JP5060259B2 - 定着装置、及びこれを備えた画像形成装置、シート処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、トナー像定着後のシートを定着回転体から良好に分離できる分離部材を備えた定着装置、及び画像形成装置、乃至はシート処理装置に関する。

複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置において、トナー像をシート上に定着させる定着装置として、一般に、熱加圧方式のものが使用されている。この定着装置では、ヒータによって加熱された定着ローラに加圧ローラを圧接して、両ローラ間に定着ニップ部が形成される。このニップ部に、未定着トナー像を担持したシートを挿通することにより、トナー像を加熱・加圧してシート上に定着させるものである。

トナー像が定着されたシートは、トナー像が接着剤のように作用するため、定着ローラの回転に伴って連れ回りする傾向にある。このため、分離部材を配設し、その先端をシートの先端余白に引っ掛けて、シートを定着ローラ表面から分離（剥離）するようにしている。

特許文献１には、上述のような分離部材（剥離プレート）を使用して、定着ローラ表面からシートを分離する技術が開示されている。このものは、定着ニップの出口（下流端）から分離部材の先端までの距離をｒとし、シートの先端余白の最小値をＬとしたときに、シートの分離を確実に行うために、これらの間に、
ｒ≦Ｌ
の関係が成り立つようにしている。
特開２００４−１０２２４１号公報

しかしながら、上述の特許文献１によると、分離部材の先端から定着ローラ表面までのギャップをＫとしたときに、このギャップＫが０．５ｍｍの場合については記載があるが、０．５ｍｍ未満の場合については記載がない。近時、例えば、カラーの画像形成装置は、ウォームアップタイムの短縮を主な目的として、定着ローラのゴム層の薄肉化が促進されている。このため、定着ローラ全体の弾性が低下して、シートの分離性が低下する傾向にある。また、画像形成装置の高速化に伴って搬送不良やレジスト不良が発生して、先端余白の幅がばらつく場合もある。このような場合には、ギャップＫを０．５ｍｍ未満に設定する場合も考慮する必要がでてくる。

また、特許文献１においては、例えば、先端余白が１ｍｍ程度の場合、分離部材の先端は、定着ニップの下流端から１ｍｍ以下の位置に配設する必要があり、シート搬送路の直近に配設することになる。この場合、分離部材がシートの搬送の妨げとなってジャム（紙詰まり）を発生させるおそれがある。このような観点からは、分離部材は、シート搬送路から離して配設することが好ましいが、この場合には、シートの先端余白がそれに応じて長くなるという問題がある。

本発明の目的は、シートの先端余白の幅がばらついた場合であっても、トナー像定着後のシートを確実に分離することができる定着装置、及びこれを備えた画像形成装置、若しくはシート処理装置を提供することにある。

本発明の一局面に係る定着装置は、シート表面に担持された未定着トナー像を、加熱加圧してシート表面に溶融固着させる定着装置であって、前記シートを加熱するための加熱回転体と、前記加熱回転体に所定の圧力で当接されてニップ部を形成する加圧回転体と、前記ニップ部の下流側において前記加熱回転体及び／又は前記加圧回転体の表面に微小間隙を介して対向する先端を有し、前記加熱回転体及び／又は前記加圧回転体に連れ回りしようとする前記シートを前記先端で引っ掛けて分離する分離部材と、を備え、前記分離部材の先端と前記加熱回転体及び／又は前記加圧回転体の表面との間隙をｄ（ｍｍ）、前記シートの先端における画像形成がなされない先端余白の最小値をＬ（ｍｍ）としたときに、ｄとＬとの間に、
ｄ＋１．５≦Ｌ≦３ｄ＋１．５
の関係が成立し、前記ニップ部の下流端から前記分離部材の先端までの距離をｒ（ｍｍ）とするときに、前記分離部材の先端の位置について、
３．７≦ｒ≦８．３
０．３≦ｄ≦０．６
が成立することを特徴とする。

この構成によれば、ｄとＬとを、ｄ＋１．５≦Ｌ≦３ｄ＋１．５を満たすように設定することにより、先端余白の最小値Ｌがばらついた場合でも、加熱回転体及び／又は加圧回転体の表面に巻き付いて連れ回りしようとするシートを、その先端余白に分離部材の先端を確実に引っ掛けることで、加熱回転体及び／又は加圧回転体から分離（剥離）させることができる。なお、上述の、ｄ＋１．５≦Ｌ≦３ｄ＋１．５という関係式は、上述に通り、実験的に求められた関係式である。

