JP2012194406A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】分離爪部材に付着したトナーや紙粉を簡単に取り除くこと。
【解決手段】定着ローラー１４の回転によって用紙Ｐが搬送されると、用紙Ｐの先端が背面部４１１に当接した後、更にガイド部４５に当接する。このとき、用紙Ｐによって背面部４１１に押圧力が加わる。この押圧力は、付勢部材４２の付勢力に対抗する力となり、分離爪部材４１は軸支部４１３周りに回動し、先端部４１２が加熱ローラー１４ａの周面から離間する。先端部４１２が加熱ローラー１４ａから離間すると、先端部４１２付近に付着していたトナーや紙粉であるゴミＧが先端部４１２から徐々に剥がれ、加熱ローラー１４ａの周面に落下する。加熱ローラー１４ａの周面に落ちたゴミＧは、加熱ローラー１４ａの回転によって加熱ローラー１４ａの下方へ落下する。
【選択図】図２

Description

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

定着装置は、プリンターやコピー機等の画像形成装置に設けられ、用紙上に転写されたトナー像を用紙に定着させるものである。定着装置は、基本構成要素として、トナー像を用紙上に加熱定着させる加熱ローラー及び加圧ローラーと、用紙の搬送方向における加熱ローラーの下流側に配置された分離爪部材とを含む。分離爪部材は、定着処理された用紙が加熱ローラーに巻き付いた状態で加熱ローラーから排出された場合において、用紙に接触して加熱ローラーから引き剥がすものである。

分離爪部材は、用紙に接触するために加熱ローラーの周面に所定の接触圧で接触するように配置されているため、この接触圧に起因して加熱ローラーの周面が磨耗し易い。加熱ローラー周面上に磨耗痕が発生すると、印刷画像に筋として現れてしまうため、高画質画像の形成の妨げとなっている。そこで特許文献１〜５には、分離爪部材が必要に応じて加熱ローラーから離間することによって、加熱ローラーの周面の傷を最小限に抑える方法が記載されている。

特開２００３−２５５７５０号公報 特開２００６−２２７３４９号公報 特開２００２−２４４４７５号公報 特開２００６−５８６６０号公報 特開２００５−３５２３８２号公報

上記したように、分離爪部材は加熱ローラーに接触することによって用紙を加熱ローラーから引き剥がすため、分離爪部材における加熱ローラーとの接触部分には、定着不良のトナーや用紙の大量搬送によって発生した紙粉等が堆積しやすかった。分離爪部材と加熱ローラーの接触部分にトナーや紙粉が堆積すると、印刷画像に筋画像が発生し、画質悪化を引き起こしていた。

特許文献２に記載の画像形成装置は、通常は分離爪部材が加熱ローラーに近接配置されており、分離爪部材に付着したトナーや紙粉を取り除く際は、駆動手段が分離爪部材を加熱ローラーに当接させることによって、トナーや紙粉を加熱ローラーの周面に付着させ、その後クリーニング手段がトナーや紙粉を除去することとしている。しかし、この方法では、分離爪部材を加熱ローラーに当接・離間させるための駆動手段が必要であった。また、特許文献１及び３〜５には、分離爪部材と加熱ローラーの接触部分に堆積したトナーや紙粉の除去については記載されていない。

本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、分離爪部材に付着したトナーや紙粉を簡単に取り除くことが可能な定着装置及び画像形成装置を提供することを目的とするものである。

請求項１に記載の発明の定着装置は、用紙に定着処理を施す定着ニップ部を形成する第１ローラー及び第２ローラーと、用紙搬送方向における前記定着ニップ部よりも下流側に配置されて前記用紙に接触して該用紙を前記第１ローラーから引き剥がすものであり、前記第１ローラーの周面に接触する先端部と前記第１ローラーから引き剥がした用紙を前記用紙搬送方向に導く背面部とを含む爪部と、前記第１ローラーの長手軸と平行に延びて前記爪部を軸支する軸支部と、を有する分離爪部材と、前記分離爪部材を付勢して該分離爪部材の先端部を前記第１ローラーの周面に接触させる付勢部材と、前記分離爪部材の軸支部を揺動自在に支持するハウジングと、を備え、前記用紙が前記分離爪部材の背面部に当接して前記用紙搬送方向に導かれている間、該用紙の該背面部への当接により発生する該分離爪部材に対する押圧力によって、該分離爪部材の先端部が前記第１ローラーの周面から離間する方向へ揺動力が与えられるものである。

