JP2014002243A - 定着装置およびこれを備えた画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】記録媒体におけるコスレ跡などの画像不良の発生や、記録媒体の分離爪の下への潜り込みの発生を防止することができる定着装置およびこれを備えた画像形成装置を提供すること。
【解決手段】加熱源21cを有する定着ローラ21と、定着ローラ21に定着ニップNを形成する加圧ローラ22と、定着ローラ21の軸方向で複数設けられ、定着ニップNを通過する記録媒体Pを定着ローラ21から分離させる分離機構30を備え、分離機構30が、定着ローラ21に対し接触状態および離隔状態をとり得る分離爪31と、分離爪31を接触状態にするよう押し付ける接触ばね35と、分離爪31を接触状態および離隔状態のいずれかに切り替える解除アーム36と、解除アーム36を駆動させるソレノイド38とを有し、複数の分離機構30のうち少なくともいずれか1つが、解除アーム36により接触状態に切り替えられるよう構成されたことを特徴とする。
【選択図】図2
【解決手段】加熱源21cを有する定着ローラ21と、定着ローラ21に定着ニップNを形成する加圧ローラ22と、定着ローラ21の軸方向で複数設けられ、定着ニップNを通過する記録媒体Pを定着ローラ21から分離させる分離機構30を備え、分離機構30が、定着ローラ21に対し接触状態および離隔状態をとり得る分離爪31と、分離爪31を接触状態にするよう押し付ける接触ばね35と、分離爪31を接触状態および離隔状態のいずれかに切り替える解除アーム36と、解除アーム36を駆動させるソレノイド38とを有し、複数の分離機構30のうち少なくともいずれか1つが、解除アーム36により接触状態に切り替えられるよう構成されたことを特徴とする。
【選択図】図2
Description
本発明は、現像剤で形成された未定着の現像剤像を記録媒体に定着させる定着装置およびこれを備えた画像形成装置に関する。
一般に、現像剤で形成された未定着の現像剤像を記録媒体に定着させる定着装置として、加圧加熱方式の定着装置が普及している。この加圧加熱方式の定着装置においては、加熱手段により加熱される定着ローラとこの定着ローラに接触して加圧する加圧ローラとによって形成される定着ニップに未定着の現像剤像が形成された記録媒体が通過するようになっている。
記録媒体が定着ニップを通過中に、加熱および加圧されて未定着の現像剤像が熱溶着して記録媒体に定着することになる。しかし、熱溶着した現像剤などの粘着力により記録媒体が定着ローラの表面に貼り付いてしまい、記録媒体が定着ニップから良好に排出されなくなる不具合が生じることがある。
記録媒体を定着ニップから良好に排出するため、定着ローラに先端が接触する分離爪などの分離部材が設けられている。この分離爪は、定着ニップの出口近傍に配置されており、定着ローラから記録媒体を分離するとともに、搬送経路の下流側へと案内する機能も有している。
記録媒体が定着ニップを通過中に、加熱および加圧されて未定着の現像剤像が熱溶着して記録媒体に定着することになる。しかし、熱溶着した現像剤などの粘着力により記録媒体が定着ローラの表面に貼り付いてしまい、記録媒体が定着ニップから良好に排出されなくなる不具合が生じることがある。
記録媒体を定着ニップから良好に排出するため、定着ローラに先端が接触する分離爪などの分離部材が設けられている。この分離爪は、定着ニップの出口近傍に配置されており、定着ローラから記録媒体を分離するとともに、搬送経路の下流側へと案内する機能も有している。
この分離爪は定着ローラに接触しているため、耐用年数の末期、いわゆる耐久末期で定着ローラに摩耗痕を残すことがある。このため、比較的に大きな面積からなる画像、いわゆるベタ画像を定着させるときに定着ローラの摩耗痕により記録画像に光沢スジや光沢ムラが発生することがある。このような不具合の発生を防止するため、記録媒体が定着ニップを通過しないときは分離爪を定着ローラから離隔させることで耐久末期でも摩耗痕が少なくなるようにした技術が提案されている。
従来、この種の定着装置として、定着ローラに接触する接触部と、分離爪と、分離爪保護部材と、コロとを備えたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
この定着装置においては、記録媒体の少なくとも一部が搬送経路から離れる方向に挙動したときに、記録媒体の少なくとも一部が分離爪に接触するようになっている。
分離爪保護部材は、分離爪の接触部以外の部分よりも搬送経路側に設けられている。
コロは、分離爪保護部材よりも搬送経路側に突出するよう分離爪保護部材に回転可能に設けられており、搬送経路を搬送される記録媒体をガイドするようになっている。
この構成により、分離爪や搬送ガイドなど、記録媒体に接触する部分のコスレ跡や光沢スジなどの画像不良が発生することを防ぐようにしている。
この定着装置においては、記録媒体の少なくとも一部が搬送経路から離れる方向に挙動したときに、記録媒体の少なくとも一部が分離爪に接触するようになっている。
分離爪保護部材は、分離爪の接触部以外の部分よりも搬送経路側に設けられている。
コロは、分離爪保護部材よりも搬送経路側に突出するよう分離爪保護部材に回転可能に設けられており、搬送経路を搬送される記録媒体をガイドするようになっている。
この構成により、分離爪や搬送ガイドなど、記録媒体に接触する部分のコスレ跡や光沢スジなどの画像不良が発生することを防ぐようにしている。
しかしながら、上述した従来の定着装置においては、記録媒体に弾力性があり、いわゆるコシが強い記録媒体の場合、記録媒体が分離爪保護部材に設けられたコロに押し付けられながら排出されることとなる。この場合、回転可能なコロにより記録媒体をガイドするといっても、定着直後で現像剤が記録媒体に完全に定着していない状態であり、コロによりコスレ跡の画像不良が発生するという問題は解消できていない。
また、上述した従来の定着装置においては、記録媒体が複数枚重なって送られてしまういわゆる重送や、両面に記録するとき記録媒体が搬送途中で詰まってしまうという、いわゆるジャムにより、分離爪が定着ローラから離隔している状態で記録媒体の搬送が停止すると、分離爪の下に記録媒体が潜り込み、巻き付きが発生するという問題もあった。
また、上述した従来の定着装置においては、記録媒体が複数枚重なって送られてしまういわゆる重送や、両面に記録するとき記録媒体が搬送途中で詰まってしまうという、いわゆるジャムにより、分離爪が定着ローラから離隔している状態で記録媒体の搬送が停止すると、分離爪の下に記録媒体が潜り込み、巻き付きが発生するという問題もあった。
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、記録媒体におけるコスレ跡などの画像不良の発生や、記録媒体の分離爪の下への潜り込みの発生を防止することができる定着装置およびこれを備えた画像形成装置を提供することを課題とする。
本発明に係る定着装置は、上記課題を解決するため、内部に熱源を有し回転可能に構成される定着回転部材と、前記定着回転部材に接することで前記定着回転部材との間にニップ部を形成するよう回転可能に構成される加圧回転部材と、前記定着回転部材の軸方向で複数設けられ、前記ニップ部を通過する記録媒体を前記定着回転部材から分離させる分離機構を備え、前記分離機構が、前記定着回転部材に対し接触状態および離隔状態をとり得る分離部材と、前記分離部材を前記接触状態にするよう押し付ける押付部材と、前記分離部材を前記接触状態および前記離隔状態のいずれかに切り替える切替部材と、前記切替部材を駆動させる駆動部材とを有し、前記複数の分離機構のうち少なくともいずれか1つが、前記切替部材により前記接触状態に切り替えられるよう構成されたことを特徴とする。
本発明によれば、記録媒体におけるコスレ跡などの画像不良の発生や、記録媒体の分離爪の下への潜り込みの発生を防止することができる定着装置およびこれを備えた画像形成装置を提供することができる。
