JP4695976B2 - 定着装置、画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に用いられる定着装置に関し、さらに詳しく言えば、定着部材からの記録媒体の分離に関わるものである。

特開２００４−１０９６３６号公報 特開平６−１４９１１４号公報

複写機等の電子写真式画像形成装置においては、像担持体上に形成した静電潜像を現像装置で現像し、そのトナー像を記録媒体上に転写し、定着装置によって定着して画像形成を行っている。従来、定着装置として様々な方式のものが提案されているが、一般的に広く普及している熱定着装置は、内部にヒータを備えた定着ローラの外周に加圧ローラを圧接させ、その状態で両ローラのニップ部に未定着トナー像を担持した記録媒体を通過させ、それによって該トナー像を加熱・加圧して定着させるヒートローラ方式である。また、無端状の定着ベルトを熱ローラ及び定着ローラで張架し、定着ベルトの外表面から加圧ローラを定着ローラへ押圧させたベルト定着装置も知られている。

このような熱定着装置においては、記録媒体に担持された未定着トナーが定着部材と加圧部材とにより形成されるニップ部を通過するときにニップ部内で溶融されるため、溶融トナーが粘着剤として作用し、ニップ部を排出された記録媒体が定着部材の表面から分離せずにその表面に巻き付いてしまうおそれがある。

また、フルカラー画像を形成するカラー画像形成装置においては、記録媒体上に異なった色の複数のトナー像を重ね合わせて転写し、この重ね合わせトナー像を定着装置により定着するので、ニップ部内で多量のトナーが溶融することになり、これによってトナーの粘着力が高まり、記録媒体が定着部材に特に巻き付き易くなる。

記録媒体が定着部材へ巻き付くことを防止するために、分離爪、分離板、分離シート等から成る分離手段を定着ローラの表面に当接させておき、ニップ部を出た記録材を分離手段によって定着ローラ表面から強制分離し、記録材が定着部材の表面に巻き付くことを防止できるようにしたものが提案されている（例えば、特許文献１）。しかし、分離手段を定着ローラに常時当接させる場合には、分離手段によって定着ローラの表面に傷がつけられるおそれがある。定着ローラの表面に傷がつくと、ニップ部を通過するトナー像にその傷に対応する跡ができ、定着後のトナー像の画質が劣化する。

そこで、分離手段の先端を定着ローラ表面から離間させて配置した定着装置が特許文献２等により提案されている。
図７は、そのような従来の定着装置の一例を示す、定着装置の要部拡大図である。ここに示した定着装置８０は、定着ローラ８１として構成された定着部材と、定着ローラ８１に圧接される加圧ローラ８２として構成された加圧部材とを有し、これらのローラ８１，８２がその周面で互いに圧接することにより、ニップ部Ｎを形成している。

分離手段９０は、分離爪９１の先端部に接触部材９２を設けており、該接触部材９２を定着ローラ８１の周面に接触させることにより、分離爪９１の先端と定着ローラ８１の表面との間にギャップ（隙間）Ｇを形成し、分離爪先端を定着ローラ表面から離間させるように構成している。

しかしながら、接触部材９２が定着ローラ８１の周面に接触するため、定着ローラ８１の表面に傷がつくおそれがある。定着部材の表面に傷がつくと、ニップ部を通過するトナー像にその傷に対応する跡ができ、定着後のトナー像の画質が劣化するという問題がある。

また、分離爪先端と定着部材との間の間隙は、その適正値を設定することが容易でなく、機種毎に適正値にばらつきがあり、また通紙する記録媒体の厚さや腰の強弱の違いに応じても適正値が一定ではなかった。このため、間隙の適正値は、機種毎に試行錯誤的に求めるしか方法がなく、また一旦適正値に設定した場合においても記録材の材質、肉厚の違い、静電気の影響によっては、巻き付きの発生を有効に防止できないことも多いという問題があった。

特にカラートナーにおいては、巻き付きにより一旦定着部材に吸着したトナー像を分離手段を用いて剥離した場合にはその部分の光沢が増大するため、他のトナー像部分との間で光沢ムラが発生し易かった。

本発明は、従来の熱定着装置における上述の問題を解決し、分離手段先端と定着部材との間隔を適切に管理できることによって、定着部材表面への記録媒体の巻き付きを効果的に防止するとともに、定着部材表面を傷つけることのない定着装置及び該定着装置を備える画像形成装置を提供することを課題とする。

前記の課題は、本発明により、熱源により加熱される定着部材と、該定着部材に圧接される加圧部材とを有し、前記定着部材と加圧部材間に未定着画像を担持した記録材を通過させて未定着画像を記録材に定着させる定着装置であって、定着後の記録材を前記定着部材から分離させる分離手段を備える定着装置において、前記分離手段は分離部材と該分離部材に取り付けられたスペーサを有し、該スペーサが前記定着部材の構造体に接触することで前記分離部材と前記定着部材との間隔を維持するよう設けられ、前記定着部材が定着ローラであり、前記構造体がローラ芯金であることにより解決される。

また、前記の課題は、本発明により、熱源により加熱される定着部材と、該定着部材に圧接される加圧部材とを有し、前記定着部材と加圧部材間に未定着画像を担持した記録材を通過させて未定着画像を記録材に定着させる定着装置であって、定着後の記録材を前記定着部材から分離させる分離手段を備える定着装置において、前記分離手段は分離部材と該分離部材に取り付けられたスペーサを有し、該スペーサが前記定着部材の構造体に接触することで前記分離部材と前記定着部材との間隔を維持するよう設けられ、前記定着部材が無端状の定着ベルトであり、前記構造体が前記定着ベルトを支持する支持ローラの芯金であることにより解決される。

