JP4813703B2 - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録材上に転写した未定着トナー像を例えば熱と圧力とで定着する定着装置及び同定着装置を備えた画像形成装置に関するもので、特に、定着ローラ或いは定着ベルト側の剥離層から記録紙を剥離する手段を備えた定着装置及び画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真複写機、レーザービームプリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置は、作像部において原稿画像相当の未定着トナー像を記録材上に形成し、未定着トナー像を担持した記録材を定着装置において加熱加圧して記録材に定着し、この記録材に永久画像を形成している。
【０００３】
このような画像形成装置で用いられる定着装置としては、例えば、内部に熱源としてのヒータを有すると共に芯金の外周に弾性層及び離型層を設けた定着ローラとこれに対設される加圧ローラとで定着ニップを形成し、定着ニップにより記録材上に担持されている未定着トナー像を加熱加圧して記録材上に定着するローラ対から成る定着装置があり、この一例が特開２００１―８３８３２号公報や、特開平９−１４６４０４公報に開示される。なお、定着ローラとこれに対設される加圧手段を有し、加圧手段がエンドレスベルトとその内部に配備されエンドレスベルトを定着ローラに押圧する圧力部材とを備えた構成を採る定着ローラ使用の定着装置の一例が特開平１１−１３３７７６公報に開示される。
【０００４】
更に、内部に熱源を有する加熱ローラと芯金の外周に弾性層を設けた定着ローラとに定着ベルトを掛け渡し、定着ベルトを挟んだ状態で定着ローラ側に圧接される加圧ローラを備え、この定着ベルトと加圧ローラとで定着ニップを形成し、定着ニップにより記録材上に担持されている未定着トナー像を加熱加圧して記録材上に定着する定着ベルトを有した定着装置があり、この一例が特開平９―１３８５９８号公報に開示される。
【０００５】
このような各定着装置は、互いに圧接して回転する定着手段と加圧手段の内、少なくとも定着手段側外周に弾性層を設け、この環状の弾性層を加圧手段が加圧することで、湾曲した定着ニップを形成している。この定着ニップは記録材上に担持されている未定着トナー像を加熱加圧し、その際、トナーは粘度が低い状態まで加熱溶融された後、加圧により記録材の繊維に対して所定の定着強度で定着される。
定着後、定着ニップの出口側より送出される記録材は定着手段側より分離される必要があるが、記録材はトナーの粘着力の影響を受け、定着手段側に変位して巻き込まれる傾向にあり、この分離性能はトナーの定着ローラ表面への表面付着状態により変化する。
【０００６】
通常、記録紙が定着手段側にトナーの粘着力の影響を受けて変位して巻き込まれることを防ぐよう、この巻きこみ方向と逆方向に記録紙の先端が送出されるように定着ニップの湾曲状態を設定している。更に、従来、ＯＡ機器用として一般的に用いられている定着手段としての定着ローラは、その材質としては、トナーに対して離型性が良く耐熱性と弾性を併せ持ったシリコーンゴムが用いられ、更にシリコーンゴム上には離型性確保と耐久性向上の点から離型剤としてシリコーンオイルが均一塗布され、分離性能を維持していた。
更に、従来の定着装置においては、特殊な紙種が巻付くのを防止するために、分離爪を設けたものもあるが、この場合において、定着ローラ等の表面に離型剤が塗布されているために分離爪の摺接する定着ローラ等の表面の耐久性に致命的な影響を与えることは稀であった。
【０００７】
しかしながら、近年、定着ローラ或いは定着ベルトに離型剤を塗布しないオイルレストナーを用いた画像形成装置が提案されており、特に、この傾向はカラー画像を定着するカラー画像形成装置の定着装置で多用されている。
このようなオイルレストナーを用いた画像形成装置でも定着装置の品質としてより高耐久性が要求されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところでオイルレストナーを用いた画像形成装置の場合、定着工程において加熱及び加圧される過程でトナーの樹脂中に分散されていたワックスが染み出てきて離型剤の働きをしている。しかし、この定着工程で加熱温度と加熱時間と加圧力等のバランスがうまくいかないと、ワックスが染み出す前に樹脂が溶融状態になってしまいトナーの粘着力が作用し、トナーが定着ローラ或いは定着ベルトの離型層表面にオフセットして、その結果として定着ローラ或いは定着ベルトの離型層表面に記録シートが巻付くという不具合が発生してしまう。
【０００９】
また離型剤を塗布していないため定着ローラ或いは定着ベルト表面は摩擦に対してもより不利であり、特に温度制御用のサーミスタや分離爪の当接部分が最も早くダメージを受けやすい。ここで、巻付きに対して余裕度が無いために分離爪の当接圧力を増やしてしまうと、更に寿命は短くなってしまうという相反する課題がある。
ところで、オイルレストナーを用いた画像形成装置の一例が特開平１１−１３３７７６号公報に開示される。ここでは、良好な離型性及び画質を得ながら、定着ローラ上の離型層のシワ発生、摩擦による摩耗及び劣化や、離型性低下といった問題の無い信頼性の高い定着装置及びそれを用いた画像形成装置を得ることを目的としている。
【００１０】
ここでは定着装置における記録紙の分離手段として、剥離シートを備えた構成が記載されている。即ち、定着装置は定着ローラの軸方向の長さと略同長の接触幅を有する剥離シートを備え、剥離シートが定着ローラの回転方向におけるニップ部の下流に位置し、定着ローラの回転方向と対向する向きに、かつ先端部及び／又は先端部近傍が定着ローラ外周面に接触する状態で配置されている。
この従来技術の問題点の１つとして、定着ローラと剥離シートとの隙間調整が難しいことが挙げられる。この方式では部品精度のみでは０．５ｍｍ以下の隙間を変動しないように組付け管理するのは困難であると考えられる。
【００１１】
本公報には、表面がフッ素樹脂で被覆されている剥離シートが定着ローラに対して接触した状態で配置されていると記載されているが、長期における使用により剥離シート先端部分或いは定着ローラ表面のいずれかが摩耗してくることは避けられない。
もう１つの問題点として、薄紙の記録シートをニップ出口直後に分離するのが難しいことが挙げられる。
【００１２】
本公報に記載されている図を見ると、平板形状の記録シートをニップ出口近傍に当接させているが、この機構では剥離シートとニップ出口との距離を短縮することは困難である。剥離シートとニップ出口との距離を短縮出来ない場合の問題点として、薄紙の先端にベタ画像があって先端白抜け幅がわずかだとニップ出口から剥離シート先端当接位置まではベタ画像に対する熱供給が過剰になってしまい、画像先端のみ光沢度が高くなってしまったり巻付いた先端部分だけが上向きにカールしたりするといった不具合が発生する。
【００１３】
本発明は、以上のような課題に基づき、第１に剥離シート先端をニップの出口側に十分に接近して取付けることが容易化され、しかも、記録材の種類によらず定着ローラや定着ベルトからの記録材分離性が良く、しかも定着ローラや剥離シートの耐久性も十分に得られる定着装置を提供することを目的とする。
【００１４】
第２に、同記録材先端及びそれに続くトナーの粘着力によって離型層側である定着ベルトに巻き付く傾向にある部位を剥離シート先端により係止し、確実に剥離でき記録材分離性が良い定着装置を提供することを目的とする。
【００１５】
第３に請求項１乃至７のいずれか一つに記載の定着装置を用いて画像処理を行うことで、記録材分離性が良い、特に、オイルレストナーを用いた画像形成装置おいて、薄紙でも良好な紙分離性が得られる画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、請求項１の発明は、環状弾性層を有するローラ部を備え、同ローラ部の外周に一体形成された環状層又はローラ部に別体状を成して外嵌された無端ベルトのいずれかにより離型層を形成し、該離型層を熱源で加熱して成る回転定着手段と、前記回転定着手段に無端状加圧面を圧接する加圧手段とを具備し、前記回転定着手段と加圧手段とで形成した定着ニップにより記録材上に担持されている未定着トナー像を加熱加圧して記録材上に定着する定着装置であって、前記定着ニップの出口側近傍にトナー画像を保持した記録材を前記離型層上から剥離させる剥離シートと、該剥離シートの両端の位置で定着装置用基枠に支持されて配置されると共に、該剥離シートを前記離型層の略外径形状に対して所定の隙間を保持して沿わせるように支持する一対のガイド部材と、
を備えることを特徴とする。
このように、剥離シートはローラ部と一体回転する離型層の略外径形状に沿うように曲率を持った形状で取付けられるので、剥離シート先端をニップの出口側に十分に接近して取付けても剥離シートの基部側を記録材の排出路側から離すことができ、剥離シートの取付けが容易化される。しかも、剥離シート先端をニップの出口側に十分に接近して取付けるので、記録材の先端でトナーのない最先端部位がトナーの粘着力の影響を受ける部位での巻付き変位が生じる前に、直ちに記録材の先端を剥離シート先端により係止し、同記録材先端及びそれに続くトナーの粘着力によって離型層側に巻き付く傾向にある部位を確実に剥離できる。このため、例え、記録材が薄紙の場合でも、記録材の種類によらず離型層側である定着ローラや定着ベルトからの記録材分離性が良く、巻き付きや定着ジャムを防止できる。
【００１７】
更に、剥離シートは離型層側である定着ローラや定着ベルトと所定の隙間を持って取付けられることより、ランニング経時においても離型層側である定着ローラや定着ベルト或いは剥離シートの耐久性を向上でき、記録材分離性が劣化することを防止できる。更に、巻き付きや定着ジャムを防止できるので、シャム等により記録材が定着ユニットの内部に残留せず、記録材の残留した場合に引き起こされ易い発煙や焼損等を防止できる。特に、離型剤としてのシリコンオイルを定着ローラ或いは定着ベルトに塗布しないオイルレス定着装置を用いた画像形成装置に有効利用できる。
【００１８】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載の定着装置において、前記一対のガイド部材は、前記剥離シートが前記回転定着手段の表面に沿うような曲率を保持するように、該剥離シートを支持することを特徴とする。
【００１９】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載の定着装置において、前記一対のガイド部材は、前記回転定着手段と共に回転しないように前記定着装置用基枠に固定されていることを特徴とする。
請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１つに記載の定着装置において、前記一対のガイド部材は、ブラケットを介して前記定着装置用基枠に固定されていることを特徴とする。
【００２０】
請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１つに記載の定着装置において、前記一対のガイド部材は、前記ローラ部の芯金に枢支される軸受け部をそれぞれ備えることを特徴とする。
請求項６記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１つに記載の定着装置において、前記一対のガイド部材は、前記剥離シートが挿入されるシート溝が設けられたシート受け部をそれぞれ備えること特徴とする。
【００２１】
請求項７記載の発明は、請求項１乃至６のいずれか一つに記載の定着装置において、前記剥離シートの先端位置と定着ニップ出口の距離は、望ましくは画像先端白抜け幅と同等か、若しくはそれ以下であることを特徴とする。
このように、剥離シートの先端位置と定着ニップ出口の距離は、望ましくは画像先端白抜け幅と同等か、若しくはそれ以下であるので、記録材の先端でトナーの溶融による粘着力を受けない画像先端白抜け幅の先端部位が同粘着力の影響で巻付き変位する前に、確実にニップの出口側近傍で直ちに記録材の先端を剥離シート先端が係止でき、同記録材先端及びそれに続くトナーの粘着力によって離型層側に巻き付く傾向にある部位を確実に剥離できる。
【００２２】
請求項８記載の発明は、請求項１乃至７のいずれか一つに記載の定着装置において、前記剥離シートの前記ローラ部と一体回転する離型層に面したエッジ稜線は、該離型層に近い側が鋭角になるように加工されたテーパ形状であることを特徴とする。
このように、離型層に近い側が鋭角になるように加工されたのでニップの出口側近傍で確実に直ちに記録材の先端を係止でき、記録材分離性を確実に保持できる。
【００２３】
請求項９記載の発明は、請求項１乃至８のいずれか一つに記載の定着装置において、該剥離シートの前記ローラ部と一体回転する離型層に面したエッジ稜線の表面粗さは、Ｒａ：０．２μｍ以下であることを特徴とする。
このように、離型層に近い側が鋭角になり、エッジ稜線の表面粗さが、Ｒａ：０．２μｍ以下なので、記録材分離性を確実に保持でき、離型層側である定着ローラや定着ベルト或いは剥離シートの耐久性をより向上できる。
【００２４】
請求項１０記載の発明は、内側に熱源を有する定着ローラと、該定着ローラと定着ニップを形成する加圧手段と、を備え、前記定着ニップにより記録材上に担持されている未定着トナー像を加熱加圧して記録材上に定着する定着装置であって、前記定着ニップ出口側においてトナー像を保持した記録材を前記定着ローラの表面から剥離する剥離シートと、該剥離シートの両端に位置し、該剥離シート先端と前記定着ローラ表面との間を所定の隙間に維持するように該剥離シートを支持する一対のガイド部材と、前記定着ローラ及び前記一対のガイド部材を支持し、前記一対のガイド部材を介して前記剥離シートを支持する定着装置用基枠と、を備えることを特徴とする。