本発明に係る定着装置を備えた画像形成装置をカラー画像形成装置1に適用した実施形態について説明する。
図1に示すように、実施形態に係るカラー画像形成装置1は、装置本体2と、露光装置3と、プロセスユニット4と、転写装置5と、ベルトクリーニング装置6と、廃トナー収容器7と、給紙トレイ8と、排紙トレイ9と、レジストローラ11と、定着装置20とを含んで構成されている。
装置本体2は、各構成要素を収容する筐体で構成されており、給紙トレイ8に収容された記録媒体Pを搬送する搬送経路Rが筐体内部に形成されている。
装置本体2は、各構成要素を収容する筐体で構成されており、給紙トレイ8に収容された記録媒体Pを搬送する搬送経路Rが筐体内部に形成されている。
露光装置3は、プロセスユニット4に対してレーザー光がそれぞれ照射されてプロセスユニット4に静電潜像を形成するようになっている。照射されるレーザー光に含まれる画像情報は、所望のフルカラー画像をイエロー(Y)、シアン(C)、マゼンダ(M)およびブラック(Bk)の各色情報に分解した単色の画像情報で構成されている。
プロセスユニット4は、プロセスユニット4Y、4C、4M、4Bkの4つのプロセスユニットで構成されている。
プロセスユニット4Yは、感光体ドラム4dと、帯電ローラ4rと、現像装置4gと、クリーニングブレード4bとを有している。このプロセスユニット4Yにおいては、帯電、露光、現像、転写、クリーニングおよび除電が順に行われるよう構成されている。
プロセスユニット4Yは、感光体ドラム4dと、帯電ローラ4rと、現像装置4gと、クリーニングブレード4bとを有している。このプロセスユニット4Yにおいては、帯電、露光、現像、転写、クリーニングおよび除電が順に行われるよう構成されている。
プロセスユニット4Yにおいては、まず、帯電ローラ4rにより感光体ドラム4dに静電気を蓄える帯電がなされ、帯電した感光体ドラム4dの表面へ露光装置3による露光がなされ、感光体ドラム4dに静電気のパターンからなる静電潜像が形成される。そして、現像装置4gにより感光体ドラム4d上の静電潜像にイエロー(Y)トナーの付着、すなわち現像がなされトナー像が形成され、転写装置5へトナー像が形成される転写が行われる。そして、次の転写に備えて、クリーニングブレード4bにより感光体ドラム4d上に残ったトナーが取り除かれ、さらに、感光体ドラム4d上に残った静電気が取り除かれる除電が行われる。
感光体ドラム4dは、円筒形の表面に、無機や有機の感光体からなる感光層を有しており、帯電ローラ4rは、感光体ドラム4dに近接して配置され感光体ドラム4dとの間の放電により感光体ドラム4dを帯電させるようになっている。
現像装置4gは、イエロー(Y)トナーを供給する供給部分と、感光体ドラム4dにイエロー(Y)トナーを付着させる現像部分により構成されている。クリーニングブレード4bは、ゴムなどの弾力性のある帯状部材とブラシなどのトナー除去部材とを有している。現像装置4gは、装置本体2に着脱可能に収容されている。
プロセスユニット4C、4M、4Bkも、それぞれプロセスユニット4Yと同様に構成されており、プロセスユニット4Cは、シアン(C)のトナー像を、プロセスユニット4Mは、マゼンダ(M)のトナー像を、プロセスユニット4Bkは、ブラック(Bk)のトナー像をそれぞれ転写装置5に転写するようになっている。
現像装置4gは、イエロー(Y)トナーを供給する供給部分と、感光体ドラム4dにイエロー(Y)トナーを付着させる現像部分により構成されている。クリーニングブレード4bは、ゴムなどの弾力性のある帯状部材とブラシなどのトナー除去部材とを有している。現像装置4gは、装置本体2に着脱可能に収容されている。
プロセスユニット4C、4M、4Bkも、それぞれプロセスユニット4Yと同様に構成されており、プロセスユニット4Cは、シアン(C)のトナー像を、プロセスユニット4Mは、マゼンダ(M)のトナー像を、プロセスユニット4Bkは、ブラック(Bk)のトナー像をそれぞれ転写装置5に転写するようになっている。
転写装置5は、転写ベルト5aと、駆動ローラ5bと、従動ローラ5cと、一次転写ローラ5dと、二次転写ローラ5eとを有している。
転写ベルト5aは、端末の無いいわゆる無端状のベルトから構成されており、駆動ローラ5bと従動ローラ5cと間に張力がかかった状態で掛け渡されている。また、転写ベルト5aは、駆動ローラ5bおよび従動ローラ5cにより、図の矢印の方向に回転可能、すなわち周回走行可能に構成されている。
転写ベルト5aは、端末の無いいわゆる無端状のベルトから構成されており、駆動ローラ5bと従動ローラ5cと間に張力がかかった状態で掛け渡されている。また、転写ベルト5aは、駆動ローラ5bおよび従動ローラ5cにより、図の矢印の方向に回転可能、すなわち周回走行可能に構成されている。
一次転写ローラ5dは、プロセスユニット4Yの感光体ドラム4dを転写ベルト5aを介して押し付ける一次転写ローラ5dYと、プロセスユニット4C、4M、4Bkの感光体ドラム4dを同様に押し付ける一次転写ローラ5dC、5dM、5dBkを有している。プロセスユニット4Y、4C、4M、4Bkと押し付けられた転写ベルト5aとの接触部分に、それぞれ一次転写ニップが形成されている。
二次転写ローラ5eは、転写ベルト5aの外周面を介して押し付けることにより駆動ローラ5bを押し付けており、二次転写ローラ5eと転写ベルト5aとの接触部分に、二次転写ニップが形成されている。
二次転写ローラ5eは、転写ベルト5aの外周面を介して押し付けることにより駆動ローラ5bを押し付けており、二次転写ローラ5eと転写ベルト5aとの接触部分に、二次転写ニップが形成されている。
ベルトクリーニング装置6は、二次転写ニップとプロセスユニット4Yとの間に配置されている。このベルトクリーニング装置6は、二次転写ニップにおける転写の際に、転写ベルト5aの外周表面に残ったトナーを取り除く図示しないトナー除去部材と、除去された廃トナーを廃トナー収容器7に移送するトナー移送ホースとを有している。
廃トナー収容器7は、転写装置5の下方で装置本体2の中央部に配置されており、その入り口部には、トナー移送ホースが接続され、トナー移送ホースから入った廃トナーを収容するようになっている。
給紙トレイ8は、廃トナー収容器7の下方で装置本体2の下部に配置されており、記録用紙Pを収容する給紙カセット8aと、給紙ローラ8bとを有している。
給紙トレイ8においては、給紙ローラ8bにより給紙カセット8aから記録用紙Pが1枚ずつ取り出され搬送経路Rに送り出すようになっている。
給紙トレイ8においては、給紙ローラ8bにより給紙カセット8aから記録用紙Pが1枚ずつ取り出され搬送経路Rに送り出すようになっている。
排紙トレイ9は、露光装置3の上方で装置本体2の上部に配置されており、記録された記録用紙Pを収容するトレイ9aと、一対の排紙ローラ9bとを有している。
排紙トレイ9においては、一対の排紙ローラ9bにより搬送経路Rから排出された記録用紙Pをトレイ9aに1枚ずつ順次載せて重ね合わせるようになっている。
排紙トレイ9においては、一対の排紙ローラ9bにより搬送経路Rから排出された記録用紙Pをトレイ9aに1枚ずつ順次載せて重ね合わせるようになっている。
レジストローラ11は、一対のローラを有しており、給紙トレイ8の給紙ローラ8bにより送り出され搬送経路Rにある記録用紙Pの搬送を調節するよう構成されている。
搬送経路R上のレジストローラ11と給紙ローラ8bとの間で、図示しないレジストセンサが装置本体2に配置されており、記録用紙Pの先端部分の通過が検出されるようになっている。このレジストセンサが記録用紙Pの先端部分の通過を検出した後、所定時間が経過すると、記録用紙Pはレジストローラ11に突き当てられて一端停止する。このレジストローラ11は、突き当てられた記録用紙Pを所定のタイミングで挟み込んで回転し、二次転写ニップまで搬送するようになっている。所定のタイミングとしては、例えば、転写ベルト5aの回転によりフルカラーで重ね合わさったトナー画像が二次転写ニップの位置まで搬送された時機が挙げられる。