また、前記スペーサが当該定着装置通紙方向と直交する方向における前記分離部材の両端部に配置され、該分離部材の両端部で前記スペーサが前記構造体に接触されると好ましい。

また、前記の課題は、本発明により、熱源により加熱される定着部材と、該定着部材に圧接される加圧部材とを有し、前記定着部材と加圧部材間に未定着画像を担持した記録材を通過させて未定着画像を記録材に定着させる定着装置であって、定着後の記録材を前記定着部材から分離させる分離手段を備える定着装置において、前記分離手段は分離部材と該分離部材に取り付けられたスペーサを有し、該スペーサが前記定着部材の構造体に接触することで前記分離部材と前記定着部材との間隔を維持するよう設けられ、前記定着部材が定着ローラ又は無端状の定着ベルトであり、前記定着ローラまたは前記支持ローラが弾性層を有し、前記構造体は前記弾性層の端部から外側に突出した突出部を有し、該突出部に前記スペーサが接触されることにより解決される。
また、前記構造体が前記定着ローラの芯金または前記定着ベルトを支持する支持ローラの芯金であると好ましい。

また、前記分離手段は、前記分離部材の先端側を前記定着部材に近づける方向に付勢されていると好ましい。
また、前記分離部材先端部が薄板状又は鋭角状に構成されていると好ましい。

また、前記定着ベルトが前記支持ローラを含む複数のガイドローラに張設され、前記加圧部材が前記定着ベルトを介して少なくとも一つの前記ガイドローラに圧接されると好ましい。

また、前記加圧部材は、複数のガイドローラと該複数のガイドローラに張設される無端状の加圧ベルトからなり、前記定着部材が前記加圧ベルトを介して少なくとも一つの前記ガイドローラに圧接されると好ましい。

また、前記の課題は、本発明により、熱源により加熱される定着部材と、該定着部材に圧接される加圧部材とを有し、前記定着部材と加圧部材間に未定着画像を担持した記録材を通過させて未定着画像を記録材に定着させる定着装置であって、定着後の記録材を前記定着部材から分離させる分離手段を備える定着装置において、前記分離手段は、前記定着部材の表面に接触して前記分離部材を前記定着部材から離間させる接触部材を有し、前記スペーサが前記定着部材の構造体に非接触に設けられるとともに、前記分離部材と前記定着部材との間隔をＧ１，前記スペーサと前記構造体との間隔をＧ２とするとき、Ｇ１＞Ｇ２であることにより解決される。

また、前記定着部材の外層部の硬度をＢ１，前記加圧部材の外層部の硬度をＢ２とするとき、Ｂ１＜Ｂ２であると好ましい。
また、前記未定着画像が少なくとも樹脂，着色剤及びワックスを含有するトナーにより形成されていると好ましい。

また、前記の課題は、本発明により、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置により解決される。
また、複数色のトナーにより画像を形成するカラー画像形成装置であると好ましい。

また、前記の課題は、本発明により、少なくとも樹脂，着色剤及びワックスを含有するトナーにより形成した画像を記録材に担持させ、該記録材上の前記トナー像を請求項１〜１２のいずれか１項に記載の定着装置により記録材上に定着させることを特長とする画像形成方法により解決される。

請求項１の定着装置によれば、分離手段は分離部材と該分離部材に取り付けられたスペーサを有し、該スペーサが定着部材の構造体に接触することで分離部材と定着部材との間隔を維持するので、分離部材と定着部材との間のギャップを長期にわたって適切に管理することができる。したがって、定着部材表面への記録材の巻き付きを防止することができる。また、定着部材の表面を傷つけることが無い。さらに、分離部材と定着部材との間のギャップ管理を簡単な構成で容易かつ低コストに行なうことができる。また、分離部材の定着ローラへの接触防止を簡単な構成で実現することができる。

請求項２の定着装置によれば、ベルト定着方式における分離部材の定着ベルトへの接触防止を簡単な構成で実現することができる。

請求項３の構成により、分離部材の両端部でスペーサを定着部材の構造体に接触させることで分離部材を両側からバランス良く支持し、分離部材の定着ローラへの接触を確実に防止できる。

請求項４の定着装置によれば、弾性層の外側に突出した突出部に対してスペーサを接触させるので、簡単な構成で確実に分離部材を定着部材から離間させておくことができる。

請求項６の構成により、分離部材の先端側が定着部材に近づける方向に付勢されていることにより、常に確実な記録材の分離を行なうことができる。
請求項７の構成により、分離部材先端部が薄板状又は鋭角状に構成されていることにより、記録材の分離をより確実に行なうことができる。

請求項８の構成により、定着ベルトの周方向に広い範囲の定着ニップを形成でき、定着性を向上させることができる。また、定着部材と加圧部材の圧接力を比較的小さくすることができる。さらに、定着設定温度を低くすることができる。

請求項９の構成により、加圧ベルトの周方向に広い範囲の定着ニップを形成でき、定着性を向上させることができる。また、定着部材と加圧部材の圧接力を比較的小さくすることができる。さらに、定着設定温度を低くすることができる。

請求項１０の構成により、接触部材を有して分離部材を定着部材から離間させる方式の定着装置においても、分離部材と定着部材との接触を確実に防止することができる。したがって、分離部材による定着部材表面の損傷を防ぐことができる。

