JP5208604B2 - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタなどの定着装置および画像形成装置に関する。

従来より、定着装置において、記録材である用紙の分離性などを改善するために、特許文献１や特許文献２に記載するように、加熱部材と加圧部材との間に形成されたニップの長手方向において、複数の分離爪を加熱部材の回転方向にずらして配置した構成が提案されてきた。

特開２００５−２４７００号公報 特開平５−２８１８７２号公報

ところで、定着装置において、分離爪は加熱部材である加熱ローラに圧接している。そして、加熱ローラと分離爪はともに、用紙の分離性とトナーの分離性を上げるために、樹脂などによってコーティングがなされている。

また、加熱ローラはその長手方向において、中央部が両端部に比べて温度が高い。そのため、複数の分離爪をニップの長手方向において横一列に配置した場合、中央部に配置された分離爪の先端部と加熱ローラとの摺動性は、両端部に配置された分離爪の先端部と加熱ローラとの摺動性に比べて高くなる。従って、両端部に配置された分離爪の先端部の方が、加熱ローラ表面上を滑りにくく、両端部に配置された分離爪の先端部のコーティング膜の方が、中央部に配置された分離爪の先端部のコーティング膜より、加熱ローラとの摺動によって削られる量は多くなる傾向にある。

この結果、両端部に配置された分離爪の先端部のコーティング膜が相対的に早く削られ、分離爪の基材が剥き出しになり、剥き出しになった分離爪の基材が加熱ローラ表面のコーティング膜を削り取るため、加熱ローラの寿命が短くなるという問題があった。

それゆえに、本発明の主たる目的は、加熱部材の長寿命化を図ることができると共に、記録材の分離性にも優れた定着装置および画像形成装置を提供することである。

請求項１に係る発明は、加熱部材と、加熱部材に圧接して加熱部材との間にニップを形成した加圧部材と、加熱部材の表面に先端部が圧接した状態でニップの長手方向に複数配置された分離爪とを備え、画像を担持した記録材をニップで挟持搬送させて加熱する定着装置であって、複数の分離爪は、分離爪の先端部の表面がコーティング膜で被覆されており、ニップの長手方向において端部分に配置された分離爪の先端Ｒが、中央部分に配置された分離爪の先端Ｒと比較して大きいことを特徴とする、定着装置である。

請求項１の発明では、端部分に配置された分離爪の先端Ｒを、中央部分に配置された分離爪の先端Ｒと比較して大きくしているため、端部分に配置された分離爪の先端部のコーティング膜厚が、中央部分に配置された分離爪の先端部のコーティング膜厚より厚くなる。そのため、中央部分に配置された分離爪の先端部のコーティング膜のほうが削られる量は多くても、分離爪の基材が剥き出しにならず、分離爪の基材が加熱部材表面のコーティング膜を削り取る心配がなくなる。

請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明に従属する発明であって、複数の分離爪は、複数の分離爪のうちでニップの長手方向において中央部分に配置された分離爪から記録材に先に接触するように配置されていることを特徴とする、定着装置である。

一般に、分離爪の先端Ｒを大きくすると、用紙の分離性が低下する傾向にある。そのため、請求項２の発明では、中央部分に配置された分離爪から記録材に先に接触するように複数の分離爪を配置することにより、用紙の分離性の低下を防止することができる。

また、請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に係る発明に従属する発明であって、複数の分離爪は、ニップの長手方向において中央部分に配置された分離爪から端部分に配置された分離爪に向かって、順次加熱部材の回転方向下流にずらして配置されていることを特徴とする、定着装置である。

請求項３の発明では、中央部分に配置された分離爪から端部分に配置された分離爪に向かって、順次加熱部材の回転方向下流にずらして配置することにより、簡素な構成で容易に中央部分に配置された分離爪から記録材に先に接触させて、用紙の分離性を向上させることができる。