更に、分離部材の先端の位置について、３．７≦ｒ≦８．３という規制を設け、上述の間隙ｄに対しても、０．３≦ｄ≦０．６という規制を設けることで、これらを満たす領域内で、加熱回転体及び／又は加圧回転体の表面からシートを一層確実に分離させることができる。

上記構成において、前記加熱回転体が定着ベルトであり、前記定着ベルトは、定着ローラと加熱ローラとに掛け渡され、前記定着ローラが前記加圧回転体に向けて圧接されている構成とすることができる。或いは、前記加熱回転体が、加熱部材が付設された定着ローラからなる構成とすることができる。

上記構成において、前記加熱回転体及び／又は前記加圧回転体に対する前記分離部材の先端位置を調整可能とする調整機構をさらに備えることが望ましい。

この場合、前記調整機構は、前記分離部材を移動可能に支持する支持アームを含むことが望ましい。

或いは、前記調整機構は、前記ニップ部の下流側において、前記分離部材を前記加熱回転体及び／又は前記加圧回転体の表面に沿って移動可能に支持する支持アームと、前記分離部材の先端と前記加熱回転体及び／又は前記加圧回転体の表面との間隙を決定するスペーサと、を含むことが望ましい。

これらの構成によれば、簡単に、しかも高い精度で、分離部材の先端と加熱回転体及び／又は前記加圧回転体の表面との間隙を調整することができる。

上記構成において、前記分離部材の先端におけるシートに接触する部分に設けられる離型性に優れた部材を備えることが望ましい。この構成によれば、シートの先端が分離部材の先端に接触した際に引っ掛かることなく円滑に滑るので、シートの分離を円滑に行うことができる。

また、本発明の他の局面に係る画像形成装置は、シートを搬送するシート搬送部と、前記シート搬送部によって搬送されたシートにトナー像を形成する画像形成部と、前記画像形成部においてシート上に形成されたトナー像を加熱加圧してシート表面に溶融固着させる定着部と、を備え、前記定着部として、上記何れかの定着装置が適用されることを特徴とする。

本発明のさらに他の局面に係るシート処理装置は、シート表面に形成された熱溶融性の薄層部材を、加熱加圧してシート表面に溶融固着させるシート処理装置であって、所定の圧力で当接されてニップ部を形成し、前記シートを前記ニップ部で加熱加圧して通過させる第１回転体及び第２回転体と、前記ニップ部の下流側において前記第１回転体及び／又は前記第２回転体の表面に微小間隙を介して対向する先端を有し、前記第１回転体及び／又は前記第２回転体に連れ回りしようとする前記シートを前記先端で引っ掛けて分離する分離部材と、を備え、前記分離部材の先端と前記第１回転体及び／又は前記第２回転体の表面との間隙をｄ（ｍｍ）、前記シートの先端における前記薄層部材の形成がなされない先端領域の最小値をＬ（ｍｍ）としたときに、ｄとＬとの間に、
ｄ＋１．５≦Ｌ≦３ｄ＋１．５
の関係が成立し、前記ニップ部の下流端から前記分離部材の先端までの距離をｒ（ｍｍ）とするときに、前記分離部材の先端の位置について、
３．７≦ｒ≦８．３
０．３≦ｄ≦０．６
が成立することを特徴とする。

この構成によれば、第１回転体及び／又は第２回転体の表面に巻き付いて連れ回りしようとするシートを、その薄層部材の形成がなされない先端領域に分離部材の先端を確実に引っ掛けることで、第１回転体及び／又は第２回転体から剥離させることができる。

本発明によれば、シートの先端余白の幅がばらついた場合であっても、トナー像定着後のシートを確実に分離することができる。

以下、本発明の最良の実施形態を図面に基づき詳述する。なお、各図面において、同じ符号を付した部材等は、同じ構成のものであり、これらについての重複説明は適宜省略するものとする。また、各図面においては、説明に不要な部材等は適宜、図示を省略している。

図１〜図７を参照して、本発明の実施形態に係る定着装置１について詳述する。このうち図１は、本発明に係る定着装置１を備えた画像形成装置２の概略構成を模式的に示す図である。図２は、本発明に係る定着装置１の一例を説明する拡大模式図である。図３は、トナー量Ａ及びシートＰの先端余白Ｐ１の最小値Ｌと、シートＰの巻き付きとの関係を説明する図である。図４は、分離板３４（分離部材）の先端Ｓの間隙ｄ（ギャップ）及びシートＰの先端余白Ｐ１の最小値Ｌと、シートＰの巻き付きとの関係を説明する図である。図５は、定着ベルト３２に対する分離板３４の先端Ｓの位置を説明する図である。図６は、分離板３４の先端Ｓの位置を変更するためのプレート３７の枚数と距離ｒとの関係を説明する図である。図７は、定着装置の模式的な上面図である。