請求項１１の構成により、定着部材外層部の硬度よりも加圧部材外層部の硬度の方が大きくなっているので、定着部材側に凹んだニップ部が形成され、記録材が定着部材から離れる方向に排出される。これにより、記録材が定着部材表面へ吸着しにくくなり、記録材の分離をより確実に行なうことができる。

請求項１２の構成により、定着部材や加圧部材に離型用オイルを塗布する必要がなく、コストダウン及びメンテナンスフリーを図ることができる。また、オイルによる記録材の汚れを無くすことができる。

請求項１３の画像形成装置によれば、定着部材表面への記録材の巻き付きを防止して定着装置における用紙ジャムを防止することができる。また、定着装置における分離部材と定着部材との間のギャップを永続的に適切に管理して記録材の巻き付きを防止した定着装置を備える画像形成装置を実現できる。

請求項１４の構成により、多色のカラートナーを用いて画像形成した場合の、定着部材に用紙（記録材）のトナー像部分が一旦吸着して巻き付いた後で剥離されることにより発生する光沢増に起因した光沢ムラが防止されるので、良好な多色画像・フルカラー画像を得ることができる。

請求項１５の画像形成方法によれば、定着装置の定着部材や加圧部材に離型用オイルを塗布する必要がなく、コストダウン及びメンテナンスフリーを図ることができる。また、オイルによる記録材の汚れを無くすことができる。

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、本発明に係る定着装置の一例における要部構成を示す断面図である。この図に示す定着装置１０は、定着部材としての定着ローラ１１と、該定着ローラに圧接される加圧部材としての加圧ローラ１２を有し、これらのローラ１１，１２がその周面で互いに圧接することにより、ニップ部Ｎが形成される。定着ローラ１１と加圧ローラ１２は、内部が中空な円筒状に形成されている。定着ローラ１１は図中時計方向に回転し、加圧ローラ１２は図中反時計方向に回転する。定着ローラ１１の内部には図示しない温度制御手段により制御されるハロゲンヒータ等の加熱手段１３が配置され、該加熱手段１３への通電が制御されることにより、上記ニップ部Ｎが定着に適した適正温度に加熱される。未定着トナー像Ｔを担持した記録媒体としての転写紙Ｐは、トナー像担持面を定着ローラ１１に向けて矢印で示すようにニップ部Ｎに送り込まれ、このとき熱と圧力によりトナー像Ｔが転写紙Ｐ上に定着される。

図２に拡大して示すように、定着ローラ１１は、ローラ構造体としての芯金１１ａと、芯金上に積層された弾性層１１ｂと、最外層である離型層１１ｃから構成されている。本例では、芯金１１ａは弾性層１１ｂ及び離型層１１ｃよりも外側（軸方向）に延長され、弾性層１１ｂ及び離型層１１ｃの端面から外側に芯金１１ａが突出した（軸方向両側とも）構成となっている。その芯金１１ａの突出部の周面に、後述する分離手段２０のスペーサ２２の先端部２２ａが当接される。

図１に戻り、ニップ部Ｎの出口側には分離手段２０が配置されている。分離手段２０は、軸２３を支点として回動可能に支持された分離爪２１と、その分離爪２１の先端部付近に装着されたスペーサ２２を有しており、分離爪２１の先端をニップ部Ｎの出口に向け、図２に拡大して示すように、分離爪先端部２１ａを定着ローラ１１の周面に近接させるように設けられている。なお、分離爪２１は、図示しない付勢手段により、先端部２１ａを定着ローラ１１の周面方向に付勢されている。

図において「コ」の字を逆向きにして一辺（定着ローラ１１側の辺）を長くしたような断面形状のスペーサ２２は、図２に拡大して示すように、長辺部の先端２２ａを定着ローラ１１の芯金１１ａ（の突出部）に当接させている。分離手段２０は、スペーサ２２の先端２２ａを芯金１１ａに当接させることにより、分離爪２１の先端と定着ローラ１１の周面との距離であるギャップを所定の大きさに設定管理しており、分離爪２１を定着ローラ１１の芯金基準で位置決めしている。なお、分離爪２１は定着ローラ１１の軸方向に延在するものであり、その分離爪２１の両端部（長手方向＝定着ローラ軸方向の両端部）にそれぞれスペーサ２２が装着され、各スペーサ２２が定着ローラ両側の芯金１１ａの突出部に当接されている。

このように、本例の定着装置１０においては、分離爪２１に取り付けたスペーサ２２を定着ローラの芯金１１ａに当接させることにより、分離爪２１と定着ローラ１１とのギャップを管理しているので、分離部材と定着部材との間のギャップを長期にわたって適切に管理することができる。また、上記ギャップの管理を簡単な構成で容易かつ低コストに行なうことができる。もちろん、分離部材と定着部材との間のギャップを適切に管理できることから、定着部材（本例では定着ローラ１１）表面への記録媒体の巻き付きを効果的に防止するとともに、定着部材周面に分離爪や何らかの接触部材を当接させる構成ではないため、定着部材表面を傷つけることも無い。

ところで、本例の定着装置１０では、加圧ローラ１２の外周面の硬度を定着ローラ１１の外周面の硬度よりも高く設定している。そのため、図１に示すようにニップ部Ｎでは定着ローラ１１の周面がへこんだ凸状のニップ部Ｎが形成される。このように凸状のニップ部を記録材（転写紙等）が通過する場合、記録材先端部はニップ部出口部における加圧ローラの接線方向、即ち定着ローラ１１の周面から離間する方向へ排出されるため、記録材の上面にトナーが存している場合においても、記録材上面が定着ローラ１１の周面に吸着して巻き付くおそれは少なくなる。本例では、それに加えて上記した分離手段２０を設けていることにより、定着ローラ１１に巻き付こうとする記録材を剥離することができ、記録材の巻き付きを確実に防止することができる。特に、カラートナーを用いた画像形成においては、記録材の巻き付きを確実に防止できることから、カラートナー像が一旦巻き付いた後で剥離した場合に発生する光沢増に起因する光沢ムラを防止できるので、カラー画像形成装置の定着装置として好適である。