搬送経路R上のレジストローラ11と給紙ローラ8bとの間で、図示しないレジストセンサが装置本体2に配置されており、記録用紙Pの先端部分の通過が検出されるようになっている。このレジストセンサが記録用紙Pの先端部分の通過を検出した後、所定時間が経過すると、記録用紙Pはレジストローラ11に突き当てられて一端停止する。このレジストローラ11は、突き当てられた記録用紙Pを所定のタイミングで挟み込んで回転し、二次転写ニップまで搬送するようになっている。所定のタイミングとしては、例えば、転写ベルト5aの回転によりフルカラーで重ね合わさったトナー画像が二次転写ニップの位置まで搬送された時機が挙げられる。
定着装置20は、図2ないし図4に示すように、定着ローラ21と、加圧ローラ22と、分離ユニット23と、定着出口ガイド24と、ガイドローラ25とを含んで構成されている。この定着装置20においては、トナー画像が転写された記録媒体Pが定着ローラ21と加圧ローラ22との間に形成される定着ニップNを通過中に加熱および加圧されてトナー画像が記録媒体Pに定着されるようになっている。そして、記録媒体Pが、分離ユニット23により定着ローラ21から分離され、ガイドローラ25および定着出口ガイド24を通って排紙ローラ9bに向かって搬送されるようになっている。
定着ローラ21は、ローラ21aと、ローラ21aの外周面に形成された外層21b
と、ローラ21aの内部に設けられた加熱源21cとを有しており、図示しない駆動源により図2に示す矢印の方向に回転するよう構成されている。
ローラ21aは、所要の機械的強度を有し、熱伝導性の良好な炭素鋼材(例えば、SC、STKM)やアルミニウム材(Al)などの金属材料からなり、円筒形に形成されている。
外層21bは、弾性層および弾性層の外周面を被覆する被覆層で形成されている。
と、ローラ21aの内部に設けられた加熱源21cとを有しており、図示しない駆動源により図2に示す矢印の方向に回転するよう構成されている。
ローラ21aは、所要の機械的強度を有し、熱伝導性の良好な炭素鋼材(例えば、SC、STKM)やアルミニウム材(Al)などの金属材料からなり、円筒形に形成されている。
外層21bは、弾性層および弾性層の外周面を被覆する被覆層で形成されている。
弾性層は、例えば、シリコーンゴム(Q)やフッ素ゴム(FKM)などの合成ゴムで形成される。被覆層は、トナーや金型などの製品の表面で、相手材料の粘着や焼付きを起こさないようにする性質、いわゆる離型性を良好とするとともに、弾性層の耐久性を高める機能を有し、熱伝導率が高く耐久性に富む材料で形成される。例えば、PFA(Tetra Fluoro ethylene-perfluoro Alkylvinyl ether copolymer)からなるフッ素樹脂チューブで被覆したものやPFAまたはPTFE(Poly Tetra Fluoro Ethylene)からなるフッ素樹脂塗料を塗布したもの、あるいはシリコーンゴム層やフッ素ゴム層を形成したものが被覆層として用いられる。
加熱源21cは、ハロゲンランプなどの熱源や励磁コイルによる磁束でローラ21a内に設けた導電層内の過電流で発生するジュール熱の熱源からなり、外層21bを所定の温度に加熱するようになっている。
この定着ローラ21の周囲には、図示しないサーミスタなどの温度センサや異常な温度上昇を防止するサーモスタットが設けられている。温度センサの検出信号を受けて定着ローラ21の表面温度が所定の温度領域内で維持されるよう制御されている。
この定着ローラ21の周囲には、図示しないサーミスタなどの温度センサや異常な温度上昇を防止するサーモスタットが設けられている。温度センサの検出信号を受けて定着ローラ21の表面温度が所定の温度領域内で維持されるよう制御されている。
加圧ローラ22は、ローラ22aと、ローラ22aの外周面に形成された外層22bとを有している。ローラ22aは、ローラ21aと同様の金属材料からなり、円筒形に形成されている。外層22bは、外層21bと同様の弾性層および被覆層を有している。
本実施形態に係る定着装置20においては、定着ローラ21と加圧ローラ22とが図示しない加圧手段によって互いに押付力が加えられて接触しており、この接触箇所において定着ニップNが形成されている場合について説明した。しかしながら、本発明に係る定着装置においては、定着装置20の構造以外の構造で構成するようにしてもよい。例えば、例えば、定着ローラに相当する定着部材と加圧ローラに相当する対向部材の少なくとも一方を無端状のベルトとし、そのベルトをローラまたはパッドなどの押付部材によって相手側に押し付ける構造で構成してもよい。また、定着部材と対向部材は、互いに押し付ける場合に限らず、加圧を行わずに単に接触させるだけの構造で構成とすることも可能である。
分離ユニット23は、分離機構30と、分離機構30を制御するコントローラ40とを備えており、トナー画像が定着した記録媒体Pを定着ローラ21から分離するよう構成されている。
分離機構30は、図2および図4に示すように、分離機構30A、30B、30C、30Dの4個の機構で構成されており、分離機構30A、30B、30C、30Dはそれぞれ互いに独立して動作するようになっている。分離機構30は、4個に限定されず、2ないし10個程度であってもよく適宜選択される。分離機構30が1つであると、記録用紙Pの定着ローラ21からの分離機能が不十分になることがあり、多すぎると、構造や制御が複雑となり製造コストが高まることがある。
分離機構30Aは、分離爪31と、分離爪コロ32と、コロ軸33と、位置決めブロック34と、分離爪31を定着ローラ21に接触させる接触ばね35と、分離爪31の定着ローラ21への接触を解除する解除アーム36および解除ばね37と、ソレノイド38とを含んで構成されている。
分離爪31は、離型性や接触してすり動く際の性質、いわゆる摺動性のよい材料、例えば、PFAやPEK(Poly Ether Ketone)、PEEK(Poly Ether Ether Ketone)で形成されている。なお、分離爪31の表面をPFAやテフロン(登録商標)などの離型性や摺動性のよい材料でコーティングする構造であってもよい。
分離爪31は、図2および図3に示すように、記録用紙Pを定着ローラ21から分離するよう、定着ニップNよりも記録用紙Pの搬送方向下流側で定着ローラ21と加圧ローラ22との間に配置されている。この分離爪31は、くさび状に形成された先端部分と、接触ばね35の一方側の端部が連結される連結部分と、位置決めブロック34が突き当たる突当部分とを有しており、先端部分と連結部分との間に支点f1が設けられている。
分離爪31は、この支点f1を中心として回転可能に構成されており、図2に示す分離爪31が定着ローラ21から離隔している離隔状態と、図3に示す分離爪31が定着ローラ21に接触している接触状態とが切り替わるよう構成されている。
分離爪31は、この支点f1を中心として回転可能に構成されており、図2に示す分離爪31が定着ローラ21から離隔している離隔状態と、図3に示す分離爪31が定着ローラ21に接触している接触状態とが切り替わるよう構成されている。
図5に示すように、分離爪31が定着ローラ21に接触している接触状態における分離爪31の先端部分をP1とし、分離爪31が定着ローラ21から離隔している離隔状態における分離爪31の先端部分をP2とすると、先端部分P1と先端部分P2との間の距離はLで表される。この距離Lは、分離爪31の接触状態から離隔状態になる軌跡の長さ、すなわち離隔量を示している。この離隔量は、定着装置20の諸条件に応じて適宜選択されるが、例えば、2mm程度で設定されている。
なお、定着ニップNの出口部分から一対の排紙ローラ9bの接触部分を結んだ点線をHとすると、点線Hは、記録媒体Pの搬送経路Rを模式的に示している。
分離爪31の先端部分が離隔状態にあるとき、先端部分P2が、図5の中央部分に示すように、点線Hから定着ローラ21側に入り込んだ位置にあるよう分離爪31が構成されている。この構成により、従来の次のような問題が解消される。