請求項１１記載の発明は、内部に熱源としてのヒータを有する加熱ローラと、芯金の外周に弾性層を設けた定着ローラと、該加熱ローラと定着ローラに対して張架され離型層が形成された定着ベルトと、定着ベルトを挟んで定着ローラに対して圧接され芯金の外周に弾性層及び離型層を設けた加圧ローラとを具備し、未定着のトナー画像を担持した記録材を定着ベルトを巻き付けた定着ローラと加圧ローラとで形成した定着ニップにより加熱及び加圧することにより記録材上に定着する定着装置であって、前記定着ニップの出口側近傍には、トナー画像を保持した記録紙を定着ベルト上から剥離させる剥離シートと、該剥離シートの両端に位置し、該剥離シート先端と前記定着ベルト表面との間を所定の隙間に維持するように該剥離シートを支持する一対のガイド部材と、前記定着ローラ及び前記一対のガイド部材を支持し、前記一対のガイド部材を介して前記剥離シートを支持する定着装置用基枠と、を備えることを特徴とする。
【００２５】
請求項１２記載の発明は、請求項１０又は１１に記載の定着装置において、前記一対のガイド部材は、前記剥離シートが前記定着ローラあるいは前記定着ベルトの表面に沿うような曲率を保持するように、該剥離シートを支持することを特徴とする。
請求項１３記載の発明は、請求項１０〜１２のいずれか１つに記載の定着装置において、前記一対のガイド部材は、前記定着ローラと共に回転しないように前記定着装置用基枠に固定されていることを特徴とする。
請求項１４記載の発明は、請求項１０〜１３のいずれか１つに記載の定着装置において、前記一対のガイド部材は、ブラケットを介して前記定着装置用基枠に固定されていることを特徴とする。
請求項１５記載の発明は、請求項１０〜１４のいずれか１つに記載の定着装置において、前記一対のガイド部材は、前記定着ローラの芯金に枢支される軸受け部をそれぞれ備えることを特徴とする。
請求項１６記載の発明は、請求項１０〜１５のいずれか１つに記載の定着装置において、前記一対のガイド部材は、前記剥離シートが挿入されるシート溝が設けられたシート受け部をそれぞれ備えること特徴とする。
請求項１７記載の発明は、請求項１０〜１６のいずれか１つに記載の定着装置において、前記加圧手段は無端状の加圧ベルトであって、該加圧ベルトの内側において該加圧ベルトを介して前記定着ローラと前記定着ニップを形成する加圧ローラを備えることを特徴とする。
請求項１８記載の発明は、請求項１７に記載の定着装置において、前記加圧ローラと共に前記加圧ベルトの内側において、該加圧ベルトの内周面に摺接するベルト走行ガイドを設けたことを特徴とする。
請求項１９記載の発明は、請求項１７に記載の定着装置において、前記加圧ローラと共に前記加圧ベルトの内側において、該加圧ベルトの内周面に接触して従動回転する従動ローラを設けたことを特徴とする。
【００２６】
請求項２０の発明である画像形成装置は、上記請求項１乃至１９のいずれか１つに記載の定着装置を備えたことを特徴とする。
このように、画像形成装置は請求項１乃至１９のいずれか一つに記載の定着装置を選択的に採用することで、採用した定着装置相当の作用効果を画像形成装置としても同様に得ることができ、記録材分離性を確実に保持でき、特に、定着ローラ或いは定着ベルトに離型剤としてのシリコンオイルを塗布しないオイルレストナーを用いた画像形成装置として商品性を向上させることができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態としての定着装置及び同定着装置を装備する画像形成装置を説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る定着装置１０を装備した画像形成装置としてのカラー複写機１の模式図であり、同図に示すカラー複写機１は、色分解に対応した色の画像を形成可能な感光体を複数備え、各感光体上で形成されたトナー像を中間転写体に重畳転写した画像を記録材としての記録紙Ｓに対して一括転写することで多色画像を形成する。
ここで、定着装置１０は本発明の目的に反しない限り、従来公知の画像形成装置に装着可能であり、カラー複写機１に限らず、図示しないカラープリンタ、ファクシミリ装置および印刷機なども含まれること勿論であり、これらも本発明の定着装置１０を用いることで、記録材分離性を確実に保持できる画像形成装置として商品性を向上させることができる。
【００２８】
カラー複写機１は、画像形成部１Ａが縦方向の中央部に位置し、その下方には給紙部１Ｂが、さらに画像形成部１Ａの上方には原稿載置台１Ｃ１を備えた原稿走査部１Ｃがそれぞれ配置されている。画像形成部１Ａには、水平方向に展張面を有する中間転写ベルト２が配置されており、中間転写ベルト２の上位には、色分解色と補色関係にある色の画像を形成するための４組の記録装置９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９ＢＫが併設されている。各記録装置９は各々同じ構成部材よりなっている。
【００２９】
即ち、各記録装置９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９ＢＫの要部を成し、補色関係にある色のトナー（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）による画像を担持可能な感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３ＢＫが中間転写体２の展張面に沿って並置されている。各感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３ＢＫはそれぞれ同じ方向（図１では反時計方向）に回転可能なドラムで構成されており、その周辺には、回転過程において画像形成処理を実行する帯電装置４、書き込み装置５、現像装置６、１次転写装置７、およびクリーニング装置８が配置されている。なお、例えば、感光体３Ｙを対象として、各装置の符号にＹを付しており、その他の各色用については、同一部分には同一符号を付し、添字Ｍ，Ｃ，ＢＫにより区別するものとする。
【００３０】
中間転写ベルト２は、複数のローラ２Ａ〜２Ｃに掛け回されて各感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３ＢＫとの対時位置において同方向に移動可能な構成を備える。中間転写ベルト２の下向き位置には同ベルトの展張面を構成するローラ２Ａ，２Ｂとは別のローラ２Ｃが配備され、中間転写ベルト２を挟んで２次転写装置２０に対時している。なお、図１中、符号１１は、中間転写ベルト２を対象としたクリーニング装置を示している。
２次転写装置２０は、帯電駆動ローラ２０Ａ及び従動ローラ２０Ｂに掛け回されて２次転写装置２０が位置する２次転写位置において中間転写ベルト２と同方向に移動可能な転写ベルト２０Ｃを備えており、転写ベルト２０Ｃを帯電駆動ローラ２０Ａにより帯電させることで中間転写ベルト２に重畳された多色画像あるいは担持されている単一色の画像を記録材としての記録紙に転写することができる。
【００３１】
２次転写位置には給紙部１Ｂから記録紙Ｓが給送されるようになっている。給紙部１Ｂは、複数の給紙カセット１Ｂ１と、給紙カセット１Ｂ１から繰り出されるシートの搬送路に配置された複数の給紙ローラ１Ｂ２，搬送ローラ１Ｂ３と、２次転写位置前方に位置するレジストローラ１Ｂ４とを備えている。本実施例では、給紙部１Ｂには、給紙トレイ１Ｂ１から繰り出される記録紙Ｓの搬送路ｒに加えて給紙カセット１Ｂ１内に収容されていない種類のを２次転写位置に向け給送できる構成が備えられている。この構成は画像形成部１Ａの壁面の一部を起倒可能にして手差しトレイ１Ａ１が形成され、これと繰り出しコロ１Ａ２とを備えている。給紙カセット１Ｂ１からレジストローラ１Ｂ４に向けた記録紙Ｓの搬送路ｒ１の途中には、手差しトレイ１Ａ１から繰り出された記録紙Ｓの搬送路ｒ２が合流し、いずれの搬送路から給送される記録紙Ｓもレジストローラ１Ｂ４によってレジストタイミングが設定されるようになっている。
【００３２】
原稿走査部１Ｃには、原稿載置台１Ｃ１上の原稿を露光走査するスキャナ部１Ｃ２が備えられており、さらに原稿載置台１Ｃ１の上面には、自動原稿給送装置１Ｃ３が配置されている。
自動原稿給送装置１Ｃ３は、原稿載置台１Ｃ１上に繰り出される原稿を反転可能な構成を備え、原稿の表裏各面での走査が行えるようになっている。
【００３３】
スキャナ部１Ｃ２は、原稿載置台１Ｃ１上の原稿を露光走査するランプ１２により露光照明された原稿からの反射光を、ミラー１３、１４、１５で反射して結像レンズ１６に達する。この反射光は結像レンズ１６よりダイクロイックプリズム１７に入射して結像され、例えばレッドＲ、グリーンＧ、ブルーＢの３種類の波長光に分光される。分光された各波長毎の光は、個別の受光器、例えば、ＣＣＤ１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂに各々入射される。これらのＣＣＤ１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂは入射した光をデジタル信号に変換して出力し、その出力は図示しない画像処理部において必要な処理が施され、各色の記録色情報、例えばイエローＹ，マゼンタＭ，シアンＣ、ブラックＢＫの記録形成用の色情報信号に変換される。図示しない画像処理部からの信号は、書き込み装置５に入力される。
【００３４】
書き込み装置５（５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５ＢＫ）は、原稿載置台１Ｃ１上の原稿を走査することにより得られる画像情報あるいは図示しないコンピュータから出力される画像情報により書き込み光が制御されて感光体３（３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３ＢＫ）に対して画像情報に応じた書き込み光を出射して静電潜像を形成するようになっている。
【００３５】
書き込み装置５により形成された感光体３上の静電潜像は現像装置６によって可視像処理され、中間転写ベルト２に１次転写される。中間転写ベルト２に対して各色毎のトナー像が重畳転写されると、２次転写装置２０により記録紙Ｓに対して一括して２次転写される。２次転写された記録紙Ｓは、表面に担持している未定着トナー像を後述の定着装置１０において定着される。
定着装置１０を通過した記録紙Ｓは、定着装置１０の後方に配置されている搬送路切り換え爪５３によって搬送方向が切り換えられるようになっており、排紙トレイ２１に向けた搬送路ｒ３と、原稿反転装置２２を介しレジストローラ１Ｂ４に達する反転搬送路ＲＰとに搬送方向が選択される。
【００３６】
以上のような構成を備えたカラー複写機１では、原稿載置台１Ｃ１上に載置された原稿を露光走査することにより、あるいはコンピュータからの画像情報により、一様帯電された感光体３に対して静電潜像が形成され、静電潜像が現像装置６（６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６ＢＫ）によって可視像処理された後、トナー像が中間転写ベルト２に１次転写される。
中間転写ベルト２に転写されたトナー像は、単一色画像の場合にはそのまま給紙部１Ｂから繰り出された記録紙Ｓに対して転写され、多色画像の場合には１次転写が繰り返されることにより各色毎のトナー像が重畳転写され、その後、記録紙に対して一括して２次転写される。２次転写後の記録紙Ｓは定着装置１１により未定着画像を定着された後排紙トレイ２１に、あるいは、原稿反転装置２２で反転されて再度レジストローラ１Ｂ４に向けて給送される。
【００３７】
次に、本発明の画像形成装置としてのカラー複写機１で用いる定着装置１０の第１実施形態を説明する。
図１、図２に示すように、定着装置１０は樹脂母材内部に離型剤としてのＷＡＸを内包分散させたオイルレストナーを用いたローラ式定着装置である。この定着装置１０は回転定着手段としての定着ローラ２５と、定着ローラ２５に圧接することでニップＮを形成する加圧手段としての加圧ローラ２６と、定着ローラ２５の上端側部位に当接し、定着ローラ２５の表面の紙片等を除去するクリーニングローラ２７と、定着ローラ２５のニップ出口ｇ側に対設される剥離シート２８とを備える。各ローラ２５、２６、２７は画像形成部１Ａの壁面の一部に固着された定着装置用基枠２９に枢着され、剥離シート２８は後述するように定着装置用基枠２９側にガイド部材３０（図４、５参照）を介し固定される。
なお、定着装置用基枠２９の２次転写装置９の端部との対向部には搬送ガイド部材３１が取付けられ、未定着トナー像を担持する記録紙を定着ローラ２５と加圧ローラ２６で形成するニップＮに案内する。
【００３８】
図３に示すように、回転定着手段としての定着ローラ２５はローラ部を成す芯金２５１とそれに外嵌する弾性層２５２と、このようなローラ部に一体的に接合される離型層２５３とを有する。ここで定着ローラ２５は直径が一例としてφ６０に形成され、Ｆｅ製芯金２５１の外周にニップ巾Ｌ０を得るために耐熱弾性体例えば発泡シリコーンゴムや液状シリコーンゴム等の材料で環状に成型加工された弾性層２５２を備える。このシリコーンゴムの弾性層２５２はその表層を包み一体接合するよう環状層として成形された離型層２５３を備え、この離型層２５３は強度と離型性を併せ持った耐熱性樹脂で形成される。定着ローラ２５の芯金２５１中には定着ローラの温度上昇を加速させるためのハロゲンヒータ２５４が配設される。
【００３９】
図２に示すように、定着ローラ２５の表面にはサーミスタ３２が摺接状態で取り付けられ、図示しない画像処理部の一部を成す温度制御部１９が検知された温度情報に基づき定着ローラ２５の表面温度を所定の定着温度に制御する構成になっている。
図３に示す離型層２５３は、耐熱性があり表面エネルギーの小さい材料が使用され、例えばシリコーン樹脂，フッ素樹脂例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）などの高分子樹脂などが耐熱性チューブとして使用される。
【００４０】
定着ローラ２５の表面硬度はＡｓｋｅ３０〜５０Ｈｓ程度である。
【００４１】
図３に示すように、加圧ローラ２６は、ＦｅまたはＡｌ製芯金２６１の外周にフッ素系ゴム、シリコーンゴム等の耐熱弾性層２６２と、フッ素系樹脂からなる無端状加圧面Ｆｃを形成する表面離型層２６３を備える。本実施形態では、記録紙とトナーの剥離性を良くするため、加圧ローラ２６の表面硬度を定着ローラ２５よりも硬くし、定着ローラ２５と加圧ローラ２６の間に両者が当接し両端部が下向きに湾曲したニップ巾Ｌ０の定着用のニップＮを形成している。本実施形態では、加圧ローラ２６の弾性層２６２の厚さは、０．５〜２ｍｍ程度であり、その表面硬度はＡｓｋｅｒＣ７０〜９０Ｈｓである。加圧ローラ２６の中には加圧ローラの温度上昇を加速させるためのハロゲンヒータ２６４が配設される。図２に示すように、加圧ローラ２６の表面にはサーミスタ３３が摺接状態で取り付けられ、図示しない画像処理部の一部を成す温度制御部１９が検知された温度情報に基づき加圧ローラの表面温度を所定の定着温度に制御する構成になっている。