ここで、定着装置１０の具体的な構成例について説明する。なお、ここで挙げる各部材の数値は１例であり、本発明に従い適宜設定可能なものである。
本例では、定着ローラ１１の外径は３５ｍｍである。芯金１１ａは外径が３１ｍｍ、肉厚が１.５ｍｍのアルミニウム製中空ローラにより構成される。弾性層１１ｂは厚さ２ｍｍのシリコーンゴムにより形成され、離型層１１ｃは１０μｍから３０μｍの厚さのＰＦＡチューブにより構成される。離型層を設けることにより、トナーの粘着力によって記録材が定着ローラ１１表面に付着することを抑制できる。

加圧ローラ１２は、外径が３１ｍｍで肉厚が１．５ｍｍの鉄製中空ローラより成る芯金１２ａと、その外周面に積層された弾性層１２ｂと、その外周面に積層された離型層１２ｃとから成り、弾性層１２ｂは層厚２ｍｍのシリコーンゴムより成り、離型層１２ｃは層厚１０μｍから３０μｍのＰＦＡチューブにより構成される。

本例では、定着ローラ１１の表面硬度はＪＩＳ Ａ硬度計で例えば５度、加圧ローラ１２の表面硬度は同じくＪＩＳ Ａ硬度計で例えば１５度に設定されている。このように加圧ローラ１２の方が硬いので、加圧ローラ１２が定着ローラ１１の表面に食い込んだ状態で定着ローラ１１の離型層及び弾性層を弾性変形させ、ニップ部Ｎは加圧ローラの外形に沿った形態に形成される。

分離手段は適宜な形態に構成できるが、本例の分離手段２０は板状又はシート状の分離爪２１を備えており、その分離爪先端部は必要に応じて鋭角状又は薄板状に構成すると好適である。本例の分離手段２０では、分離爪２１の先端部２１ａの厚さを本体部分よりも薄くした薄板状に構成している。

図３は、定着装置の第２実施例における要部構成を示す断面図である。
この図に示す定着装置３０は、定着部材４０と加圧ローラ３１を有している。定着部材４０は、定着ローラ４１と、加熱ローラとしてのガイドローラ４２と、定着ローラ４１及びガイドローラ４２間に張設された無端状の定着ベルト４３から構成されている。加圧ローラ３１はヒータを内蔵しており、定着ベルト４３を間に挟んで定着ローラ４１に圧接されている。本例の定着装置３０では、２つのガイド部材としての定着ローラ４１及びガイドローラ４２に掛け渡された定着ベルト４３に加圧ローラ３１が圧接され、これによりニップ部Ｎが形成されている。

加圧ローラ３１は図中反時計方向に回転され、定着ローラ４１及びガイドローラ４２は図中時計方向に回転され、これによって定着ベルト４３が図示矢印の如く図中時計回りに走行駆動される。このように無端状の定着ベルト４３が走行するとき、定着ローラ４１及びガイドローラ４２は定着ベルト４３を案内し、加圧ローラ３１は定着ローラ４１と協働してニップ部Ｎを形成する。一方、ガイドローラ４２は定着ベルト４３に張力を付与するテンションローラとして機能する。

また、本例においては、加圧ローラ３１及びガイドローラ４２の内部にハロゲンヒータ等の加熱手段が配設され、これらの加熱手段によって定着ベルト４３及び加圧ローラ３１が加熱される。図示しない温度制御手段により上記各加熱手段への通電が制御されることにより、上記ニップ部Ｎが定着に適した適正温度に加熱される。未定着トナー像Ｔを担持した記録媒体としての転写紙Ｐは、トナー像担持面を定着ベルト４３に向けて矢印で示すようにニップ部Ｎに送り込まれ、このとき熱と圧力によりトナー像Ｔが転写紙Ｐ上に定着される。

なお、加圧ローラ３１及びガイドローラ４２は、上記説明した第１実施例における定着ローラ１１と基本的に同等のものとすることができ、また、定着ローラ４１も第１実施例における加圧ローラ１２と基本的に同じものとすることができる。ただし、本例における加圧ローラ３１及びガイドローラ４２は、芯金端部を弾性層及び離型層の端面から突出されておらず、ローラ端面が揃った構成である。また、定着ローラ４１は、第１実施例における定着ローラ１１と同様に、ローラ構造体としての芯金の両側端部を弾性層及び離型層の端面から突出させた構造になっている。

そして、ニップ部Ｎの出口側には分離手段２０が配置されている。ニップ部Ｎを出た転写紙Ｐは分離手段２０により案内されて搬送され、転写紙Ｐが定着ローラ４１及び定着ベルト４３に巻き付こうとしたとき、定着ローラ及び定着ベルト表面に非接触で設けた分離手段２０によってその表面から分離される。