画像形成装置２は、シート搬送部１０と、画像形成部１１と、定着部１２とを備えている。シート搬送部１０においては、積層状態で給紙カセット１３に収納されたシートＰが、給紙ローラ１４によって給紙され、給送ローラ１５及びリタードローラ１６によって１枚ずつ分離される。さらにシートＰは、搬送ローラ対１７によって停止中のレジストローラ対１８に突き当てられて斜行が矯正される。

画像形成部１１は、静電潜像及びトナー像が周面に形成される感光ドラム２０、感光ドラム２０の周面を均一に帯電させる帯電ローラ２１、感光ドラム２０の周面を画像情報に基づき露光して静電潜像を形成する露光装置２２、前記静電潜像にトナーを供給する現像装置２３、シートＰにバイアス電圧を印加して前記トナー像をシートＰ上に転写させる転写ローラ２４、及び感光ドラム２０の周面のクリーニング装置２５を含む。

画像形成部１１においては、矢印方向に回転駆動される感光ドラム２０が、帯電ローラ２１によって所定の極性・電位に帯電される。帯電後の感光ドラム２０表面は、露光装置２２によって画像情報に基づく露光が行われて静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置２３によってトナーが付着され、トナー像ｔとして現像される。

このトナー像ｔは、感光ドラム２０の回転により、感光ドラム２０と転写ローラ２４との間の転写ニップ部Ｔに搬送される。これと同期して、レジストローラ対１８からシートＰが転写ニップ部Ｔに供給され、トナー像ｔは転写ローラ２４によってシートＰ上に転写される。

トナー像転写後の感光ドラム２０は、表面に残ったトナーがクリーニング装置２５によって除去されて次の画像形成に供される。一方、トナー像転写後のシートＰは、定着部１２に配設された定着装置１によってシートＰ上に定着される。なお、定着装置１については後に詳述する。トナー像定着後のシートＰは、排紙ローラ２７によって排紙トレイ２８上に排出される。これにより、１枚のシートＰの片面（表面）に対する画像形成が終了する。

図２に、シートＰ上に担持された未定着トナー像ｔを溶融固着させて定着させる定着装置１、いわゆる加熱方式の定着装置１を示す。この定着装置１は、弾性を有する定着ローラ３０と、加熱部材としてヒータ３１Ｈが内蔵された加熱ローラ３１と、これらに掛け渡された定着ベルト３２（加熱回転体）と、定着ベルト３２に下方から圧接され加熱部材としてのヒータ３３Ｈが内蔵された加圧ローラ３３（加圧回転体）とを有している。なお、加圧ローラ３３は、外部から駆動力が与えられて自ら回転すると共に、定着ベルト３２と接触して従動回転する。

定着ベルト３２と加圧ローラ３３との間には、定着ローラ３０の軸方向（シートＰの通紙幅方向）に長い帯状の定着ニップ部Ｎが形成されている。定着ニップ部Ｎは、シートＰの搬送方向に沿って、その上流側に上流端Ｎ１を有し、下流側に下流端Ｎ２を有し、これらの間にニップを構成している。加熱ローラ３１の矢印Ｒ３１方向の駆動回転により、定着ベルト３２、定着ローラ３０、加圧ローラ３３は、それぞれ矢印Ｒ３２，Ｒ３０，Ｒ３３方向に回転する。

本実施形態では、定着ローラ３０、加圧ローラ３３、定着ベルト３２の一例として、以下のようなものを使用した。定着ローラ３０は、直径３２ｍｍ、アスカーＣ硬度が３０度の、シリコンのスポンジローラを使用した。加圧ローラ３３は、直径３５ｍｍ、アスカーＣ硬度が５０度の、シリコンのソリッドローラに、ＰＦＡチューブを被せたものを使用した。定着ベルト３２は、無端状のニッケル基材に対して、３００μｍのシリコーンゴムで被覆し、さらに、ＰＦＡチューブを被せたものである。

上述のようにシートＰは、その先端に、トナー像ｔが形成されない先端余白Ｐ１を有している。この先端余白Ｐ１は、シートＰの先端縁から少し下流側にかけて、シートＰの全幅にわたって形成される。本実施形態では、定着装置１は分離板３４（分離部材）を有している。この分離板３４の先端Ｓを、トナー像定着後に定着ベルト３２の回転に伴って連れ回りしようとするシートＰの、先端余白Ｐ１と定着ベルト３２との間に差し入れることで、シートＰを定着ベルト３２から分離（剥離）するようにしている。

