JP5610150B2 - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、記録媒体上の現像剤像を定着させる定着装置、及びその定着装置を備えた画像形成装置に関する。

複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等の画像形成装置において、記録媒体上に担持されたトナー画像を定着させる定着装置として、加熱加圧方式の定着装置が多く採用されている。この種の定着装置は、一般的に、ハロゲンヒータ等の加熱源によって加熱される定着回転体と、これに接触して定着ニップを形成する加圧回転体とを備える。画像の定着処理を行う場合は、定着ニップに記録媒体を通過させて、記録媒体を加熱及び加圧し、記録媒体に担持されたトナー画像を加熱溶融させて定着させる。しかし、このとき溶融したトナーの粘着力によって記録媒体が定着回転体の表面に貼り付くことがあり、これにより記録媒体が定着ニップから良好に排出されなくなる不具合が生じる。

上記不具合を解決するために、例えば特許文献１（特開平７−１４０８３１号公報）には、記録媒体を定着回転体から剥離（分離）させるために、定着回転体に対してカウンタ方向に先端が接触するブレード形状や楔形状の分離爪等の分離部材を備えた定着装置が提案されている。しかしながら、このような定着装置においては、分離部材を定着回転体に接触させた状態で定着回転体を回転させるため、経時的に定着回転体の表面が摩耗し、その結果、画像上に光沢ムラやスジ等のノイズが発生するといった問題がある。

このような画像品質の問題を解決するために、特許文献２（特開平４−１２５５８３号公報）や特許文献３（特開２００３−１８６３３６号公報）において、搬送される記録媒体を検知したセンサの検知信号に基づいて、ソレノイドが分離部材を定着装置から離間させる定着装置が提案されている。この定着装置によれば、通紙時にのみ分離部材を定着回転体に接触させ、それ以外のときは分離部材を定着回転体から離間させることができる。これにより、分離部材が定着回転体に接触している時間を削減することができるので、分離部材の接触による定着回転体の摩耗量が減少し、定着装置の寿命を延ばすことができる。

近年、画像形成装置に関する低コスト化の要求は、画像形成装置自体の低コスト化だけではなく、ユーザーが１ページ印刷するごとに負担するコストの低減も要求されるのが一般的である。従って、画像形成装置の製品寿命を長くすることと、交換ユニットの低コスト化が必要である。定着装置は定着回転体や加圧回転体等の消耗部品を搭載しているため、これを交換ユニットとすることにより、画像形成装置の製品寿命を長くすることができる。一方、画像形成装置の製品寿命まで使用可能な部品は、交換ユニットとしての定着装置内に搭載しない方が経済的である。

例えば、上記特許文献２又は３に記載の定着装置において、定着装置を画像形成装置本体に対して着脱可能に構成した場合に、寿命が残っているソレノイドまで一緒に交換すると、不経済であり、交換コストが高コストとなる問題がある。また、この問題を解決するために、ソレノイドを定着装置から分離可能に構成することも考えられる。しかし、特許文献２又は３に記載の定着装置において、定着装置からソレノイドを分離すると、分離部材がバネの付勢力によって定着回転体に当接した状態で保持される。このため、何らかの理由で定着装置の製品寿命が終える前に定着装置からソレノイドを分離した状態で長期間放置した場合は、分離部材が当接することによる定着部材の変形（永久歪み）が生じ、その後に定着装置を使用する場合に定着不良が生じる虞がある。

本発明は、斯かる事情に鑑み、ソレノイド等の駆動手段を定着装置から分離可能に構成して交換コストの低減を図ると共に、前記駆動手段が定着装置から分離しても、分離部材を定着部材に対して離間した状態で保持することが可能な定着装置、及びその定着装置を備えた画像形成装置を提供しようとするものである。

請求項１の発明は、加熱源によって加熱される定着部材と、前記定着部材に当接して定着ニップを形成する対向部材と、前記定着部材に当接し前記定着ニップを通過した記録媒体を前記定着部材から分離する分離部材を備え、画像形成装置本体に対して着脱可能に構成された定着装置において、前記分離部材と前記定着部材との当接を解除する方向に付勢力を作用させる当接解除方向付勢手段と、前記当接解除方向付勢手段の付勢力に抗して前記分離部材を前記定着部材に当接させる方向に駆動する駆動手段とを備え、前記駆動手段を定着装置本体に対して分離可能に構成し、前記駆動手段の駆動力を受けて前記分離部材を前記定着部材に対して離間させるための複数のリンク部材を設け、それらのリンク部材のうち、駆動手段側に設けられたリンク部材と、定着装置本体側に設けられたリンク部材とを、係脱可能に構成すると共に、前記駆動手段側に設けられたリンク部材と、前記定着装置本体側に設けられたリンク部材とが、画像形成装置本体に対する定着装置本体の離脱時に、互いに非接触となるように構成したものである。

このように、駆動手段側に設けられたリンク部材と、定着装置本体側に設けられたリンク部材とを、係脱可能に構成することにより、駆動手段が定着装置本体に対して分離可能となる。駆動手段を定着装置本体に対して分離可能に構成することにより、駆動手段を定着装置と一体的に交換しなくてもよくなる。このため、駆動手段を定着装置の製品寿命に関係なく継続して使用することができるようになり、交換コストの低コスト化を図れる。また、駆動手段を定着装置本体から分離しても、当接解除方向付勢手段の付勢力によって分離部材を定着部材から離間させておくことができる。このため、定着装置から駆動手段を分離した状態で長期間に亘って放置しても、分離部材が当接することによる定着部材の変形（永久歪み）が生じることがなく、定着不良の発生を防止することが可能である。また、駆動手段側に設けられたリンク部材と、定着装置本体側に設けられたリンク部材とが、画像形成装置本体に対する定着装置本体の離脱時に、互いに非接触となるようにすることで、リンク部材同士が干渉することがなく、離脱作業をスムースに行うことができる。