分離爪31の先端部分が離隔状態にあるとき、先端部分P2が、図5の中央部分に示すように、点線Hから定着ローラ21側に入り込んだ位置にあるよう分離爪31が構成されている。この構成により、従来の次のような問題が解消される。
すなわち、分離爪31の先端部分が離隔状態にあるとき、先端部分P2が、点線Hから加圧ローラ22側に入り込んだ位置にあり、分離爪31の先端部分が加圧ローラ22側に突出していると、搬送経路Rに対して突出することになる。この場合、分離爪31の先端部分が記録媒体Pの搬送を妨害してしまうことになる。
搬送経路Rに対して突出する分離爪31の先端部分により、コシの弱い記録媒体Pでは、記録媒体Pが撓むなどして搬送による分離爪31のコスレ跡は発生しないものの、記録媒体Pが暴れたりする挙動を示したり、排紙ローラ9bに搬送されるまでに時間が掛かったりしてしまうことになる。また、排紙センサで記録媒体Pの通過を確認できずにジャムになってしまう可能性もある。他方、厚紙などコシの強い記録媒体Pでは、分離爪31と記録媒体Pが接触し続けることで分離爪31のコスレ跡、光沢スジが発生する可能性がある。
搬送経路Rに対して突出する分離爪31の先端部分により、コシの弱い記録媒体Pでは、記録媒体Pが撓むなどして搬送による分離爪31のコスレ跡は発生しないものの、記録媒体Pが暴れたりする挙動を示したり、排紙ローラ9bに搬送されるまでに時間が掛かったりしてしまうことになる。また、排紙センサで記録媒体Pの通過を確認できずにジャムになってしまう可能性もある。他方、厚紙などコシの強い記録媒体Pでは、分離爪31と記録媒体Pが接触し続けることで分離爪31のコスレ跡、光沢スジが発生する可能性がある。
分離爪コロ32は、一対のコロ32a、32bとを有しており、コロ軸33に回転可能に支持されている。一対のコロ32a、32bは、分離爪31と同様、離型性や摺動性のよい材料で形成されている。分離爪31と同様、離型性や摺動性のよい材料でコーティングする構造であってもよい。
図6に示すように、分離爪コロ32a、32bは、分離爪31を挟むように配置されている。定着装置20の諸条件に応じて、分離爪コロ32a、32bおよび分離爪31の大きさや、分離爪31の先端部分が定着ローラ21に接触している接触状態にあるときの先端部分の定着ローラ21に対する押付力が適宜選択される。
例えば、先端部分の定着ローラ21に対する押付力は、4g〜6gの荷重が加わった場合と同程度に設定されている。この押付力は、記録媒体Pを定着ローラ21から分離するのに必要な力を掛ければよい。しかし、分離爪31の先端部分の押付力が強過ぎると、定着ローラ21の外層22bの摩耗量が多くなり、光沢スジが発生してしまうことがあり、この押付力が弱過ぎると記録媒体Pを定着ローラ21から十分に分離できないことがある。
例えば、先端部分の定着ローラ21に対する押付力は、4g〜6gの荷重が加わった場合と同程度に設定されている。この押付力は、記録媒体Pを定着ローラ21から分離するのに必要な力を掛ければよい。しかし、分離爪31の先端部分の押付力が強過ぎると、定着ローラ21の外層22bの摩耗量が多くなり、光沢スジが発生してしまうことがあり、この押付力が弱過ぎると記録媒体Pを定着ローラ21から十分に分離できないことがある。
また、分離爪31の先端部分の幅W1は、定着装置20の諸条件によって異なるが、例えば、3mm〜6mmに設定されており、分離爪コロ32a、32bのそれぞれの幅W2は、例えば、2.5mm程度に設定されている。
分離爪31の先端部分の幅W1は、定着ローラ21に直接接触するので、定着ローラ21の外層22bの損傷や摩耗による光沢スジが分離爪31の先端部分で発生してしまうので、なるべく細い方が好ましい。しかし、分離爪31の幅W1が細過ぎると、定着ローラ21に接触させる押付力による荷重が集中してしまうので、定着ローラ21の外層22bに鋭利で目立つ光沢スジができてしまう可能性がある。分離爪31の幅W1が太過ぎると、定着ローラ21の回転の抵抗となってしまい、滑らかな搬送が得られない可能性がある。
分離爪31の先端部分の幅W1は、定着ローラ21に直接接触するので、定着ローラ21の外層22bの損傷や摩耗による光沢スジが分離爪31の先端部分で発生してしまうので、なるべく細い方が好ましい。しかし、分離爪31の幅W1が細過ぎると、定着ローラ21に接触させる押付力による荷重が集中してしまうので、定着ローラ21の外層22bに鋭利で目立つ光沢スジができてしまう可能性がある。分離爪31の幅W1が太過ぎると、定着ローラ21の回転の抵抗となってしまい、滑らかな搬送が得られない可能性がある。
図7に示すように、分離爪31の先端部分の外形状の延長線をELとし、分離爪コロ32の延長線ELから最も突出している部分をP3とすると、分離爪コロ32は、延長線ELに対する突出量がKになるよう配置されている。
分離爪31と分離爪コロ32の三角形で示す中継部分CHは、延長線ELと中継部分CHを通る線SLのなす角度がα、線SLと分離爪コロ32の接線KLのなす角度がβになるよう分離爪31と分離爪コロ32とが構成されている。
分離爪31と分離爪コロ32の三角形で示す中継部分CHは、延長線ELと中継部分CHを通る線SLのなす角度がα、線SLと分離爪コロ32の接線KLのなす角度がβになるよう分離爪31と分離爪コロ32とが構成されている。
突出量K、角度α、βは、定着装置20の諸条件に応じて適宜選択されるが、例えば、
突出量Kは2mm程度、角度αは23°程度、角度βは29°程度で設定されている。
この中継部分CHは、分離爪31から分離爪コロ32にうまく記録媒体Pを受け渡すよう設けられている。仮に、中継部分CHが無いとすると、分離爪31と分離爪コロ32のなす角度(α+β)が大きくなってしまうので、記録媒体Pは分離爪コロ32に追突し、ジャムを発生させてしまう可能性がある。
突出量Kは2mm程度、角度αは23°程度、角度βは29°程度で設定されている。
この中継部分CHは、分離爪31から分離爪コロ32にうまく記録媒体Pを受け渡すよう設けられている。仮に、中継部分CHが無いとすると、分離爪31と分離爪コロ32のなす角度(α+β)が大きくなってしまうので、記録媒体Pは分離爪コロ32に追突し、ジャムを発生させてしまう可能性がある。
また、記録媒体Pを受け渡すためのなす角α、βは、30°以下にすることで画像不良やジャムなどの発生を防ぐことができるので、分離爪31と分離爪コロ32の中継部分CHの角度がα、β<30°に設定されている。
分離爪コロ32の突出量Kを大きくすると、普通紙や薄紙(坪量70g/m2以下)やコシの弱い記録媒体Pの場合、分離爪31から記録媒体Pを良好に離すことができ、分離爪31のコスレ跡の発生が防止される。
しかし、厚紙(坪量150g/m2以上)やコシの強い記録媒体Pの場合、突出量Kを大きくすると、記録媒体Pが分離爪コロ32に押し付けられて排出されるので、分離爪コロ32によるコスレ跡が発生してしまう可能性がある。
そこで、薄紙と厚紙の分離爪31と分離爪コロ32のコスレ跡の発生状況を実験的に確認して分離爪コロ32の突出量Kを適宜選択することができる。例えば、定着装置20の諸条件によっても異なるが、分離爪31から記録媒体Pを良好に離すことができる突出量Kとして、2mm程度が好ましい。
しかし、厚紙(坪量150g/m2以上)やコシの強い記録媒体Pの場合、突出量Kを大きくすると、記録媒体Pが分離爪コロ32に押し付けられて排出されるので、分離爪コロ32によるコスレ跡が発生してしまう可能性がある。
そこで、薄紙と厚紙の分離爪31と分離爪コロ32のコスレ跡の発生状況を実験的に確認して分離爪コロ32の突出量Kを適宜選択することができる。例えば、定着装置20の諸条件によっても異なるが、分離爪31から記録媒体Pを良好に離すことができる突出量Kとして、2mm程度が好ましい。
コロ軸33は、分離爪31の先端部分と支点f1間に設けられ中央部分で分離爪31に支持されている。コロ軸33は、一端部でコロ32aを支持し、他端部でコロ32bを支持している。
位置決めブロック34は、分離爪31の突当部分と接触ばね35の一方側の端部が連結される連結部分との間に配置されている。位置決めブロック34は、支点f1を中心として回転可能に構成された分離爪31の、定着ローラ21から離隔する方向の回転角度が広くならないよう規制している。
