JP4999954B2 - 定着装置、及びそれを備える画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、記録用紙上に形成されたトナー像を定着させる定着装置及びそれを備える画像形成装置に関する。

この種の定着装置は、電子写真法、静電記録法、磁気写真法等の画像形成装置に適用され、トナー像が形成された記録用紙（普通紙、静電記録用紙、写真用紙等）を一対の定着ローラ間に挟みこんで加熱及び加圧し、記録用紙上のトナー像を定着させるものである。

このような定着装置では、記録用紙が定着ローラに巻き付くことがあるため、剥離板の先端を定着ローラの周面近傍に位置決めしておき、この剥離板により定着ローラから記録用紙を剥がすようにしている。例えば、特許文献１では、剥離板と剥離板を裏打ちする部材とを一体化させて、剥離板を支持し位置決めしている。また、特許文献２では、剥離板をレーザスポット溶接して支持し位置決めしている。

特開２００２−２８７５５３号公報 特開２００２−９１２２２号公報

ところで、上記剥離板は、その先端を定着ローラの周面近傍に位置決めする必要がある。しかしながら、定着ローラの剥離板付近で記録用紙詰まり（ジャム）が発生して、この記録用紙が滞り、この記録用紙により剥離板が押されると、剥離板の先端が定着ローラ表面に押し付けられ、定着ローラ表面に傷が付くことがあった。

また、定着ローラの周面と剥離板の先端間を記録用紙が通過することがあり、この場合は、記録用紙が定着ローラ周辺のセンサやサーモスタットに達して、これらの誤検知を招き、定着ローラの温度制御が誤動作して、最悪の場合は異常昇温に至ることがあった。

特許文献１、２の定着装置の構成では、剥離板の先端が定着ローラ表面に強く押し付けられたり、定着ローラの周面と剥離板の先端間を記録用紙が通過する可能性があり、これらの問題点に対する対策がなされていなかった。

そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、ジャムが発生しても、剥離板の先端により定着ローラ表面に傷が付くことがない定着装置及びそれを備える画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の定着装置は、相互に圧接された回転部材とローラを回転させて、前記回転部材とローラ間のニップ域に記録用紙を挟み込んで搬送し、剥離板の先端を前記回転部材の周面に対して位置決めし、前記剥離板により前記回転部材から記録用紙を剥離する定着装置であって、前記剥離板の表面が記録用紙の搬送経路と対峙するものとすると、前記剥離板の先端が前記回転部材の周面に接近するような方向に変位した該剥離板の裏面に当接して、前記剥離板の変位を禁止する当接部材を設け、前記当接部材は、折り曲げられ、前記剥離板の裏面側に設けられた板状部材の先端であり、前記板状部材の先端が、前記方向に変位した前記剥離板の裏面に当接して、前記剥離板の変位を禁止し、前記板状部材の折り曲げ箇所から該板状部材の先端までの部分が、前記剥離板の先端と前記回転部材の周面間に向けられて、前記剥離板の裏面側へと浸入して来た記録用紙が突き当たるストッパーとなる。

このような本発明の定着装置では、搬送経路の記録用紙が詰まって、ジャムが発生し、記録用紙により剥離板の表面が押されて、剥離板の先端が回転部材の周面に接近するような方向に剥離板が変位しても、当接部材が剥離板の裏面に当接して剥離板の変位を禁止するので、剥離板の先端が回転部材の周面に押し付けられることがない。
また、本発明の定着装置では、剥離板の先端と回転部材の周面間を通過して剥離板の裏面側へと浸入して来た記録用紙がストッパーに突き当たるので、記録用紙全体が剥離板の裏面側へと浸入することを防止することができる。

更に、本発明の定着装置においては、前記当接部材は、前記剥離板の裏面の複数箇所に当接するような凹凸状の端部を有する。

このように当接部材の凹凸状の端部を剥離板の裏面の複数箇所に当接させる場合は、当接部材の端部の凸部の寸法を調節することにより剥離板の変位量を設定することができ、当接部材端部全体の寸法を調節することよりも容易である。

更に、本発明の定着装置においては、前記剥離板を前記回転部材の長手方向に沿って設け、前記剥離板の両端をそれぞれのホルダーにより支持し、前記各ホルダーを前記回転部材の両端部の周面に当接させて、前記剥離板の先端を前記回転部材の周面に対して位置決めしている。