請求項２の発明は、請求項１に記載の定着装置において、前記駆動手段を画像形成装置本体側に設けたものである。

この場合、定着装置を画像形成装置本体から取り外した際、駆動手段は定着装置本体から分離されて画像形成装置本体側に駆動手段を残すことができる。

請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の定着装置において、前記駆動手段がソレノイドであって、前記ソレノイドを定着装置筐体外に設けたものである。

この場合、高コストな部品であるソレノイドを、上記と同様に、定着装置の製品寿命に関係なく継続して使用することができるので、経済的であり、交換コストの低コスト化を図れる。また、ソレノイドは、周囲が高温となることにより吸引力が低下する傾向にあるが、ソレノイドを定着装置筐体外に設けることで、ソレノイドが定着装置の熱の影響を受けにくくなり、吸引力の低下を抑制することが可能である。また、熱によるソレノイドの吸引力低下を抑制できることで、より出力の小さい低電力なソレノイドを採用することが可能となる。

請求項４の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の定着装置において、前記駆動手段又は前記駆動手段側に設けられたリンク部材の自重により、当該リンク部材を前記定着装置本体側に設けられたリンク部材に対して非接触となる方向へ付勢するように構成したものである。

この場合、リンク部材を非接触状態に維持するための付勢手段を別途設ける必要がないため、低コスト化及び小型化を図ることが可能である。

請求項５の発明は、請求項４に記載の定着装置において、前記駆動手段側に設けられたリンク部材が前記定着装置本体側に設けられたリンク部材に対して非接触となるように位置決めする非接触位置決め手段を設けたものである。

駆動手段側に設けられたリンク部材が非接触位置決め手段によって位置決めされることにより、当該リンク部材を定着装置本体側に設けられたリンク部材に対して確実に非接触状態となるように配置することができる。

請求項６の発明は、請求項５に記載の定着装置において、前記駆動手段と前記駆動手段側に設けられたリンク部材と前記非接触位置決め手段とを、画像形成装置本体側に設けられた同一部材に配設したものである。

駆動手段と駆動手段側に設けられたリンク部材と非接触位置決め手段とを、画像形成装置本体側に設けられた同一部材に設けることにより、リンク部材の位置決め精度が向上する。

請求項７の発明は、請求項１から６のいずれか１項に記載の定着装置において、定着装置本体に設けられたカバー部に、前記駆動手段側に設けられたリンク部材を挿入して前記定着装置本体側に設けられたリンク部材に係合するための開口部を設けたものである。

この開口部を通して、駆動手段側のリンク部材と定着装置本体側のリンク部材とを互いに係脱することができる。

請求項８の発明は、請求項１から７のいずれか１項に記載の定着装置において、前記分離部材を前記定着部材に対して所定の離間位置に位置決めする離間位置決め手段を、前記定着装置本体側に設けたものである。

離間位置決め手段を定着装置本体側に設けることにより、定着装置を着脱しても、離間位置決め手段によって分離部材を所定の離間位置に位置決めしておくことができる。

請求項９の発明は、請求項１から８のいずれか１項に記載の定着装置を備えた画像形成装置である。

画像形成装置が請求項１から８のいずれか１項に記載の定着装置を備えているので、これらの定着装置による上記効果が得られる。

本発明によれば、定着装置の交換時に駆動手段を分離して継続使用することができるので、交換コストの低減を図れる。また、駆動手段が定着装置から分離しても、分離部材を定着部材に対して離間した状態で保持することが可能である。このため、定着装置から駆動手段を分離した状態で長期間に亘って放置しても、分離部材が当接することによる定着部材の変形（永久歪み）が生じることがなく、定着不良の発生を防止できる。

本発明のカラー画像形成装置の全体構成を示す概略図である。 本発明に係る定着装置の概略構成図である。 本発明に係る定着装置の概略構成図である。 本発明に係る定着装置と分離部材の駆動部の構成を模式的に示した概略図である。 本発明に係る定着装置と分離部材の駆動部の構成を模式的に示した概略図である。 本発明に係る定着装置と分離部材の駆動部の構成を模式的に示した概略図である。 本発明に係る定着装置と分離部材の駆動部の構成を模式的に示した斜視図である。 本発明に係る定着装置と分離部材の駆動部の構成を模式的に示した斜視図である。 本発明に係る定着装置と分離部材の駆動部の構成を模式的に示した斜視図である。 本発明に係る定着装置と分離部材の駆動部の構成を模式的に示した斜視図である。 本発明の他の実施形態に係る定着装置の概略構成図である。

以下、添付の図面に基づき、本発明について説明する。なお、本発明を説明するための各図面において、同一の機能もしくは形状を有する部材や構成部品等の構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すことにより一度説明した後ではその説明を省略する。

まず、図１に基づいて、本発明を適用する画像形成装置の全体構成について説明する。
図１は、本発明に係るカラー画像形成装置の概略構成図である。図１に示す画像形成装置本体１００には、画像形成ユニットとしての４つのプロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋが着脱可能に装着されている。各プロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋは、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の異なる色のトナーを収容している以外は同様の構成となっている。

