JP3893897B2

JP3893897B2 - 定着装置

Info

Publication number: JP3893897B2
Application number: JP2001120893A
Authority: JP
Inventors: 周平毛利
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2001-04-19
Filing date: 2001-04-19
Publication date: 2007-03-14
Anticipated expiration: 2021-04-19
Also published as: JP2002311741A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリなどの電子写真方式の画像形成装置における定着装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の定着装置として、ニップ部から排出される記録材に接触して該記録材を回転体から剥離させる剥離板を備えた定着装置が知られている。例えば特開昭５３−８１２４１号公報には、記録材の画像領域外に対応する位置で定着ローラ（回転体）に当接する突き当て部材を有するピックオフブレード（剥離板）を備えた定着装置が開示されている。この定着装置では、突き当て部材と定着ローラの当接関係によって、ピックオフブレードの定着ローラ側の側縁と定着ローラの間に所定のクリアランスが確保されるとともに、定着ローラに対しピックオフブレードが位置決めされるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の定着装置の場合には、使用が長期に及ぶなどして突き当て部材と定着ローラの当接箇所の摩耗が進行すると、ピックオフブレードの定着ローラ側の側縁が定着ローラに対して不意に定着ローラの軸方向略全体で接触する状況に至って、ピックオフブレード及び定着ローラが激しく破損するおそれがある。
【０００４】
本発明は、上記のような従来技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは、回転体と剥離板の当接箇所の摩耗が進行したときに剥離板の回転体側の側縁と回転体とが回転体の軸方向略全体で不意に接触するのを回避することができる定着装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、加熱源を内蔵した第１の回転体と、該第１の回転体との間にニップ部を形成する第２の回転体とを備え、前記ニップ部で記録材を挟持搬送して該記録材上の未定着トナー像を加圧及び加熱により定着する定着装置において、前記ニップ部から排出される記録材に接触して該記録材を第１の回転体から剥離させる剥離板を前記第１の回転体の軸方向に沿って配置するとともに、非加熱時に少なくとも記録材の画像領域外に対応する位置で前記第１の回転体と前記剥離板が当接し、この当接関係によって前記第１の回転体に対し前記剥離板が位置決めされるようにし、さらに、前記第１の回転体の表面に熱膨張率の大きい材料で形成された層を形成し、その層を軸方向両端部に向かうほど肉厚とすることで、加熱時に記録材の画像領域に対応する位置での前記剥離板の第１の回転体側の側縁と前記第１の回転体の間のクリアランスが前記両端部から離れるにつれて漸次増大するように構成したことを要旨とする。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の定着装置において、非加熱時には前記第１の回転体の外径寸法が軸方向で均一な形状であることを要旨とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を電子写真方式の画像形成装置における定着装置に具体化した一実施形態について図１〜３に基づき説明する。
【０００９】
電子写真方式の画像形成装置には、電子写真プロセスを実行する各ユニットとして、原画像に基づく潜像を感光体上に形成する露光装置、前記潜像からトナー像を形成する現像装置、及び前記トナー像を用紙（記録材）上に転写する転写装置が備えられている。定着装置は、これらの装置の下流に配置され、転写装置によって用紙上に転写された未定着トナー像を用紙上に定着する定着プロセスを実行すると同時に、用紙搬送機能も兼ねている。
【００１０】