上記分離手段２０は第１実施例における分離手段と同一であり、スペーサ２２の先端２２ａを定着ローラ４１の両側に突出する芯金周面に当接させている。これにより、分離爪２１の先端と定着ローラ４１の周面との距離であるギャップを所定の大きさに設定管理しており、分離爪２１を定着ローラ４１の芯金基準で位置決めしている。また、分離爪２１と定着ローラ４１間のギャップが確実に管理されるので、分離爪２１と定着ベルト４３間のギャップも確実に維持され、定着ベルト４３を分離部材により損傷させることもない。

なお、本実施例における定着ローラ４１と加圧ローラ３１の外周面の硬度の関係は上記第１実施例と同じく、定着ローラ４１＜加圧ローラ３１となっており、加圧ローラ３１の方が硬くされている。

図４は、定着装置の第３実施例における要部構成を示す断面図である。
この図に示す定着装置５０は、定着部材としての定着ローラ５１と加圧部材６０を有している。加圧部材６０は、加圧ローラ６１と、ガイドローラ（テンションローラ）６２と、加圧ローラ６１及びガイドローラ６２間に張設された無端状の加圧ベルト６３から構成されている。加圧ローラ６１は、加圧ベルト６３を間に挟んで定着ローラ５１に圧接されている。本例の定着装置５０では、２つのガイド部材としての加圧ローラ６１及びガイドローラ６２に掛け渡された加圧ベルト６３が定着ローラ５１に圧接され、これによりニップ部Ｎが形成されている。

定着ローラ５１は図中時計方向に回転され、加圧ローラ６１及びガイドローラ６２は図中反時計方向に回転され、これによって加圧ベルト６３が図示矢印の如く図中反時計回りに走行駆動される。このように無端状の加圧ベルト６３が走行するとき、加圧ローラ６１及びガイドローラ６２は加圧ベルト６３を案内し、定着ローラ５１は加圧ローラ６１と協働してニップ部Ｎを形成する。一方、ガイドローラ６２は加圧ベルト６３に張力を付与するテンションローラとして機能する。

また、本例においては、定着ローラ５１及びガイドローラ６２の内部にハロゲンヒータ等の加熱手段が配設され、これらの加熱手段によって定着ローラ５１及びガイドローラ６２（加圧ベルト６３）が加熱される。図示しない温度制御手段により上記各加熱手段への通電が制御されることにより、上記ニップ部Ｎが定着に適した適正温度に加熱される。未定着トナー像Ｔを担持した記録媒体としての転写紙Ｐは、トナー像担持面を定着ローラ５１に向けて矢印で示すようにニップ部Ｎに送り込まれ、このとき熱と圧力によりトナー像Ｔが転写紙Ｐ上に定着される。

なお、定着ローラ５１及び加圧ローラ６１は、上記説明した第１実施例における定着ローラ１１及び加圧ローラ１２と同一のものとすることができる。したがって、定着ローラ５１は芯金の両側端部を弾性層及び離型層の端面から突出させた構造になっている。加圧ローラ６１の芯金は突出しておらず、ローラ端面が揃った構造である。一方、ガイドローラ６２は上記第２実施例のガイドローラ４２と同一のものとすることができる。したがって、ガイドローラ６２は上記説明した第１実施例における定着ローラ１１と基本的に同等であるが、芯金端部が弾性層及び離型層の端面から突出されておらず、ローラ端面が揃った構造である。

そして、ニップ部Ｎの出口側には分離手段２０が配置されている。ニップ部Ｎを出た転写紙Ｐは分離手段２０により案内されて搬送され、転写紙Ｐが定着ローラ５１に巻き付こうとしたとき、定着ローラ表面に非接触で設けた分離手段２０によって定着ローラ表面から分離される。この分離手段２０は第１実施例における分離手段と同一であり、スペーサ２２の先端２２ａを定着ローラ５１の両側に突出する芯金周面に当接させている。これにより、分離爪２１の先端と定着ローラ５１の周面との距離であるギャップを所定の大きさに設定管理しており、分離爪２１を定着ローラ５１の芯金基準で位置決めしている。

なお、本実施例における定着ローラ５１と加圧ローラ６１の外周面の硬度の関係は上記第１実施例と同じく、定着ローラ５１＜加圧ローラ６１となっており、加圧ローラ６１の方が硬くされている。

上記説明した第２及び第３実施例の定着装置３０，５０においては、ニップ部Ｎを通過した転写紙Ｐが定着ローラ４１及び定着ベルト４３（第２実施例）あるいは定着ローラ５１（第３実施例）に巻き付くことが防止される。また、分離手段２０と定着ローラ４１及び定着ベルト４３（第２実施例）あるいは定着ローラ５１（第３実施例）間のギャップが確実に維持されることから、定着後のトナー像の画質を高めるとともに、定着ローラ４１，定着ベルト４３あるいは定着ローラ５１の損傷を防止して寿命を延ばすことができる。

特に、カラートナーを用いた画像形成においては、いずれかの部材に用紙（記録材）のトナー像部分が一旦吸着して巻き付いた後で剥離されることにより発生する光沢増に起因した光沢ムラが防止されるので、良好な多色画像・フルカラー画像を得ることができる。

第２及び第３実施例における定着ベルト及び加圧ベルトの具体的な構成例を説明すると、定着ベルト又は加圧ベルト４３，６３は、例えば、厚さ５０μｍのポリイミド樹脂の基体上に、ＪＩＳＡ硬度計で３０度のシリコーンゴムを０．２ｍｍ厚で積層し、その上に離型層としてＰＦＡを厚さ２０μｍにコーティングしたものを用いることができる。