具体的には、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋは、像担持体（潜像担持体）としてのドラム状の感光体２と、感光体２の表面を帯電させる帯電手段としての帯電ローラ３と、感光体２の表面にトナー（現像剤）を供給する現像手段としての現像装置４と、感光体２の表面をクリーニングするクリーニング手段としてのクリーニングブレード５を備えている。なお、図１では、イエローのプロセスユニット１Ｙが備える感光体２、帯電ローラ３、現像装置４、クリーニングブレード５のみに符号を付しており、その他のプロセスユニット１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋにおいては符号を省略している。

各プロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋの上方には、感光体２の表面を露光する露光手段（静電潜像形成手段）としての露光装置６が配設されている。露光装置６は、光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラー等を有し、画像データに基づいて各感光体２の表面へレーザ光を照射するようになっている。

また、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋの下方には、転写装置７が配設されている。転写装置７は、転写体としての無端状のベルトから構成される中間転写ベルト８を有する。中間転写ベルト８は、支持部材としての駆動ローラ９と従動ローラ１０に張架されており、駆動ローラ９が図の反時計回りに回転することによって、中間転写ベルト８は図の矢印に示す方向に周回走行（回転）するように構成されている。

４つの感光体２に対向した位置に、一次転写手段としての４つの一次転写ローラ１１が配設されている。各一次転写ローラ１１はそれぞれの位置で中間転写ベルト８の内周面を押圧しており、中間転写ベルト８の押圧された部分と各感光体２とが接触する箇所に一次転写ニップが形成されている。各一次転写ローラ１１は、図示しない電源に接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）及び／又は交流電圧（ＡＣ）が一次転写ローラ１１に印加されるようになっている。

また、駆動ローラ９に対向した位置に、二次転写手段としての二次転写ローラ１２が配設されている。この二次転写ローラ１２は中間転写ベルト８の外周面を押圧しており、二次転写ローラ１２と中間転写ベルト８とが接触する箇所に二次転写ニップが形成されている。二次転写ローラ１２は、一次転写ローラ１１と同様に、図示しない電源に接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）及び／又は交流電圧（ＡＣ）が二次転写ローラ１２に印加されるようになっている。

また、中間転写ベルト８の図の右端側の外周面には、中間転写ベルト８の表面をクリーニングするベルトクリーニング装置１３が配設されている。このベルトクリーニング装置１３から伸びた図示しない廃トナー移送ホースは、転写装置７の下方に配設された廃トナー収容器１４の入り口部に接続されている。

画像形成装置本体１００の下部には、紙やＯＨＰ等のシート状の記録媒体Ｐを収容した給紙カセット１５が配設されている。給紙カセット１５には、収容されている記録媒体Ｐを送り出す給紙ローラ１６が設けてある。一方、画像形成装置本体１００の上部には、記録媒体を外部へ排出するための一対の排紙ローラ１７と、排出された記録媒体をストックするための排紙トレイ１８とが配設されている。

また、画像形成装置本体１００内には、記録媒体Ｐを給紙カセット１５から二次転写ニップを通って排紙トレイ１８へ搬送するための搬送路Ｒが配設されている。搬送路Ｒにおいて、二次転写ローラ１２の位置よりも記録媒体搬送方向上流側には一対のレジストローラ１９が配設されている。また、二次転写ローラ１２の位置よりも記録媒体搬送方向下流側には、定着装置２０が配設されている。

定着装置２０は、加熱源によって加熱される定着部材としての定着ローラ２１と、その定着ローラ２１に当接して定着ニップを形成する対向部材としての加圧ローラ２２と、定着ローラ２１から記録媒体を分離させる分離部材２３等を有する。本実施形態では、定着ローラ２１と加圧ローラ２２が図示しない加圧手段によって互いに圧接されることにより、圧接箇所において定着ニップが形成されているが、この構成に限定されるものではない。例えば、定着部材と対向部材の少なくとも一方を無端状ベルトとし、そのベルトをローラ又はパッド等によって相手側に圧接させる構成としてもよい。また、定着部材と対向部材は、互いに圧接する場合に限らず、加圧を行わす単に接触させるだけの構成とすることも可能である。

以下、図１を参照して上記画像形成装置の基本的動作について説明する。
作像動作が開始されると、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋの感光体２が図示しない駆動装置によって図の時計回りに回転駆動され、各感光体２の表面が帯電ローラ３によって所定の極性に一様に帯電される。帯電された各感光体２の表面には、露光装置６からレーザ光がそれぞれ照射されて、それぞれの感光体２の表面に静電潜像が形成される。このとき、各感光体２に露光する画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。このように感光体２上に形成された静電潜像に、各現像装置４によってトナーが供給されることにより、静電潜像はトナー画像（現像剤像）として可視像化される。

駆動ローラ９が図の反時計回りに回転駆動されることにより、中間転写ベルト８が図の矢印で示す方向に走行駆動される。また、各一次転写ローラ１１に、トナーの帯電極性と逆極性の定電圧又は定電流制御された電圧が印加される。これにより、各一次転写ローラ１１と各感光体２との間の一次転写ニップにおいて転写電界が形成される。そして、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋの感光体２に形成された各色のトナー画像が、上記一次転写ニップにおいて形成された転写電界によって、中間転写ベルト８上に順次重ね合わせて転写される。かくして中間転写ベルト８はその表面にフルカラーのトナー画像を担持する。また、中間転写ベルト８に転写しきれなかった各感光体２上のトナーは、クリーニングブレード５によって除去される。そして、図示しない除電手段によって、感光体２の表面が除電され、その表面電位が初期化されて次の画像形成に備えられる。