次に、本発明の画像形成装置は、上記本発明の定着装置を備えている。

このような本発明の画像形成装置においても、上記本発明の定着装置と同様の効果を奏する。

本発明では、搬送経路の記録用紙が詰まって、ジャムが発生し、記録用紙により剥離板の表面が押されて、剥離板の先端が回転部材の周面に接近するような方向に剥離板が変位しても、当接部材が剥離板の裏面に当接して剥離板の変位を禁止するので、剥離板の先端が回転部材の周面に押し付けられることがない。

また、剥離板の先端と回転部材の周面間を通過して剥離板の裏面側へと浸入して来た記録用紙がストッパーに突き当たるので、記録用紙全体が剥離板の裏面側へと浸入することを防止することができる。

本発明の定着装置の一実施形態を適用した画像形成装置の主要部を拡大して示す断面図である。 図１の定着装置を示す断面図である。 図１の定着装置における加圧ローラ、定着ベルト、及び剥離板等を正面側から見て示す斜視図である。 記録用紙が定着ベルトと加圧ローラ間のニップ域を通過する過程を示す断面図である。 剥離板により記録用紙が定着ベルトから剥がされる過程を示す断面図である。 定着ベルトと加圧ローラ間のニップ域で詰まった記録用紙により剥離板が押されて、剥離板の先端が定着ベルトに圧接した状態を示す断面図である。 図１の定着装置において、定着ベルトと加圧ローラ間のニップ域で詰まった記録用紙により剥離板が押された状態を示す断面図である。 図２の定着装置における剥離板の先端近傍を示す平面図である。 記録用紙が定着ベルトの周面と剥離板の先端間を通過する過程を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の定着装置の一実施形態を適用した画像形成装置の主要部を拡大して示す断面図である。この画像形成装置１は、電子写真法に基づくものであり、感光体ドラム２、転写ベルト３、定着装置４等を備えている。感光体ドラム２は、その表面に光感光層を有するものであって、一定の回転速度で矢印Ａの方向に回転駆動されている。この感光体ドラム２の回転に伴い、帯電装置（図示せず）により感光体ドラム２の表面が所定の電位に均一に帯電され、露光装置（図示せず）により感光体ドラム２の表面に静電潜像が形成され、現像装置（図示せず）により感光体ドラム２の表面の静電潜像がトナー像に現像される。

転写ベルト３は、感光体ドラム２の表面速度と同一の速度で矢印Ｂの方向に周回駆動されており、感光体ドラム２に圧接されて、相互間にニップ域を形成している。このニップ域には、その下方から搬送されて来た記録用紙Ｐが導入され、このニップ域で記録用紙Ｐが搬送されつつ、感光体ドラム２表面のトナー像が記録用紙Ｐに転写される。転写ベルト３には、トナー像を転写するために高電圧の転写バイアス（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）が印加されている。

この記録用紙Ｐは、上方に搬送されて、定着装置４へと導かれ、ここで加熱及び加圧されて、記録用紙Ｐ上のトナー像が定着される。この記録用紙Ｐは、搬送経路５を通じて更に上方へと搬送され、排紙トレイ（図示せず）等に排出される。

図２は、本実施形態の定着装置４を示す断面図である。図２に示すように定着装置４は、加圧ローラ１１、加熱ローラ１２、加熱補助ローラ１３、及び加熱ローラ１２と加熱補助ローラ１３間に架け渡された無端状の定着ベルト１４を備えており、加圧ローラ１１と加熱ローラ１２を定着ベルト１４を介して相互に押圧して、定着ベルト１４と加圧ローラ１１間にニップ域Ｎを形成している。

この定着装置４では、画像形成装置側の回転駆動力が各ローラ１１、１２、１３の軸の少なくとも１つに伝達されて、各ローラ１１、１２、１３がそれぞれの矢印の方向に回転もしくは従動回転する。記録用紙は、定着ベルト１４と加圧ローラ１１間のニップ域Ｎに挟まれ搬送されて、加熱及び加圧される。これにより、記録用紙上のトナー像が溶融、混合、圧接して熱定着される。

加圧ローラ１１は、中空軸の外表面に弾性層を設け、この弾性層の外表面に離型層を形成してなる３層構造のローラである。この加圧ローラ１１内部（中空軸の内部）には、該ローラ１１を加熱する熱源のヒータランプ（ハロゲンランプ）１５が設けられている。