図１及び図３（ａ）は、本実施形態における定着装置の全体構成を示す概略図である。これらの図に示すように、定着装置には、加熱源としてハロゲンランプ１１ａを内蔵した第１の回転体としての定着ローラ１１と、第２の回転体としての加圧ローラ１２とが備えられている。定着ローラ１１と加圧ローラ１２は略平行に配置され、図示しない付勢手段によって所定の押圧力でもって互いに接触されている。そして、定着ローラ１１と加圧ローラ１２の間には、両ローラ１１，１２の接触面により、ニップ部１３が形成されている。
【００１１】
本実施形態では、定着ローラ１１及び加圧ローラ１２に外径寸法が両端部で大きく中央部で小さい逆クラウン形状のものが使用され、ニップ部１３の形状はニップ幅（ニップ部１３の用紙搬送方向における寸法）が両端部で広く中央部で狭い逆クラウン形状となっている。尚、図２及び図３においては、便宜上、定着ローラ１１及び加圧ローラ１２の逆クラウン量を誇張して示している。
【００１２】
定着ローラ１１は、図示しない駆動手段により図１に示す矢印Ａ方向に回転駆動され、加圧ローラ１２は、定着ローラ１１に従動して図１に示す矢印Ｂ方向に回転されるようになっている。このため、図示しない転写装置から定着装置へ搬送されて定着ローラ１１と加圧ローラ１２との間に送り込まれる用紙Ｐは、ニップ部１３で挟持されて図１に示す矢印Ｃ方向に搬送されるようになっている。
【００１３】
前記定着ローラ１１の近傍には、ニップ部１３から排出される用紙Ｐを定着ローラ１１から剥離させるための剥離板１４が設けられている。剥離板１４は、ニップ部１３よりも定着ローラ１１の回転方向下流となる位置において定着ローラ１１に近接配置され、支持部材１５によって支持されている。この剥離板１４は平板状であって、その定着ローラ１１側の側縁は直線状をなしている（図２参照）。そして、剥離板１４は定着ローラ１１の軸方向に沿って配置され、その定着ローラ１１側の側縁は定着ローラ１１の中心軸に対し略平行に延びるようになっている。
【００１４】
図２及び図３（ｂ）に示すように、剥離板１４はその幅方向（定着ローラ１１の軸方向）における両端部で定着ローラ１１の軸方向両端部に当接しており、これによって用紙Ｐの画像領域外に対応する位置で定着ローラ１１と剥離板１４が当接する構成となっている。そして、この定着ローラ１１と剥離板１４の当接関係によって、用紙Ｐの画像領域に対応する位置で剥離板１４の定着ローラ１１側の側縁と定着ローラ１１との間に所定のクリアランスが確保されるとともに、定着ローラ１１に対し剥離板１４が位置決めされるようになっている。また、剥離板１４の定着ローラ１１側の側縁と定着ローラ１１との間のクリアランスは、定着ローラ１１と剥離板１４の当接箇所から離れるにつれて漸次増大し、定着ローラ１１の軸方向中央部で最大となっている。
【００１５】
次に、上記のように構成された定着装置の作用を説明する。
図示しない転写装置から定着装置へと搬送された用紙Ｐは、定着ローラ１１と加圧ローラ１２との間に送り込まれ、ニップ部１３で挟持されて加圧及び加熱されることで用紙Ｐ上の未定着トナー像が定着固定される。この定着プロセスの後、溶融したトナーによって用紙Ｐが定着ローラ１１に付着して同ローラ１１に巻き付くようにしてニップ部１３から排出された場合には、その用紙Ｐに対して剥離板１４の定着ローラ１１側の側縁が接触することで定着ローラ１１から用紙Ｐが剥離される。
【００１６】
使用が長期に及ぶなどして定着ローラ１１の軸方向両端部における定着ローラ１１と剥離板１４の当接箇所の摩耗が進行すると、その摩耗の進行に従って剥離板１４の定着ローラ１１側の側縁と定着ローラ１１の間のクリアランスは徐々に狭まる。このとき、剥離板１４の定着ローラ１１側の側縁と定着ローラ１１の間のクリアランスは前記の当接箇所から離れるにつれて漸次増大しているので、用紙Ｐの画像領域に対応する位置での剥離板１４の定着ローラ１１側の側縁と定着ローラ１１との接触は、当接箇所の近傍でまず始まって摩耗の進行とともに徐々に定着ローラ１１の軸方向中央部側に拡がることになる。
【００１７】
本実施形態によって得られる効果について、以下に記載する。
（１）本実施形態によれば、定着ローラ１１の軸方向両端部における定着ローラ１１と剥離板１４の当接箇所の摩耗に伴う用紙Ｐの画像領域に対応する位置での剥離板１４の定着ローラ１１側の側縁と定着ローラ１１との接触は、当接箇所の近傍でまず始まって摩耗の進行とともに徐々に定着ローラ１１の軸方向中央部側に拡がる。このため、剥離板１４の定着ローラ１１側の側縁と定着ローラ１１とが定着ローラ１１の軸方向略全体で不意に接触するのを回避することができる。よって、その不意の接触が原因となって起こる定着ローラ１１及び剥離板１４の破損を防ぐことができる。
【００１８】