また、作像動作が開始されると、給紙ローラ１６が回転して、給紙カセット１５から記録媒体Ｐが送り出される。送り出された記録媒体Ｐは、レジストローラ１９によってタイミングを計られて、二次転写ローラ１２と中間転写ベルト８との間の二次転写ニップに送られる。このとき二次転写ローラ１２には、中間転写ベルト８上のトナー画像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加されており、これにより、二次転写ニップに転写電界が形成されている。そして、二次転写ニップに形成された転写電界によって、中間転写ベルト８上のトナー画像が記録媒体Ｐ上に一括して転写される。その後、記録媒体Ｐは定着装置２０へと搬送され、定着ローラ２１と加圧ローラ２２によって記録媒体Ｐが加熱及び加圧されてトナー画像が定着される。トナー画像が定着された記録媒体Ｐは、分離部材２３によって定着ローラ２１から分離され、排紙ローラ１７によって排紙トレイ１８へと排出される。また、転写後の中間転写ベルト８上に残留するトナーは、ベルトクリーニング装置１３によって除去され、除去されたトナーは、廃トナー収容器１４へ搬送され回収される。

以上の説明は、記録媒体上にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作であるが、４つのプロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋのいずれか１つを使用して単色画像を形成したり、２つ又は３つのプロセスユニットを使用して、２色又は３色の画像を形成したりすることも可能である。

図２、図３は、本発明に係る定着装置と分離部材の接離機構の概略構成図である。
図２又は図３に示すように、定着装置２０が有する定着ローラ２１は、内部に配設された加熱源２４によって加熱されるようになっている。そして、この加熱源２４によって定着ローラ２１が所定の目標温度まで加熱された状態で、未定着画像を担持した記録媒体Ｐが、図の矢印の方向に回転する定着ローラ２１と加圧ローラ２２との間の定着ニップＮに進入することにより、記録媒体Ｐ上のトナーが溶融され、画像が定着される。

定着ローラ２１は、熱伝導性基体の周囲に弾性層を形成し、さらに被覆層で被覆された円筒状部材である。熱伝導性基体としては、所要の機械的強度を有し、熱伝導性の良好な炭素鋼材やアルミニウム材が主として用いられる。また、弾性層は、例えばシリコーンゴムやフッ素ゴム等の合成ゴムで形成される。さらに、弾性層の外側（外周面）の被覆層は、トナーとの離型性を良好とすると共に、弾性層の耐久性を高めるためのもので、熱伝導率が高く耐熱性に富む材料で形成される。例えば、フッ素樹脂（ＰＦＡ）チューブで被覆したもの、フッ素樹脂（ＰＦＡ又はＰＴＦＥ）塗料を塗布したもの、あるいはシリコーンゴム層やフッ素ゴム層を形成したもの等が被覆層として用いられる。

加圧ローラ２２は、芯金、その芯金の外側（外周）に形成された弾性層、及び弾性層を被覆する被覆層から成る円筒状部材である。芯金として、例えばＳＴＫＭ等が用いられ、弾性層として、シリコーンゴムやフッ素ゴム、あるいはこれらの発泡体が用いられる。被覆層は例えば離型性に富むＰＦＡ，ＰＴＦＡ等の耐熱性フッ素樹脂のチューブで形成される。

また、定着ローラ２１の周囲には、図示しない温度検知手段としてのサーミスタや、異常温度防止用のサーモスタット等が配設され、サーミスタからの検出信号により、定着ローラ２１の表面温度は所定の温度域内に維持されるように制御されている。

定着ニップＮよりも記録媒体搬送方向の下流側（図２又は図３の上側）には、分離部材２３が定着ローラ２１に対向して配設されている。本実施形態では、分離部材２３は定着ローラ２１の軸方向に渡って４個配設されている。ただし、分離部材２３の個数は４個に限定されるものではない。各分離部材２３は、支点２５を中心に互いに独立して回転可能に支持されている。分離部材２３が支点２５を中心に図の時計回り又は反時計回りに回転することにより、各分離部材２３の先端２３ａは定着ローラ２１に対して（互いに独立して）接近離間するようになっている。図２は分離部材２３が定着ローラ２１に対して離間している状態を示し、図３は分離部材２３が定着ローラ２１に対して当接している状態を示す。

また、図３において、定着ニップＮの出口（記録媒体搬送方向の下流端部）から、分離部材２３の先端２３ａが定着ローラ２１に当接する当接位置までの距離Ｄは、本実施形態では５ｍｍ〜６ｍｍに設定している。また、定着ニップＮの出口から排出される記録媒体Ｐの挙動を確認し、記録媒体Ｐが定着ローラ２１の表面から最も離間する位置で、分離部材２３の先端２３ａが当接するように上記距離Ｄを設定することにより、分離部材２３が記録媒体Ｐを分離する際に生じる負荷を低減することができ、記録媒体Ｐへのダメージを小さくすることが可能となる。

分離部材２３の素材としては、主にＰＦＡやＰＥＫ、ＰＥＥＫ等の離型性や摺動性の良い材料を用いられる。また、分離部材２３の表面をＰＦＡやテフロン（登録商標）離型性や摺動性の良い材料でコーティングしてもよい。

各分離部材２３の先端２３ａとは反対側の基端２３ｂ側には、当接方向付勢手段２６が配設されている。本実施形態では、当接方向付勢手段２６として引張コイルバネを用いているが、設置スペースや製造コストなどの諸条件に応じて、その他の付勢手段を当接方向付勢手段２６として用いることも可能である。この当接方向付勢手段２６によって、各分離部材２３は定着ローラ２１に対して当接させる方向に付勢されている。