図２及び図７に示すように、分離板３４は、板状に形成されている。分離板３４は、例えば、ＳＵＳ、ＳＵＭ等の金属板によって形成されている。また、分離板３４の先端Ｓ、及びシート搬送路Ｒ（図２参照）側には、フッ素コートやＰＴＦＥテープなど、離型性に優れた部材が設けてある。ここで、分離板３４の先端をＳとし、また、定着ニップ部Ｎの下流端Ｎ２から先端Ｓまでの距離をｒとする。この距離ｒは以下のようにして求めることができる。

本実施形態では、分離板３４は、支持アーム３５によって支持されている。支持アーム３５は、その基端側が定着ローラ３０を回転自在に支持しているベアリングの中心軸Ｃ１（定着ローラ３０の中心軸と同じ）を基準として、回転自在に支持されている。支持アーム３５の先端側にはホルダ３６が取り付けられていて、分離板３４は、このホルダ３６によって支持されている。つまり、分離板３４の先端Ｓは、中心軸Ｃ１を中心に、定着ローラ３０の表面に沿って移動することができるようになっている（調整機構）。

ここで、定着ローラ３０の中心軸Ｃ１と加圧ローラ３３の中心軸Ｃ２とを結ぶ直線と、定着ローラ３０の中心軸Ｃ１と分離板３４の先端Ｓとを結ぶ直線がなす角度をαとすると、この角度αが決まると、分離板３４の先端Ｓの位置が決まる。また、定着ニップ部Ｎの上流端Ｎ１及び下流端Ｎ２を通るシート搬送路をＲとし、分離板３４の先端Ｓからシート搬送路Ｒに垂らした垂線とシート搬送路Ｒとの交点をＨとする。そして、定着ニップ部Ｎの下流端Ｎ２から交点Ｈまでの距離をｘ、分離板３４の先端Ｓから交点Ｈまでの距離をｙとすると、上述の距離ｒ、すなわち定着ニップ部Ｎの下流端Ｎ２から分離板３４の先端Ｓまでの距離ｒは、次式、
ｒ＝（ｘ^２＋ｙ^２）^１／２……（１）
で与えられる。

ここで、上記の距離ｘ、距離ｙを測定するための治具、及びこの治具を用いた距離測定法の一例を示しておく。図１４（Ａ）は距離ｘ、ｙを測定するための測定治具６０の分解斜視図、図１４（Ｂ）は組立状態とされた測定治具６０の斜視図である。この測定治具６０は、Ｘ尺６１、Ｙ尺６２及び保持部材６３からなる。

Ｘ尺６１は、Ｕ字状を呈する板材からなり、ｘ方向の距離を計測するための目盛り６１１と、二股に分岐した先端部分を楔状に先鋭化して形成した楔状先端６１２とを含む。Ｙ尺６２は、直線状の板材からなり、ｘ方向の距離を計測するための目盛り６１１と、片端（上端）に形成された厚さ方向の段差からなる支持部６２２とを含む。保持部材６３は、Ｘ尺６１とＹ尺６２とが互いに直交している状態を維持したまま、これらをスライド自在に保持する。保持部材６３は、Ｘ尺６１が挿通される第１保持部６３１と、Ｙ尺６２が挿通される第２保持部６３２とを有する。Ｘ尺６１の中空部６１３は、Ｙ尺６２（第２保持部６３２）との干渉を避けるために設けられている。

図１５は、測定治具６０により距離ｘ、ｙが測定されている状態を示す図である。Ｘ尺６１はシート搬送方向に沿うように配置され、その楔状先端６１２は定着ニップ部Ｎの下流端Ｎ２に軽く当接される。一方、Ｙ尺６２の段差状の支持部６２２は、分離板３４の先端Ｓが段にフィットするように当接される。作業者は、このような当接状態を形成するために、Ｘ尺６１及びＹ尺６２を保持部材６３に対してスライド移動させる。かかる状態で、作業者がＸ尺６１、Ｙ尺６２の目盛り６１１、６２１を読み取ることで、距離ｘ、ｙを測定することができる。

図５に、上述の距離ｒと、トナー像定着後のシートＰの巻き付きとの関連を調べるための実験装置を示す。本実験では、分離板３４の先端Ｓから定着ベルト３２表面までの間隙ｄは、所定の値（例えば、０．５ｍｍ）となるように設定してある。この間隙ｄは、図７に示すように、分離板３４の幅方向（定着ローラ３０の中心軸Ｃ１に沿った方向）の両端部における先端Ｓと定着ベルト３２との間に、厚さｄのスペーサ３４Ｓを挿入することで確保することができる。