また、請求項４に係る発明は、請求項１〜請求項３のいずれかに係る発明に従属する発明であって、複数の分離爪は、ニップの長手方向において端部分に配置された分離爪の先端部と加熱部材との接触量が、中央部分に配置された分離爪の先端部と加熱部材との接触量と比較して大きいことを特徴とする、定着装置である。

請求項４の発明では、端部分に配置された分離爪の先端部と加熱部材との接触量を、中央部分に配置された分離爪の先端部と加熱部材との接触量と比較して大きくしているため、端部分に配置された分離爪の先端部と加熱部材との接触部分の圧力が分散し、両端部に配置された分離爪の先端部のコーティング膜の削減量が少なくなり、より一層加熱部材の長寿命化を図ることができる。

また、請求項５に係る発明は、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の定着装置を備えたことを特徴とする、画像形成装置である。

請求項５の発明では、端部分に配置された分離爪の先端Ｒを、中央部分に配置された分離爪の先端Ｒに比べて大きくして、端部分に配置された分離爪の先端部のコーティング膜厚を、中央部分に配置された分離爪の先端部のコーティング膜厚より厚くしているため、加熱部材の長寿命化を図ることができると共に、記録材の分離性にも優れた画像形成装置が得られる。

本発明によれば、中央部に配置された分離爪の先端Ｒを、両端部に配置された分離爪の先端Ｒと比較して大きくしたので、加熱部材の長寿命化を図ることができると共に、記録材の分離性にも優れた定着装置や画像形成装置が得られる。

本発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明を実施するための最良の形態の説明から一層明らかとなろう。

図１は本発明に係る定着装置を備えた画像形成装置１を示す概略構成図である。

感光体ドラム２４は駆動手段によって図示矢印の時計回り方向に所定速度で駆動される。感光体ドラム２４の外周近傍には、帯電器３２、現像器２２、転写ローラ２３、摺擦部材３０が設けられている。感光体ドラム２４は帯電器３２にて表面が帯電される。感光体ドラム２４の回転方向における帯電器３２の下流側には、レーザースキャニングユニット２６が配置されている。レーザースキャニングユニット２６から放射されたレーザ光Ｌは、反射ミラー２８を介して感光体ドラム２４上に照射され、静電潜像が形成される。

レーザースキャニングユニット２６の下流側には、現像器２２が配置されている。現像器２２は、ブラックのトナーを感光体ドラム２４に付与するためのものである。現像器２２に対して、トナーカートリッジ２０が配設されている。

現像器２２の下流側には、転写ローラ２３が配置されている。さらに、転写ローラ２３の下流側には、感光体ドラム２４に残ったトナーを除去するための摺擦部材３０が配置されている。

一方、ピックアップローラ４２はブラックトナー像と同期して給紙カセット２から被記録材としての用紙Ｐを引き出し、分離ローラ１８と給紙ローラ４４とを介して給紙する。用紙Ｐには感光体ドラム２４上に形成されたトナー像が転写され、定着装置４６に搬入される。トナー画像を転写された用紙Ｐは、定着装置４６で定着され、印刷物として機外に排出されて排紙トレイ５０上に積載される。

次に、定着装置４６について説明する。定着装置４６は加熱部材（加熱ローラ）５８と加圧部材（加圧ローラ）５９を備え、両者の圧接により定着ニップ部Ｎを形成させる。そして、加熱ローラ５８と加圧ローラ５９の圧接で形成される定着ニップ部Ｎで、トナー画像を転写された用紙Ｐを挟持搬送させて加熱する。

図２は定着装置４６の上側ユニット（加熱ローラ５８）を下側から見た斜視図である。加熱ローラ５８は、電磁誘導コイルなどのヒータを内蔵し、金属製のパイプの外周面をシリコーンゴムなどでコーティングしたものである。