（２）先に挙げた特開昭５３−８１２４１号公報における突き当て部材に相当する部材がなくても、用紙Ｐの画像領域に対応する位置で剥離板１４の定着ローラ１１側の側縁と定着ローラ１１との間に所定のクリアランスを確保できるとともに、定着ローラ１１に対し剥離板１４を位置決めすることができる。従って、部品点数を少なくすることができる。
【００１９】
（３）定着ローラ１１と剥離板１４が常に当接しているので、剥離板１４は定着ローラ１１の過昇温を防ぐ放熱部材としても機能することができる。しかも、定着ローラ１１の軸方向両端部で剥離板１４が当接しているので、定着ローラ１１の軸方向端部における過昇温を効果的に防止することができる。尚、定着ローラ１１の軸方向端部は、用紙Ｐのサイズによっては非通紙部となるために軸方向中央部に比べて過昇温を起こしやすい傾向にある。
【００２０】
（４）定着ローラ１１と剥離板１４の当接箇所は、用紙Ｐの画像領域に対応する位置でなく画像領域外に対応する位置であるので、その当接関係によって定着ローラ１１における用紙Ｐの画像領域に対応する表面を傷付けるおそれがない。
【００２１】
（５）ニップ部１３の形状が逆クラウン形状であるため、用紙Ｐの搬送方向後端部の幅方向中央部に紙シワ（後端シワ）ができるのを防ぐことができる。これは、ニップ部１３における用紙Ｐの搬送速度が両端部で速く中央部で遅いために、用紙Ｐの搬送方向後端部に幅方向両側に向かって引張る力が作用するためである。ちなみに、後端シワができやすい長尺の用紙Ｐ（例えばＡ３サイズの用紙など）の場合に特に効果的である。
【００２２】
（第２実施形態）
次に、本発明を具体化した第２実施形態について図４に基づき説明する。尚、本実施形態においては、第１実施形態の構成と同一又は相当する構成については同一の符号を付してその説明を一部省略し、異なる構成を中心に説明する。
【００２３】
本実施形態においては、定着ローラ１１及び加圧ローラ１２とも外径寸法が軸方向で均一な形状のものが使用されている。
また剥離板１４の定着ローラ１１側の側縁は、その幅方向（定着ローラ１１の軸方向）における両端部が定着ローラ１１側に突出した円弧状に形成されている。そして、剥離板１４は、その突出した両端部で定着ローラ１１の軸方向両端部に当接しており、これによって用紙Ｐの画像領域外に対応する位置で定着ローラ１１と剥離板１４が当接する構成となっている。
【００２４】
従って本実施形態によれば先に記載した（１）〜（５）の効果を得ることができる。
尚、前記各実施形態を次のように変更して構成することもできる。
【００２５】
・前記第１実施形態では加圧ローラ１２の形状を逆クラウン形状としたが、加圧ローラ１２の形状はそれに限定されるものでなく、外径寸法が両端部で小さく中央部で大きいクラウン形状であってもよいし、外径寸法が軸方向で均一の形状であってもよい。またニップ部１３の形状も逆クラウン形状に限定されるものでなく、ニップ幅が両端部で狭く中央部で広いクラウン形状であってもよいし、両端部と中央部でニップ幅が等しい長方形状であってもよい。
【００２６】
・前記第２実施形態では加圧ローラ１２の形状を外径寸法が軸方向で均一な形状としたが、加圧ローラ１２の形状はそれに限定されるものでなく、クラウン形状であってもよいし逆クラウン形状であってもよい。
【００２７】
・前記第２実施形態では、剥離板１４の定着ローラ１１側の側縁の形状を幅方向（定着ローラ１１の軸方向）における両端部が突出した円弧形状としたが、幅方向における両端部が突出した三角形状や台形状としてもよい。
【００２８】
・前記第１実施形態の定着ローラ１１を、非加熱時には外形寸法が軸方向で均一であって、加熱すると逆クラウン形状に変形するような構成としてもよい。そして、非加熱時には剥離板１４の定着ローラ１１側の側縁がその幅方向（定着ローラ１１の軸方向）全体で定着ローラ１１に当接し、加熱すると図２に示すように幅方向両端部のみで定着ローラ１１に当接するようにしてもよい。剥離板１４が十分に温まっていないと、剥離の際に記録材上の定着直後のトナー像が剥離板１４に触れたときにトナーが自己の粘弾性力で平滑化する前に急冷されて固化してしまい、その結果、光沢に劣る画像となるおそれがある。しかし、上記のように構成すれば、ウォームアップ時における定着ローラ１１と剥離板１４との接触面積が増えるので、定着ローラ１１からの熱伝導によって剥離板１４を迅速に温めることができる。従って、ウォームアップの直後であっても良好な光沢の画像を得ることができる。尚、上記のような構成の定着ローラ１１は、定着ローラ１１の表面に熱膨張率の大きい材料で形成された層を形成し、その層を軸方向両端部に向かうほど肉厚とすることで実現できる。