分離板３４は、アーム３５で支持されており、アーム３５が中心軸Ｃ１を中心に回転するのに伴って、アーム３５に対して一定の姿勢を保持した状態で回転する。これにより、分離板３４は、先端Ｓが定着ベルト３２の表面から間隙ｄだけ離れた状態で、表面に倣って移動して距離ｒを変化させることが可能である。図５の装置では、プレート３７の枚数を変更することで、距離ｒの位置を変更するようにしている。

分離板３４の、通紙幅方向に沿っての基端部には、プレートホルダ３８が配設されている。プレートホルダ３８は、その上面にプレート３７を次々と重ねて載せることができるようになっているとともに、分離板３４の位置が変化した場合でも、常に水平を維持するようになっている。

また、プレートホルダ３８は、所定の位置に固定的に配置された基準部材４０に向けて、付勢部材（不図示）によって付勢されている。つまり、プレートホルダ３８は、載せられたプレート３７のうちの、最上位のプレート３７の上面を、基準部材４０に下方から突き当てるようになっている。このため、プレートホルダ３８は、載せられたプレート３７の枚数が多いほど、下方に位置するようになっており、これに伴って、分離板３４の先端Ｓは、定着ベルト３２に倣って移動する。

図６に、プレート３７の枚数と距離ｒとの関係を示す。なお、距離ｒは、上述の距離ｘと距離ｙを実測し、これらの結果を上記の式（１）に代入して求めたものである。図６に示すように、プレート３７の枚数を増加させていくと、これに伴って、距離ｒが減少する。

具体的には、プレート３７の枚数が６，９，１１，１２，１３，１４，１５と増加するのに伴って、距離ｒは、８．３ｍｍ，６．５ｍｍ，５．５ｍｍ，４．８ｍｍ，４．３ｍｍ，３．７ｍｍ，３．１ｍｍと順次減少する。図５には、これらの距離ｒの数値を定着ベルト３２上にプロットして描いている。ただし、実際には、分離板３４の先端Ｓは、定着ベルト３２表面から少し離れた位置に位置するが、同図では、説明の便宜上、定着ベルト３２上にプロットしている。このプロットした点のそれぞれに、分離板３４の先端Ｓが位置するようにして、シートＰの巻き付きに付いての実験を行ったところ、以下のような結果が得られた。

ｒ＝３．１ｍｍ（プレート枚数１５枚）以下では、図５中に二点鎖線で示すように、分離板３４の一部がシート搬送路Ｒに進入するため、シートＰがこの分離板３４に接触して、ジャムが発生した。ｒ＝３．７ｍｍ（プレート枚数１４枚）以上では、このようなジャムの発生はなかった。

ただし、ｒ＝８．３ｍｍ（プレート枚数６枚）を超えると、トナー像に光沢ムラが発生した。ｒ＝８．３ｍｍを超える場合、分離板３４の先端Ｓは、定着ニップ部Ｎから遠い位置にあるため、定着ベルト３２に巻き付き気味で搬送されたシートＰ上のトナー像ｔは、定着ローラ３０から過剰な熱が付与されるため、画像が荒れたような状態となって光沢ムラを発生させることになる。ちなみに、シート上のトナー像ｔのある部分が、定着ニップ部Ｎの下流端Ｎ２を通過後、ｒ＝８．３ｍｍの位置に到達するまでに要する時間は、定着ベルト３２の回転速度から算出すると、５４ｍｓｅｃであった。

以上の結果を踏まえて、図２に示す定着装置１においては、距離ｒが、
３．７≦ｒ≦８．３……（２）
となる範囲内で、先端余白Ｐ１の最小値Ｌ、間隙ｄ等の値の好適値を求めることにした。未定着トナー像Ｔを担持して、定着装置１に搬送されてきたシートＰは、定着ニップ部Ｎを通過する際に加熱・加圧される。これによりシートＰ上のトナー像ｔが溶融され、その後、シートＰ上に固着される。この際、トナー像ｔは、接着剤と同様に作用して、シートＰを定着ベルト３２に貼り付けることになる。この結果、トナー像転着後のシートＰは、定着ベルト３２に巻き付き気味になる。

図３に、シートＰの巻き付きに対する、トナー量Ａ（ｍｇ／ｃｍ^２）と先端余白Ｐ１の最小値Ｌ（ｍｍ）との関係を示す。同図では、横軸にシートＰ上のトナー量Ａ（ｍｇ／ｃｍ^２）をとり、縦軸にシートＰの先端余白Ｐ１の最小値Ｌ（ｍｍ）をとっている。分離板３４の先端Ｓと定着ベルト３２の表面との間隙は、ｄ＝０．５ｍｍとした。先端余白Ｐ１は、Ａ４サイズの縦通し（長辺が搬送方向と一致する向き）のシートＰの先端から所定の場所にベタ画像が転写されるようにして調整を行った。ここで、巻き付き発生とは、シートＰが定着ベルト３２に巻き付くこと、及びシートの先端耳折れなど分離不良が発生することをいう。