加熱ローラ１２は、中空軸の外表面に弾性層を設けたものであるが、弾性層が十分に厚くされている。

定着ベルト１４は、熱伝導が良好な材質からなる無端状のベルトであって、その外周面に離型層を有する。

加熱補助ローラ１３は、中空軸の外表面に表層を設けたものであり、加熱補助ローラ１３内部（中空軸の内部）には、該ローラ１３を加熱する熱源のヒータランプ（ハロゲンランプ）１６が設けられている。

ここで、加熱ローラ１２の弾性層が十分に厚くされていることから、加圧ローラ１１と加熱ローラ１２が定着ベルト１４を介して相互に押圧されると、加熱ローラ１２の弾性層が大きく凹んで、定着ベルト１４と加熱ローラ１２間に広いニップ域Ｎが形成される。

各ローラ１１、１２、１３がそれぞれの矢印の方向に回転すると、加熱補助ローラ１３により定着ベルト１４が加熱されつつニップ域Ｎを介して周回移動する。この状態で、記録用紙がニップ域Ｎを通じて搬送されると、記録用紙が定着ベルト１４及び加圧ローラ１１により加熱及び加圧され、記録用紙上のトナー像が定着される。

一方、定着ベルト１４の周面近傍には、剥離板２１が配置され、剥離板２１の先端２１ａが定着ベルト１４の周面から僅かに離間して位置決めされている。この剥離板２１は、定着ベルト１４に巻き付いた記録用紙を剥がすためのものである。

図３は、定着装置４における加圧ローラ１１、定着ベルト１４、及び剥離板２１等を正面側から見て示す斜視図である。図３に示すように剥離板２１の両端は、それぞれのホルダー２２により支持され、各ホルダー２２間で剥離板２１の先端２１ａが定着ベルト１４の周面に対峙している。

図２、図３に示すように各ホルダー２２は、軸２３周りに回転自在に支持されており、各ホルダー２２の上辺部２２ａがそれぞれのコイルバネ２４により上方に引っ張られて、各ホルダー２２が軸２３周りで時計回り方向に付勢されている。各ホルダー２２にはそれぞれの脚部２２ｂが設けられており、各コイルバネ２４により各ホルダー２２が時計回り方向に付勢されて、各脚部２２ｂの底面が定着ベルト１４の周面の両端部に押し付けられ当接している。

剥離板２１は、薄い金属板をＬ字型に折り曲げたものであり、その両端部を各ホルダー２２により支持され、各ホルダー２２と共に時計周り方向に付勢され、定着ベルト１４の周面に対する各ホルダー２２の脚部２２ｂの当接によりその先端２１ａが定着ベルト１４の周面から僅かに離間して位置決めされている。

尚、定着ベルト１４の周回移動に伴い、各ホルダー２２の各脚部２２ｂの底面が定着ベルト１４の周面の両端部に摺接するが、定着ベルト１４の周面の両端部は、記録用紙に接することがなく、記録用紙の定着に影響を及ぼさない領域である。このため、各脚部２２ｂの底面の摺接により定着ベルト１４の周面の両端部が磨耗もしくは傷付いても構わない。

ここで、図４に示すように定着ベルト１４と加圧ローラ１１間のニップ域Ｎでは加熱ローラ１２の弾性層が大きく凹むため、側方から見るとニップ域ＮがＣ字型になっている。記録用紙のトナー像転写面が定着ベルト１４の周面に接して、記録用紙が定着ベルト１４の周面に付着するものの、Ｃ字型のニップ域Ｎの上端部の曲率が大きくなっているため、ニップ域Ｎの上端部で記録用紙Ｐが剥がれ易い。

また、図５に示すように記録用紙Ｐが定着ベルト１４の周面に付着して巻き付くような状態になっても、記録用紙Ｐの縁近傍に空白のボイド領域が設けられているので、記録用紙Ｐの先端が定着ベルト１４から浮いて剥離板２１の先端２１ａに引っ掛かり、剥離板２１により記録用紙Ｐが定着ベルト１４から剥がされる。

ところで、図６に示すようにニップ域Ｎを通過した記録用紙が詰まって、ジャムが発生すると、記録用紙Ｐが折れ曲がって滞り、この記録用紙Ｐにより剥離板２１の表面が押されて、矢印の方向Ｃに剥離板２１が変位しようとする。仮に、この方向Ｃへの剥離板２１の変位を放っておくと、剥離板２１の両端の各ホルダー２２の脚部２２ｂが定着ローラ１４を介して加熱ローラ１２の周面に押圧され、各脚部２２ｂの箇所で加熱ローラ１２の周面が凹んで、各脚部２２ｂが沈み込み、各ホルダー２２が時計回り方向により回転して、剥離板２１の先端が定着ベルト１４に押し付けられ、定着ベルト１４の周面に傷が付く。先に述べたように記録用紙のトナー像転写面が定着ベルト１４の周面に接するので、定着ベルト１４の傷は、記録用紙のトナー像の定着特性に直接影響し、画像品質の低下の原因となる。