分離爪６０ａ〜６０ｄは定着ニップ部Ｎの長手方向に配置され、それぞれスプリング６２のばね力によって先端部６４が加熱ローラ５８の表面に圧接している。そして、図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、分離爪６０ａ〜６０ｄは、定着ニップ部Ｎの長手方向において両端部分に配置されている分離爪６０ａ，６０ｄの先端部６４の先端Ｒが、中央部分に配置されている分離爪６０ｂ，６０ｃの先端部６４の先端Ｒに比べて大きく設計されている。具体的には、中央部分に配置されている分離爪６０ｂ，６０ｃの先端部６４の先端Ｒが０．００５〜０．０２ｍｍ(代表値：０．０１ｍｍ)であり、両端部分に配置されている分離爪６０ａ，６０ｄの先端部６４の先端Ｒが０．０３〜０．０７ｍｍ(代表値：０．０５ｍｍ)である。

分離爪６０ａ〜６０ｄの基材６８の表面は、ＰＴＦＥやＰＴＡなどのコーティング膜６６にて被覆されている。コーティング膜６６は厚さが１〜５μｍ程度であり、液状のコーティング剤を分離爪６０ａ〜６０ｄに塗布した後、焼成して固着させることによって形成されている。

ここに、分離爪６０ａ〜６０ｄの先端部６４は表面張力の関係で、他の部分よりコーティング剤が載りにくく、コーティング膜６６の厚さは薄くなる傾向にある。特に、中央部分に配置されている分離爪６０ｂ，６０ｃの先端部６４のように尖った形状の場合、コーティング膜６６の厚さは極めて薄い。一方、両端部分に配置されている分離爪６０ａ，６０ｄの先端部６４のように円弧形状の場合、コーティング膜６６は厚くなる。なお、分離爪６０ａ，６０ｄの先端Rの大きい方が、先端部６４におけるコーティング膜６６の厚さを厚くできるが、用紙Ｐの分離性は低下し、爪ジャムが発生する心配がある。従って、用紙Ｐの分離性とコーティング膜６６の厚さのバランスを考慮して先端Rの大きさを設定している。

さらに、図４に示すように、分離爪６０ａ〜６０ｄは、定着ニップ部Ｎの長手方向において中央部分に配置された分離爪６０ｂ、６０ｃから両端部分に配置された分離爪６０ａ，６０ｄに向かって、順次加熱ローラ５８の回転方向下流にずらして配置されている。これは、前述したように、分離爪６０ａ，６０ｄの先端Ｒを大きくすると、一般に用紙Ｐの分離性が低下する傾向にあるため、先端Ｒの大きい分離爪６０ａ，６０ｄから用紙Ｐに先に接触するように配置することにより、用紙Ｐの分離性を向上させたものである。

以上の構成からなる定着装置４６において、分離爪６０ａ〜６０ｄは加熱ローラ５８の表面上を摺動しているため、分離爪６０ａ〜６０ｄの先端部６４のコーティング膜６６は摩擦により削られる。ここに、加熱ローラ５８はその長手方向において、中央部が両端部に比べて温度が高い。そのため、中央部に配置された分離爪６０ｂ，６０ｃの先端部６４と加熱ローラ５８との摺動性は、両端部に配置された分離爪６０ａ，６０ｄの先端部６４と加熱ローラ５８との摺動性に比べて高くなる。従って、両端部に配置された分離爪６０ａ，６０ｄの先端部６４の方が、加熱ローラ５８表面上を滑りにくく、両端部に配置された分離爪６０ａ，６０ｄの先端部６４のコーティング膜６６の方が、中央部に配置された分離爪６０ｂ，６０ｃの先端部６４のコーティング膜６６より、加熱ローラ５８との摺動によって削られる量は多くなる。

しかし、本定着装置４６は、定着ニップ部Ｎの長手方向において両端部に配置された分離爪６０ａ，６０ｄの先端Ｒを、中央部に配置された分離爪６０ｂ，６０ｃの先端Ｒと比較して大きくしているため、分離爪６０ａ，６０ｄの先端部６４のコーティング膜６６の厚さが、分離爪６０ｂ，６０ｃの先端部６４のコーティング膜６６の厚さより厚くなっている。つまり、分離爪６０ａ，６０ｄは加熱ローラ５８の長寿命化機能を重視したものであり、分離爪６０ｂ，６０ｃは用紙Ｐの分離性機能を重視したものであるということができる。