この構成によれば、用紙搬送中、その用紙が分離爪部材の背面部に接触することによって発生する押圧力によって、分離爪部材の先端部に第１ローラーの周面から離間する方向へ力が加わる。これにより、分離爪部材の先端部と第１ローラーの周面とが磨耗することによって発生する周面上の傷を減らすことができる。また、先端部に第１ローラーの周面から離間する方向へ力が加わることによって、先端部に付着していたトナーや紙粉が剥がれて第１ローラーの周面に落ち、その後第１ローラーが回転することによってトナーや紙粉を装置下方へ落下せしめることができる。これにより、トナーや紙粉の堆積による筋画像の発生を防ぐことができる。そして、以上のような効果が、特別な部材を用いることなく簡単な構成で実現することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の定着装置であって、前記ハウジングは、前記分離爪部材の先端部の前記用紙搬送方向の下流側に隣接して位置するガイド部を更に有するものであり、前記用紙の先端が前記分離爪部材の背面部に当接した後、該用紙が前記第１ローラー及び前記第２ローラーによって前記用紙搬送方向に搬送されることによって該先端が前記ガイド部に当接し、その後、該用紙は前記ガイド部及び前記分離爪部材の背面部に当接しながら前記用紙搬送方向に導かれるものである。

この構成によれば、用紙が分離爪部材の背面部に接触することによって発生する押圧力によって分離爪部材が軸支部周りに回動しても、ガイド部が用紙を正しい方向へ導くため、用紙詰まり等を防ぐことができる。

請求項３に記載の発明の画像形成装置は、用紙上にトナー像を形成する画像形成部と、前記トナー像を前記用紙上に定着させる定着装置と、を備え、前記定着装置として、請求項１又は２に記載の定着装置が用いられているものである。

この構成によれば、請求項１及び２と同様の効果を奏する。

この発明によれば、トナーや紙粉の堆積による筋画像の発生を特別な部材を用いることなく簡単な構成で防止することができる。従って、構造を複雑化することなく、長期間に亘って高品質な画像形成を行うことが可能な定着装置及び画像形成装置を提供できる。

画像形成装置の内部構成図。 定着装置の内部構造を示す断面図。 定着装置の内部構造を示す斜視図。 定着装置及び排出ローラー対の断面図。 定着装置及び排出ローラー対の断面図。 定着装置及び排出ローラー対の断面図。

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る定着装置を備えた画像形成装置の内部構成を概略的に示す図である。尚、本実施の形態では、画像形成装置としてプリンターを例に説明するが、この他にコピー機、ファクシミリ機、これら複数の機能を備えた複合機等、本発明に係る定着装置を備えたものであればよい。また、本実施の形態で説明する画像形成装置はカラープリンターであるが、モノクロプリンターであっても構わない。

画像形成装置１は、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）及びブラック（Ｋ）の各色別の画像形成部２（２Ｍ、２Ｃ、２Ｙ及び２Ｋ）を含むタンデム式のカラープリンターである。各画像形成部２Ｍ、２Ｃ、２Ｙ及び２Ｋは、現像装置３、帯電器５、露光装置６、トナー供給部７、クリーナー２１及び１次転写ローラー９を含む。

トナー供給部７は、マゼンタ、シアン、イエロー及びブラックの各色のトナーを貯蔵する。現像装置３は、トナー供給部７から供給されるトナーを感光体ドラム４に供給するための現像ローラー３１を含む。