また、第２実施例の定着装置３０におけるニップ部Ｎは、定着ローラ４１に対向しない部位で定着ベルト４３のみに加圧ローラ３１が当接する第１のニップ部分と、加圧ローラ３１が定着ベルト４３を介して定着ローラ４１に当接した第２のニップ部分により形成されている。これにより、定着ベルトの回動方向に広い範囲のニップ部Ｎを形成でき、加圧ローラ３１と定着ベルト４３との圧接力を比較的小さくし、しかもニップ部Ｎの適正温度を低くすることができる。

同様に、第３実施例の定着装置５０におけるニップ部Ｎは、加圧ローラ６１に対向しない部位で加圧ベルト６３のみに定着ローラ５１が当接する第１のニップ部分と、定着ローラ５１が加圧ベルト６３を介して加圧ローラ６１に当接した第２のニップ部分により形成されている。これにより、加圧ベルトの回動方向に広い範囲のニップ部Ｎを形成でき、定着ローラ５１と加圧ベルト６３との圧接力を比較的小さくし、しかもニップ部Ｎの適正温度を低くすることができる。

また、第２及び第３実施例の定着装置３０，５０においては、加圧ローラ３１と定着ローラ５１及びガイドローラ４２，６２は、比較的薄肉の弾性層（実施例では厚さ２ｍｍ）の内部にヒータが設けられ、また、薄くて熱容量の小さい定着ベルト又は加圧ベルト４３，６３を用い、しかも、その定着ベルト又は加圧ベルトを比較的薄肉の弾性層を有するローラ（加圧ローラ３１，定着ローラ５１及びガイドローラ４２，６２）によってベルト両側から加熱しているので、定着ベルト又は加圧ベルト４３，６３が定着設定温度に上昇するまでの時間を短縮することができる。

また、上記各実施例におけるシート状の分離部材（実施例では分離手段２０の分離爪２１）としては、耐熱性の樹脂や金属よりなる薄板を使用することができ、例えば厚さ０．１ｍｍのポリイミドシートの表面にフッ素樹脂をコーティングしたものを用いることができる。また、分離部材として厚さが０．２ｍｍ以上のシート又は板材を用いた場合、その剛性が高まるため、分離手段と定着部材又は加圧部材との間の間隔を一定に保つ上で有効である。

図５は、定着ローラの周面に接触する接触部材を有する分離手段の一例を示す、分離手段先端部付近の拡大図である。
この図に示す分離手段７０は、分離爪７１の先端部付近のローラ側（図示例では定着ローラ１１側）に接触部材７３が設けられている。この接触部材７３は、ローラ幅方向（定着ローラ１１の軸方向）の両端部で分離爪７１に取り付けられたものであり、定着ローラ１１の通紙領域の外側でローラ表面に接触する部材である。そして、その接触部材７３がローラ表面に接触されることにより、分離爪７１の先端部７１ａと定着ローラ１１表面間に隙間が形成される。本例では接触部材７３により、分離爪７１の先端部７１ａと定着ローラ１１表面間の距離であるギャップがＧ１に設定される。なお、定着ローラ１１は上記第１実施例の定着ローラ１１と同じものであり、芯金１１ａは両側で弾性層１１ｂ及び離型層１１ｃよりも外側（軸方向）に突出されている。

また、分離爪７１の定着ローラ１１側にはスペーサ７２が取り付けられている。スペーサ７２の先端部７２ａは前方に長く延ばされており、分離爪７１の先端部７１ａよりも前方に位置するよう設けられている。ただし、スペーサ７２の先端部７２ａは定着ローラ１１の芯金１１ａには当接されておらず、先端部７２ａと芯金１１ａとの間にはギャップＧ２が形成されている。このギャップＧ２と上記のギャップＧ１は、Ｇ２＜Ｇ１の関係、すなわち、スペーサ７２先端と芯金間の距離よりも分離爪先端と定着ローラ表面間の距離のほうが大きくなるように設定されている。なお、ここでは判り易くするために上記接触部材７３とスペーサ７２を別部材として説明したが、接触部材７３とスペーサ７２を一体の部材とすることもできる。

本例の分離手段７０のように、分離爪に設けた接触部材をローラ表面に接触させることで分離爪先端をローラ表面から離間させておく（分離爪をローラに対して非接触に保つ）方式の分離手段では、経時で定着装置を使用していると、接触部材と接触しているローラ表面のゴム（離型層および弾性層）が劣化して、分離爪先端とローラ間のギャップが初期の状態よりも小さくなり、最終的には分離爪の先端でローラ表面を傷付けてしまう恐れがある。

しかし、本例の分離手段７０では、上記したようにスペーサ７２を有することにより、仮に定着ローラ１１の表層ゴムが劣化することにより分離爪先端７１ａと定着ローラ表面間のギャップＧ１が減少したとしても、Ｇ１よりも小さなギャップＧ２でスペーサ７２がローラ芯金１１ａに近接して設けられていることにより、分離爪先端７１ａが定着ローラの表面に接触する前に、スペーサ７２がローラ芯金１１ａに当接する。したがって、定着ローラの表層ゴムが劣化したとしても、最小限“Ｇ１−Ｇ２”だけの隙間が分離爪先端７１ａと定着ローラ表面間には維持されることになり、分離爪先端７１ａのローラ表面への当接が防止される。これにより、分離爪先端でローラ表面を傷付けることが確実に防止される。

なお、ここでは、分離手段７０を定着ローラ１１に設けた例で説明したが、図３で説明した例のように、定着ベルトを用いる構成において定着ベルトが掛け渡されるローラに本例の分離手段７０を設けることもできる。