接触ばね35は、引張コイルばねからなり、一端部が分離爪31の連結部分に連結され、他端部が装置本体2の一部に固定されている。図3に示すように、接触ばね35は、分離爪31の先端部分が定着ローラ21に所定の接触圧力で接触するようセットされており、支点f1を中心とする回転モーメントM1が分離爪31に生ずるようになっている。
解除アーム36は、軽量でかつ所要の機械的強度を有するPPS(Poly Phenylene Sulfide Resin)やPEK(Poly Ether Ketone)などの耐熱や耐摩耗性に優れた樹脂材料で形成されている。なお、実施形態では、解除アーム36の軸方向すなわち長手方向に渡る撓みを防止する観点から、特に支点f2となる回転軸部分をステンレス(SUS)材にて別体で形成している。しかしながら、解除アーム36の材料は、装置の大きさや分離ユニット23への押付力に応じて適宜選定される。
この解除アーム36は、細長いリンク部材で形成され、分離爪31の連結部分の近傍を押し付ける押付部分と、この押付部分と反対側で解除ばね37の一方側の端部が連結される連結部分とを有している。この押付部分と連結部分との間に支点f2が設けられており、解除アーム36は、この支点f2を中心として回転可能に構成されている。
解除ばね37は、接触ばね35と同様、引張コイルばねからなり、一端部が解除アーム36の連結部分に連結され、他端部が装置本体2の一部に固定されている。図2に示すように、解除ばね37は、分離爪31の先端部分が定着ローラ21から離隔するようセットされている。この解除ばね37は、支点f2を中心とする回転モーメントM3が解除アーム36に生じ、回転モーメントM3の作用で解除アーム36の押付部分が分離爪31を押し付けた際に、分離爪31に回転モーメントM1とは逆の方向の回転モーメントM2が生ずるようになっている。この回転モーメントM2は、回転モーメントM1よりも大きくなるよう設定されており、前述のように解除ばね37の張力により、分離爪31の先端部分が定着ローラ21から離隔するようになっている。
なお、この解除ばね37は、引張コイルばねで構成されているが、設置スペースや製造コストなどの諸条件に応じて、他の構造で構成するようにしてもよい。例えば、解除アーム36の押付部分を支点f2を中心とする回転モーメントM3が生ずるよう、押し付ける圧縮コイルばねを備えた構造で構成するようにしてもよく、他のリンク構造で構成するようにしてもよい。
ソレノイド38は、コイルを内臓するソレノイド本体38aと、コイル内で進退可能に装着されたプランジャ38bとを有している。
ソレノイド本体38aは、コントローラ40に電気的に接続されておりコントローラ40により駆動されるようになっている。コントローラ40の指令により、ソレノイド本体38aのコイルに通電されるとコイルが励磁され、プランジャ38bをソレノイド本体38a内に吸引するようになっている。
ソレノイド本体38aは、コントローラ40に電気的に接続されておりコントローラ40により駆動されるようになっている。コントローラ40の指令により、ソレノイド本体38aのコイルに通電されるとコイルが励磁され、プランジャ38bをソレノイド本体38a内に吸引するようになっている。
プランジャ38bは、基端部分がソレノイド本体38a内で励磁されたコイルにより吸引されるようになっており、先端部分が、解除アーム36の解除ばね37の連結部分に連結されている。プランジャ38bは、コイルにより吸引されると解除アーム36の連結部分をソレノイド本体38a方向に引張力が作用するようになっている。
プランジャ38bの引張力が作用すると、図3に示すように、解除アーム36は支点f2を中心として回転し回転モーメントM3と反対方向で回転モーメントM3よりも大きい回転モーメントM4が作用するようになっている。
プランジャ38bの引張力が作用すると、図3に示すように、解除アーム36は支点f2を中心として回転し回転モーメントM3と反対方向で回転モーメントM3よりも大きい回転モーメントM4が作用するようになっている。
この回転モーメントM4が作用すると、解除アーム36の押付部分の押付力が無くなり、接触ばね35の張力により、支点f1を中心とする回転モーメントM1が分離爪31に作用し、分離爪31の先端部分が定着ローラ21に所定の接触圧力で接触するようになっている。分離爪31の先端部分が定着ローラ21に接触した瞬間より後、解除アーム36はさらに反時計方向に回転し、分離爪31から完全に離隔した状態で静止する。
この状態で、接触ばね35の張力による押付力のみで分離爪31の先端部分が定着ローラ21の表面に適切な圧力で接触することができる。
その後、ソレノイド38に印加されていた電流が遮断されると、ソレノイド本体38aの吸引力が解除され、解除ばね37の張力が再び解除アーム36に作用し、接触ばね35の張力に抗して分離爪31を支点f1を中心として時計方向に回転させ、分離爪31の先端部分が定着ローラ21の表面から離隔して、図2に示す状態に戻るようになっている。
この状態で、接触ばね35の張力による押付力のみで分離爪31の先端部分が定着ローラ21の表面に適切な圧力で接触することができる。
その後、ソレノイド38に印加されていた電流が遮断されると、ソレノイド本体38aの吸引力が解除され、解除ばね37の張力が再び解除アーム36に作用し、接触ばね35の張力に抗して分離爪31を支点f1を中心として時計方向に回転させ、分離爪31の先端部分が定着ローラ21の表面から離隔して、図2に示す状態に戻るようになっている。
分離機構30B、30C、30Dは、分離機構30Aと同様に構成されており、分離機構30A、30B、30C、30Dは、定着ローラ21に対して、図8に示すように配置されている。
すなわち、分離機構30A、30B、30C、30Dは、記録媒体Pの通過領域に対して中心CLから距離Aの位置に、分離機構30B、30Cを配置し、中心CLから距離Bの位置に分離機構30A、30Dを配置している。通過領域の内側に配置された分離機構30B、30Cと、通過領域の外側に配置された分離機構30A、30Dは距離Cで互いに等間隔に位置するとともに、中心CLに対して左右対称に配置されている。
記録媒体Pの通過領域に対して中心CLで左右対称に配置することで、記録媒体Pが定着ニップNを通過した後に、記録媒体Pの左右の変形量を等しくし、記録媒体Pの耳折れやジャムなどの発生が防止され、良好な搬送性が確保されるようになっている。
すなわち、分離機構30A、30B、30C、30Dは、記録媒体Pの通過領域に対して中心CLから距離Aの位置に、分離機構30B、30Cを配置し、中心CLから距離Bの位置に分離機構30A、30Dを配置している。通過領域の内側に配置された分離機構30B、30Cと、通過領域の外側に配置された分離機構30A、30Dは距離Cで互いに等間隔に位置するとともに、中心CLに対して左右対称に配置されている。
記録媒体Pの通過領域に対して中心CLで左右対称に配置することで、記録媒体Pが定着ニップNを通過した後に、記録媒体Pの左右の変形量を等しくし、記録媒体Pの耳折れやジャムなどの発生が防止され、良好な搬送性が確保されるようになっている。
また、分離機構30A、30B、30C、30Dの間隔を等間隔にすることで定着ローラ21から記録媒体Pを分離する時に分離機構30A、30B、30C、30Dに均等な力が加わることにより、一箇所に負荷が集中し定着ローラ21の損傷などの不具合の発生を防ぐことができるようにしている。
分離機構30A、30B、30C、30Dの配置を等間隔とし左右対称の配置として説明しているが、これに限定されず、定着装置20の諸条件に応じて、多少の配置誤差や間隔のずれがあってもよい。
分離機構30A、30B、30C、30Dの配置を等間隔とし左右対称の配置として説明しているが、これに限定されず、定着装置20の諸条件に応じて、多少の配置誤差や間隔のずれがあってもよい。