図３に示すように、トナー量Ａを１．０ｍｇ／ｃｍ^２から２．０ｍｇ／ｃｍ^２まで、数段階で変化させて、シートＰの巻き付きの確認を行った。この結果、巻き付きに対しては、トナー量Ａよりも先端余白Ｐ１の影響が大きく、先端余白Ｐ１の最小値Ｌが２．５ｍｍ未満では、トナー量Ａにかかわらず巻き付きが発生し、２．５ｍｍ以上では発生しなかった。

図４に、分離板３４の間隙ｄ（ｍｍ）と、シートの先端余白Ｐ１の最小値Ｌ（ｍｍ）との関係について実験した結果を示す。同図において、横軸には、分離板３４の間隙ｄ（ｍｍ）をとり、縦軸には、シートの先端余白Ｐ１の最小値Ｌ（ｍｍ）をとっている。実験によると、少なくとも図４において斜線で示す領域では、巻き付きが発生しないことが確認された。

図４中の直線Ｍ１は、ｒ＝３．７ｍｍに設定した際の、巻き付きが発生する場合と、発生しない場合との境界を示す直線である。この直線は、近似式、
Ｌ＝ｄ＋１．５……（３）
で表される。シートＰの巻き付きは、この直線Ｍ１よりも上の領域では発生せず、下の領域では発生した。この式（３）は、分離板３４の先端Ｓの間隙ｄを変化させたときの、先端余白Ｐ１の最小値Ｌの下限を決めるものである。

一方、図４中の直線Ｍ２は、ｒ＝８．３ｍｍに設定した際の、巻き付きが発生する場合と、発生しない場合との境界を示す直線である。この直線は、近似式、
Ｌ＝３ｄ＋１．５……（４）
で表される。シートＰの巻き付きは、この直線Ｍ２よりも上の領域で発生し、下の領域では発生しない。この式（４）は、分離板３４の先端Ｓの間隙ｄを変化させたときの、先端余白Ｐ１の最小値Ｌの上限を決めるものである。

さらに、上述の式（３）及び式（４）の間の領域であっても、間隙ｄについて、
ｄ＜０．３、ｄ＞０．６……（５）
の領域においては、次のような不具合が発生するおそれがある。ｄ＜０．３の場合には、分離板３４の先端に紙粉やトナーカスが溜まったときに定着ベルト３２の表面を傷付けるおそれがある。一方、ｄ＞０．６の場合、６０ｇ／ｍ^２以下の薄いシートＰでは、極端に腰が弱くなり（剛性が低くなり）、巻き付きが発生するおそれがある。

以上の実験結果を踏まえて、本実施形態では、分離板３４の先端Ｓと定着ベルト３２の表面との間の間隙ｄと、シートＰの先端余白Ｐ１の最小値Ｌとについては、
ｄ＋１．５≦Ｌ≦３ｄ＋１．５……（６）
０．３≦ｄ≦０．６……（７）
を満たすように設定するようにした。これに、上述のｒについての式（２）、
３．７≦ｒ≦８．３……（２）
を加え、間隙ｄ、先端余白Ｐ１の最小値Ｌ、距離ｒがこれらの式（６），（７），（２）を満たすように設定することにより、先端余白Ｐ１の最小値Ｌがばらついた場合であっても、トナー像定着後のシートＰが定着ベルト３２に巻き付くことを防止して、シートＰを定着ベルト３２から確実に分離させることができる。

なお、本実施形態においては、間隙ｄ、先端余白Ｐ１の最小値Ｌ、距離ｒを、上述の式（６），（７），（２）を満たすように設定することで、トナー像定着後のシートＰの分離を確実に行うようにしている。しかし、本発明では間隙ｄと最小値Ｌとの関係が、少なくとも式（６）を満たすように設定されていれば良く、これらが設定されていない場合と比較して、分離性能を向上させることができる。

＜変形実施形態の説明＞
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば次のような変形実施形態を取ることができる。

（１）上記実施形態では、加熱回転体が定着ベルト３２である場合を例に説明した。これに代えて、図８（Ａ）に示すように、定着ベルト３２を用いず、内部にハロゲンヒータ５１等の加熱部材を有する定着ローラ３０１が直接、加圧ローラ３３に圧接される構成としても良い。分離板３４の配置は、上記実施形態と同様である。この場合、図８（Ｂ）に示すように、内部にハロゲンヒータ５１を有する加熱ローラ５２を、加熱部材を具備しない定着ローラ３０２の外周面に当接させるようにして、定着ローラ３０２を加熱するようにしても良い。