また、記録用紙Ｐが定着ベルト１４の周面と剥離板２１の先端間を通過することがあり、これを放っておくと、記録用紙が剥離板２１の裏面側へと侵入し、加熱補助ローラ１３周辺のセンサやサーモスタットに達して、これらの誤検知を招き、加熱補助ローラ１３等の温度制御が誤動作して、最悪の場合は異常昇温に至ることがある。

そこで、本実施形態の定着装置４では、図２に示すように剥離板２１の裏面側に規制板２５を設け、この規制板２５により、剥離板２１の先端２１ａが定着ベルト１４の周面に接近する方向Ｃへの剥離板２１の変位を禁止し、かつ剥離板２１の裏面側への記録用紙の侵入を阻止している。

次に、規制板２５について詳しく説明する。図２に示すように規制板２５は、金属板を折り曲げたものであり、上側の固定部２５ａ、固定部２５ａの一端から垂下した支持部２５ｂ、及び支持部２５ｂの下端から剥離板２１の裏面へと斜め下方に延びたストッパー部２５ｃを有し、ストッパー部２５ｃ（規制板２５）の先端が当接端部２５ｄとなっている。

規制板２５の当接端部２５ｄは、剥離板２１の先端２１ａ近傍で剥離板２１の裏面に対峙し、剥離板２１の裏面から僅かに離間するように位置決めされている。また、ストッパー部２５ｃの下面は、剥離板２１の先端２１ａと定着ベルト１４の周面との隙間に向いている。

このような規制板２５を設けた構成では、図７に示すように記録用紙Ｐが折れ曲がり滞って、この記録用紙Ｐにより剥離板２１の表面が押され、剥離板２１の先端が定着ベルト１４の周面に接近する方向Ｃに剥離板２１が変位しようとしても、剥離板２１の裏面が規制板２５の当接端部２５ｄに当接して、方向Ｃへの剥離板２１の変位が禁止される。このため、剥離板２１の先端２１ａが定着ベルト１４の周面に押し付けられることがなく、剥離板２１の先端２１ａにより定着ベルト１４の周面に傷が付くこともない。

ここで、剥離板２１の先端２１ａの位置決めは、定着ベルト１４の周面に対する各ホルダー２２の脚部２２ｂの当接によりなされている。このため、通常、規制板２５の当接端部２５ｄを剥離板２１の裏面から離間させて、規制板２５の当接端部２５ｄが剥離板２１の先端２１ａの位置決めを妨げないようにする必要がある。また、規制板２５の当接端部２５ｄと剥離板２１の裏面間の離間距離を短くして、剥離板２１の先端が定着ベルト１４の周面に接近する方向Ｃに剥離板２１が変位しようとしても、剥離板２１の裏面が規制板２５の当接端部２５ｄに直ちに当接して、方向Ｃへの剥離板２１の変位を速やかに禁止する必要がある。従って、規制板２５の当接端部２５ｄの寸法精度（支持部２５ｂの下端から当接端部２５ｄまでの長さの精度）を高くして、当接端部２５ｄと剥離板２１の裏面間の離間距離を正確に設定せねばならない。

そこで、図８に示すように規制板２５の当接端部２５ｄを凹凸状に形成し、各凸状箇所の突出長さを調節して、当接端部２５ｄと剥離板２１の裏面間の離間距離を設定するようにしている。この場合は、当接端部２５ｄの凸状箇所毎に、凸状箇所の長さを調節すればよいので、その調節が容易である。例えば、規制板２５を打ち抜き金型で形成する場合は、打ち抜き金型における当接端部２５ｄの各凸状箇所に相当するそれぞれの部位の寸法を調節することにより、各凸状箇所の長さを調節することができる。また、コストの上昇を伴わずに、各凸状箇所の長さを調節することができる。更に、剥離板２１の裏面を規制板２５の当接端部２５ｄの中央及び両端のいずれの箇所にも確実に当接させることができ、剥離板２１の中央及び両端のいずれの箇所であっても方向Ｃへの変位を禁止することができる。