【００４２】
図２に示すように、加圧ローラ２６の芯金２６１と一体の端部のジャーナル２６１’は定着ローラ２５との接離方向である上下方向に変位可能に定着装置用基枠２９に枢着される。即ち、ジャーナル２６１’はこれを枢支する枢支部２６５を介しレバー３４に支持され、このレバー３４は定着装置用基枠２９に基軸３４１をピン結合され、回動端を定着装置用基枠２９に一端が係止されたテンションスプリング３５に係止され、これにより弾性的に上方への引張力を受けている。このテンションスプリング３５により加圧ローラ２６は定着ローラ２５に圧接するような構成になっている。
【００４３】
定着装置１０は未図示の回転駆動系を備え、同回転駆動系は加圧ローラ２６に回転駆動力を未図示の伝達手段により伝達している。なお、場合によってはこれに加え、定着ローラ２５にも回転駆動力が伝達されても良い。
図２、図３に示すように、定着ローラ２５のニップ出口側ｇには定着ローラ２５への記録紙の巻付きを防止する剥離シート２８が配備される。
図４、図５に示すように、定着ローラ２５の紙搬送部分の外径は、ここではφ６０であり、その両端にφ３０ジャーナル（芯金２５１の両端部と一体の部分）２５１’がある。そのφ３０ジャーナル２５１’は図示しないベアリングを介しガイド部材３０の軸受け部３０１に支持される。
【００４４】
一対のガイド部材３０は左右対称的な形状を成し、定着ローラ２５のジャーナル２５１’を枢支する軸受け部３０１とその一側端で定着装置用基枠２９側にブラケット３６を介して固定される取付け壁３０２と、軸受け部３０１の他側端より延出するシート受け部３０３とで形成される。
左右一対のガイド部材３０はその一部の取付け壁３０２が定着装置用基枠２９側にブラケット３６を介し固定されているので、定着ローラ２５が回転してもそれ自身は回転しないような構成になっている。シート受け部３０３は厚板状を成し、軸受け部３０１の他側面ｆ１との間に上方開口で隙間ｊを保ち、湾曲したシート溝３０４を形成する。
【００４５】
図５（ａ），（ｂ）に示すように、左右一対のガイド部材３０の各シート溝３０４に沿って剥離シート２８を挿入することにより、剥離シート２８は定着ローラ２５に対して所定の位置に精度良く取り付けることができる。なお、各シート溝３０４の隙間ｊは剥離シート２８の厚みと路同一の幅を有している。シート受け部３０３の上端側には螺子孔３０５が形成され、こここにはシート溝３０４に差し込み支持された剥離シート２８を固定するシート締付け用のビスが螺着される。
剥離シート２８は厚み０．１〜０．２ｍｍ程度のシート部材であり、耐熱性の樹脂シートや金属製の薄膜シート等の材料により形成されている。
【００４６】
剥離シート２８は直状部２８２と、その先端で定着ローラ２５の外周の離型層に接近した部位より、離型層に対して所定の隙間ｄを保ち離型層の略外径形状に沿うように曲率を持ちながら湾曲して延出する湾曲部２８３と、湾曲部２８３の先端の先端部２８１とを備える。先端部２８１は定着ローラ２５のニップ出口端から所定の距離Ｌ１だけ離れた位置にある。
ところで、一般的に記録材としての記録紙Ｓの先端から画像の先端位置までの距離を「先端白抜け幅」というが、紙がニップ出口ｇから排出される時には先端白抜け幅がニップから抜けるまでは記録紙Ｓは定着ローラ２５に巻き付くことは無い。
【００４７】
その後、画像先端がニップ出口ｇから排出される瞬間に定着ローラ２５との間に粘着力が働き、記録紙Ｓは定着ローラ２５側に引張り上げられて巻き付くというメカニズムが作用している。記録紙Ｓの巻き付きを防止するためには、剥離シート２８の先端部とニップ出口ｇからの距離Ｌ１、即ち、ニップＮのニップ出口ｇ側の端部との距離Ｌ１は先端白抜け幅以下であれば記録紙Ｓは定着ローラ２５に巻き付くこと無く剥離シート２８により比較的容易に分離されて、その後、排紙ローラ３８、３９により搬送されて排紙トレイ２１に排紙される。図１の定着装置１０における先端白抜け幅は、例えば３ｍｍに設定されているので、ニップ出口端からの距離Ｌ１が３ｍｍ以下となるよう剥離シート２８の先端部２８１が組付けられている。
【００４８】
剥離シート２８は、通常のままであると、その先端部２８１も他の部位と同一の厚さを有するが、図６に示すように、ここでの剥離シート２８の先端部２８１で剥離層２５３に面したエッジ稜線は鋭角θのエッジ部ｅとして形成されている。このため、先端部２８１が他の部位と同一の厚さを有する場合、記録紙先端が引っ掛かり易いが、ここでは剥離シート２８の先端部２８１が稜線エッジｅを成すことより、薄紙状の記録紙がニップ出口ｇから定着ローラ２５に巻き付いた状態で排出されてきたとしても、稜線エッジｅが確実に記録紙先端を分離し、定着ローラ２５側から離すよう機能できる。
【００４９】
なお、エッジ部ｅの表面粗さはＲａ：０．２μｍ以下に形成される。このため、記録材分離性を確実に保持でき、離型層２５３側である定着ローラ２５の耐久性をより向上できる。更に、剥離シート２８の表面にはフッ素樹脂等の薄膜コーティングを施しても良く、この場合、万が一、剥離シート２８が離型層２５３側である定着ローラ２５に接触することがあっても定着ローラ２５を傷つけることを低減できる。
更に、図２、３に示した剥離シート２８と定着ローラ２５の離型層２５３とは所定の隙間ｄだけ離れた位置にある。
隙間ｄは、理想的には通紙可能な最も薄紙が完全に巻き付いたとしても定着ローラ２５と剥離シート２８との隙間に入り込まないように５０μｍ以下が、望ましいが、剥離シート２８の先端部の真直度と定着ローラ２５が回転するときの振れがあるため５０μｍ以下に調整するのは現実的には困難である。
【００５０】
隙間ｄを狭くすると、別の問題点として定着ローラ２５と剥離シート２８が接触又は極近接した位置にある場合には、定着ローラ２５から熱を奪い定着ローラ２５の表面温度を低下させてしまうことが懸念される。本実施の形態例では図４の左右一対のガイド部材３０を用い、部品精度を考慮することで隙間ｄとしては望ましくは０．５ｍｍ程度に設定されている。
次に、中間転写ベルト２に重畳された多色画像あるいは担持されている単一色の画像を成す未定着トナー像ｔを定着ローラ２５及び加圧ローラ２６により記録紙Ｓ上に定着させる工程について説明する。
【００５１】
定着装置１０に達した記録紙Ｓ上のトナー像ｔは定着ローラ２５により粘性が低い状態まで加熱され、更に加圧ローラ１５の加圧力の作用により記録紙Ｓの繊維中に浸透していく。その後トナーが冷えて固まったときにトナーと紙繊維は強固に定着される。但し、このときに定着ローラ２５から分離する時点でのトナー層の温度が軟化温度Ｔｓ以下であると、トナーの樹脂は十分に軟化せずに従って記録紙Ｓの繊維中にも浸透していかないため十分な定着強度が得られない。
【００５２】
また一方、定着ローラ２５から分離する時点でのトナー層表面温度が流出開始温度Ｔｆ以上であると、トナーの樹脂粘度が低くなりすぎ、記録紙Ｓの繊維中には十分浸透していくものの定着ローラ２５の離型層２５３との離型性が悪化してしまい、定着ローラ２５へのオフセットや定着ローラ２５への記録紙巻き付きといった不具合になってしまうので、定着後のトナー層表面温度がＴｓからＴｆの範囲になるように定着温度の制御温度を決めており、望ましくはその中央に近い領域で温度偏差が小さい制御システムであることが望ましい。
【００５３】
同一の定着温度にて薄紙から厚紙までを定着させた場合でも、紙自体の熱容量が異なるため定着後のトナー層表面温度は薄紙ほど高く、厚紙ほど低くなってしまう。その結果、薄紙通紙においてオフセット現象には到らないまでもトナー層表面と定着ローラ２５表面の粘着力が大きくなり、ニップ通過直後に分離しにくくなり、極端な場合には先端が定着ローラ２５の曲率に沿って巻きついて持っていかれてしまう。粘着力の大きさによっては、先端が少しでも剥がれればその部分の重みで下方に引っ張られて巻き付きには至らないが、あるところからは先端も剥がれずにそのまま巻付いてしまう。粘着力は、環境変動、トナー付着量の変動、定着ローラ２５温度の変動等によって変化することがわかっている。
特に、定着ローラに巻き付きやすい薄紙の巻き付き現象について説明する。
【００５４】
記録紙Ｓは定着ローラ２５と加圧ローラ１５により構成されたニップに挟みこまれた後、熱と圧力の作用を受けてトナー画像が記録紙Ｓに対して定着される。定着ローラ２５と加圧ローラ２６が圧接された状態でのニップ形状は、定着ローラ２５のゴム層厚みとゴム硬度に対しての、加圧ローラ２６のゴム層厚みとゴム硬度の関係で決まる。
【００５５】
一つの実施の形態例としては、定着ローラ２５が外径φ６０でＳｉゴムの厚みが２ｍｍ、ゴム層のＪＩＳＡ硬度が２０度の構成であり、一方加圧ローラ２６が外径φ６０でＳｉゴムの厚みが２ｍｍ、ゴム層のＪＩＳＡ硬度が３０度という構成で、いずれも最表層には厚み５０μｍｍのＰＦＡチューブが設けられている。このローラ組合わせにおいて、トナー層表面と定着ローラ２５表面の粘着力がほとんど無視できる場合には、ニップ出口での記録紙Ｓの放出角度は水平よりやや下向きになる。ニップ出口ｇでの記録紙Ｓの放出角度は安定した搬送性を考慮するとやや下向きが望ましいが、あまり下向きにし過ぎると両面定着画像の第一面側が第二面の定着時に加圧ローラ２６側に巻付いてしまう可能性があるため、定着ローラ２５及び加圧ローラ２６構成の設計する際には十分注意が必要である。
【００５６】
図７は、本発明における第２の実施の形態である定着装置１０ａを装備した画像形成装置としてのカラー複写機１ａの模式図であり、同図に示すカラー複写機１ａは、図１のカラー複写機１と比較し、中間転写体を用いた中間転写を行わず、記録紙Ｓへの直接転写を行う点で相違し、その他の構成はほぼ同様の構成を採る。ここでは重複説明を略し、同一部分には同一符号を付し、説明の明瞭化を図る上で重複部材の区別を必要とするものには添字ａを付すものとする。
カラー複写機１ａは、色分解に対応した色の画像を形成可能な感光体を複数備え、各感光体上で形成されたトナー像を記録材としての記録紙Ｓに対して順次重層転写することで多色画像を形成可能な構成を採る。
【００５７】
ここでカラー複写機１ａは、画像形成部１Ａａが縦方向の中央部に位置し、その側方には給紙部１Ｂａが、さらに画像形成部１Ａａの上方には原稿走査部１Ｃａがそれぞれ配置されている。画像形成部１Ａａは一対の駆動ローラ２Ａａ，２Ｂａとそれらの間に張架され水平方向に展張面を有する転写ベルト２ａとを有する。転写ベルト２ａは、その入口側端がレジストローラ１Ｂ４ａと、出口側端が記録紙Ｓ上の未定着トナー像ｔを定着する定着装置４ａと対向配備される。なお、転写ベルト２ａの下部側には、定着装置１０ａへの記録紙Ｓの搬送が終了した転写ベルト２ａの表面に付着した紙粉あるいは現像剤を清掃する図示しないクリーニング装置が配備される。
転写ベルト２ａの上位には、色分解色と補色関係にある色の画像を形成するための４組の記録装置９ａＢＫ，９ａＣ，９ａＭ，９ａＹが併設されている。各記録装置９ａは図１の４組の記録装置９ＢＫ，９Ｃ，９Ｍ，９Ｙと同一構成を採ることよりここでは重複説明を略す。
【００５８】
各記録装置９ａ、例えばシアン用の記録装置９ａＣはドラム状の感光体３Ｃを有し、その感光体３Ｃの周囲には、帯電チャージャ４Ｃ、レーザ光出射装置５Ｃによる露光位置、現像装置６Ｃ、転写チャージャ７Ｃ等が順に設けられている。帯電チャージャ４Ｃにより一様に帯電された感光体３Ｃ上には、レーザ光出射装置５Ｃによる露光により、シアン光像の潜像が形成され、現像装置６Ｃによる現像で顕像が形成される。給紙コロ１Ｂ２ａにより給紙部１Ｂａ、例えば給紙カセットのから給紙される記録紙Ｓは、レジストローラ１Ｂ４ａによって先端を揃えられ、タイミングを合わせて転写ベルト２ａに送られる。
転写ベルト２ａにより搬送される記録紙Ｓは、各々顕像が形成された感光体３ＢＫ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｙに順次送られ、転写チャージャ７ＢＫ，７Ｃ，７Ｍ，７Ｙの作用により顕像が転写される。
【００５９】
顕像が転写された記録紙Ｓは後述の定着装置１０ａに送られ、同装置により未定着トナー像ｔを加熱加圧されて定着された後、排紙ローラ３８により排紙トレー２１に排紙される。
転写ベルト２ａにおける張架方向の一端、図１では、給紙部２０と反対側端部には、定着装置４が設けられ、他端、即ち、給紙部２０側の近傍には、定着装置４への記録紙Ｓの搬送が終了した転写ベルト２４の表面に付着した紙粉あるいは現像剤を清掃する図示しないクリーニング装置が配備される。
転写ベルト２ａから分離された記録紙Ｓは搬送ガイド部材４９１、４９２に案内され、記録紙Ｓに担持されている未定着トナー像ｔを定着する。そして定着を終えた記録紙Ｓは排紙ローラ２３により排紙トレー２７上に向け排出される。
【００６０】
このようなカラー複写機１ａで用いる定着装置１０ａを説明する。
ここで、定着装置１０ａは本発明の目的に反しない限り、即ち、ここでの定着装置１０ａも定着ベルト４０に離型剤としてのシリコンオイルを塗布しないオイルレストナーを用いた従来公知の画像形成装置であるカラー複写機１ａに装着されるが、これに限らず、図示しないカラープリンタ、ファクシミリ装置および印刷機などにも適用でき、これらも本発明の定着装置１０ａを用いることで、記録材分離性を確実に保持できる画像形成装置として商品性を向上させることができる。
【００６１】
図７、図８に示すように、画像形成装置は回転定着手段としての互いに対向配備されるローラ部としての定着ローラ４１と、加熱ローラ４２と、両ローラに張架された無端状の定着ベルト４０とを備える。更に、定着ベルト４０に圧接することでニップＮを形成する加圧手段として無端状加圧面Ｆｃを有した加圧ローラ４３及び定着ベルト４０にテンションを与えるテンションローラ４４を備え、しかも、定着ベルト４０に対設される剥離シート２８ａを有している。定着装置１０ａは加熱ローラ４２によって定着ベルト４０を加熱し、定着ベルト４０を矢印方向Ｄ（図８参照）に回転して、定着ベルト４０と加圧ローラ４３で形成されるニップＮにおいて、記録材Ｓ上に担持する未定着トナー像ｔを加熱溶融し、記録材Ｓ上に定着するように機能する。
ここで定着ローラ４１、加熱ローラ４２、加圧ローラ４３は定着装置用基枠４５に枢着され、それぞれの回転軸が相互に並列配備される。