現像ローラー３１は、例えば、その表面がアルミ等の非磁性材料から構成される円筒状の現像スリーブを含む。この現像スリーブの内部には、磁石材料等が配設されている。現像装置３内のトナーとキャリアとからなる現像剤は、磁石材料の磁力で現像ローラー３１の表面に吸着され、現像ローラー３１が所定の方向に回転することで、現像剤のトナーのみが感光体ドラム４の表面に移動する。

感光体ドラム４は、後述する転写ベルト８の下方に位置し、転写ベルト８の外表面に接触した状態で配設されている。転写ベルト８の回転方向Ｂの上流側から、マゼンタ用感光体ドラム４、シアン用感光体ドラム４、イエロー用感光体ドラム４、及びブラック用感光体ドラム４が並設されている。また、感光体ドラム４は、ａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）等から構成され、図１における時計回りの方向（図示のＡ方向）に回転する。

感光体ドラム４の対向する位置には、１次転写ローラー９が転写ベルト８の内表面に接触した状態で転写ベルト８を介して配置されている。１次転写ローラー９は、転写ベルト８の回転により従動回転するローラーであり、感光体ドラム４とで転写ベルト８をニップして、感光体ドラム４に形成された各色のトナー像を転写ベルト８に１次転写させる１次転写部Ｔを構成する。１次転写部Ｔにおいて、転写ベルト８に各色のトナー像が多重転写される。これにより、転写ベルト８にはカラーのトナー像が形成される。

帯電器５は、感光体ドラム４の周面を一様に帯電する。露光装置６は、外部装置から送信された画像データに基づくレーザー光を感光体ドラム４の周面に導くポリゴンミラー２８を有している。ポリゴンミラー２８は、ポリゴンモータ（不図示）によって回転しつつ、各感光体ドラム４の周面上にレーザー光を主走査方向に走査して、各周面に静電潜像を形成する。尚、主走査方向とは、レーザー光が感光体ドラム４の長手方向に走査される方向である。図１では、ポリゴンミラー２８は複数の感光体ドラム４間で共用されている。

現像装置３は感光体ドラム４にトナーを供給する。これにより、静電潜像にトナーが付着され、感光体ドラム４にトナー像が形成される。

クリーナー２１は、各感光体ドラム４の周面上に配置され、周面上の残留トナー等を除去する。

転写ベルト８は、感光体ドラム４の列の上方に配置されると共に、外表面が感光体ドラム４の周面に接触した状態となるように、従動ローラー１０と駆動ローラー１１との間に張設されている。また、転写ベルト８は、テンションローラー１９によって上方に付勢されている。駆動ローラー１１は、図略の駆動源による駆動力を受けて回転して、転写ベルト８を回転駆動させる。従動ローラー１０は、転写ベルト８の回転によって従動回転する。これにより、転写ベルト８はＢ方向（反時計回りの方向）に回転する。

また、転写ベルト８は、駆動ローラー１１に巻回されている部位が屈曲した状態となっており、この屈曲部位は、転写ベルト８に１次転写されたトナー像が用紙Ｐに２次転写される２次転写位置Ｐ１として設定されている。この２次転写位置Ｐ１には、転写ベルト８を介して駆動ローラー１１に対向する２次転写ローラー１８が設けられている。２次転写ローラー１８は、駆動ローラー１１との間でニップを形成して、該ニップを通過する用紙Ｐに、転写ベルト８の外表面上のトナー像を２次転写する。

２次転写位置Ｐ１の下方には、一対のレジストローラー１７が配設されている。レジストローラー１７は、用紙Ｐを２次転写位置Ｐ１に向けて適切なタイミングで搬送すると共に、用紙Ｐの斜め送りを修正する。

２次転写位置Ｐ１の上方には、２次転写位置Ｐ１でトナー像の２次転写が施された用紙Ｐに対して定着処理を施す定着装置１４が設けられている。定着装置１４は、加熱ローラー１４ａと加圧ローラー１４ｂを有しており、この１対のローラーが定着ニップ部ＮＰを形成している。用紙Ｐが定着ニップ部ＮＰを通過することによって、加熱ローラー１４ａが用紙Ｐを加熱しつつ、加圧ローラー１４ｂが用紙Ｐを押圧することによって、２次転写されたトナー像が用紙Ｐ上に定着する。