ところで、上記説明した各実施例の定着装置において、定着部材あるいは加圧部材としての定着ローラ，加圧ローラ，加圧ベルト，定着ベルト等への記録材の巻き付きをより確実に防止するため、これらにシリコーンオイルなどの離型剤を塗布することができる。

しかしながらオイル等の離型剤を塗布することによって、記録材にオイルが付着して記録材が汚れたり、オイル塗布のためのメンテナンスが煩雑となり、しかもオイル塗布のための塗布部材が必要となって定着装置のコストが上昇するデメリットも発生する。

そこで、トナーとしてワックス含有のトナーを用い、トナー像が、少なくとも樹脂、着色剤及びワックスを含有するトナーにより形成されるように構成すると、離型剤の塗布を省いた所謂オイルレス化が可能となり、記録材へのオイル付着を防止できるとともに、メンテナンスコスト及び装置コストを上昇させることがなく好適である。

最後に、本発明に係る定着装置を装着可能な画像形成装置の一例について図６を参照して説明する。
図６に示す画像形成装置としてのプリンタ１００は、装置上面に排紙トレイ７を設けている。排紙トレイ７の下にレーザ書込みユニット８を配置し、その下方に感光体ドラム１を中心とする作像部を設けている。感光体ドラム１の周囲には、電子写真プロセスに必要な帯電器２，現像装置３，転写装置４，クリーニング装置５，除電器等の各機器が配置されている。転写装置としての転写チャージャ４に隣接して分離チャージャ６が配置される。その作像部の図において左方には、定着装置１０が配置され、感光体ドラム１と定着装置１０間は搬送ベルト９によって連絡されている。なお、ここでは定着装置として上記第１実施例の定着装置１０を示したが、上記説明した各実施例の定着装置を装着可能である。

レーザ書込みユニット８は、レーザ出力ユニット，結像レンズおよびミラー等で構成され、レーザ光源であるレーザダイオード及びモータによって高速で定速回転する回転多面鏡（ポリゴンミラー）を有している。レーザ出力ユニットより照射されるレーザ光は、定速回転するポリゴンミラーで偏光され、結像レンズを通り、ミラーで折り返され、作像部の感光体面上に集光結像する。

装置下部には２段の給紙カセット１５，１５が備えられ、各給紙カセットに対応する給紙手段１６，１６が設けられている。給紙カセット１５から排紙トレイ７までの用紙搬送路中の各所には搬送ローラ１３，１７が適宜配置されている。各給紙カセット１５から給紙手段１６によって送出された用紙は、搬送ローラ１３によって上方に搬送され、レジストローラ１４へと送られる。

上記のように構成されたプリンタ１００におけるプリント動作について簡単に説明する。
パソコン等の外部機器より送られた画像データに基づいて書込みユニット８のレーザ出力ユニットが駆動され、書込みユニット８からのレーザー光が感光体ドラム１に照射され、感光体ドラム１の表面に静電潜像が形成される。その静電潜像に現像装置３よりトナーが付与されてトナー像として可視化される。

一方、給紙カセット１５，１５のいずれかより用紙が給紙され、レジストローラ１４へ給送されてる。そして、感光体ドラム１上のトナー像とタイミングを合わせてレジストローラ１４より用紙が転写部へ送出される。転写装置４により感光体ドラム１上のトナー像が用紙上に転写され、分離チャージャ６により用紙が感光体より分離される。トナー像を担持した用紙は搬送ベルト９により定着装置１０へ搬送され、加熱及び加圧によりトナー像が用紙に定着される。トナー像定着後の用紙は搬送ローラ１７により搬送され、排紙ローラ１８によって装置上面の排紙トレイ７へと排出される。

なお、感光体ドラム１の表面を一様に帯電させる帯電器としてはチャージャタイプのほかに、感光体表面に接触するタイプ、たとえば帯電ローラを採用することもできる。また、転写装置としてはチャージャタイプのほかに、感光体表面に接触するタイプ、たとえば転写ローラあるいは転写ベルトを採用することもできる。さらに、書込みユニットとしては、本例のレーザスキャン方式の他に、例えばＬＥＤ（発光ダイオード）アレイと結像素子からなる露光装置を採用することもできる。

以上、本発明を図示例により説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、定着部材あるいは加圧部材としての定着ローラ及び加圧ローラの構成は適宜変更可能であり、各層の構造や材質あるいは各層の厚み等は任意である。また、加圧ローラの内部に加熱手段を設けても良い。また、定着ローラを加熱する加熱手段は、ローラ内部に限らず、ローラ外部に設けることもできる。そのほか、誘導加熱方式や表面加熱（抵抗発熱）方式等、任意の加熱方式を採用することもできる。さらに、定着ベルト・加圧ベルトの構成や材質等も任意である。定着ベルト・加圧ベルトを支持する部材の数やベルトの張設形態等も任意である。そして、分離手段の構成も本発明の範囲内で適宜変更可能である。

また、画像形成装置各部の構成も任意であり、図示例のモノクロ装置に限らず、複数色のカラー装置あるいはフルカラー装置にも本発明を適用可能である。作像部の構成も任意であり、中間転写方式やタンデム方式等を採用することができる。画像形成装置としてはプリンタに限らず、複写機やファクシミリ、あるいは複数の機能を備えた複合機でも良い。

本発明に係る定着装置の一例における要部構成を示す断面図である。 分離部材の先端部付近を詳しく示す拡大図である。 定着装置の第２実施例における要部構成を示す断面図である。 定着装置の第３実施例における要部構成を示す断面図である。 接触部材を有する分離手段の一例を示す、分離手段先端部付近の拡大図である。 本発明に係る定着装置を装着可能な画像形成装置の一例を示す断面構成図である。 従来の定着装置の一例を示す、定着装置の要部拡大図である。