【００６２】
定着ベルト４０はその基材が耐熱性樹脂で成形されている。耐熱性樹脂の材質としては、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等を使用する。基材の厚さは熱伝導と強度のバランスから３０〜１００μｍのものが望ましい。定着ベルト４０の表面は、記録材Ｓおよび未定着トナー像ｔと加圧接触するため、離型性、耐熱性に優れた表面層が必要であり、フッ素系樹脂等の表面離型層（不図示）が被覆された構成になっている。また、画像の均一性を得るために表面離型層の下に１００〜３００μｍのシリコーンゴムやフッ素ゴムなどの耐熱ゴムからなる弾性層を設けている。
【００６３】
加熱ローラ４２は、直径がφ２０〜φ３０に形成され、ＡｌまたはＦｅ製で肉厚がｔ＝０．３〜１．０ｍｍの薄肉金属ローラを成すように形成され、内側にハロゲンヒータ４７を熱源として備えている。加熱ローラ４２の温度は温度制御素子４６で検知され、その検出温度情報は画像処理部４８に出力され、加熱ローラ４２が予め設定されている一定温度となるよう制御され、これにより定着ベルト４０を必要な温度に加熱する役割をしている。
【００６４】
また、加熱ローラ４２はテンションローラの役割も兼ねており、図中破線矢印Ｐ１の方向に未図示の引張スプリングなどにより張架されている。
定着ローラ４１は直径がφ２０〜φ３０に形成され、Ｆｅ製芯金４１１の外周にニップ巾Ｌを得るために耐熱弾性体例えば発泡シリコーンゴムや液状シリコーンゴムで構成された弾性層４１２を備えている。弾性層４１２の厚さは３〜６ｍｍ程度である。
定着ローラ４１の表面硬度はＡｓｋｅｒＣ３０〜５０Ｈｓ程度である。
【００６５】
加圧ローラ４３は、ＦｅまたはＡｌ製芯金４３１の外周にフッ素系ゴム、シリコーンゴム等の耐熱弾性層４３２と、フッ素系樹脂からなる表面離型層３４３が形成されたものである。本実施形態では、記録材Ｓとトナーの剥離性を良くするため、加圧ローラ４３の表面硬度を定着ローラ４１よりも硬くし、定着ベルト４２と加圧ローラ４３の間に両者が当接し両端部が下向きに湾曲したニップ巾Ｌの定着用のニップＮを形成している。本実施形態では、加圧ローラ４３の弾性層４３２の厚さは、０．５〜２ｍｍ程度であり、その表面硬度はＡｓｋｅｒＣ７０〜９０Ｈｓである。加圧ローラ４３の中には加圧ローラの温度上昇を加速させるためのハロゲンヒータ４３４を設けることが望ましい。
【００６６】
定着装置１０ａは未図示の回転駆動系を備え、同回転駆動系は加圧ローラ４３に回転駆動力を未図示の伝達手段により伝達している。なお、場合によってはこれに加え、定着ローラ４１にも回転駆動力が伝達されても良い。
このような定着装置１０ａは定着ベルト４０が定着ローラ４１に巻き付いた状態で接触する部位と加圧ローラ４３の当接部位から成るニップ巾Ｌ２のニップＮを保持する。このため、ニップＮにより画像の潰れを低減し、安定した搬送性と定着性を得ている。
【００６７】
ここで、定着ローラ４１に巻き付いた状態で接触する定着ベルト４０の剥離面には剥離シート２８ａが対設される。
ここでの剥離シート２８ａは図１の剥離シート２８と同様に形成され、直状部２８２と湾曲部２８３と先端部２８１とを備える。
剥離シート２８ａは図１の剥離シート２８と同様に定着ローラ４１を枢支する左右一対のガイド部材の各シート溝（図５（ａ），（ｂ）の符号３０４参照）を介し定着装置用基枠２９側のブラケット３６に支持され、重複説明を略す。
【００６８】
剥離シート２８ａの先端部２８１は定着ローラ４１に巻き付いた状態で接触する定着ベルト４０と加圧ローラ４３とで形成されたニップＮのニップ出口端から所定の距離Ｌ１だけ離れた位置に配備される。更に、剥離シート２８ａの先端部２８１の構成等は、図１の剥離シート２８と同様の構成を採り、重複説明を略す。
【００６９】
この場合も、図１の剥離シート２８と同様にニップ出口ｇ側の端部との距離Ｌ１は先端白抜け幅以下に設定されており、記録紙Ｓは定着ベルト４０に巻き付くこと無く剥離シート２８により比較的容易に分離されて、その後、排紙ローラ３８により搬送されて排紙トレイ２１に排紙される。
【００７０】
図２の剥離シート２８は左右一対のガイド部材（図５（ａ），（ｂ）の符号３０参照）を介し定着装置用基枠２９側のブラケット３６に支持されるとしたが、これに代えて、図９、図１０に示すように構成しても良い。ここでは定着装置１０ｂ用の基枠２９側の下向き面に上端連結部５０１が固定され、定着ローラ２５側と同等の長さのＬ型ブラケット５０を備える。Ｌ型ブラケット５０はその下端に長手方向Ｘに連続してシート受け部５０２を凹設する。シート受け部５０２は剥離シート２８ａの上端を当接可能な面ｆｅを形成される。このため、面ｆｅに剥離シート２８ａを重ねた上で、その外側より当て板５１を重ね、当て板５１を介し剥離シート２８ａの上端を複数のねじ５２でシート受け部５０２に締付け、剥離シート２８ａを確実に支持できる。
図２の定着装置１０は左右一対のガイド部材（図５（ａ），（ｂ）の符号３０参照）に代えて、図９、図１０のＬ型ブラケット５０を用いた定着装置１０ｂも同様の作用効果が得られる。
【００７１】
上述のところで、カラー複写機１が用いた定着装置１０における加圧手段は回転定着手段である定着ローラ２５側に無端状加圧面Ｆｃを形成した加圧ローラ２６を圧接して定着ニップＮを形成していたが、これに代えて、図１１に示すように、加圧手段を無端状加圧面Ｆｃを形成した加圧ベルト６０とそれの一端を外嵌する加圧ローラ６１と他端を外嵌する従動ローラ６２とで定着ニップＮを形成した定着装置１０ｃを構成しても良い。この定着装置１０ｃでは定着ローラ２５側に加圧ローラ６１が加圧ベルト６０を圧接させるようにして定着ニップＮを形成することとなる。なお、ここでの従動ローラ６２に代えて、加圧ベルト６０の内周面に摺接する円弧状の摺接面を有した図示しないベルト走行ガイドを用いて装置の簡素化を図ることもできる。これらの加圧手段を用いた定着装置１０ｃは加圧手段以外は図１の定着装置１０と同様の構成を採ることで、図１の定着装置１０と同様の作用効果を得ることできる。
【００７２】
上述のところで、画像形成装置としてカラー複写機１、１ａを説明したが、これに限定されるものではなく、単色の複写機、ファクシミリ、プリンタ等に本発明を適用しても良く、これらの場合も同様の作用効果を得られる。
【００７３】
【発明の効果】
以上のように、請求項１の発明は、剥離シートがローラ部と一体回転する離型層の略外径形状に沿うように曲率を持った形状で取付けられるので、剥離シート先端をニップの出口側に十分に接近して取付けても剥離シートの基部側を記録材の排出路側から離すことができ、剥離シートの取付けが容易化される。しかも、例え、記録材が薄紙の場合でも、記録材の種類によらず離型層側である定着ローラや定着ベルトからの記録材分離性が良く、巻き付きや定着ジャムを防止できる。
【００７４】
更に、剥離シートは離型層側である定着ローラや定着ベルトと所定の隙間を持って取付けられることより、ランニング経時においても離型層側である定着ローラや定着ベルト或いは剥離シートの耐久性を向上でき、記録材分離性が劣化することを防止できる。
【００７５】
請求項２の発明は、回転定着手段としての定着ローラの弾性層及び離型層と加圧手段とで定着ニップを形成でき、ニップの出口側において記録材の先端を離型層側である定着ローラから離すことが可能なように定着ニップを湾曲状に保持することが容易となり、この点で記録材分離性を容易に保持できる。
【００７６】
請求項３の発明は、回転定着手段としての加熱ローラとローラ部に対して掛け渡された無端ベルトと加圧手段とで定着ニップを形成し、ニップの出口側において記録材の先端を離型層側である無端ベルトから離すことが可能なように定着ニップを湾曲状に保持することが容易となり、この点で記録材分離性を容易に保持でき、巻き付きや定着ジャムを防止できる。
【００７７】
請求項４の発明は、加圧手段を加圧ローラとすることで構成を簡素化できる。
【００７８】
請求項５の発明は、剥離シートの先端位置と定着ニップ出口の距離は、望ましくは画像先端白抜け幅と同等か、若しくはそれ以下であるので、記録材の先端でトナーの溶融による粘着力を受けない画像先端白抜け幅の先端部位が同粘着力の影響で巻付き変位する前に、確実にニップの出口側近傍で直ちに記録材の先端を剥離シート先端が係止でき、同記録材先端及びそれに続くトナーの粘着力によって離型層側に巻き付く傾向にある部位を確実に剥離できる。
【００７９】
請求項６記載の発明は、離型層に近い側が鋭角になるように加工されたのでニップの出口側近傍で確実に直ちに記録材の先端を係止でき、記録材分離性を確実に保持できる。
【００８０】
請求項７記載の発明は、離型層に近い側が鋭角になり、エッジ稜線の表面粗さが、Ｒａ：０．２μｍ以下なので、記録材分離性を確実に保持でき、離型層側である定着ローラや定着ベルト或いは剥離シートの耐久性をより向上できる。
【００８１】
請求項８記載の発明は、回転定着手段としての加熱ローラと弾性層を設けた定着ローラに対して掛け渡され離型層が形成された定着ベルトと加圧手段とで定着ニップを湾曲した形状に形成可能であり、湾曲した定着ニップが記録材の先端をニップの出口側において離型層側である定着ベルトから離すように変位させて排出でき、記録材分離性を保持できる。
【００８２】
請求項９の発明である画像形成装置は請求項１乃至８のいずれか一つに記載の定着装置を選択的に採用することで、採用した定着装置相当の作用効果を画像形成装置としても同様に得ることができ、記録材分離性を確実に保持でき、特に、定着ローラ或いは定着ベルトに離型剤としてのシリコンオイルを塗布しないオイルレストナーを用いた画像形成装置として商品性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としての定着装置を内蔵するカラー複写機の概略構成図である。
【図２】図１のカラー複写機で用いる定着装置の拡大概略構成図である。
【図３】図２の定着装置で用いる定着ローラと加圧ローラの拡大概略構成図である。
【図４】図２の定着装置で用いる定着ローラ、剥離シート及びガイド部材の分解斜視図である。
【図５】図２の定着装置で用いるガイド部材の拡大側面図で（ａ）は剥離シート取付け前を、（ｂ）は剥離シート取付け後を示す。
【図６】図２の定着装置で用いる剥離シートの先端拡大部分断面図である。
【図７】本発明の他の実施形態としての定着装置を内蔵するカラー複写機の概略構成図である。
【図８】図７のカラー複写機で用いる定着装置の拡大概略構成図である。
【図９】本発明の他の実施形態としての定着装置で用いるＬ型ブラケットと剥離シートの側面視での要部構成図を示す。
【図１０】図９中の定着装置の平面視での要部構成図を示す。
【図１１】本発明の他の実施形態としての定着装置で用いる定着ローラ及び加圧手段の側面視での要部構成図を示す。
【符号の説明】
１ カラー複写機
２５ 定着ローラ
２５２ 環状弾性層
２５３ 離型層
２５４ 熱源
２８ 剥離シート
４０ 無端ベルト
４０１ 離型層
４１ 定着ローラ(ローラ部）
４２ ベルト定着手段
ｄ 離型層に対して所定の隙間
ｇ 出口側
２５ｒ、４１ｒ ローラ部
Ｆｃ 無端状加圧面
Ｐｍ 加圧手段
Ｎ 定着ニップ
Ｓ 記録紙（記録材）
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録材上に転写した未定着トナー像を例えば熱と圧力とで定着する定着装置及び同定着装置を備えた画像形成装置に関するもので、特に、定着ローラ或いは定着ベルト側の剥離層から記録紙を剥離する手段を備えた定着装置及び画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真複写機、レーザービームプリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置は、作像部において原稿画像相当の未定着トナー像を記録材上に形成し、未定着トナー像を担持した記録材を定着装置において加熱加圧して記録材に定着し、この記録材に永久画像を形成している。
【０００３】
このような画像形成装置で用いられる定着装置としては、例えば、内部に熱源としてのヒータを有すると共に芯金の外周に弾性層及び離型層を設けた定着ローラとこれに対設される加圧ローラとで定着ニップを形成し、定着ニップにより記録材上に担持されている未定着トナー像を加熱加圧して記録材上に定着するローラ対から成る定着装置があり、この一例が特開２００１―８３８３２号公報や、特開平９−１４６４０４公報に開示される。なお、定着ローラとこれに対設される加圧手段を有し、加圧手段がエンドレスベルトとその内部に配備されエンドレスベルトを定着ローラに押圧する圧力部材とを備えた構成を採る定着ローラ使用の定着装置の一例が特開平１１−１３３７７６公報に開示される。
【０００４】
更に、内部に熱源を有する加熱ローラと芯金の外周に弾性層を設けた定着ローラとに定着ベルトを掛け渡し、定着ベルトを挟んだ状態で定着ローラ側に圧接される加圧ローラを備え、この定着ベルトと加圧ローラとで定着ニップを形成し、定着ニップにより記録材上に担持されている未定着トナー像を加熱加圧して記録材上に定着する定着ベルトを有した定着装置があり、この一例が特開平９―１３８５９８号公報に開示される。
【０００５】
このような各定着装置は、互いに圧接して回転する定着手段と加圧手段の内、少なくとも定着手段側外周に弾性層を設け、この環状の弾性層を加圧手段が加圧することで、湾曲した定着ニップを形成している。この定着ニップは記録材上に担持されている未定着トナー像を加熱加圧し、その際、トナーは粘度が低い状態まで加熱溶融された後、加圧により記録材の繊維に対して所定の定着強度で定着される。
定着後、定着ニップの出口側より送出される記録材は定着手段側より分離される必要があるが、記録材はトナーの粘着力の影響を受け、定着手段側に変位して巻き込まれる傾向にあり、この分離性能はトナーの定着ローラ表面への表面付着状態により変化する。
【０００６】
通常、記録紙が定着手段側にトナーの粘着力の影響を受けて変位して巻き込まれることを防ぐよう、この巻きこみ方向と逆方向に記録紙の先端が送出されるように定着ニップの湾曲状態を設定している。更に、従来、ＯＡ機器用として一般的に用いられている定着手段としての定着ローラは、その材質としては、トナーに対して離型性が良く耐熱性と弾性を併せ持ったシリコーンゴムが用いられ、更にシリコーンゴム上には離型性確保と耐久性向上の点から離型剤としてシリコーンオイルが均一塗布され、分離性能を維持していた。