用紙Ｐは、定着ニップ部ＮＰで定着処理が施された後、加熱ローラー１４ａに巻き付いた状態になることがあり、その場合紙詰まり等の不都合が生じる。そのような不都合を解消するために、定着装置には分離爪部材が設けられている。この分離爪部材については、後ほど詳しく説明する。

露光装置６の下方位置には、用紙束を収納する給紙カセット１２が配置されている。給紙カセット１２と２次転写位置Ｐ１との間には、用紙Ｐを給紙カセット１２から２次転写位置Ｐ１まで用紙Ｐを案内する用紙搬送路１３が設けられている。用紙搬送路１３には、上述のレジストローラー１７が配設されている。また、用紙搬送路１３には、レジストローラー１７の他に、用紙Ｐを案内するための複数のローラー対が適所に配設されている。

加熱ローラー１４ａ及び加圧ローラー１４ｂは、用紙Ｐが定着ニップ部ＮＰを通過した後、排出ローラー対１５１に向けて搬送する。画像形成装置１の上面には、定着装置１４によって定着処理が施された用紙Ｐが排出される排出部１６が形成されており、この排出部１６と定着装置１４との間には、用紙Ｐを案内するための用紙排出路１５が設けられている。用紙Ｐは排出ローラー対１５１の駆動によって用紙排出路１５に搬送され、排出部１６に排出される。

次に、定着装置１４について説明する。図２は、定着装置１４の内部構造を示す断面図であり、図３は斜視図である。定着装置１４は、上記したように、加熱ローラー１４ａ、加圧ローラー１４ｂ及び分離爪部材４１を含む。定着装置１４は、更に、分離爪部材４１を付勢して分離爪部材４１を加熱ローラー１４ａの周面に接触させる付勢部材４２と、分離爪部材４１を収容するハウジング５１とを含む。

加熱ローラー１４ａは、アルミニウムや鉄の芯金を有しており、その芯金上にフッ素樹脂のコーティングやチューブが施されていると共に、内部に加熱源である図略のハロゲンヒーター１４１が配設されたローラーである。加圧ローラー１４ｂも、アルミニウムや鉄の芯金を有しており、その芯金上にフッ素樹脂のコーティングやチューブが施されたローラーである。

加熱ローラー１４ａ及び加圧ローラー１４ｂは、用紙Ｐが画像形成部２から定着装置１４の定着ニップ部ＮＰに向けて搬送される用紙搬送方向Ｔと直交する方向を長手方向とするローラーである。加熱ローラー１４ａの回転軸及び加圧ローラー１４ｂの回転軸は互いに平行に設定されている。加熱ローラー１４ａ及び加圧ローラー１４ｂの各回転軸の両端部は、画像形成装置１の装置本体に設けられた他の図略の支持板に回転可能に支持されている。

分離爪部材４１は、用紙搬送方向Ｔにおける加熱ローラー１４ａよりも下流側、つまり定着ニップ部ＮＰよりも下流側に配置され、加熱ローラー１４ａの周面に接触した状態でハウジング５１に支持されている。分離爪部材４１は、後述する先端部４１２が加熱ローラー１４ａの周面に接触した状態で保持され、定着ニップ部ＮＰ通過後に加熱ローラー１４ａの周面に巻き付いた用紙Ｐに接触して該用紙Ｐを周面から剥離させるものである。分離爪部材４１は、爪部４１０と軸支部４１３を含む。

爪部４１０は、加熱ローラー１４ａの周面に向かって延びる背面部４１１と、加熱ローラー１４ａの周面に接触する先端部４１２を有する。先端部４１２は、付勢部材４２によって加熱ローラー１４ａの周面に一定の圧力で接触するように保持されている。