なお、実施形態に係る分離機構30A、30B、30C、30Dは、前述のように互いに独立して個別に機能する構造で構成されており、コントローラ40の指令によって、適宜独立して動作させることができる。
例えば、分離機構30A、30B、30C、30Dのうち、少なくともいずれか1つの分離機構について分離爪31の定着ローラ21に対する接触状態にし、他の3つの分離機構を分離爪31の定着ローラに対する離隔状態にするよう動作させることができる。
少なくともいずれか1つの分離機構を接触状態にさせることにより、少なくともいずれか1つの分離爪31が定着ローラ21に常に接触しているので最低限の分離機能を作用させるとともに、接触状態における定着ローラ21の損傷の発生を抑制することができる。
少なくともいずれか1つの分離機構を接触状態にさせることにより、少なくともいずれか1つの分離爪31が定着ローラ21に常に接触しているので最低限の分離機能を作用させるとともに、接触状態における定着ローラ21の損傷の発生を抑制することができる。
また、記録媒体Pが薄紙であるか厚紙であるかなどの記録媒体Pの種類やA4であるかB5であるかなどの記録媒体Pのサイズに応じて、分離機構30A、30B、30C、30Dのうちいずれを接触状態にし、いずれを分離状態にするかを選択するようにしてもよい。
記録媒体Pの種類やサイズに応じて、いずれの分離爪31を接触状態するかを適宜選択することができ、最適な分離機能を発揮させることができる。
記録媒体Pの種類やサイズに応じて、いずれの分離爪31を接触状態するかを適宜選択することができ、最適な分離機能を発揮させることができる。
また、分離機構30A、30B、30C、30Dを交互に機能させるようにしてもよい。すなわち、分離機構30A、30Cを接触状態にし、分離機構30B、30Dを分離状態にすることができ、また、分離機構30A、30Cを分離状態にし、分離機構30B、30Dを接触状態にすることができる。その結果、場合に応じて、最適な分離機能を発揮させることができる。
また、分離機構30A、30B、30C、30Dのうち、定着ローラ21の幅方向の中心部に位置する分離機構30B、30Cを常に接触状態にし、定着ローラ21の幅方向の両端心部に位置する他の分離機構30A、30Dを、接触状態にするか分離状態にすることができる。その結果、場合に応じて、いずれかを選択することにより、最適な分離機能を発揮させることができる。
コントローラ40は、駆動回路部40aと、制御部40bと、記録媒体Pを検出する記録媒体センサ40cとを有している。
駆動回路部40aは、制御部40bの指令によりソレノイド38を駆動する公知の回路で構成されている。駆動回路部40aは、ソレノイド本体38aのコイルへの通電および通電の遮断を行うことにより、コイルが励磁状態および非励磁状態になるよう駆動するようになっている。
制御部40bは、周辺機器にデータを送受信する入出力ポートすなわちI/Oポートと、データを処理するとともに周辺機器を制御するCPU(Central Processing Unit)とを有している。記録媒体センサ40cにより検出されて送信された検出信号に基づいて駆動回路部40aを駆動させるように構成されている。
記録媒体センサ40cは、定着ニップNよりも記録媒体Pの搬送方向の上流側(図2の下側)で、装置本体2に支点f3を中心に回転可能に支持された検出部40kと、図示しない位置決め部を有している。
具体的には、検出部40kは、記録媒体Pの搬送経路Rに直交する位置にセットされており、搬送される記録媒体Pが検出部40kに接触することで検出部40kが図3に示すように、回転し、記録媒体Pの通過を検出するようになっている。
記録媒体Pが通過した後は、検出部40kは自重または図示しない捩りコイルばねなどの復元力によって元の位置に戻り、位置決め部に接触して図2に示す所定の位置に保持されるようになっている。
具体的には、検出部40kは、記録媒体Pの搬送経路Rに直交する位置にセットされており、搬送される記録媒体Pが検出部40kに接触することで検出部40kが図3に示すように、回転し、記録媒体Pの通過を検出するようになっている。
記録媒体Pが通過した後は、検出部40kは自重または図示しない捩りコイルばねなどの復元力によって元の位置に戻り、位置決め部に接触して図2に示す所定の位置に保持されるようになっている。
なお、記録媒体Pが検出部40kと接触することによって記録媒体Pの搬送姿勢に傾き(スキュー)が生じないように、検出部40kは搬送経路Rの幅方向の中央近傍に設けられることが好ましい。このように、検出部40kを設けることで、記録媒体Pを適正な姿勢で搬送することができ、画像の歪みや紙シワの発生などを防止して搬送の信頼性を確保することができる。
また、記録媒体センサ40cを上記のような記録媒体Pに接触するセンサではなく、記録媒体Pに非接触で記録媒体Pを検出するもので構成してもよい。非接触のセンサとして、例えば、反射型や透過型の光センサを用いることができる。非接触のセンサで構成した場合は、記録媒体Pの搬送姿勢に傾き(スキュー)が生じる慮はない。
また、定着ニップNの記録媒体Pの搬送方向の上流側で記録媒体Pの紙詰まりの発生を検出する紙詰まり検出センサを設けている場合は、この紙詰まり検出センサを記録媒体センサとして兼用してもよい。
また、定着ニップNの記録媒体Pの搬送方向の上流側で記録媒体Pの紙詰まりの発生を検出する紙詰まり検出センサを設けている場合は、この紙詰まり検出センサを記録媒体センサとして兼用してもよい。
定着出口ガイド24は、記録用紙Pの搬送方向の下流側で、図4に示すように、分離機構30を囲うよう配置され、定着ニップNから排出された記録媒体Pを案内するよう構成されている。定着出口ガイド24は、軽量かつ複雑な形状作成が可能で、耐熱性の高い材料、例えば、ガラス繊繊維含有のPET(Poly Ethylene Terephthalate)により形成されている。
定着出口ガイド24の先端部分は、定着ローラ21に接触して定着ローラ21を傷つけないよう、分離爪31および定着ニップNから離隔して配置され、定着ローラ21との間に所定の隙間を有している。
従来のように、定着出口ガイド24の先端部分が、分離爪31より定着ニップNに近いか、または、分離爪31と同じ位置に配置した場合、記録媒体Pの分離中で定着ローラ21から記録媒体Pが十分に分離されていない状態(分離爪31の周辺の記録媒体Pが定着ローラ21から分離されるが、分離爪31が設けられていない各分離爪31間の部分が、まだ定着ローラ21に貼り付いた状態)で定着ローラ21と定着出口ガイド24の先端部分との隙間に記録媒体Pが入り込み、記録媒体Pの耳折れやジャムなどの問題が発生することがある。この問題の発生を防止するよう、定着出口ガイド24の先端部分は、前述のように分離爪31より定着ニップNから離隔した位置で定着ローラ21と所定の隙間を持たせるようにしている。
ガイドローラ25は、定着出口ガイド24に、回転可能に支持されており、記録媒体Pの通過領域に対して、横幅の略全長に渡る長さを有し、円筒形に形成されている。
ガイドローラ25は、アルミニウムや鉄などの機械的強度の高い材料からなり、その表面には、離型性や摺動性のよい材料、例えば、PFAやテフロン(登録商標)でコーティングが施されている。
ガイドローラ25は、アルミニウムや鉄などの機械的強度の高い材料からなり、その表面には、離型性や摺動性のよい材料、例えば、PFAやテフロン(登録商標)でコーティングが施されている。
図9に示すように、定着ニップNの出口からガイドローラ25の中心までの鉛直方向の距離をTとすると、距離Tは、例えば、20mm程度で設定されている。
また、上記の鉛直方向に直交する水平方向における、分離爪コロ32の外周面からガイドローラ25の外周面までの突出量をSとすると、突出量Sは、例えば、2mm程度で設定されている。
また、上記の鉛直方向に直交する水平方向における、分離爪コロ32の外周面からガイドローラ25の外周面までの突出量をSとすると、突出量Sは、例えば、2mm程度で設定されている。