そのため、両端部に配置された分離爪６０ａ，６０ｄの先端部６４のコーティング膜６６の方が加熱ローラ５８との摺動によって削られる量は多くても、分離爪６０ａ，６０ｄの基材６８が剥き出しにならず、分離爪６０ａ，６０ｄの基材６８が加熱ローラ５８の表面に形成されているコーティング膜を削り取る心配がなくなる。そして、中央部に配置された分離爪６０ｂ，６０ｃは、先端Ｒが小さいため、用紙Ｐの分離性に優れている。この結果、加熱ローラ５８の長寿命化を図ることができると共に、用紙Ｐの分離性にも優れた画像形成装置１が得られる。

また、図５に示すように、分離爪６０ａ〜６０ｄのうち、定着ニップ部Ｎの長手方向において両端部に配置された分離爪６０ａ，６０ｄの先端部６４の幅を広げて加熱ローラ５８との線接触を長くするようにしてもよい。これにより、両端部に配置された分離爪６０ａ，６０ｄの先端部６４と加熱ローラ５８との接触量が、中央部に配置された分離爪６０ｂ，６０ｃの先端部６４と加熱ローラ５８との接触量と比べて大きくなる。この結果、両端部に配置された分離爪６０ａ，６０ｄの先端部６４と加熱ローラ５８との接触部分の圧力が分散し、分離爪６０ａ，６０ｄの先端部６４のコーティング膜６６の削減量が少なくなり、より一層加熱ローラ５８の長寿命化を図ることができる。

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々に変形される。

本発明に係る画像形成装置を示す概略構成図である。 本発明に係る定着装置の上側ユニットを下側から見た斜視図である。 （Ａ）は中央部分に配置されている分離爪の先端部の拡大断面図であり、(Ｂ)は両端部分に配置されている分離爪の先端部の拡大断面図である。 加熱ローラと分離爪の位置関係を示す概略図である。 本発明に係る定着装置の他の実施形態を示す概略図である。

符号の説明

１ 画像形成装置
４６ 定着装置
５８ 加熱ローラ
５９ 加圧ローラ
６０ａ〜６０ｄ 分離爪
６４ 先端部
６６ コーティング膜
Ｎ 定着ニップ部

Claims (5)

1. 加熱部材と、前記加熱部材に圧接して前記加熱部材との間にニップを形成した加圧部材と、前記加熱部材の表面に先端部が圧接した状態で前記ニップの長手方向に複数配置された分離爪とを備え、画像を担持した記録材を前記ニップで挟持搬送させて加熱する定着装置であって、
   複数の前記分離爪は、分離爪の先端部の表面がコーティング膜で被覆されており、前記ニップの長手方向において端部分に配置された前記分離爪の先端Ｒが、中央部分に配置された前記分離爪の先端Ｒと比較して大きいことを特徴とする、定着装置。
2. 複数の前記分離爪は、前記複数の分離爪のうちで前記ニップの長手方向において中央部分に配置された前記分離爪から前記記録材に先に接触するように配置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. 複数の前記分離爪は、前記ニップの長手方向において中央部分に配置された前記分離爪から端部分に配置された前記分離爪に向かって、順次前記加熱部材の回転方向下流にずらして配置されていることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の定着装置。
4. 複数の前記分離爪は、前記ニップの長手方向において端部分に配置された前記分離爪の先端部と前記加熱部材との接触量が、中央部分に配置された前記分離爪の先端部と前記加熱部材との接触量と比較して大きいことを特徴とする、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の定着装置。
5. 請求項１〜請求項４のいずれかに記載の定着装置を備えたことを特徴とする、画像形成装置。

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