軸支部４１３は、加熱ローラー１４ａの長手方向と平行に延びて爪部４１０を軸支するものであり、ハウジング５１に揺動自在に保持されている。

更に、分離爪部材４１は、付勢部材４２が係止される係止部４１４を含む。係止部４１４は、先端部４１２を反対側の端部にあり、その先端が下方に湾曲した鉤状のものである。付勢部材４２は、例えばコイルばねであり、一端がハウジング５１の所定の箇所に係止され、他端が分離爪部材４１の係止部４１４に係止されている。従って、分離爪部材４１はハウジング５１内で常に図面左側に付勢されている。これにより、分離爪部材４１の先端部４１２は、加熱ローラー１４ａの周面に向けて押圧されるように付勢されている。

また、ハウジング５１は、背面部４１１より用紙搬送方向Ｔの下流側であって背面部４１１の加熱ローラー１４ａの軸方向に沿って左右に隣接して位置するガイド部４５を更に有する。ガイド部４５は、背面部４１１に当接した用紙を用紙搬送方向Ｔに導くためのものであり、用紙搬送方向Ｔに延びた凸条部４５１を有している。図３に示すように、分離爪部材４１と、分離爪部材４１の左右に配置された一対のガイド部材４５は、ハウジング５１内に加熱ローラー１４ａの軸方向に沿って所定間隔毎に複数配置される。用紙搬送方向Ｔで見て、その上流側において背面部４１１は、一対の凸条部４５１よりも外方に突出しているが、その下流側においては、一対の凸条部４５１の方が背面部４１１よりも外方に突出している。

上記した通り、分離爪部材４１は加熱ローラー１４ａに接触することによって用紙を加熱ローラー１４ａから引き剥がす。このため、先端部４１２付近には、加熱ローラー１４ａの周面に付着した定着不良のトナーや用紙の大量搬送によって発生した紙粉等が付着しやすかった。このように先端部４１２付近にトナーや紙粉が付着すると、筋画像として現れ、印刷画像の画質悪化を引き起こしていた。

そこで、背面部４１１に用紙が当接することによって先端部４１２が加熱ローラー１４ａの周面から離間する構成とし、これにより先端部４１２に付着したトナーや紙粉が除去されるよう装置の改良を図った。以下、図を用いて分離爪部材４１が回動して先端部４１２が加熱ローラー１４ａから離間する際の流れについて説明する。

図４〜６は、定着装置１４及び排出ローラー対１５１の断面図である。図４に示すように、定着ニップ部ＮＰを用紙Ｐの先端が通過した後、用紙Ｐは排出ローラー対１５１の方向に送られる。この際、用紙Ｐが加熱ローラー１４ａの周面に巻きついている場合は、先端部４１２によって用紙Ｐの先端が周面から剥離される。

定着ローラー１４の回転によって用紙Ｐが更に搬送されると、図５に示すように、用紙Ｐの先端が背面部４１１に当接した後、更にガイド部４５（凸条部４５１）に当接する。このとき、用紙Ｐによって分離爪部材４１を押し上げる方向の力（押圧力）が背面部４１１に加わる。この押圧力は、付勢部材４２の付勢力に対抗する力となり、分離爪部材４１は軸支部４１３周りに回動し、先端部４１２が加熱ローラー１４ａの周面から離間する。用紙Ｐが背面部４１１に摺接している間、先端部４１２は加熱ローラー１４ａの周面から離間し続ける。

尚、背面部４１１に加わる用紙Ｐによる押圧力の大きさによって、分離爪部材４１が付勢部材４２の付勢力に対抗して回動するか否かが決定する。従って、先端部４１２が加熱ローラー１４ａの周面から必ずしも離間するとは限らない。この押圧力の大きさは、用紙Ｐの種類や搬送速度等の種々の条件によって異なるが、印刷に一般的に用いられる普通紙が、加熱ローラー１４ａ及び加圧ローラー１４ｂによって通常通りに搬送された際に背面部４１１に当接して発生する押圧力によって分離爪部材４１が回動して先端部４１２が加熱ローラー１４ａから離間するように、分離爪部材４１及び付勢部材４２が構成されていることが望ましい。