更に、従来の定着装置においては、特殊な紙種が巻付くのを防止するために、分離爪を設けたものもあるが、この場合において、定着ローラ等の表面に離型剤が塗布されているために分離爪の摺接する定着ローラ等の表面の耐久性に致命的な影響を与えることは稀であった。
【０００７】
しかしながら、近年、定着ローラ或いは定着ベルトに離型剤を塗布しないオイルレストナーを用いた画像形成装置が提案されており、特に、この傾向はカラー画像を定着するカラー画像形成装置の定着装置で多用されている。
このようなオイルレストナーを用いた画像形成装置でも定着装置の品質としてより高耐久性が要求されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところでオイルレストナーを用いた画像形成装置の場合、定着工程において加熱及び加圧される過程でトナーの樹脂中に分散されていたワックスが染み出てきて離型剤の働きをしている。しかし、この定着工程で加熱温度と加熱時間と加圧力等のバランスがうまくいかないと、ワックスが染み出す前に樹脂が溶融状態になってしまいトナーの粘着力が作用し、トナーが定着ローラ或いは定着ベルトの離型層表面にオフセットして、その結果として定着ローラ或いは定着ベルトの離型層表面に記録シートが巻付くという不具合が発生してしまう。
【０００９】
また離型剤を塗布していないため定着ローラ或いは定着ベルト表面は摩擦に対してもより不利であり、特に温度制御用のサーミスタや分離爪の当接部分が最も早くダメージを受けやすい。ここで、巻付きに対して余裕度が無いために分離爪の当接圧力を増やしてしまうと、更に寿命は短くなってしまうという相反する課題がある。
ところで、オイルレストナーを用いた画像形成装置の一例が特開平１１−１３３７７６号公報に開示される。ここでは、良好な離型性及び画質を得ながら、定着ローラ上の離型層のシワ発生、摩擦による摩耗及び劣化や、離型性低下といった問題の無い信頼性の高い定着装置及びそれを用いた画像形成装置を得ることを目的としている。
【００１０】
ここでは定着装置における記録紙の分離手段として、剥離シートを備えた構成が記載されている。即ち、定着装置は定着ローラの軸方向の長さと略同長の接触幅を有する剥離シートを備え、剥離シートが定着ローラの回転方向におけるニップ部の下流に位置し、定着ローラの回転方向と対向する向きに、かつ先端部及び／又は先端部近傍が定着ローラ外周面に接触する状態で配置されている。
この従来技術の問題点の１つとして、定着ローラと剥離シートとの隙間調整が難しいことが挙げられる。この方式では部品精度のみでは０．５ｍｍ以下の隙間を変動しないように組付け管理するのは困難であると考えられる。
【００１１】
本公報には、表面がフッ素樹脂で被覆されている剥離シートが定着ローラに対して接触した状態で配置されていると記載されているが、長期における使用により剥離シート先端部分或いは定着ローラ表面のいずれかが摩耗してくることは避けられない。
もう１つの問題点として、薄紙の記録シートをニップ出口直後に分離するのが難しいことが挙げられる。
【００１２】
本公報に記載されている図を見ると、平板形状の記録シートをニップ出口近傍に当接させているが、この機構では剥離シートとニップ出口との距離を短縮することは困難である。剥離シートとニップ出口との距離を短縮出来ない場合の問題点として、薄紙の先端にベタ画像があって先端白抜け幅がわずかだとニップ出口から剥離シート先端当接位置まではベタ画像に対する熱供給が過剰になってしまい、画像先端のみ光沢度が高くなってしまったり巻付いた先端部分だけが上向きにカールしたりするといった不具合が発生する。
【００１３】
本発明は、以上のような課題に基づき、第１に剥離シート先端をニップの出口側に十分に接近して取付けることが容易化され、しかも、記録材の種類によらず定着ローラや定着ベルトからの記録材分離性が良く、しかも定着ローラや剥離シートの耐久性も十分に得られる定着装置を提供することを目的とする。
【００１４】
第２に、同記録材先端及びそれに続くトナーの粘着力によって離型層側である定着ベルトに巻き付く傾向にある部位を剥離シート先端により係止し、確実に剥離でき記録材分離性が良い定着装置を提供することを目的とする。
【００１５】
第３に請求項１乃至７のいずれか一つに記載の定着装置を用いて画像処理を行うことで、記録材分離性が良い、特に、オイルレストナーを用いた画像形成装置おいて、薄紙でも良好な紙分離性が得られる画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、請求項１の発明は、環状弾性層を有するローラ部を備え、同ローラ部の外周に一体形成された環状層又はローラ部に別体状を成して外嵌された無端ベルトのいずれかにより離型層を形成し、該離型層を熱源で加熱して成る回転定着手段と、前記回転定着手段に無端状加圧面を圧接する加圧手段とを具備し、前記回転定着手段と加圧手段とで形成した定着ニップにより記録材上に担持されている未定着トナー像を加熱加圧して記録材上に定着する定着装置であって、前記定着ニップの出口側近傍にトナー画像を保持した記録材を前記離型層上から剥離させる剥離シートと、該剥離シートの両端の位置で定着装置用基枠に支持されて配置されると共に、該剥離シートを前記離型層の略外径形状に対して所定の隙間を保持して沿わせるように支持する一対のガイド部材と、
を備えることを特徴とする。
このように、剥離シートはローラ部と一体回転する離型層の略外径形状に沿うように曲率を持った形状で取付けられるので、剥離シート先端をニップの出口側に十分に接近して取付けても剥離シートの基部側を記録材の排出路側から離すことができ、剥離シートの取付けが容易化される。しかも、剥離シート先端をニップの出口側に十分に接近して取付けるので、記録材の先端でトナーのない最先端部位がトナーの粘着力の影響を受ける部位での巻付き変位が生じる前に、直ちに記録材の先端を剥離シート先端により係止し、同記録材先端及びそれに続くトナーの粘着力によって離型層側に巻き付く傾向にある部位を確実に剥離できる。このため、例え、記録材が薄紙の場合でも、記録材の種類によらず離型層側である定着ローラや定着ベルトからの記録材分離性が良く、巻き付きや定着ジャムを防止できる。
【００１７】
更に、剥離シートは離型層側である定着ローラや定着ベルトと所定の隙間を持って取付けられることより、ランニング経時においても離型層側である定着ローラや定着ベルト或いは剥離シートの耐久性を向上でき、記録材分離性が劣化することを防止できる。更に、巻き付きや定着ジャムを防止できるので、シャム等により記録材が定着ユニットの内部に残留せず、記録材の残留した場合に引き起こされ易い発煙や焼損等を防止できる。特に、離型剤としてのシリコンオイルを定着ローラ或いは定着ベルトに塗布しないオイルレス定着装置を用いた画像形成装置に有効利用できる。
【００１８】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載の定着装置において、前記一対のガイド部材は、前記剥離シートが前記回転定着手段の表面に沿うような曲率を保持するように、該剥離シートを支持することを特徴とする。
【００１９】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載の定着装置において、前記一対のガイド部材は、前記回転定着手段と共に回転しないように前記定着装置用基枠に固定されていることを特徴とする。
請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１つに記載の定着装置において、前記一対のガイド部材は、ブラケットを介して前記定着装置用基枠に固定されていることを特徴とする。
【００２０】
請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１つに記載の定着装置において、前記一対のガイド部材は、前記ローラ部の芯金に枢支される軸受け部をそれぞれ備えることを特徴とする。
請求項６記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１つに記載の定着装置において、前記一対のガイド部材は、前記剥離シートが挿入されるシート溝が設けられたシート受け部をそれぞれ備えること特徴とする。
【００２１】
請求項７記載の発明は、請求項１乃至６のいずれか一つに記載の定着装置において、前記剥離シートの先端位置と定着ニップ出口の距離は、望ましくは画像先端白抜け幅と同等か、若しくはそれ以下であることを特徴とする。
このように、剥離シートの先端位置と定着ニップ出口の距離は、望ましくは画像先端白抜け幅と同等か、若しくはそれ以下であるので、記録材の先端でトナーの溶融による粘着力を受けない画像先端白抜け幅の先端部位が同粘着力の影響で巻付き変位する前に、確実にニップの出口側近傍で直ちに記録材の先端を剥離シート先端が係止でき、同記録材先端及びそれに続くトナーの粘着力によって離型層側に巻き付く傾向にある部位を確実に剥離できる。
【００２２】
請求項８記載の発明は、請求項１乃至７のいずれか一つに記載の定着装置において、前記剥離シートの前記ローラ部と一体回転する離型層に面したエッジ稜線は、該離型層に近い側が鋭角になるように加工されたテーパ形状であることを特徴とする。
このように、離型層に近い側が鋭角になるように加工されたのでニップの出口側近傍で確実に直ちに記録材の先端を係止でき、記録材分離性を確実に保持できる。
【００２３】
請求項９記載の発明は、請求項１乃至８のいずれか一つに記載の定着装置において、該剥離シートの前記ローラ部と一体回転する離型層に面したエッジ稜線の表面粗さは、Ｒａ：０．２μｍ以下であることを特徴とする。
このように、離型層に近い側が鋭角になり、エッジ稜線の表面粗さが、Ｒａ：０．２μｍ以下なので、記録材分離性を確実に保持でき、離型層側である定着ローラや定着ベルト或いは剥離シートの耐久性をより向上できる。
【００２４】
請求項１０記載の発明は、内側に熱源を有する定着ローラと、該定着ローラと定着ニップを形成する加圧手段と、を備え、前記定着ニップにより記録材上に担持されている未定着トナー像を加熱加圧して記録材上に定着する定着装置であって、前記定着ニップ出口側においてトナー像を保持した記録材を前記定着ローラの表面から剥離する剥離シートと、該剥離シートの両端に位置し、該剥離シート先端と前記定着ローラ表面との間を所定の隙間に維持するように該剥離シートを支持する一対のガイド部材と、前記定着ローラ及び前記一対のガイド部材を支持し、前記一対のガイド部材を介して前記剥離シートを支持する定着装置用基枠と、を備えることを特徴とする。
請求項１１記載の発明は、内部に熱源としてのヒータを有する加熱ローラと、芯金の外周に弾性層を設けた定着ローラと、該加熱ローラと定着ローラに対して張架され離型層が形成された定着ベルトと、定着ベルトを挟んで定着ローラに対して圧接され芯金の外周に弾性層及び離型層を設けた加圧ローラとを具備し、未定着のトナー画像を担持した記録材を定着ベルトを巻き付けた定着ローラと加圧ローラとで形成した定着ニップにより加熱及び加圧することにより記録材上に定着する定着装置であって、前記定着ニップの出口側近傍には、トナー画像を保持した記録紙を定着ベルト上から剥離させる剥離シートと、該剥離シートの両端に位置し、該剥離シート先端と前記定着ベルト表面との間を所定の隙間に維持するように該剥離シートを支持する一対のガイド部材と、前記定着ローラ及び前記一対のガイド部材を支持し、前記一対のガイド部材を介して前記剥離シートを支持する定着装置用基枠と、を備えることを特徴とする。
【００２５】
請求項１２記載の発明は、請求項１０又は１１に記載の定着装置において、前記一対のガイド部材は、前記剥離シートが前記定着ローラあるいは前記定着ベルトの表面に沿うような曲率を保持するように、該剥離シートを支持することを特徴とする。
請求項１３記載の発明は、請求項１０〜１２のいずれか１つに記載の定着装置において、前記一対のガイド部材は、前記定着ローラと共に回転しないように前記定着装置用基枠に固定されていることを特徴とする。
請求項１４記載の発明は、請求項１０〜１３のいずれか１つに記載の定着装置において、前記一対のガイド部材は、ブラケットを介して前記定着装置用基枠に固定されていることを特徴とする。
請求項１５記載の発明は、請求項１０〜１４のいずれか１つに記載の定着装置において、前記一対のガイド部材は、前記定着ローラの芯金に枢支される軸受け部をそれぞれ備えることを特徴とする。
請求項１６記載の発明は、請求項１０〜１５のいずれか１つに記載の定着装置において、前記一対のガイド部材は、前記剥離シートが挿入されるシート溝が設けられたシート受け部をそれぞれ備えること特徴とする。
請求項１７記載の発明は、請求項１０〜１６のいずれか１つに記載の定着装置において、前記加圧手段は無端状の加圧ベルトであって、該加圧ベルトの内側において該加圧ベルトを介して前記定着ローラと前記定着ニップを形成する加圧ローラを備えることを特徴とする。
請求項１８記載の発明は、請求項１７に記載の定着装置において、前記加圧ローラと共に前記加圧ベルトの内側において、該加圧ベルトの内周面に摺接するベルト走行ガイドを設けたことを特徴とする。
請求項１９記載の発明は、請求項１７に記載の定着装置において、前記加圧ローラと共に前記加圧ベルトの内側において、該加圧ベルトの内周面に接触して従動回転する従動ローラを設けたことを特徴とする。
【００２６】
請求項２０の発明である画像形成装置は、上記請求項１乃至１９のいずれか１つに記載の定着装置を備えたことを特徴とする。
このように、画像形成装置は請求項１乃至１９のいずれか一つに記載の定着装置を選択的に採用することで、採用した定着装置相当の作用効果を画像形成装置としても同様に得ることができ、記録材分離性を確実に保持でき、特に、定着ローラ或いは定着ベルトに離型剤としてのシリコンオイルを塗布しないオイルレストナーを用いた画像形成装置として商品性を向上させることができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態としての定着装置及び同定着装置を装備する画像形成装置を説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る定着装置１０を装備した画像形成装置としてのカラー複写機１の模式図であり、同図に示すカラー複写機１は、色分解に対応した色の画像を形成可能な感光体を複数備え、各感光体上で形成されたトナー像を中間転写体に重畳転写した画像を記録材としての記録紙Ｓに対して一括転写することで多色画像を形成する。