【００２９】
・定着ローラ１１と剥離板１４の当接箇所の耐摩耗性を向上させるべく、その当接箇所を耐摩耗性に優れた材料（例えばアルミニウムなどの金属）で構成するようにしてもよい。例えば、定着ローラ１１の軸方向両端部に金属製の環状部材をはめることで、剥離板１４に当接する箇所の耐摩耗性を高めるようにしてもよい。あるいは、定着ローラ１１を軸方向両端部で芯金が露出する構成とし、その露出した芯金部分で剥離板１４に当接するように構成してもよい。
【００３０】
・定着ローラ１１と剥離板１４の当接箇所における熱伝導性を向上させるべく、その当接箇所を熱伝導性に優れた材料（例えばアルミニウムなどの金属）で構成するようにしてもよい。例えば、定着ローラ１１の軸方向両端部に金属製の環状部材をはめることで、剥離板１４に当接する箇所の熱伝導性を高めるようにしてもよい。あるいは、定着ローラ１１を軸方向両端部で芯金が露出する構成とし、その露出した芯金部分で剥離板１４に当接するように構成してもよい。
【００３１】
・図５に示すように、外径寸法が軸方向で均一な定着ローラ１１を用いるとともに、幅方向（定着ローラ１１の軸方向）における中央部が定着ローラ１１側とは反対側に凸となる円弧状の断面を有する剥離板１４を用いるようにしてもよい。そして、剥離板１４がその幅方向両端部で定着ローラ１１の軸方向両端部に当接して、これによって用紙Ｐの画像領域外に対応する位置で定着ローラ１１と剥離板１４が当接する構成としてもよい。このように構成した場合も、剥離板１４の定着ローラ１１側の側縁と定着ローラ１１との間に確保されるクリアランスを、定着ローラ１１と剥離板１４の当接箇所から離れるにつれて漸次増大するように構成することができるので、前記各実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００３２】
次に、前記実施形態から把握できる技術的思想について以下に記載する。
・前記第１の回転体と剥離板の当接箇所を金属により構成したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の定着装置。このように構成した場合、第１の回転体と剥離板の当接箇所の耐摩耗性を向上させることができるとともに、同当接箇所における第１の回転体と剥離板の間の熱伝導性を向上させることができる。
【００３３】
・請求項１又は請求項２に記載の定着装置を備えた画像形成装置。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、回転体と剥離板の当接箇所の摩耗が進行したときに剥離板の回転体側の側縁と回転体とが回転体の軸方向略全体で不意に接触するのを回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態における定着装置を概略的に示す側面図。
【図２】同定着装置の要部を概略的に示す平面図。
【図３】（ａ）は同定着装置を概略的に示す斜視図、（ｂ）は（ａ）の３ｂ−３ｂ線における断面図。
【図４】第２実施形態における定着装置の要部を概略的に示す平面図。
【図５】（ａ）は別の実施形態における定着装置を概略的に示す斜視図、（ｂ）は（ａ）の５ｂ−５ｂ線における断面図。
【符号の説明】
Ｐ用紙
１１第１の回転体としての定着ローラ
１２第２の回転体としての加圧ローラ
１３ニップ部
１４剥離板

Claims

加熱源を内蔵した第１の回転体と、該第１の回転体との間にニップ部を形成する第２の回転体とを備え、前記ニップ部で記録材を挟持搬送して該記録材上の未定着トナー像を加圧及び加熱により定着する定着装置において、
前記ニップ部から排出される記録材に接触して該記録材を第１の回転体から剥離させる剥離板を前記第１の回転体の軸方向に沿って配置するとともに、
非加熱時に少なくとも記録材の画像領域外に対応する位置で前記第１の回転体と前記剥離板が当接し、この当接関係によって前記第１の回転体に対し前記剥離板が位置決めされるようにし、さらに、
前記第１の回転体の表面に熱膨張率の大きい材料で形成された層を形成し、その層を軸方向両端部に向かうほど肉厚とすることで、加熱時に記録材の画像領域に対応する位置での前記剥離板の第１の回転体側の側縁と前記第１の回転体の間のクリアランスが前記両端部から離れるにつれて漸次増大するように構成したことを特徴とする定着装置。
非加熱時には前記第１の回転体の外径寸法が軸方向で均一な形状であることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。