仮に、規制板２５の当接端部２５ｄが単なる直線状であると、当接端部２５ｄの全体の寸法精度を調節する必要があって、この調節が困難になる。

次に、図９に示すように記録用紙Ｐが定着ベルト１４の周面と剥離板２１の先端間を通過して来た場合は、記録用紙Ｐの先端が規制板２５のストッパー部２５ｃの下面に突き当たる。先に述べたようにストッパー部２５ｃの下面が剥離板２１の先端２１ａと定着ベルト１４の周面との隙間に向いていることから、記録用紙Ｐの先端がストッパー部２５ｃの下面に確実に突き当たる。これにより、剥離板２１の裏面側への記録用紙Ｐの侵入が禁止される。このため、記録用紙Ｐが、剥離板２１の裏面側へと侵入して、加熱補助ローラ１３周辺のセンサやサーモスタットに達することはない。

また、記録用紙Ｐは、その先端がストッパー部２５ｃの下面に突き当たりながらも、その先端以降の部分が定着ベルト１４と加圧ローラ１１間のニップ域Ｎに挟まれ搬送されるので、搬送方向におけるニップ域Ｎよりも下流側で移動することになる。このため、記録用紙Ｐを容易に除去することができる。

このように本実施形態の定着装置４では、搬送経路の記録用紙が詰まって、ジャムが発生し、記録用紙により剥離板２１の表面が押されて、剥離板２１の先端２１ａが定着ベルト１４の周面に接近するような方向に剥離板２１が変位しても、規制板２５の当接端部２５ｄが剥離板２１の裏面に当接して剥離板２１の変位を禁止するので、剥離板２１の先端２１ａが定着ベルト１４の周面に押し付けられることがなく、定着ベルト１４が傷付かずに済む。

また、剥離板２１の先端２１ａと定着ベルト１４の周面間を通過して剥離板２１の裏面側へと浸入して来た記録用紙が規制板２５のストッパー部２５ｃに突き当たるので、記録用紙全体が剥離板２１の裏面側へと浸入することを防止することができる。

以上、本発明の実施形態を詳述したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範疇の設計変更等が施されたものであっても、本発明の範囲に含まれる。

例えば、上記実施形態では、加圧ローラ１１と加熱ローラ１２を定着ベルト１４を介して相互に押圧させているが、加圧ローラ１１と加熱ローラ（回転部材）１２を相互に直接圧接させる構成においても、本発明を適用することができる。

また、規制板２５のストッパー部２５ｃの下面に、記録用紙Ｐの先端が容易に引っ掛かるような凹所を設けてもよい。

１ 画像形成装置
２ 感光体ドラム
３ 転写ベルト
４ 定着装置
１１ 加圧ローラ
１２ 加熱ローラ
１３ 加熱補助ローラ
１４ 定着ベルト（回転部材）
２１ 剥離板
２２ ホルダー
２３ 軸
２４ コイルバネ
２５ 規制板
２５ｃ ストッパー
２５ｄ 当接端部（当接部材）

Claims (4)

1. 相互に圧接された回転部材とローラを回転させて、前記回転部材とローラ間のニップ域に記録用紙を挟み込んで搬送し、剥離板の先端を前記回転部材の周面に対して位置決めし、前記剥離板により前記回転部材から記録用紙を剥離する定着装置であって、
   前記剥離板の表面が記録用紙の搬送経路と対峙するものとすると、前記剥離板の先端が前記回転部材の周面に接近するような方向に変位した該剥離板の裏面に当接して、前記剥離板の変位を禁止する当接部材を設け、
   前記当接部材は、折り曲げられ、前記剥離板の裏面側に設けられた板状部材の先端であり、前記板状部材の先端が、前記方向に変位した前記剥離板の裏面に当接して、前記剥離板の変位を禁止し、前記板状部材の折り曲げ箇所から該板状部材の先端までの部分が、前記剥離板の先端と前記回転部材の周面間に向けられて、前記剥離板の裏面側へと浸入して来た記録用紙が突き当たるストッパーとなることを特徴とする定着装置。
2. 請求項１に記載の定着装置であって、
   前記当接部材は、前記剥離板の裏面の複数箇所に当接するような凹凸状の端部を有することを特徴とする定着装置。
3. 請求項１又は２に記載の定着装置であって、
   前記剥離板を前記回転部材の長手方向に沿って設け、前記剥離板の両端をそれぞれのホルダーにより支持し、前記各ホルダーを前記回転部材の両端部の周面に当接させて、前記剥離板の先端を前記回転部材の周面に対して位置決めしたことを特徴とする定着装置。
4. 請求項１から３のいずれか１つ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。

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