また、各分離部材２３の基端２３ｂ側には、分離部材２３の定着ローラ２１への当接を解除可能な当接解除部材２７が配設されている。当接解除部材２７は、支点２８を中心に回転可能に支持されている。当接解除部材２７が支点２８を中心に図の時計回り又は反時計回りに回転することにより、当接解除部材２７の分離部材２３側の先端２７ａは分離部材２３の基端２３ｂに対して接近離間するようになっている。当接解除部材２７は、定着ローラ２１の軸方向と平行な方向に渡って延在しており、複数の分離部材２３の全てに対して当接可能に構成されている。

当接解除部材２７の素材としては、軽量でかつ所要の機械的強度を有するＰＰＳやＰＥＫ等の耐熱や耐摩耗性に優れた樹脂材量を用いることができる。本実施形態では、当接解除部材２７の軸方向（長手方向）に渡る撓み防止の観点から、特に支点２８となる回転軸部分をＳＵＳ材にて別体で形成しているが、装置の大きさや分離部材２３への付勢力に応じて材料選定を行うことが望ましい。

当接解除部材２７に駆動連結された図示しないリンク部材には、分離部材２３を定着ローラ２１に対して離間させるように当接解除部材２７を付勢する当接解除方向付勢手段２９が配設されている。なお、図２、図３においては、模式的に当接解除部材２７の基端２７ｂに当接解除方向付勢手段２９を配設している。当接解除方向付勢手段２９により当接解除部材２７の基端２７ｂが引っ張られることによって、当接解除部材２７の先端２７ａは分離部材２３の基端２３ｂに当接する方向に付勢されている。なお、設置スペースや製造コストなどの諸条件に応じて、その他の付勢手段を当接解除方向付勢手段２９として用いることも可能である。

また、当接解除部材２７を駆動させる駆動手段としてソレノイド３０が配設されている。ソレノイド３０は、コイルを内蔵するソレノイド本体３１と、前記コイル内で進退可能に装着されたプランジャ３２を有する。進退可能なプランジャ３２は、当接解除部材２７に駆動連結された図示しないリンク部材に連結されている。なお、図２、図３においては、模式的に当接解除部材２７の基端２７ｂにプランジャ３２を連結させている。そして、ソレノイド本体３１内のコイルが励磁され、プランジャ３２がソレノイド本体３１内へ吸引されて後退することにより、当接解除部材２７が駆動（回転）されるようになっている。

各分離部材２３の図の上側には、各分離部材２３を所定の離間位置に位置決めする離間位置決め手段３３が設けてある。このように、離間位置決め手段３３を設けることにより、部品寸法のばらつきや部品組付けのばらつきがあっても、各分離部材２３を定着ローラ２１の表面に対して適切な離間量をもって保持可能となっている。

定着ニップＮよりも記録媒体搬送方向の上流側（図２又は図３の下側）には、記録媒体Ｐを検知する記録媒体検知手段３４が配設されている。記録媒体検知手段３４は、支点３５を中心に揺動（又は回転）可能に支持された検知部３６を有する。通常、検知部３６は記録媒体Ｐの搬送路Ｒに交差した位置に配設されており（図２参照）、搬送される記録媒体Ｐが検知部３６に接触することで検知部３６が揺動し（図３参照）、記録媒体Ｐを検知する仕組みとなっている。また、記録媒体Ｐの通過後、検知部３６は、自重又は図示しない捩りコイルバネ等の付勢手段によって元の位置に戻り、図示しない位置決め部に当接して図２に示す所定の位置に保持されるようになっている。

記録媒体Ｐが検知部３６と接触することによって記録媒体Ｐの搬送姿勢に傾き（スキュー）が生じないように、検知部３６は搬送路Ｒの幅方向中央近傍に配設することが好ましい。このように検知部３６を配設することで、記録媒体Ｐを正しい姿勢で搬送することができ、画像の歪みや紙シワの発生などを防止して搬送信頼性を確保できる。

また、記録媒体検知手段３４を、上記のような記録媒体に接触することによって記録媒体を検知する接触式検知手段でなく、記録媒体に接触せずに記録媒体を検知する非接触式検知手段とすることも可能である。非接触式検知手段としては、例えば、反射型や透過型の光センサを用いることができる。非接触式検知手段を用いた場合は、記録媒体Ｐの搬送姿勢に傾き（スキュー）が生じる虞はない。

また、定着ニップＮの記録媒体搬送方向の上流側で記録媒体の詰まりの発生を検知する詰まり検知手段を設けている場合は、これを記録媒体検知手段３４として兼用してもよい。この場合は、記録媒体を検知するための専用の検知手段を設ける必要がなくなるので、装置の小型化や低コスト化を図れる。

上記ソレノイド３０は、記録媒体検知手段３４の検知信号に基づいて駆動されるように構成されている。詳しくは、ソレノイド３０と記録媒体検知手段３４とが、制御部３７及び駆動回路３８を介して電気的に接続されている。前記制御部３７は、内部にＩ／Ｏポートを有するＣＰＵである。搬送される記録媒体Ｐが記録媒体検知手段３４によって検知されると、その検知信号に基づいて制御部３７は駆動回路３８を介してソレノイド３０を駆動させるように構成されている。