ここで、定着装置１０は本発明の目的に反しない限り、従来公知の画像形成装置に装着可能であり、カラー複写機１に限らず、図示しないカラープリンタ、ファクシミリ装置および印刷機なども含まれること勿論であり、これらも本発明の定着装置１０を用いることで、記録材分離性を確実に保持できる画像形成装置として商品性を向上させることができる。
【００２８】
カラー複写機１は、画像形成部１Ａが縦方向の中央部に位置し、その下方には給紙部１Ｂが、さらに画像形成部１Ａの上方には原稿載置台１Ｃ１を備えた原稿走査部１Ｃがそれぞれ配置されている。画像形成部１Ａには、水平方向に展張面を有する中間転写ベルト２が配置されており、中間転写ベルト２の上位には、色分解色と補色関係にある色の画像を形成するための４組の記録装置９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９ＢＫが併設されている。各記録装置９は各々同じ構成部材よりなっている。
【００２９】
即ち、各記録装置９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９ＢＫの要部を成し、補色関係にある色のトナー（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）による画像を担持可能な感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３ＢＫが中間転写体２の展張面に沿って並置されている。各感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３ＢＫはそれぞれ同じ方向（図１では反時計方向）に回転可能なドラムで構成されており、その周辺には、回転過程において画像形成処理を実行する帯電装置４、書き込み装置５、現像装置６、１次転写装置７、およびクリーニング装置８が配置されている。なお、例えば、感光体３Ｙを対象として、各装置の符号にＹを付しており、その他の各色用については、同一部分には同一符号を付し、添字Ｍ，Ｃ，ＢＫにより区別するものとする。
【００３０】
中間転写ベルト２は、複数のローラ２Ａ〜２Ｃに掛け回されて各感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３ＢＫとの対時位置において同方向に移動可能な構成を備える。中間転写ベルト２の下向き位置には同ベルトの展張面を構成するローラ２Ａ，２Ｂとは別のローラ２Ｃが配備され、中間転写ベルト２を挟んで２次転写装置２０に対時している。なお、図１中、符号１１は、中間転写ベルト２を対象としたクリーニング装置を示している。
２次転写装置２０は、帯電駆動ローラ２０Ａ及び従動ローラ２０Ｂに掛け回されて２次転写装置２０が位置する２次転写位置において中間転写ベルト２と同方向に移動可能な転写ベルト２０Ｃを備えており、転写ベルト２０Ｃを帯電駆動ローラ２０Ａにより帯電させることで中間転写ベルト２に重畳された多色画像あるいは担持されている単一色の画像を記録材としての記録紙に転写することができる。
【００３１】
２次転写位置には給紙部１Ｂから記録紙Ｓが給送されるようになっている。給紙部１Ｂは、複数の給紙カセット１Ｂ１と、給紙カセット１Ｂ１から繰り出されるシートの搬送路に配置された複数の給紙ローラ１Ｂ２，搬送ローラ１Ｂ３と、２次転写位置前方に位置するレジストローラ１Ｂ４とを備えている。本実施例では、給紙部１Ｂには、給紙トレイ１Ｂ１から繰り出される記録紙Ｓの搬送路ｒに加えて給紙カセット１Ｂ１内に収容されていない種類のを２次転写位置に向け給送できる構成が備えられている。この構成は画像形成部１Ａの壁面の一部を起倒可能にして手差しトレイ１Ａ１が形成され、これと繰り出しコロ１Ａ２とを備えている。給紙カセット１Ｂ１からレジストローラ１Ｂ４に向けた記録紙Ｓの搬送路ｒ１の途中には、手差しトレイ１Ａ１から繰り出された記録紙Ｓの搬送路ｒ２が合流し、いずれの搬送路から給送される記録紙Ｓもレジストローラ１Ｂ４によってレジストタイミングが設定されるようになっている。
【００３２】
原稿走査部１Ｃには、原稿載置台１Ｃ１上の原稿を露光走査するスキャナ部１Ｃ２が備えられており、さらに原稿載置台１Ｃ１の上面には、自動原稿給送装置１Ｃ３が配置されている。
自動原稿給送装置１Ｃ３は、原稿載置台１Ｃ１上に繰り出される原稿を反転可能な構成を備え、原稿の表裏各面での走査が行えるようになっている。
【００３３】
スキャナ部１Ｃ２は、原稿載置台１Ｃ１上の原稿を露光走査するランプ１２により露光照明された原稿からの反射光を、ミラー１３、１４、１５で反射して結像レンズ１６に達する。この反射光は結像レンズ１６よりダイクロイックプリズム１７に入射して結像され、例えばレッドＲ、グリーンＧ、ブルーＢの３種類の波長光に分光される。分光された各波長毎の光は、個別の受光器、例えば、ＣＣＤ１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂに各々入射される。これらのＣＣＤ１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂは入射した光をデジタル信号に変換して出力し、その出力は図示しない画像処理部において必要な処理が施され、各色の記録色情報、例えばイエローＹ，マゼンタＭ，シアンＣ、ブラックＢＫの記録形成用の色情報信号に変換される。図示しない画像処理部からの信号は、書き込み装置５に入力される。
【００３４】
書き込み装置５（５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５ＢＫ）は、原稿載置台１Ｃ１上の原稿を走査することにより得られる画像情報あるいは図示しないコンピュータから出力される画像情報により書き込み光が制御されて感光体３（３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３ＢＫ）に対して画像情報に応じた書き込み光を出射して静電潜像を形成するようになっている。
【００３５】
書き込み装置５により形成された感光体３上の静電潜像は現像装置６によって可視像処理され、中間転写ベルト２に１次転写される。中間転写ベルト２に対して各色毎のトナー像が重畳転写されると、２次転写装置２０により記録紙Ｓに対して一括して２次転写される。２次転写された記録紙Ｓは、表面に担持している未定着トナー像を後述の定着装置１０において定着される。
定着装置１０を通過した記録紙Ｓは、定着装置１０の後方に配置されている搬送路切り換え爪５３によって搬送方向が切り換えられるようになっており、排紙トレイ２１に向けた搬送路ｒ３と、原稿反転装置２２を介しレジストローラ１Ｂ４に達する反転搬送路ＲＰとに搬送方向が選択される。
【００３６】
以上のような構成を備えたカラー複写機１では、原稿載置台１Ｃ１上に載置された原稿を露光走査することにより、あるいはコンピュータからの画像情報により、一様帯電された感光体３に対して静電潜像が形成され、静電潜像が現像装置６（６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６ＢＫ）によって可視像処理された後、トナー像が中間転写ベルト２に１次転写される。
中間転写ベルト２に転写されたトナー像は、単一色画像の場合にはそのまま給紙部１Ｂから繰り出された記録紙Ｓに対して転写され、多色画像の場合には１次転写が繰り返されることにより各色毎のトナー像が重畳転写され、その後、記録紙に対して一括して２次転写される。２次転写後の記録紙Ｓは定着装置１１により未定着画像を定着された後排紙トレイ２１に、あるいは、原稿反転装置２２で反転されて再度レジストローラ１Ｂ４に向けて給送される。
【００３７】
次に、本発明の画像形成装置としてのカラー複写機１で用いる定着装置１０の第１実施形態を説明する。
図１、図２に示すように、定着装置１０は樹脂母材内部に離型剤としてのＷＡＸを内包分散させたオイルレストナーを用いたローラ式定着装置である。この定着装置１０は回転定着手段としての定着ローラ２５と、定着ローラ２５に圧接することでニップＮを形成する加圧手段としての加圧ローラ２６と、定着ローラ２５の上端側部位に当接し、定着ローラ２５の表面の紙片等を除去するクリーニングローラ２７と、定着ローラ２５のニップ出口ｇ側に対設される剥離シート２８とを備える。各ローラ２５、２６、２７は画像形成部１Ａの壁面の一部に固着された定着装置用基枠２９に枢着され、剥離シート２８は後述するように定着装置用基枠２９側にガイド部材３０（図４、５参照）を介し固定される。
なお、定着装置用基枠２９の２次転写装置９の端部との対向部には搬送ガイド部材３１が取付けられ、未定着トナー像を担持する記録紙を定着ローラ２５と加圧ローラ２６で形成するニップＮに案内する。
【００３８】
図３に示すように、回転定着手段としての定着ローラ２５はローラ部を成す芯金２５１とそれに外嵌する弾性層２５２と、このようなローラ部に一体的に接合される離型層２５３とを有する。ここで定着ローラ２５は直径が一例としてφ６０に形成され、Ｆｅ製芯金２５１の外周にニップ巾Ｌ０を得るために耐熱弾性体例えば発泡シリコーンゴムや液状シリコーンゴム等の材料で環状に成型加工された弾性層２５２を備える。このシリコーンゴムの弾性層２５２はその表層を包み一体接合するよう環状層として成形された離型層２５３を備え、この離型層２５３は強度と離型性を併せ持った耐熱性樹脂で形成される。定着ローラ２５の芯金２５１中には定着ローラの温度上昇を加速させるためのハロゲンヒータ２５４が配設される。
【００３９】
図２に示すように、定着ローラ２５の表面にはサーミスタ３２が摺接状態で取り付けられ、図示しない画像処理部の一部を成す温度制御部１９が検知された温度情報に基づき定着ローラ２５の表面温度を所定の定着温度に制御する構成になっている。
図３に示す離型層２５３は、耐熱性があり表面エネルギーの小さい材料が使用され、例えばシリコーン樹脂，フッ素樹脂例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）などの高分子樹脂などが耐熱性チューブとして使用される。
【００４０】
定着ローラ２５の表面硬度はＡｓｋｅ３０〜５０Ｈｓ程度である。
【００４１】
図３に示すように、加圧ローラ２６は、ＦｅまたはＡｌ製芯金２６１の外周にフッ素系ゴム、シリコーンゴム等の耐熱弾性層２６２と、フッ素系樹脂からなる無端状加圧面Ｆｃを形成する表面離型層２６３を備える。本実施形態では、記録紙とトナーの剥離性を良くするため、加圧ローラ２６の表面硬度を定着ローラ２５よりも硬くし、定着ローラ２５と加圧ローラ２６の間に両者が当接し両端部が下向きに湾曲したニップ巾Ｌ０の定着用のニップＮを形成している。本実施形態では、加圧ローラ２６の弾性層２６２の厚さは、０．５〜２ｍｍ程度であり、その表面硬度はＡｓｋｅｒＣ７０〜９０Ｈｓである。加圧ローラ２６の中には加圧ローラの温度上昇を加速させるためのハロゲンヒータ２６４が配設される。図２に示すように、加圧ローラ２６の表面にはサーミスタ３３が摺接状態で取り付けられ、図示しない画像処理部の一部を成す温度制御部１９が検知された温度情報に基づき加圧ローラの表面温度を所定の定着温度に制御する構成になっている。
【００４２】
図２に示すように、加圧ローラ２６の芯金２６１と一体の端部のジャーナル２６１’は定着ローラ２５との接離方向である上下方向に変位可能に定着装置用基枠２９に枢着される。即ち、ジャーナル２６１’はこれを枢支する枢支部２６５を介しレバー３４に支持され、このレバー３４は定着装置用基枠２９に基軸３４１をピン結合され、回動端を定着装置用基枠２９に一端が係止されたテンションスプリング３５に係止され、これにより弾性的に上方への引張力を受けている。このテンションスプリング３５により加圧ローラ２６は定着ローラ２５に圧接するような構成になっている。
【００４３】
定着装置１０は未図示の回転駆動系を備え、同回転駆動系は加圧ローラ２６に回転駆動力を未図示の伝達手段により伝達している。なお、場合によってはこれに加え、定着ローラ２５にも回転駆動力が伝達されても良い。
図２、図３に示すように、定着ローラ２５のニップ出口側ｇには定着ローラ２５への記録紙の巻付きを防止する剥離シート２８が配備される。
図４、図５に示すように、定着ローラ２５の紙搬送部分の外径は、ここではφ６０であり、その両端にφ３０ジャーナル（芯金２５１の両端部と一体の部分）２５１’がある。そのφ３０ジャーナル２５１’は図示しないベアリングを介しガイド部材３０の軸受け部３０１に支持される。
【００４４】
一対のガイド部材３０は左右対称的な形状を成し、定着ローラ２５のジャーナル２５１’を枢支する軸受け部３０１とその一側端で定着装置用基枠２９側にブラケット３６を介して固定される取付け壁３０２と、軸受け部３０１の他側端より延出するシート受け部３０３とで形成される。
左右一対のガイド部材３０はその一部の取付け壁３０２が定着装置用基枠２９側にブラケット３６を介し固定されているので、定着ローラ２５が回転してもそれ自身は回転しないような構成になっている。シート受け部３０３は厚板状を成し、軸受け部３０１の他側面ｆ１との間に上方開口で隙間ｊを保ち、湾曲したシート溝３０４を形成する。
【００４５】
図５（ａ），（ｂ）に示すように、左右一対のガイド部材３０の各シート溝３０４に沿って剥離シート２８を挿入することにより、剥離シート２８は定着ローラ２５に対して所定の位置に精度良く取り付けることができる。なお、各シート溝３０４の隙間ｊは剥離シート２８の厚みと路同一の幅を有している。シート受け部３０３の上端側には螺子孔３０５が形成され、こここにはシート溝３０４に差し込み支持された剥離シート２８を固定するシート締付け用のビスが螺着される。
剥離シート２８は厚み０．１〜０．２ｍｍ程度のシート部材であり、耐熱性の樹脂シートや金属製の薄膜シート等の材料により形成されている。
【００４６】
剥離シート２８は直状部２８２と、その先端で定着ローラ２５の外周の離型層に接近した部位より、離型層に対して所定の隙間ｄを保ち離型層の略外径形状に沿うように曲率を持ちながら湾曲して延出する湾曲部２８３と、湾曲部２８３の先端の先端部２８１とを備える。先端部２８１は定着ローラ２５のニップ出口端から所定の距離Ｌ１だけ離れた位置にある。