（２）本発明は、誘導加熱方式を採用した定着装置にも勿論適用できる。図９（Ａ）、（Ｂ）にその実施形態を示す。図９（Ａ）に示すように、定着ベルト３２を用いる場合、支持ローラ３１１の外周面に対向して誘導加熱コイル５３を配置し、定着ベルト３２を誘導加熱させるようにすれば良い。定着ベルト３２が用いられない場合は、図９（Ｂ）に示すように、誘導加熱され得る定着ローラ３０３の外周面に対向して誘導加熱コイル５３を配置すれば良い。

（３）或いは図１０に示すように、加熱回転体として単体の定着ベルト３０４を用いると共に、この定着ベルト３０４の内壁面に接触するように、セラミックヒータアレイ等からなる加熱体５４を設けた定着装置にも、本発明は適用され得る。

（４）さらに、図１１（Ａ）に示すように、例えば図８（Ａ）の加圧ローラ３３に代えて、一対のローラ３３２、３３３と、これに架け渡された押圧無端ベルト３３４とで構成される押圧ユニット３３１を用いた定着装置としても良い。或いは、図１１（Ｂ）に示すように、加圧ローラ３３に代えて、押圧無端ベルト３３６と押圧パッド３３７とで構成される押圧ユニット３３５を用いた定着装置とすることもできる。

（５）上記実施形態では、定着ベルト３２に対してのみ、分離板３４を配置する例を示したが、これに限らず、加圧ローラ３３の側にも分離板を配置するようにしても良い。図１２（Ａ）は、定着ベルト３２に対して第１分離板３４１を、加圧ローラ３３に対して第２分離板３４２を各々配置した例を示している。また、図１２（Ｂ）は、定着ローラ３０１に対して第１分離板３４１を、加圧ローラ３３に対して第２分離板３４２を各々配置した例を示している。

両面印刷可能な画像形成装置の定着装置では、加圧ローラ３３側にシートのトナー定着面が位置することがあるため、シートが加圧ローラ３３に巻き付く場合があり得る。そこで、図１２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、加圧ローラ３３の側にも第２分離板３４２を配置することで、加圧ローラ３３にシートが巻き付いた場合であっても、これを分離することができる。或いは、図１３に示すように、定着ローラ３０１に別途のシート分離機構が適用されるならば、加圧ローラ３３側だけに分離板３４３を配置するようにしても良い。

（６）上述の画像形成装置は一例を示したものであり、本発明に係る定着装置は、シート上に未定着トナー像を担持させ、この未定着トナー像を加熱・加圧することでシート上に溶融固着させる方式の任意の画像形成装置に適用することができる。例えば、感光ドラム上に形成したトナー像を、一旦、中間転写体（例えば、中間転写ベルト）に転写し、さらに中間転写体からシートに転写する、いわゆる中間点方式の画像形成装置や、複数の色のトナーによって画像を形成するカラーの画像形成装置などにも適用することができる。

（７）本発明は、シート上にトナーを定着させる場合に限らず、シート状部材の表面に熱溶融性の薄層部材を溶融固着させるシート処理装置にも広く適用できる。例えば、先端余白に相当する領域を除いて、シートの片面または両面に熱可塑性の合成樹脂層を形成し、これを加熱加圧することで合成樹脂層をシートに溶融固着させる場合にも適用できる。

本発明に係る定着装置を備えた画像形成装置の概略構成を模式的に示す図である。 本発明に係る定着装置の一例を説明する拡大模式図である。 トナー量及びシートの先端余白の最小値と、シートの巻き付きとの関係を説明するグラフである。 分離板の先端の間隙及びシートの先端余白の最小値Ｌと、シートの巻き付きとの関係を説明するグラフである。 定着ベルトに対する分離板の先端の位置を説明する図である。 分離板の先端の位置を変更するためのプレートの枚数と距離との関係を説明する表形式の図である。 定着装置の模式的な上面図である。 本発明の他の実施形態に係る定着装置の模式図である。 本発明の他の実施形態に係る定着装置の模式図である。 本発明の他の実施形態に係る定着装置の模式図である。 本発明の他の実施形態に係る定着装置の模式図である。 本発明の他の実施形態に係る定着装置の模式図である。 本発明の他の実施形態に係る定着装置の模式図である。 （Ａ）は距離測定用の測定治具の分解斜視図、（Ｂ）は組立状態とされた測定治具の斜視図である。 測定治具により距離が測定されている状態を示す図である。