符号の説明

１０，３０，５０ 定着装置
１１，４１，５１ 定着ローラ（定着部材）
１１ａ 芯金（構造体）
１１ｂ 弾性層
１１ｃ 離型層
１２，３１，６１ 加圧ローラ（加圧部材）
１３ 加熱手段
２０，７０ 分離手段
２２，７２ スペーサ
２１，７１ 分離爪
４０ 定着部材
４２，６２ ガイドローラ（加熱ローラ）
４３ 定着ベルト（定着部材）
６０ 加圧部材
６３ 加圧ベルト
７３ 接触部材
１００ プリンタ
Ｎ ニップ部

Claims (15)

1. 熱源により加熱される定着部材と、該定着部材に圧接される加圧部材とを有し、前記定着部材と加圧部材間に未定着画像を担持した記録材を通過させて未定着画像を記録材に定着させる定着装置であって、定着後の記録材を前記定着部材から分離させる分離手段を備える定着装置において、
   前記分離手段は分離部材と該分離部材に取り付けられたスペーサを有し、該スペーサが前記定着部材の構造体に接触することで前記分離部材と前記定着部材との間隔を維持するよう設けられ、
   前記定着部材が定着ローラであり、前記構造体がローラ芯金であることを特徴とする定着装置。
2. 熱源により加熱される定着部材と、該定着部材に圧接される加圧部材とを有し、前記定着部材と加圧部材間に未定着画像を担持した記録材を通過させて未定着画像を記録材に定着させる定着装置であって、定着後の記録材を前記定着部材から分離させる分離手段を備える定着装置において、
   前記分離手段は分離部材と該分離部材に取り付けられたスペーサを有し、該スペーサが前記定着部材の構造体に接触することで前記分離部材と前記定着部材との間隔を維持するよう設けられ、
   前記定着部材が無端状の定着ベルトであり、前記構造体が前記定着ベルトを支持する支持ローラの芯金であることを特徴とする定着装置。
3. 前記スペーサが当該定着装置通紙方向と直交する方向における前記分離部材の両端部に配置され、該分離部材の両端部で前記スペーサが前記構造体に接触されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の定着装置。
4. 熱源により加熱される定着部材と、該定着部材に圧接される加圧部材とを有し、前記定着部材と加圧部材間に未定着画像を担持した記録材を通過させて未定着画像を記録材に定着させる定着装置であって、定着後の記録材を前記定着部材から分離させる分離手段を備える定着装置において、
   前記分離手段は分離部材と該分離部材に取り付けられたスペーサを有し、該スペーサが前記定着部材の構造体に接触することで前記分離部材と前記定着部材との間隔を維持するよう設けられ、
   前記定着部材が定着ローラ又は無端状の定着ベルトであり、前記定着ローラまたは前記定着ベルトの支持ローラが弾性層を有し、前記構造体は前記弾性層の端部から外側に突出した突出部を有し、該突出部に前記スペーサが接触されることを特徴とする定着装置。
5. 前記構造体が前記定着ローラの芯金または前記支持ローラの芯金であることを特徴とする、請求項４に記載の定着装置。
6. 前記分離手段は、前記分離部材の先端側を前記定着部材に近づける方向に付勢されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の定着装置。
7. 前記分離部材先端部が薄板状又は鋭角状に構成されていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の定着装置。
8. 前記定着ベルトが前記支持ローラを含む複数のガイドローラに張設され、前記加圧部材が前記定着ベルトを介して少なくとも一つの前記ガイドローラに圧接されることを特徴とする、請求項２又は４に記載の定着装置。
9. 前記加圧部材は、複数のガイドローラと該複数のガイドローラに張設される無端状の加圧ベルトからなり、前記定着部材が前記加圧ベルトを介して少なくとも一つの前記ガイドローラに圧接されることを特徴とする、請求項１に記載の定着装置。
10. 熱源により加熱される定着部材と、該定着部材に圧接される加圧部材とを有し、前記定着部材と加圧部材間に未定着画像を担持した記録材を通過させて未定着画像を記録材に定着させる定着装置であって、定着後の記録材を前記定着部材から分離させる分離手段を備える定着装置において、
    前記分離手段は、前記定着部材の表面に接触して前記分離部材を前記定着部材から離間させる接触部材を有し、前記スペーサが前記定着部材の構造体に非接触に設けられるとともに、
    前記分離部材と前記定着部材との間隔をＧ１，前記スペーサと前記構造体との間隔をＧ２とするとき、Ｇ１＞Ｇ２であることを特徴とする定着装置。
11. 前記定着部材の外層部の硬度をＢ１，前記加圧部材の外層部の硬度をＢ２とするとき、Ｂ１＜Ｂ２であることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の定着装置。
12. 前記未定着画像が少なくとも樹脂，着色剤及びワックスを含有するトナーにより形成されていることを特徴とする、請求項１，２，４，１０のいずれか１項に記載の定着装置。
13. 請求項１〜１２のいずれか１項に記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
14. 複数色のトナーにより画像を形成するカラー画像形成装置であることを特徴とする、請求項１３に記載の画像形成装置。
15. 少なくとも樹脂，着色剤及びワックスを含有するトナーにより形成した画像を記録材に担持させ、該記録材上の前記トナー像を請求項１〜１２のいずれか１項に記載の定着装置により記録材上に定着させることを特長とする画像形成方法。

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