第２ガイド溝部３３ｂとの接続箇所でピン３７の径よりも僅かに広くされている。

また、第１ガイド溝部３３ａには、その先端にピン３５の外周と同じ弧を描く円弧縁３３ｃが形成され、また円弧縁３３ｃに引き続く垂直方向ガイド縁３３ｄ及び水平方向ガイド縁３３ｅが形成されている。

ここで、コイルバネ３９の両端のフック３９ａが支持枠３２の各係合部３２ｅに引っ掛けられ、コイルバネ３９の中央部が剥離爪ホルダー３１のフック３１ｃに引っ掛けられていることから、図７（ａ）に示すようにコイルバネ３９により剥離爪ホルダー３１が矢印Ｃの方向に付勢されて移動し、各ピン３５、３７も矢印Ｃの方向に移動して、ピン３５が第１ガイド溝部３３ａの円弧縁３３ｃに当接して位置決めされ、これに伴いピン３６が第２ガイド溝部３３ｂの左側に位置決めされる。このとき、図６（ａ）と同様にトーションバネ３４の付勢力により剥離爪１５の爪先端１５ａが加熱ローラ１１の表面に軽く圧接される。

この図７（ａ）の状態で、剥離爪ホルダー３１もしくは剥離爪１５に対して矢印Ｄの垂直方向の力が作用した場合は、まず図７（ｂ）に示すようにピン３５が第１ガイド溝部３３ａの円弧縁３３ｃから離間して垂直方向ガイド縁３３ｄに沿って垂直方向に移動し、引き続いて図７（ｃ）に示すようにピン３５が垂直方向ガイド縁３３ｄに沿って斜め上方向に移動し、これに伴いピン３６が第２ガイド溝部３３ｂの右側へと移動して行く。このとき、剥離爪１５の爪先端１５ａは、図７（ｂ）、（ｃ）に示すように斜め上方に移動して加熱ローラ１１の表面から離れるという軌跡Ｊを描く。

また、図７（ａ）と同様の図８（ａ）の状態、つまりピン３５が第１ガイド溝部３３ａの円弧縁３３ｃに当接して位置決めされ、剥離爪１５の爪先端１５ａが加熱ローラ１１の表面に軽く圧接された状態で、剥離爪ホルダー３１もしくは剥離爪１５に対して矢印Ｅの水平向の力が作用した場合は、図８（ｂ）に示すようにピン３５が第１ガイド溝部３３ａの円弧縁３３ｃから離間して水平方向ガイド縁３３ｅに沿って水平方向に移動し、引き続いて図８（ｃ）に示すようにピン３５が水平方向ガイド縁３３ｅに沿って斜め上方向に移動し、これに伴いピン３７が第２ガイド溝部３３ｂの右側へと移動して行く。このとき、剥離爪１５の爪先端１５ａは、図８（ｂ）、（ｃ）に示すように斜め上方（図７（ｂ）、（ｃ）に示すよりも急峻な斜め上方）に移動して加熱ローラ１１の表面から離れるという軌跡Ｋを描く。

従って、剥離爪ホルダー３１もしくは剥離爪１５に対して矢印Ｄの垂直方向又は矢印Ｅの水平向の力が作用すると、剥離爪ホルダー３１が垂直方向又は水平方向に移動して、剥離爪１５の爪先端１５ａが軌跡Ｊ又はＫを描いて加熱ローラ１１の表面から退避する。

更に、剥離爪ホルダー３１もしくは剥離爪１５に対して矢印Ｄの垂直方向と矢印Ｅの水平向と間に挟まれる範囲の力が作用したときには、剥離爪ホルダー３１が垂直方向と水平方向の間の範囲に移動して、剥離爪１５の爪先端１５ａが図７（ｂ）、（ｃ）の軌跡Ｊと図８（ｂ）、（ｃ）の軌跡Ｋの間の軌跡を描いて加熱ローラ１１の表面から離間する。

すなわち、剥離爪ホルダー３１もしくは剥離爪１５に対して矢印Ｄの垂直方向から矢印Ｅの水平向までの範囲の力が作用したときには、剥離爪ホルダー３１が垂直方向から水平方向までの範囲に自在に移動して、剥離爪１５の爪先端１５ａが加熱ローラ１１の表面から退避する。

ここで、図１において、剥離爪１５付近で用紙詰まり（ジャム）が発生して、用紙が滞ったときには、この用紙により剥離爪ホルダー３１もしくは剥離爪１５に対して矢印Ｄの垂直方向から矢印Ｅの水平向までの範囲の力が作用する。このため、用紙により剥離爪１５もしくは剥離爪ホルダー３１が押されると、剥離爪ホルダー３１が垂直方向から水平方向までの範囲に自在に移動して、剥離爪１５の爪先端１５ａが加熱ローラ１１の表面から確実に退避し、爪先端１５ａが加熱ローラ１１の表面に強く押圧されるような事態が生じない。

これに対して従来のように分離爪のホルダーが溝に沿って移動したときのホルダーの移動軌跡が一線上にあり、ホルダーの移動方向が一方向に特定される場合は、用紙により押される方向によってはホルダーもしくは分離爪が全く移動せず、分離爪の先端が定着ローラ表面に強く押圧されて、定着ローラ表面の傷や剥離爪の破損が生じることがあった。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと解される。

例えば、剥離爪１５の爪先端１５ａの移動方向を調節するべく、支持枠３２の各側板３２ｂのガイド溝３３の形状を変更してもよい。

１ 画像形成装置
２ 感光体ドラム
３ 転写ベルト
４ 定着装置
５ 搬送経路
１１ 加熱ローラ（定着ローラ）
１２ 加圧ローラ（定着ローラ）
１３ 外部加熱ローラ
１４ クリーニング装置
１５、１６ 剥離爪
１７ ヒータ
３１ 剥離爪ホルダー（回転支持部）
３２ 支持枠（退避支持部、支持体）
３３ ガイド溝
３４ トーションバネ
３６ 止め輪
３５、３７ ピン
３８ 止め輪
３９ コイルバネ（バネ）

Claims (5)

1. 定着ローラと、定着ローラから記録用紙を剥離する剥離爪とを備える定着装置であって、
   前記剥離爪を回転可能に支持する剥離爪ホルダーと、
   前記剥離爪が前記定着ローラから離間して退避するように前記剥離爪ホルダーを２方向もしくは前記２方向に挟まれる範囲に移動可能に支持する支持体とを備えることを特徴とする定着装置。
2. 請求項１に記載の定着装置であって、
   前記剥離爪ホルダーは、複数のピンを有し、
   前記支持体は、前記剥離爪ホルダーを前記２方向もしくは前記２方向に挟まれる範囲に移動可能に該剥離爪ホルダーの各ピンをガイドするガイド溝を有することを特徴とする定着装置。
3. 請求項２に記載の定着装置であって、
   前記ガイド溝の２つの縁は、前記剥離爪ホルダーを前記２方向もしくは前記２方向に挟まれる範囲に移動可能に該剥離爪ホルダーの各ピンをガイドすることを特徴とする定着装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１つに記載の定着装置であって、
   前記剥離爪の先端が前記定着ローラに接近する方向に前記剥離爪ホルダーを付勢するバネを備えることを特徴とする定着装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１つに記載の定着装置を備える画像形成装置。

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