符号の説明

１……定着装置、２……画像形成装置、１０……シート搬送部、１１……画像形成部、１２……定着部、３０……定着ローラ、３２……定着ベルト（定着回転体）、３３……加圧ローラ（加圧回転体）、３４……分離板（分離部材）、ｄ……分離板の先端と定着ベルトの表面との間隙、Ｌ……先端余白の最小値、Ｎ……定着ニップ、Ｎ１……上流端、Ｎ２……下流端、Ｐ……シート、Ｐ１……先端余白、ｒ……定着ニップ内の下流端から分離部材の先端までの距離、Ｓ……分離板の先端、ｔ……トナー像，トナー

Claims (9)

1. シート表面に担持された未定着トナー像を、加熱加圧してシート表面に溶融固着させる定着装置であって、
   前記シートを加熱するための加熱回転体と、
   前記加熱回転体に所定の圧力で当接されてニップ部を形成する加圧回転体と、
   前記ニップ部の下流側において前記加熱回転体及び／又は前記加圧回転体の表面に微小間隙を介して対向する先端を有し、前記加熱回転体及び／又は前記加圧回転体に連れ回りしようとする前記シートを前記先端で引っ掛けて分離する分離部材と、を備え、
   前記分離部材の先端と前記加熱回転体及び／又は前記加圧回転体の表面との間隙をｄ（ｍｍ）、前記シートの先端における画像形成がなされない先端余白の最小値をＬ（ｍｍ）としたときに、ｄとＬとの間に、
   ｄ＋１．５≦Ｌ≦３ｄ＋１．５
   の関係が成立し、
   前記ニップ部の下流端から前記分離部材の先端までの距離をｒ（ｍｍ）とするときに、前記分離部材の先端の位置について、
   ３．７≦ｒ≦８．３
   ０．３≦ｄ≦０．６
   が成立することを特徴とする定着装置。
2. 前記加熱回転体が定着ベルトであり、
   前記定着ベルトは、定着ローラと加熱ローラとに掛け渡され、前記定着ローラが前記加圧回転体に向けて圧接されていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記加熱回転体が、加熱部材が付設された定着ローラからなることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
4. 前記加熱回転体及び／又は前記加圧回転体に対する前記分離部材の先端位置を調整可能とする調整機構をさらに備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の定着装置。
5. 前記調整機構は、前記分離部材を移動可能に支持する支持アームを含むことを特徴とする請求項４に記載の定着装置。
6. 前記調整機構は、
   前記ニップ部の下流側において、前記分離部材を前記加熱回転体及び／又は前記加圧回転体の表面に沿って移動可能に支持する支持アームと、
   前記分離部材の先端と前記加熱回転体及び／又は前記加圧回転体の表面との間隙を決定するスペーサと、
   を含むことを特徴とする請求項４に記載の定着装置。
7. 前記分離部材の先端におけるシートに接触する部分に設けられる、離型性に優れた部材をさらに備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の定着装置。
8. シートを搬送するシート搬送部と、
   前記シート搬送部によって搬送されたシートにトナー像を形成する画像形成部と、
   前記画像形成部においてシート上に形成されたトナー像を加熱加圧してシート表面に溶融固着させる定着部と、を備え、
   前記定着部として、請求項１〜７のいずれかに記載の定着装置が適用されることを特徴とする画像形成装置。
9. シート表面に形成された熱溶融性の薄層部材を、加熱加圧してシート表面に溶融固着させるシート処理装置であって、
   所定の圧力で当接されてニップ部を形成し、前記シートを前記ニップ部で加熱加圧して通過させる第１回転体及び第２回転体と、
   前記ニップ部の下流側において前記第１回転体及び／又は前記第２回転体の表面に微小間隙を介して対向する先端を有し、前記第１回転体及び／又は前記第２回転体に連れ回りしようとする前記シートを前記先端で引っ掛けて分離する分離部材と、を備え、
   前記分離部材の先端と前記第１回転体及び／又は前記第２回転体の表面との間隙をｄ（ｍｍ）、前記シートの先端における前記薄層部材の形成がなされない先端領域の最小値をＬ（ｍｍ）としたときに、ｄとＬとの間に、
   ｄ＋１．５≦Ｌ≦３ｄ＋１．５
   の関係が成立し、
   前記ニップ部の下流端から前記分離部材の先端までの距離をｒ（ｍｍ）とするときに、前記分離部材の先端の位置について、
   ３．７≦ｒ≦８．３
   ０．３≦ｄ≦０．６
   が成立することを特徴とするシート処理装置。
   

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