以下、上記本発明に係る定着装置の動作について説明する。
図２に示す状態では、記録媒体検知手段３４によって記録媒体Ｐは検知されていない。従って、ソレノイド３０に駆動力は生じず、当接解除部材２７はソレノイド３０からの力は受けない。この場合、当接解除部材２７は、当接解除方向付勢手段２９からの付勢力を受けている。詳しくは、当接解除方向付勢手段２９によって当接解除部材２７の基端２７ｂが図の上方に引っ張られていることにより、当接解除部材２７には図の時計回り方向の力（回転モーメントＭ３）が作用している。この時計回り方向の力（回転モーメントＭ３）が作用することによって、当接解除部材２７の先端２７ａは、各分離部材２３の基端２３ｂを図の下方に押圧した状態となっている。

当接解除部材２７が各分離部材２３の基端２３ｂを図の下方に押圧していることにより、各分離部材２３には図の反時計回り方向の力（回転モーメントＭ２）が作用している。他方、当接方向付勢手段２６によって各分離部材２３の基端２３ｂが図の上方に引っ張られていることにより、各分離部材２３には時計回り方向の力（回転モーメントＭ１）が作用している。このように、各分離部材２３には互いに逆向きの力（回転モーメントＭ１と回転モーメントＭ２）が作用しているが、ここでは反時計回り方向の力（回転モーメントＭ２）の方が時計回方向の力（回転モーメントＭ１）よりも大きいため、各分離部材２３の先端２３ａは定着ローラ２１から離間した状態となっている。

すなわち、記録媒体Ｐが定着ニップＮに供給されない状況では、当接解除方向付勢手段２９が当接解除部材２７を介して分離部材２３に付与する当接解除方向の力（回転モーメントＭ２）を、当接方向付勢手段２６が分離部材２３に付与する当接方向の力（回転モーメントＭ１）よりも大きくなるようにしているので、各分離部材２３の定着ローラ２１への当接が解除されている。このように分離部材２３を離間させておくことで、分離部材２３の当接による定着ローラ２１の摩耗を抑制することができ、良好な画像形成を長期に亘って維持することが可能である。また、各分離部材２３は、離間位置決め手段３３に当接しており、それぞれ所定の離間位置に保持されている。

そして、図３に示すように、記録媒体Ｐが記録媒体検知手段３４の検知部３６に接触し、記録媒体Ｐが検知された場合、記録媒体検知手段３４からの信号によって制御部３７は駆動回路３８を介してソレノイド３０を駆動させる。詳しくは、ソレノイド３０に所定の電流が印加されることにより、プランジャ３２が吸引されソレノイド本体３１内へ後退する。これにより、当接解除部材２７の基端２７ｂは図の下方に引っ張られ、当接解除部材２７には図の反時計回り方向の力（回転モーメントＭ４）が作用する。他方、当接解除部材２７には当接解除方向付勢手段２９によって上記時計回り方向の力（回転モーメントＭ３）が作用しているが、この時計回り方向の力（回転モーメントＭ３）よりも、上記ソレノイド３０による反時計回り方向の力（回転モーメントＭ４）の方が大きいので、当接解除部材２７は図の反時計回りに回転する。その結果、当接解除部材２７の先端２７ａが各分離部材２３の基端２３ｂから離間し、当接解除部材２７による各分離部材２３の押圧が解除される。

当接解除部材２７による各分離部材２３の押圧が解除されると、各分離部材２３には当接方向付勢手段２６による上記時計回り方向の力（回転モーメントＭ１）のみが作用することになるため、各分離部材２３は図の時計回り方向に回転して、それぞれの先端２３ａが定着ローラ２１に当接する。そして、定着ニップＮを通過した記録媒体Ｐが、分離部材２３によって定着ローラ２１から分離される。

その後、記録媒体Ｐの後端が定着ニップＮを通過すると、ソレノイド３０に印加されていた電流が遮断される。これにより、プランジャ３２の吸引が解除され、当接解除部材２７は当接解除方向付勢手段２９からの力（回転モーメントＭ３）によって各分離部材２３を押圧する。そして、その押圧力によって、各分離部材２３に再び図の反時計回り方向の力（回転モーメントＭ２）が作用する。上述したように、分離部材２３に作用する反時計回り方向の力（回転モーメントＭ２）は、当接方向付勢手段２６によって各分離部材２３に作用する上記時計回り方向の力（回転モーメントＭ１）よりも大きいので、各分離部材２３は図の反時計回りに回転し、それぞれの先端２３ａが定着ローラ２１から離間する。以降、記録媒体Ｐが定着ニップに供給される度に、上記分離部材２３の接離動作が繰り返し行われる。

以下、図４〜図１０に基づいて、本発明に係る定着装置と分離部材の駆動部の特徴部分の構成について説明する。
図４〜図６は、本発明に係る定着装置と分離部材の駆動部の構成を模式的に示した概略図であり、図７〜図１０は、それらの斜視図である。詳しくは、図４は、分離部材２３の先端２３ａが定着ローラ２１に対して離間している状態を示す図、図５は、分離部材２３の先端２３ａが定着ローラ２１に対して当接している状態を示す図、図６は、定着装置２０が画像形成装置本体から取り外された状態を示す図である。また、図７は、定着装置のカバー部（筐体）を取り外して内部を露出させた状態を示す図、図８は、図７に示す分離部材の駆動部を定着装置の内側から見た図、図９は、それを定着装置の外側から見た図である。また、図１０は、定着装置にカバー部（筐体）が取り付けられた状態での分離部材の駆動部の連結構造を示す図である。