先端部４１２が加熱ローラー１４ａから離間することによって、先端部４１２付近に付着していたトナーや紙粉であるゴミＧが先端部４１２から徐々に剥がれ、加熱ローラー１４ａの周面に落下する。加熱ローラー１４ａの周面に落ちたゴミＧは、加熱ローラー１４ａの回転によって加熱ローラー１４ａの下方へ落下する。このようにして、先端部４１２に付着したゴミＧを取り除くことができる。

そして、図６に示すように、用紙Ｐの終端が背面部４１１を通過し凸条部４５１へ移行すると、用紙Ｐによる背面部４１１への押圧力がなくなるため、先端部４１２は付勢部材４２の付勢力によって再び加熱ローラー１４ａの周面に当接する。

以上、説明したように、用紙Ｐの搬送中、用紙Ｐによって背面部４１１に加わる押圧力によって、分離爪部材４１が軸支部４１３周りに回動する構成とすることにより、先端部４１２が加熱ローラー１４ａの周面から離間させることができる。これにより、先端部４１２と加熱ローラー１４ａの周面とが磨耗することによって発生する周面上の傷を少なくすることができる。

更に、先端部４１２と加熱ローラー１４ａの周面が離間することによって、先端部４１２に付着していたゴミＧが徐々に剥がれ、加熱ローラー１４ａの周面に落ち、その後の加熱ローラー１４ａの回転によってゴミＧを装置下方へ落下せしめることができる。これにより、先端部４１２に付着するゴミＧを除去することができ、ゴミＧの堆積によって発生する筋画像を防ぐことができる。そして、以上の効果が、特別な部材を用いることなく簡単な構成で実現することができる。

１ 画像形成装置
２ 画像形成部
１４ 定着装置
１４ａ 加熱ローラー（第１ローラー）
１４ｂ 加圧ローラー（第２ローラー）
１５１ 排出ローラー対
４１ 分離爪部材
４１０ 爪部
４１１ 背面部
４１２ 先端部
４１３ 軸支部
４１４ 係止部
４２ 付勢部材
４５ ガイド部
５１ ハウジング
ＮＰ 定着ニップ部
Ｇ ゴミ

Claims (3)

1. 用紙に定着処理を施す定着ニップ部を形成する第１ローラー及び第２ローラーと、
   用紙搬送方向における前記定着ニップ部よりも下流側に配置されて前記用紙に接触して該用紙を前記第１ローラーから引き剥がすものであり、前記第１ローラーの周面に接触する先端部と前記第１ローラーから引き剥がした用紙を前記用紙搬送方向に導く背面部とを含む爪部と、前記第１ローラーの長手軸と平行に延びて前記爪部を軸支する軸支部と、を有する分離爪部材と、
   前記分離爪部材を付勢して該分離爪部材の先端部を前記第１ローラーの周面に接触させる付勢部材と、
   前記分離爪部材の軸支部を揺動自在に支持するハウジングと、
   を備え、前記用紙が前記分離爪部材の背面部に当接して前記用紙搬送方向に導かれている間、該用紙の該背面部への当接により発生する該分離爪部材に対する押圧力によって、該分離爪部材の先端部が前記第１ローラーの周面から離間する方向へ揺動力が与えられるものである定着装置。
2. 前記ハウジングは、前記分離爪部材の先端部の前記用紙搬送方向の下流側に隣接して位置するガイド部を更に有するものであり、
   前記用紙の先端が前記分離爪部材の背面部に当接した後、該用紙が前記第１ローラー及び前記第２ローラーによって前記用紙搬送方向に搬送されることによって該先端が前記ガイド部に当接し、その後、該用紙は前記ガイド部及び前記分離爪部材の背面部に当接しながら前記用紙搬送方向に導かれるものである請求項１に記載の定着装置。
3. 用紙上にトナー像を形成する画像形成部と、
   前記トナー像を前記用紙上に定着させる定着装置と、
   を備え、
   前記定着装置として、請求項１又は２に記載の定着装置が用いられている画像形成装置。

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