ガイドローラ25の突出量Sが大きいほど分離爪31および分離爪コロ32のコスレ跡、光沢スジの発生による画像不良の発生が防止される。しかし、突出量Sを大きくすることにより、定着ニップNで温められた記録媒体P中の水分が水蒸気となって、定着ニップN通過後に放出され、定着ニップNの上方にあるガイドローラ25の突き出し部分に付着しやすくなる。
ガイドローラ25の突き出し部分に付着した水蒸気は、水滴となり記録媒体Pに移り、排紙され乾いた時に水滴の跡が残ってしまう可能性がある。また、記録媒体Pの両面に記録するいわゆる両面印刷の場合では、水滴が付着した部分の記録媒体Pの特性が変わってしまい、2面目で記録媒体Pにトナーが転写されず、画像欠損を起こす可能性がある。
ガイドローラ25の突き出し部分に付着した水蒸気は、水滴となり記録媒体Pに移り、排紙され乾いた時に水滴の跡が残ってしまう可能性がある。また、記録媒体Pの両面に記録するいわゆる両面印刷の場合では、水滴が付着した部分の記録媒体Pの特性が変わってしまい、2面目で記録媒体Pにトナーが転写されず、画像欠損を起こす可能性がある。
この点、定着ニップNの出口からガイドローラ25の中心までの鉛直方向の距離Tを小さくするほど、すなわち、ガイドローラ25を定着ニップNの出口に近づけるほど分離爪31、分離爪コロ32のコスレ跡、光沢スジの画像不良の発生が防止される。さらに、ガイドローラ25を定着ニップNの出口に近づけるほどガイドローラ25の突出量Sを小さくすることができ、定着ニップNで温められた記録媒体Pから出る水蒸気のガイドローラ25の突き出し部分への付着が少なくなる。
このような、突出量Sおよび距離Tの関係を考慮し、適宜ガイドローラ25、定着ローラ21、加圧ローラ22、分離爪31および分離爪コロ32の配置が適宜選択される。
このような、突出量Sおよび距離Tの関係を考慮し、適宜ガイドローラ25、定着ローラ21、加圧ローラ22、分離爪31および分離爪コロ32の配置が適宜選択される。
以下、図1を参照して上記カラー画像形成装置の基本動作について説明する。
作像動作が開始されると、各プロセスユニット4Y、4C、4M、4Bkの感光体ドラム4dが図示しない駆動装置によって図の時計回りに回転駆動され、各感光体ドラム4dの表面が帯電ローラ4rによって所定の極性に一様に帯電される。
帯電された感光体ドラム4dの表面には露光装置3からレーザー光がそれぞれ照射されて、それぞれの感光体ドラム4dの表面には静電潜像が形成される。このとき、各感光体ドラム4dに露光する画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、シアン、マゼンダおよびブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。このように感光体ドラム4d上に形成された静電潜像に、各現像装置4gによってトナーが供給されることにより、静電潜像はトナー画像(現像剤像)として可視像化される。
作像動作が開始されると、各プロセスユニット4Y、4C、4M、4Bkの感光体ドラム4dが図示しない駆動装置によって図の時計回りに回転駆動され、各感光体ドラム4dの表面が帯電ローラ4rによって所定の極性に一様に帯電される。
帯電された感光体ドラム4dの表面には露光装置3からレーザー光がそれぞれ照射されて、それぞれの感光体ドラム4dの表面には静電潜像が形成される。このとき、各感光体ドラム4dに露光する画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、シアン、マゼンダおよびブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。このように感光体ドラム4d上に形成された静電潜像に、各現像装置4gによってトナーが供給されることにより、静電潜像はトナー画像(現像剤像)として可視像化される。
駆動ローラ5bが図の反時計回りに回転駆動されることにより、転写ベルト5aが図の矢印で示す方向に走行駆動される。また、各一次転写ローラ5dに、トナーの帯電極性と逆特性の定電圧または定電流制御された電圧が印加される。これにより、各一次転写ローラ5dと各感光体ドラム4dとの間の一次転写ニップにおいて転写電界が形成される。そして各プロセスユニット4Y、4C、4M、4Bkの感光体ドラム4dに形成された各色のトナー画像が、上記一次転写ニップにおいて形成された転写電界によって、転写ベルト5a上に順次重ね合わせて転写される。このようにして転写ベルト5aはその表面にフルカラーのトナー画像を担持する。
また、上記トナー画像が転写された後の各感光体ドラム4dの表面に付着する残留トナーは、クリーニングブレード4bによって除去され、次いで、各感光体ドラム4dの表面上の電荷が図示していない徐電装置によって除かれるいわゆる徐電作用を受け、その表面電位が初期化されて次の画像形成に備えられる。
また、形成された各感光体ドラム4d上の静電潜像に対して現像手段によりトナーを付着させてトナー画像を形成する作像動作が開始されると、カラー画像形成装置の下部では、給紙ローラ8bが回転駆動することによって、記録媒体Pの給紙トレイ8に収容された記録媒体Pが搬送経路Rに送り出される。搬送経路Rに送り出された記録媒体Pは、レジストローラ11によってタイミングを計られて、二次転写ローラ5eとそれに対向する駆動ローラ5bとの間の二次転写ニップに送られる。このとき二次転写ローラ5eに、転写ベルト5a上のトナー画像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加されており、これにより二次転写ニップに転写電界が形成されている。
そして、二次転写ニップに形成された転写電界によって転写ベルト5a上のトナー画像が記録媒体P上に一括して転写される。トナー画像が転写された記録媒体Pは定着装置20へと搬送され、定着ローラ21と加圧ローラ22によって記録媒体Pが加熱および加圧されてトナー画像が定着される。トナー画像が定着された記録媒体Pは、分離ユニット23によって定着ローラ21から分離され、排紙ローラ9bによって排紙トレイ9のトレイ9aへと排出される。また、転写後の転写ベルト5a上に残留するトナーは、ベルトクリーニング装置6によって除去され、除去されたトナーは廃トナー収容器7へ搬送され回収される。
以上の説明は、記録媒体P上にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作であるが、4つの各プロセスユニット4Y、4C、4M、4Bkのいずれか1つを使用して単色画像を形成したり、2つまたは3つのプロセスユニットを使用して、2色または3色の画像を形成したりすることも可能である。
実施形態に係る定着装置20は、上述のように構成されているので、次のような効果が得られる。
すなわち、実施形態に係る定着装置20は、加熱源21cを有する定着ローラ21と、定着ローラ21に定着ニップNを形成する加圧ローラ22と、定着ローラ21の軸方向で4つ設けられ、定着ニップNを通過する記録媒体Pを定着ローラ21から分離させる分離機構30を備えている。そして、分離機構30が、定着ローラ21に対し接触状態および離隔状態をとり得る分離爪31と、分離爪31を接触状態にするよう押し付ける接触ばね35と、分離爪31を接触状態および離隔状態のいずれかに切り替える解除アーム36と、解除アーム36を駆動させるソレノイド38とを有し、4つの分離機構30のうち少なくともいずれか1つが、解除アーム36により接触状態に切り替えられるよう構成されている。
すなわち、実施形態に係る定着装置20は、加熱源21cを有する定着ローラ21と、定着ローラ21に定着ニップNを形成する加圧ローラ22と、定着ローラ21の軸方向で4つ設けられ、定着ニップNを通過する記録媒体Pを定着ローラ21から分離させる分離機構30を備えている。そして、分離機構30が、定着ローラ21に対し接触状態および離隔状態をとり得る分離爪31と、分離爪31を接触状態にするよう押し付ける接触ばね35と、分離爪31を接触状態および離隔状態のいずれかに切り替える解除アーム36と、解除アーム36を駆動させるソレノイド38とを有し、4つの分離機構30のうち少なくともいずれか1つが、解除アーム36により接触状態に切り替えられるよう構成されている。