図４に示すように、当接解除部材２７とソレノイド３０のプランジャ３２は、リンク部材としての第１リンク５０と第２リンク５１と本体リンク５４によって駆動連結されている。第１リンク５０は、当接解除部材２７の支点２８を中心に当接解除部材２７と所定の位相関係を維持しながら回転可能に支持されている。第１リンク５０の前記支点２８に支持された端部とは反対側の端部側には軸５０ａが配設されており、その軸５０ａには第２リンク５１の一端（図の上端）が回転可能に取り付けられている。また、第２リンク５１には長孔５１ａが設けられており、その長孔５１ａに定着フレーム５２（図７参照）に配設された軸５３が挿通されている。これにより、第２リンク５１は、第１リンク５０が支点２８を中心に回転した際、軸５３に対して摺接しつつ図の上下方向にスライド移動するようになっている。

図４に示す状態では、当接解除方向付勢手段２９の付勢力によって、第２リンク５１が図の上方へ押し上げられている。これにより、第１リンク５０と当接解除部材２７が支点２８を中心に図の時計回りに一体的に回転して、当接解除部材２７の先端２７ａが分離部材２３の基端２３ｂを図の下方に押し下げることにより、分離部材２３の先端２３ａが定着ローラ２１から離間した状態で保持されている。

また、第２リンク５１の他端（図の下端）には、本体リンク５４と係合するための切り欠き状の係合部５１ｂが形成されている。一方、本体リンク５４の一端（図の右端）には、第２リンク５１の係合部５１ｂと係合可能な凸状の係合部５４ｄが設けてある。また、本体リンク５４の他端（図の左端）には、ソレノイド３０のプランジャ３２と連結する連結部５４ａが設けられており、プランジャ３２が図の上下方向に進退することにより、本体リンク５４はその中間部付近に配設された支点５４ｂを中心に回転するように構成されている。

また、本体リンク５４の回転を規制することにより、本体リンク５４の係合部５４ｄが第２リンク５１の係合部５１ｂに対して非接触となるように位置決めする非接触位置決め手段が設けられている。この非接触位置決め手段は、画像形成装置本体の本体定着側板５５（図９参照）に設けられた位置決め部５５ａと、本体リンク５４に設けられた回転止めピン５４ｃとから成る。図４に示す状態（分離部材２３の先端２３ａが定着ローラ２１から離間した状態）では、ソレノイド３０には電流が印加されていないため、プランジャ３２の自重によって本体リンク５４の係合部５４ｄ側の端部が上方へ付勢された状態となっているが、このとき、回転止めピン５４ｃが位置決め部５５ａに当接することによって本体リンク５４の回転が規制され、本体リンク５４の係合部５４ｄと第２リンク５１の係合部５１ｂとが非接触の状態で保持される。

また、図４において、ソレノイド３０と本体リンク５４は、定着装置本体側（カバー部５６内）には配設されておらず、画像形成装置本体側に配設されている。詳しくは、ソレノイド３０と本体リンク５４は、本体定着側板５５に配設されている。一方、ソレノイド３０と本体リンク５４以外の部材、すなわち、定着ローラ２１、加圧ローラ２２、分離部材２３、当接方向付勢手段２６、当接解除部材２７、当接解除方向付勢手段２９、第１リンク５０、第２リンク５１、第１リンク５０及び第２リンク５１を支持する軸５０ａ、第２リンク５１をガイドする軸５３、離間位置決め手段３３は、それぞれ定着装置本体側（カバー部５６内に）配設されている。

図４に示す状態からソレノイド本体３１内のコイルに電流が印加され、プランジャ３２が吸引され図の上方に移動すると、図５に示すように、プランジャ３２に連結された本体リンク５４が支点５４ｂを中心に図の時計回りに回転する。これにより、本体リンク５４の係合部５４ｄが第２リンク５１の係合部５１ｂと係合し、第２リンク５１が軸５３にガイドされつつ図の下方へ押し下げられる。第２リンク５１が押し下げられると、第１リンク５０と当接解除部材２７が支点２８を中心に図の反時計回りに一体的に回転し、当接解除部材２７の先端２７ａが分離部材２３の基端２３ｂから上方へ離間する。その結果、分離部材２３には当接方向付勢手段２６による付勢力のみが作用することになるため、分離部材２３の基端２３ｂが図の上方へ引き上げられると共に、先端２３ａが図の下方へ押し下げられて定着ローラ２１に当接する。

また、図６に示すように、定着装置２０を画像形成装置本体に対して離脱させた状態にすると、ソレノイド３０と本体リンク５４は、定着装置本体とは分離され、画像形成装置本体に残される。また、定着装置２０を画像形成装置本体から離脱させた状態では、当接解除方向付勢手段２９の付勢力によって当接解除部材２７が分離部材２３の基端２３ｂを押し下げているので、分離部材２３の先端２３ａは定着ローラ２１から離間した状態で保持されるようになっている。また、定着装置２０のカバー部５６には、画像形成装置本体側の本体リンク５４が挿入される開口部５７（図１０参照）が形成されており、定着装置２０の着脱時に、この開口部５７を通して、画像形成装置本体側の本体リンク５４と定着装置本体側の第２リンク５１とが互いに係脱可能となっている。

以上のように、上記本実施形態に係る定着装置２０では、分離部材２３の駆動手段としてのソレノイド３０が定着装置本体に対して分離可能に構成されているので、ソレノイド３０を定着装置２０と一体的に交換しなくてもよくなる。このため、高コストな部品であるソレノイド３０を、定着装置の製品寿命に関係なく継続して使用することができるので、経済的であり、交換コストの低コスト化を図れる。また、ソレノイド３０は、周囲が高温となることにより吸引力が低下する傾向にあるが、本実施形態のようにソレノイド３０を定着装置筐体内（カバー部５６内）に設けないことで、ソレノイド３０が定着装置２０の熱の影響を受けにくくなり、吸引力の低下を抑制することが可能である。また、熱によるソレノイド３０の吸引力低下を抑制できることで、より出力の小さい低電力なソレノイドを採用することが可能となる。