ところで、一般的に記録材としての記録紙Ｓの先端から画像の先端位置までの距離を「先端白抜け幅」というが、紙がニップ出口ｇから排出される時には先端白抜け幅がニップから抜けるまでは記録紙Ｓは定着ローラ２５に巻き付くことは無い。
【００４７】
その後、画像先端がニップ出口ｇから排出される瞬間に定着ローラ２５との間に粘着力が働き、記録紙Ｓは定着ローラ２５側に引張り上げられて巻き付くというメカニズムが作用している。記録紙Ｓの巻き付きを防止するためには、剥離シート２８の先端部とニップ出口ｇからの距離Ｌ１、即ち、ニップＮのニップ出口ｇ側の端部との距離Ｌ１は先端白抜け幅以下であれば記録紙Ｓは定着ローラ２５に巻き付くこと無く剥離シート２８により比較的容易に分離されて、その後、排紙ローラ３８、３９により搬送されて排紙トレイ２１に排紙される。図１の定着装置１０における先端白抜け幅は、例えば３ｍｍに設定されているので、ニップ出口端からの距離Ｌ１が３ｍｍ以下となるよう剥離シート２８の先端部２８１が組付けられている。
【００４８】
剥離シート２８は、通常のままであると、その先端部２８１も他の部位と同一の厚さを有するが、図６に示すように、ここでの剥離シート２８の先端部２８１で剥離層２５３に面したエッジ稜線は鋭角θのエッジ部ｅとして形成されている。このため、先端部２８１が他の部位と同一の厚さを有する場合、記録紙先端が引っ掛かり易いが、ここでは剥離シート２８の先端部２８１が稜線エッジｅを成すことより、薄紙状の記録紙がニップ出口ｇから定着ローラ２５に巻き付いた状態で排出されてきたとしても、稜線エッジｅが確実に記録紙先端を分離し、定着ローラ２５側から離すよう機能できる。
【００４９】
なお、エッジ部ｅの表面粗さはＲａ：０．２μｍ以下に形成される。このため、記録材分離性を確実に保持でき、離型層２５３側である定着ローラ２５の耐久性をより向上できる。更に、剥離シート２８の表面にはフッ素樹脂等の薄膜コーティングを施しても良く、この場合、万が一、剥離シート２８が離型層２５３側である定着ローラ２５に接触することがあっても定着ローラ２５を傷つけることを低減できる。
更に、図２、３に示した剥離シート２８と定着ローラ２５の離型層２５３とは所定の隙間ｄだけ離れた位置にある。
隙間ｄは、理想的には通紙可能な最も薄紙が完全に巻き付いたとしても定着ローラ２５と剥離シート２８との隙間に入り込まないように５０μｍ以下が、望ましいが、剥離シート２８の先端部の真直度と定着ローラ２５が回転するときの振れがあるため５０μｍ以下に調整するのは現実的には困難である。
【００５０】
隙間ｄを狭くすると、別の問題点として定着ローラ２５と剥離シート２８が接触又は極近接した位置にある場合には、定着ローラ２５から熱を奪い定着ローラ２５の表面温度を低下させてしまうことが懸念される。本実施の形態例では図４の左右一対のガイド部材３０を用い、部品精度を考慮することで隙間ｄとしては望ましくは０．５ｍｍ程度に設定されている。
次に、中間転写ベルト２に重畳された多色画像あるいは担持されている単一色の画像を成す未定着トナー像ｔを定着ローラ２５及び加圧ローラ２６により記録紙Ｓ上に定着させる工程について説明する。
【００５１】
定着装置１０に達した記録紙Ｓ上のトナー像ｔは定着ローラ２５により粘性が低い状態まで加熱され、更に加圧ローラ１５の加圧力の作用により記録紙Ｓの繊維中に浸透していく。その後トナーが冷えて固まったときにトナーと紙繊維は強固に定着される。但し、このときに定着ローラ２５から分離する時点でのトナー層の温度が軟化温度Ｔｓ以下であると、トナーの樹脂は十分に軟化せずに従って記録紙Ｓの繊維中にも浸透していかないため十分な定着強度が得られない。
【００５２】
また一方、定着ローラ２５から分離する時点でのトナー層表面温度が流出開始温度Ｔｆ以上であると、トナーの樹脂粘度が低くなりすぎ、記録紙Ｓの繊維中には十分浸透していくものの定着ローラ２５の離型層２５３との離型性が悪化してしまい、定着ローラ２５へのオフセットや定着ローラ２５への記録紙巻き付きといった不具合になってしまうので、定着後のトナー層表面温度がＴｓからＴｆの範囲になるように定着温度の制御温度を決めており、望ましくはその中央に近い領域で温度偏差が小さい制御システムであることが望ましい。
【００５３】
同一の定着温度にて薄紙から厚紙までを定着させた場合でも、紙自体の熱容量が異なるため定着後のトナー層表面温度は薄紙ほど高く、厚紙ほど低くなってしまう。その結果、薄紙通紙においてオフセット現象には到らないまでもトナー層表面と定着ローラ２５表面の粘着力が大きくなり、ニップ通過直後に分離しにくくなり、極端な場合には先端が定着ローラ２５の曲率に沿って巻きついて持っていかれてしまう。粘着力の大きさによっては、先端が少しでも剥がれればその部分の重みで下方に引っ張られて巻き付きには至らないが、あるところからは先端も剥がれずにそのまま巻付いてしまう。粘着力は、環境変動、トナー付着量の変動、定着ローラ２５温度の変動等によって変化することがわかっている。
特に、定着ローラに巻き付きやすい薄紙の巻き付き現象について説明する。
【００５４】
記録紙Ｓは定着ローラ２５と加圧ローラ１５により構成されたニップに挟みこまれた後、熱と圧力の作用を受けてトナー画像が記録紙Ｓに対して定着される。定着ローラ２５と加圧ローラ２６が圧接された状態でのニップ形状は、定着ローラ２５のゴム層厚みとゴム硬度に対しての、加圧ローラ２６のゴム層厚みとゴム硬度の関係で決まる。
【００５５】
一つの実施の形態例としては、定着ローラ２５が外径φ６０でＳｉゴムの厚みが２ｍｍ、ゴム層のＪＩＳＡ硬度が２０度の構成であり、一方加圧ローラ２６が外径φ６０でＳｉゴムの厚みが２ｍｍ、ゴム層のＪＩＳＡ硬度が３０度という構成で、いずれも最表層には厚み５０μｍｍのＰＦＡチューブが設けられている。このローラ組合わせにおいて、トナー層表面と定着ローラ２５表面の粘着力がほとんど無視できる場合には、ニップ出口での記録紙Ｓの放出角度は水平よりやや下向きになる。ニップ出口ｇでの記録紙Ｓの放出角度は安定した搬送性を考慮するとやや下向きが望ましいが、あまり下向きにし過ぎると両面定着画像の第一面側が第二面の定着時に加圧ローラ２６側に巻付いてしまう可能性があるため、定着ローラ２５及び加圧ローラ２６構成の設計する際には十分注意が必要である。
【００５６】
図７は、本発明における第２の実施の形態である定着装置１０ａを装備した画像形成装置としてのカラー複写機１ａの模式図であり、同図に示すカラー複写機１ａは、図１のカラー複写機１と比較し、中間転写体を用いた中間転写を行わず、記録紙Ｓへの直接転写を行う点で相違し、その他の構成はほぼ同様の構成を採る。ここでは重複説明を略し、同一部分には同一符号を付し、説明の明瞭化を図る上で重複部材の区別を必要とするものには添字ａを付すものとする。
カラー複写機１ａは、色分解に対応した色の画像を形成可能な感光体を複数備え、各感光体上で形成されたトナー像を記録材としての記録紙Ｓに対して順次重層転写することで多色画像を形成可能な構成を採る。
【００５７】
ここでカラー複写機１ａは、画像形成部１Ａａが縦方向の中央部に位置し、その側方には給紙部１Ｂａが、さらに画像形成部１Ａａの上方には原稿走査部１Ｃａがそれぞれ配置されている。画像形成部１Ａａは一対の駆動ローラ２Ａａ，２Ｂａとそれらの間に張架され水平方向に展張面を有する転写ベルト２ａとを有する。転写ベルト２ａは、その入口側端がレジストローラ１Ｂ４ａと、出口側端が記録紙Ｓ上の未定着トナー像ｔを定着する定着装置４ａと対向配備される。なお、転写ベルト２ａの下部側には、定着装置１０ａへの記録紙Ｓの搬送が終了した転写ベルト２ａの表面に付着した紙粉あるいは現像剤を清掃する図示しないクリーニング装置が配備される。
転写ベルト２ａの上位には、色分解色と補色関係にある色の画像を形成するための４組の記録装置９ａＢＫ，９ａＣ，９ａＭ，９ａＹが併設されている。各記録装置９ａは図１の４組の記録装置９ＢＫ，９Ｃ，９Ｍ，９Ｙと同一構成を採ることよりここでは重複説明を略す。
【００５８】
各記録装置９ａ、例えばシアン用の記録装置９ａＣはドラム状の感光体３Ｃを有し、その感光体３Ｃの周囲には、帯電チャージャ４Ｃ、レーザ光出射装置５Ｃによる露光位置、現像装置６Ｃ、転写チャージャ７Ｃ等が順に設けられている。帯電チャージャ４Ｃにより一様に帯電された感光体３Ｃ上には、レーザ光出射装置５Ｃによる露光により、シアン光像の潜像が形成され、現像装置６Ｃによる現像で顕像が形成される。給紙コロ１Ｂ２ａにより給紙部１Ｂａ、例えば給紙カセットのから給紙される記録紙Ｓは、レジストローラ１Ｂ４ａによって先端を揃えられ、タイミングを合わせて転写ベルト２ａに送られる。
転写ベルト２ａにより搬送される記録紙Ｓは、各々顕像が形成された感光体３ＢＫ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｙに順次送られ、転写チャージャ７ＢＫ，７Ｃ，７Ｍ，７Ｙの作用により顕像が転写される。
【００５９】
顕像が転写された記録紙Ｓは後述の定着装置１０ａに送られ、同装置により未定着トナー像ｔを加熱加圧されて定着された後、排紙ローラ３８により排紙トレー２１に排紙される。
転写ベルト２ａにおける張架方向の一端、図１では、給紙部２０と反対側端部には、定着装置４が設けられ、他端、即ち、給紙部２０側の近傍には、定着装置４への記録紙Ｓの搬送が終了した転写ベルト２４の表面に付着した紙粉あるいは現像剤を清掃する図示しないクリーニング装置が配備される。
転写ベルト２ａから分離された記録紙Ｓは搬送ガイド部材４９１、４９２に案内され、記録紙Ｓに担持されている未定着トナー像ｔを定着する。そして定着を終えた記録紙Ｓは排紙ローラ２３により排紙トレー２７上に向け排出される。
【００６０】
このようなカラー複写機１ａで用いる定着装置１０ａを説明する。
ここで、定着装置１０ａは本発明の目的に反しない限り、即ち、ここでの定着装置１０ａも定着ベルト４０に離型剤としてのシリコンオイルを塗布しないオイルレストナーを用いた従来公知の画像形成装置であるカラー複写機１ａに装着されるが、これに限らず、図示しないカラープリンタ、ファクシミリ装置および印刷機などにも適用でき、これらも本発明の定着装置１０ａを用いることで、記録材分離性を確実に保持できる画像形成装置として商品性を向上させることができる。
【００６１】
図７、図８に示すように、画像形成装置は回転定着手段としての互いに対向配備されるローラ部としての定着ローラ４１と、加熱ローラ４２と、両ローラに張架された無端状の定着ベルト４０とを備える。更に、定着ベルト４０に圧接することでニップＮを形成する加圧手段として無端状加圧面Ｆｃを有した加圧ローラ４３及び定着ベルト４０にテンションを与えるテンションローラ４４を備え、しかも、定着ベルト４０に対設される剥離シート２８ａを有している。定着装置１０ａは加熱ローラ４２によって定着ベルト４０を加熱し、定着ベルト４０を矢印方向Ｄ（図８参照）に回転して、定着ベルト４０と加圧ローラ４３で形成されるニップＮにおいて、記録材Ｓ上に担持する未定着トナー像ｔを加熱溶融し、記録材Ｓ上に定着するように機能する。
ここで定着ローラ４１、加熱ローラ４２、加圧ローラ４３は定着装置用基枠４５に枢着され、それぞれの回転軸が相互に並列配備される。
【００６２】
定着ベルト４０はその基材が耐熱性樹脂で成形されている。耐熱性樹脂の材質としては、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等を使用する。基材の厚さは熱伝導と強度のバランスから３０〜１００μｍのものが望ましい。定着ベルト４０の表面は、記録材Ｓおよび未定着トナー像ｔと加圧接触するため、離型性、耐熱性に優れた表面層が必要であり、フッ素系樹脂等の表面離型層（不図示）が被覆された構成になっている。また、画像の均一性を得るために表面離型層の下に１００〜３００μｍのシリコーンゴムやフッ素ゴムなどの耐熱ゴムからなる弾性層を設けている。
【００６３】
加熱ローラ４２は、直径がφ２０〜φ３０に形成され、ＡｌまたはＦｅ製で肉厚がｔ＝０．３〜１．０ｍｍの薄肉金属ローラを成すように形成され、内側にハロゲンヒータ４７を熱源として備えている。加熱ローラ４２の温度は温度制御素子４６で検知され、その検出温度情報は画像処理部４８に出力され、加熱ローラ４２が予め設定されている一定温度となるよう制御され、これにより定着ベルト４０を必要な温度に加熱する役割をしている。
【００６４】
また、加熱ローラ４２はテンションローラの役割も兼ねており、図中破線矢印Ｐ１の方向に未図示の引張スプリングなどにより張架されている。
定着ローラ４１は直径がφ２０〜φ３０に形成され、Ｆｅ製芯金４１１の外周にニップ巾Ｌを得るために耐熱弾性体例えば発泡シリコーンゴムや液状シリコーンゴムで構成された弾性層４１２を備えている。弾性層４１２の厚さは３〜６ｍｍ程度である。
定着ローラ４１の表面硬度はＡｓｋｅｒＣ３０〜５０Ｈｓ程度である。
【００６５】
加圧ローラ４３は、ＦｅまたはＡｌ製芯金４３１の外周にフッ素系ゴム、シリコーンゴム等の耐熱弾性層４３２と、フッ素系樹脂からなる表面離型層３４３が形成されたものである。本実施形態では、記録材Ｓとトナーの剥離性を良くするため、加圧ローラ４３の表面硬度を定着ローラ４１よりも硬くし、定着ベルト４２と加圧ローラ４３の間に両者が当接し両端部が下向きに湾曲したニップ巾Ｌの定着用のニップＮを形成している。本実施形態では、加圧ローラ４３の弾性層４３２の厚さは、０．５〜２ｍｍ程度であり、その表面硬度はＡｓｋｅｒＣ７０〜９０Ｈｓである。加圧ローラ４３の中には加圧ローラの温度上昇を加速させるためのハロゲンヒータ４３４を設けることが望ましい。
【００６６】
定着装置１０ａは未図示の回転駆動系を備え、同回転駆動系は加圧ローラ４３に回転駆動力を未図示の伝達手段により伝達している。なお、場合によってはこれに加え、定着ローラ４１にも回転駆動力が伝達されても良い。
このような定着装置１０ａは定着ベルト４０が定着ローラ４１に巻き付いた状態で接触する部位と加圧ローラ４３の当接部位から成るニップ巾Ｌ２のニップＮを保持する。このため、ニップＮにより画像の潰れを低減し、安定した搬送性と定着性を得ている。
【００６７】
ここで、定着ローラ４１に巻き付いた状態で接触する定着ベルト４０の剥離面には剥離シート２８ａが対設される。
ここでの剥離シート２８ａは図１の剥離シート２８と同様に形成され、直状部２８２と湾曲部２８３と先端部２８１とを備える。