その結果、記録媒体Pにおけるコスレ跡などの画像不良の発生や、記録媒体Pの分離爪31の下への潜り込みの発生を防止することができるという効果が得られる。
複数の分離機構30のうち少なくともいずれか1つが、解除アーム36により接触状態に切り替えられているので、記録媒体Pが分離爪31の下に潜り込んで巻き付いてしまうという、いわゆるジャムが発生を防止することができるという効果が得られる。
複数の分離機構30のうち少なくともいずれか1つが、解除アーム36により接触状態に切り替えられているので、記録媒体Pが分離爪31の下に潜り込んで巻き付いてしまうという、いわゆるジャムが発生を防止することができるという効果が得られる。
実施形態に係る定着装置20においては、以下のような従来の問題が解消される。すなわち、従来の定着装置においては、記録媒体Pが定着ニップNを通過していないとき、すなわち通紙していないときに4つともすべて離隔状態にさせると、記録媒体Pが重送されたときや記録媒体Pの両面に記録する際やジャムが発生した際に、分離爪31が定着ローラ21から離隔している状態で記録媒体Pが定着ニップNを通過してしまうことが起きていた。このような分離爪31が離隔状態のときに、予期せず記録媒体Pが通過してしまうと、分離爪31の下に潜り込んで巻き付いてしまうというの問題があった。
また、4つの分離機構30のうちいずれか1つを接触状態にすることができるので、4つの分離機構30がすべて接触状態になっている場合と比較して、いわゆる耐久末期で分離爪31による定着ローラ21への摩耗痕の発生を抑制することができる。
その結果、耐久末期であっても、定着ローラ21の摩耗痕により記録画像にコスレ跡、光沢スジ、光沢ムラなどの画像不良の発生を防止することができるという効果が得られる。
その結果、耐久末期であっても、定着ローラ21の摩耗痕により記録画像にコスレ跡、光沢スジ、光沢ムラなどの画像不良の発生を防止することができるという効果が得られる。
本実施形態に係る分離機構30は、分離機構30A、30B、30C、30Dの4つで構成されており、前述のように互いに独立して個別に機能する構造が採用されている。
その結果、以下のように分離機構30A、30B、30C、30Dを動作させることができるので以下のような効果が得られる。
その結果、以下のように分離機構30A、30B、30C、30Dを動作させることができるので以下のような効果が得られる。
すなわち、分離機構30A、30B、30C、30Dのうち、少なくともいずれか1つの分離機構について分離爪31の定着ローラ21に対する接触状態にし、他の3つの分離機構を分離爪31の定着ローラに対する離隔状態にするよう動作させることができる。
少なくともいずれか1つの分離機構を接触状態にさせることにより、少なくともいずれか1つの分離爪31が定着ローラ21に常に接触しているので最低限の分離機能を作用させるとともに、接触状態における定着ローラ21の損傷の発生を抑制することができるという効果が得られる。
少なくともいずれか1つの分離機構を接触状態にさせることにより、少なくともいずれか1つの分離爪31が定着ローラ21に常に接触しているので最低限の分離機能を作用させるとともに、接触状態における定着ローラ21の損傷の発生を抑制することができるという効果が得られる。
また、記録媒体Pが薄紙であるか厚紙であるかなどの記録媒体Pの種類やA4であるかB5であるかなどの記録媒体Pのサイズに応じて、分離機構30A、30B、30C、30Dのうちいずれを接触状態にし、いずれを分離状態にするかを選択することができる。
記録媒体Pの種類やサイズに応じて、いずれの分離爪31を接触状態するかを適宜選択することができ、最適な分離機能を発揮させることができるという効果が得られる。
記録媒体Pの種類やサイズに応じて、いずれの分離爪31を接触状態するかを適宜選択することができ、最適な分離機能を発揮させることができるという効果が得られる。
また、分離機構30A、30B、30C、30Dを交互に機能させることができる。
したがって、分離機構30A、30Cを接触状態にし、分離機構30B、30Dを分離状態にすることができ、また、分離機構30A、30Cを分離状態にし、分離機構30B、30Dを接触状態にすることができる。その結果、場合に応じて、最適な分離機能を発揮させることができるという効果が得られる。
したがって、分離機構30A、30Cを接触状態にし、分離機構30B、30Dを分離状態にすることができ、また、分離機構30A、30Cを分離状態にし、分離機構30B、30Dを接触状態にすることができる。その結果、場合に応じて、最適な分離機能を発揮させることができるという効果が得られる。
また、分離機構30A、30B、30C、30Dのうち、定着ローラ21の幅方向の中心部に位置する分離機構30B、30Cを常に接触状態にし、定着ローラ21の幅方向の両端心部に位置する他の分離機構30A、30Dを、接触状態にするか分離状態にすることができる。その結果、場合に応じて、いずれかを選択することにより、最適な分離機能を発揮させることができるという効果が得られる。
1 カラー画像形成装置(画像形成装置)
20 定着装置
21 定着ローラ(定着回転部材)
21c 加熱源(熱源)
22 加圧ローラ(加圧回転部材)
23 分離ユニット
30、30A、30B、30C、30D 分離機構
31 分離爪(分離部材)
35 接触ばね(押付部材)
36 解除アーム(切替部材)
38 ソレノイド(駆動部材)
N 定着ニップ(ニップ部)
P 記録媒体
20 定着装置
21 定着ローラ(定着回転部材)
21c 加熱源(熱源)
22 加圧ローラ(加圧回転部材)
23 分離ユニット
30、30A、30B、30C、30D 分離機構
31 分離爪(分離部材)
35 接触ばね(押付部材)
36 解除アーム(切替部材)
38 ソレノイド(駆動部材)
N 定着ニップ(ニップ部)
P 記録媒体
Claims (5)
- 内部に熱源を有し回転可能に構成される定着回転部材と、
前記定着回転部材に接することで前記定着回転部材との間にニップ部を形成するよう回転可能に構成される加圧回転部材と、
前記定着回転部材の軸方向で複数設けられ、前記ニップ部を通過する記録媒体を前記定着回転部材から分離させる分離機構と、を備え、
前記分離機構が、
前記定着回転部材に対し接触状態および離隔状態をとり得る分離部材と、
前記分離部材を前記接触状態にするよう前記定着回転部材に押し付ける押付部材と、
前記分離部材を前記接触状態および前記離隔状態のいずれかに切り替える切替部材と、
前記切替部材を駆動させる駆動部材とを有し、
前記複数の分離機構のうち少なくともいずれか1つの分離機構における前記分離部材が、前記切替部材により常に前記接触状態に切り替えられているよう構成されたことを特徴とする定着装置。 - 前記複数の分離機構が、前記記録媒体の材質や大きさに応じて、前記接触状態および前記離隔状態のいずれかに切り替わるよう構成されたことを特徴とする請求項1に記載された定着装置。
- 前記複数の分離機構における隣接する分離機構の前記接触状態および前記離隔状態が交互になるよう構成されたことを特徴とする請求項1または請求項2に記載された定着装置。
- 前記複数の分離機構における前記軸方向の中心部に位置する分離機構が、常に前記接触状態になるよう構成されたことを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1の請求項に記載された定着装置。
- 請求項1ないし請求項4のいずれか1の請求項に記載された定着装置を備えた画像記録装置。
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- 2013-04-18 US US13/865,533 patent/US9141056B2/en not_active Expired - Fee Related
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