剥離シート２８ａは図１の剥離シート２８と同様に定着ローラ４１を枢支する左右一対のガイド部材の各シート溝（図５（ａ），（ｂ）の符号３０４参照）を介し定着装置用基枠２９側のブラケット３６に支持され、重複説明を略す。
【００６８】
剥離シート２８ａの先端部２８１は定着ローラ４１に巻き付いた状態で接触する定着ベルト４０と加圧ローラ４３とで形成されたニップＮのニップ出口端から所定の距離Ｌ１だけ離れた位置に配備される。更に、剥離シート２８ａの先端部２８１の構成等は、図１の剥離シート２８と同様の構成を採り、重複説明を略す。
【００６９】
この場合も、図１の剥離シート２８と同様にニップ出口ｇ側の端部との距離Ｌ１は先端白抜け幅以下に設定されており、記録紙Ｓは定着ベルト４０に巻き付くこと無く剥離シート２８により比較的容易に分離されて、その後、排紙ローラ３８により搬送されて排紙トレイ２１に排紙される。
【００７０】
図２の剥離シート２８は左右一対のガイド部材（図５（ａ），（ｂ）の符号３０参照）を介し定着装置用基枠２９側のブラケット３６に支持されるとしたが、これに代えて、図９、図１０に示すように構成しても良い。ここでは定着装置１０ｂ用の基枠２９側の下向き面に上端連結部５０１が固定され、定着ローラ２５側と同等の長さのＬ型ブラケット５０を備える。Ｌ型ブラケット５０はその下端に長手方向Ｘに連続してシート受け部５０２を凹設する。シート受け部５０２は剥離シート２８ａの上端を当接可能な面ｆｅを形成される。このため、面ｆｅに剥離シート２８ａを重ねた上で、その外側より当て板５１を重ね、当て板５１を介し剥離シート２８ａの上端を複数のねじ５２でシート受け部５０２に締付け、剥離シート２８ａを確実に支持できる。
図２の定着装置１０は左右一対のガイド部材（図５（ａ），（ｂ）の符号３０参照）に代えて、図９、図１０のＬ型ブラケット５０を用いた定着装置１０ｂも同様の作用効果が得られる。
【００７１】
上述のところで、カラー複写機１が用いた定着装置１０における加圧手段は回転定着手段である定着ローラ２５側に無端状加圧面Ｆｃを形成した加圧ローラ２６を圧接して定着ニップＮを形成していたが、これに代えて、図１１に示すように、加圧手段を無端状加圧面Ｆｃを形成した加圧ベルト６０とそれの一端を外嵌する加圧ローラ６１と他端を外嵌する従動ローラ６２とで定着ニップＮを形成した定着装置１０ｃを構成しても良い。この定着装置１０ｃでは定着ローラ２５側に加圧ローラ６１が加圧ベルト６０を圧接させるようにして定着ニップＮを形成することとなる。なお、ここでの従動ローラ６２に代えて、加圧ベルト６０の内周面に摺接する円弧状の摺接面を有した図示しないベルト走行ガイドを用いて装置の簡素化を図ることもできる。これらの加圧手段を用いた定着装置１０ｃは加圧手段以外は図１の定着装置１０と同様の構成を採ることで、図１の定着装置１０と同様の作用効果を得ることできる。
【００７２】
上述のところで、画像形成装置としてカラー複写機１、１ａを説明したが、これに限定されるものではなく、単色の複写機、ファクシミリ、プリンタ等に本発明を適用しても良く、これらの場合も同様の作用効果を得られる。
【００７３】
【発明の効果】
以上のように、請求項１の発明は、剥離シートがローラ部と一体回転する離型層の略外径形状に沿うように曲率を持った形状で取付けられるので、剥離シート先端をニップの出口側に十分に接近して取付けても剥離シートの基部側を記録材の排出路側から離すことができ、剥離シートの取付けが容易化される。しかも、例え、記録材が薄紙の場合でも、記録材の種類によらず離型層側である定着ローラや定着ベルトからの記録材分離性が良く、巻き付きや定着ジャムを防止できる。
【００７４】
更に、剥離シートは離型層側である定着ローラや定着ベルトと所定の隙間を持って取付けられることより、ランニング経時においても離型層側である定着ローラや定着ベルト或いは剥離シートの耐久性を向上でき、記録材分離性が劣化することを防止できる。
【００７５】
請求項２の発明は、回転定着手段としての定着ローラの弾性層及び離型層と加圧手段とで定着ニップを形成でき、ニップの出口側において記録材の先端を離型層側である定着ローラから離すことが可能なように定着ニップを湾曲状に保持することが容易となり、この点で記録材分離性を容易に保持できる。
【００７６】
請求項３の発明は、回転定着手段としての加熱ローラとローラ部に対して掛け渡された無端ベルトと加圧手段とで定着ニップを形成し、ニップの出口側において記録材の先端を離型層側である無端ベルトから離すことが可能なように定着ニップを湾曲状に保持することが容易となり、この点で記録材分離性を容易に保持でき、巻き付きや定着ジャムを防止できる。
【００７７】
請求項４の発明は、加圧手段を加圧ローラとすることで構成を簡素化できる。
【００７８】
請求項５の発明は、剥離シートの先端位置と定着ニップ出口の距離は、望ましくは画像先端白抜け幅と同等か、若しくはそれ以下であるので、記録材の先端でトナーの溶融による粘着力を受けない画像先端白抜け幅の先端部位が同粘着力の影響で巻付き変位する前に、確実にニップの出口側近傍で直ちに記録材の先端を剥離シート先端が係止でき、同記録材先端及びそれに続くトナーの粘着力によって離型層側に巻き付く傾向にある部位を確実に剥離できる。
【００７９】
請求項６記載の発明は、離型層に近い側が鋭角になるように加工されたのでニップの出口側近傍で確実に直ちに記録材の先端を係止でき、記録材分離性を確実に保持できる。
【００８０】
請求項７記載の発明は、離型層に近い側が鋭角になり、エッジ稜線の表面粗さが、Ｒａ：０．２μｍ以下なので、記録材分離性を確実に保持でき、離型層側である定着ローラや定着ベルト或いは剥離シートの耐久性をより向上できる。
【００８１】
請求項８記載の発明は、回転定着手段としての加熱ローラと弾性層を設けた定着ローラに対して掛け渡され離型層が形成された定着ベルトと加圧手段とで定着ニップを湾曲した形状に形成可能であり、湾曲した定着ニップが記録材の先端をニップの出口側において離型層側である定着ベルトから離すように変位させて排出でき、記録材分離性を保持できる。
【００８２】
請求項９の発明である画像形成装置は請求項１乃至８のいずれか一つに記載の定着装置を選択的に採用することで、採用した定着装置相当の作用効果を画像形成装置としても同様に得ることができ、記録材分離性を確実に保持でき、特に、定着ローラ或いは定着ベルトに離型剤としてのシリコンオイルを塗布しないオイルレストナーを用いた画像形成装置として商品性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としての定着装置を内蔵するカラー複写機の概略構成図である。
【図２】図１のカラー複写機で用いる定着装置の拡大概略構成図である。
【図３】図２の定着装置で用いる定着ローラと加圧ローラの拡大概略構成図である。
【図４】図２の定着装置で用いる定着ローラ、剥離シート及びガイド部材の分解斜視図である。
【図５】図２の定着装置で用いるガイド部材の拡大側面図で（ａ）は剥離シート取付け前を、（ｂ）は剥離シート取付け後を示す。
【図６】図２の定着装置で用いる剥離シートの先端拡大部分断面図である。
【図７】本発明の他の実施形態としての定着装置を内蔵するカラー複写機の概略構成図である。
【図８】図７のカラー複写機で用いる定着装置の拡大概略構成図である。
【図９】本発明の他の実施形態としての定着装置で用いるＬ型ブラケットと剥離シートの側面視での要部構成図を示す。
【図１０】図９中の定着装置の平面視での要部構成図を示す。
【図１１】本発明の他の実施形態としての定着装置で用いる定着ローラ及び加圧手段の側面視での要部構成図を示す。
【符号の説明】
１ カラー複写機
２５ 定着ローラ
２５２ 環状弾性層
２５３ 離型層
２５４ 熱源
２８ 剥離シート
４０ 無端ベルト
４０１ 離型層
４１ 定着ローラ(ローラ部）
４２ ベルト定着手段
ｄ 離型層に対して所定の隙間
ｇ 出口側
２５ｒ、４１ｒ ローラ部
Ｆｃ 無端状加圧面
Ｐｍ 加圧手段
Ｎ 定着ニップ
Ｓ 記録紙（記録材）
Claims (20)
- 環状弾性層を有するローラ部を備え、同ローラ部の外周に一体形成された環状層又はローラ部に別体状を成して外嵌された無端ベルトのいずれかにより離型層を形成し、該離型層を熱源で加熱して成る回転定着手段と、前記回転定着手段に無端状加圧面を圧接する加圧手段とを具備し、前記回転定着手段と加圧手段とで形成した定着ニップにより記録材上に担持されている未定着トナー像を加熱加圧して記録材上に定着する定着装置であって、
前記定着ニップの出口側近傍にトナー画像を保持した記録材を前記離型層上から剥離させる剥離シートと、
該剥離シートの両端の位置で定着装置用基枠に支持されて配置されると共に、該剥離シートを前記離型層の略外径形状に対して所定の隙間を保持して沿わせるように支持する一対のガイド部材と、
を備えることを特徴とする定着装置。 - 前記一対のガイド部材は、前記剥離シートが前記回転定着手段の表面に沿うような曲率を保持するように、該剥離シートを支持することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
- 前記一対のガイド部材は、前記回転定着手段と共に回転しないように前記定着装置用基枠に固定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置。
- 前記一対のガイド部材は、ブラケットを介して前記定着装置用基枠に固定されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の定着装置。
- 前記一対のガイド部材は、前記ローラ部の芯金に枢支される軸受け部をそれぞれ備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の定着装置。
- 前記一対のガイド部材は、前記剥離シートが挿入されるシート溝が設けられたシート受け部をそれぞれ備えること特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の定着装置。
- 前記剥離シートの先端位置と定着ニップ出口の距離は、望ましくは画像先端白抜け幅と同等か、若しくはそれ以下であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一つに記載の定着装置。
- 前記剥離シートのうち前記回転定着手段の離型層に面したエッジ稜線は、該離型層に近い側が鋭角になるように加工されたテーパ形状であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一つに記載の定着装置。
- 前記剥離シートのうち前記回転定着手段の離型層に面したエッジ稜線の表面粗さは、Ｒａ：０．２μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一つに記載の定着装置。
- 内側に熱源を有する定着ローラと、該定着ローラと定着ニップを形成する加圧手段と、を備え、前記定着ニップにより記録材上に担持されている未定着トナー像を加熱加圧して記録材上に定着する定着装置であって、
前記定着ニップ出口側においてトナー像を保持した記録材を前記定着ローラの表面から剥離する剥離シートと、
該剥離シートの両端に位置し、該剥離シート先端と前記定着ローラ表面との間を所定の隙間に維持するように該剥離シートを支持する一対のガイド部材と、
前記定着ローラ及び前記一対のガイド部材を支持し、前記一対のガイド部材を介して前記剥離シートを支持する定着装置用基枠と、を備えることを特徴とする定着装置。 - 内部に熱源としてのヒータを有する加熱ローラと、芯金の外周に弾性層を設けた定着ローラと、該加熱ローラと定着ローラに対して張架され離型層が形成された定着ベルトと、定着ベルトを挟んで定着ローラに対して圧接され芯金の外周に弾性層及び離型層を設けた加圧ローラとを具備し、
未定着のトナー画像を担持した記録材を定着ベルトを巻き付けた定着ローラと加圧ローラとで形成した定着ニップにより加熱及び加圧することにより記録材上に定着する定着装置であって、
前記定着ニップの出口側近傍には、トナー画像を保持した記録紙を定着ベルト上から剥離させる剥離シートと、
該剥離シートの両端に位置し、該剥離シート先端と前記定着ベルト表面との間を所定の隙間に維持するように該剥離シートを支持する一対のガイド部材と、
前記定着ローラ及び前記一対のガイド部材を支持し、前記一対のガイド部材を介して前記剥離シートを支持する定着装置用基枠と、を備えることを特徴とする定着装置。 - 前記一対のガイド部材は、前記剥離シートが前記定着ローラあるいは前記定着ベルトの表面に沿うような曲率を保持するように、該剥離シートを支持することを特徴とする請求項１０又は１１に記載の定着装置。
- 前記一対のガイド部材は、前記定着ローラと共に回転しないように前記定着装置用基枠に固定されていることを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか１つに記載の定着装置。
- 前記一対のガイド部材は、ブラケットを介して前記定着装置用基枠に固定されていることを特徴とする請求項１０〜１３のいずれか１つに記載の定着装置。
- 前記一対のガイド部材は、前記定着ローラの芯金に枢支される軸受け部をそれぞれ備えることを特徴とする請求項１０〜１４のいずれか１つに記載の定着装置。
- 前記一対のガイド部材は、前記剥離シートが挿入されるシート溝が設けられたシート受け部をそれぞれ備えること特徴とする請求項１０〜１５のいずれか１つに記載の定着装置。
- 前記加圧手段は無端状の加圧ベルトであって、該加圧ベルトの内側において該加圧ベルトを介して前記定着ローラと前記定着ニップを形成する加圧ローラを備えることを特徴とする請求項１０〜１６のいずれか１つに記載の定着装置。
- 前記加圧ローラと共に前記加圧ベルトの内側において、該加圧ベルトの内周面に摺接するベルト走行ガイドを設けたことを特徴とする請求項１７に記載の定着装置。
- 前記加圧ローラと共に前記加圧ベルトの内側において、該加圧ベルトの内周面に接触して従動回転する従動ローラを設けたことを特徴とする請求項１７に記載の定着装置。
- 請求項１乃至１９のいずれか１つに記載の定着装置を備えた画像形成装置。
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