また、本実施形態では、ソレノイド３０を定着装置本体から分離しても、当接解除方向付勢手段２９の付勢力によって分離部材２３を定着ローラ２１から離間させておくことが可能である。このため、定着装置２０を画像形成装置本体から取り外した状態で長期間に亘って放置しても、分離部材が当接することによる定着ローラ２１の変形（永久歪み）が生じることがなく、定着不良の発生を防止できる。なお、上記実施形態では、分離部材２３を離間した状態で位置決めする離間位置決め手段３３を設けているが、この離間位置決め手段３３は定着装置本体側に設けられているので、定着装置２０を着脱しても、離間位置決め手段３３によって分離部材２３を所定の離間位置に位置決めしておくことができる。

また、定着装置２０を画像形成装置本体から取り外す前の状態（図４に示す状態）では、本体リンク５４の係合部５４ｄが第２リンク５１の係合部５１ｂに対して非接触状態となっているので、定着装置２０を取り外す際に係合部５４ｄ，５１ｂ同士が干渉することがなく、取り外し作業をスムースに行うことができる。また、本実施形態の場合、ソレノイド３０のプランジャ３２の自重により、本体リンク５４が第２リンク５１に対して非接触となる方向へ付勢されるようになっているので、非接触状態を維持するための付勢手段を別途設ける必要がなく、低コスト化及び小型化を図ることが可能である。さらに、本体リンク５４を非接触状態に位置決めするための非接触位置決め手段（回転止めピン５４ｃ及び位置決め部５５ａ）によって、本体リンク５４を確実に非接触状態となるように配置することができる。また、ソレノイド３０と本体リンク５４と非接触位置決め手段（回転止めピン５４ｃ及び位置決め部５５ａ）とを、画像形成装置本体側に設けられた同一部材（本体定着側板５５）に設けているため、本体リンク５４の位置決め精度が向上する。

また、本実施形態では、複数の分離部材２３を一体的に接離可能に構成するのではなく、それぞれ独立して接離可能に構成しているので、分離部材２３の寸法誤差や定着ローラ２１の撓みや振れ等があっても、全ての分離部材２３を定着ローラ２１の表面に確実に当接させることができ、良好な分離性を安定して得られる。また、本実施形態に係る定着装置２０は、複数の分離部材２３に当接する当接解除部材２７を設けていることにより、１つの駆動手段（ソレノイド３０）によって複数の分離部材２３を一様に接離操作することができる。このため、複数の分離部材２３を駆動させるために、駆動手段を複数設ける必要がないので、各分離部材２３の接離動作の信頼性が向上すると共に、装置の小型化及び低コスト化を図れる。

また、図３に示すように、分離部材２３が定着ローラ２１に対して当接している状態では、当接解除部材２７を分離部材２３に接触させないことにより、分離部材２３は当接解除部材２７の影響を受けずに当接方向付勢手段２６の付勢力のみによって定着ローラ２１に当接する。これにより、分離部材２３を定着ローラ２１に対して適切な当接圧で当接させることが可能である。

また、本実施形態では、分離部材２３を定着ローラ２１に当接させるときのみソレノイド３０を駆動すればよい。一般に分離部材２３が定着ローラ２１に当接している時間は離間している時間に比べ短いため、分離部材２３を当接させるときのみソレノイド３０を駆動させる構成とすることで、ソレノイド３０の通電率を低減させ、自己発熱によるプランジャ３２の駆動力低下を抑制することが可能である。

なお、本発明は上述の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囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。例えば、図１１に示すように、当接解除方向付勢手段２９を分離部材２３に直接設けた定着装置において、駆動手段としてのソレノイド３０を定着装置本体から分離可能に構成してもよい。この場合も、上記と同様に、定着装置の交換時に駆動手段を分離して継続使用することができるので、交換コストの低減を図れると共に、駆動手段が定着装置から分離しても、分離部材を定着部材に対して離間した状態で保持することが可能である。また、本発明に係る定着装置を搭載する画像形成装置は、図１に示すカラー画像形成装置に限らず、その他の複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等であってもよい。

２０ 定着装置
２１ 定着ローラ（定着部材）
２２ 加圧ローラ（対向部材）
２３ 分離部材
２６ 当接方向付勢手段
２７ 当接解除部材
２９ 当接解除方向付勢手段
３０ ソレノイド（駆動手段）
３３ 位置決め手段
５０ 第１リンク（リンク部材）
５１ 第２リンク（リンク部材）
５４ 本体リンク（リンク部材）
５６ カバー部
５７ 開口部
Ｐ 記録媒体

特開平７−１４０８３１号公報 特開平４−１２５５８３号公報 特開２００３−１８６３３６号公報

Claims (9)

1. 加熱源によって加熱される定着部材と、前記定着部材に当接して定着ニップを形成する対向部材と、前記定着部材に当接し前記定着ニップを通過した記録媒体を前記定着部材から分離する分離部材を備え、画像形成装置本体に対して着脱可能に構成された定着装置において、
   前記分離部材と前記定着部材との当接を解除する方向に付勢力を作用させる当接解除方向付勢手段と、前記当接解除方向付勢手段の付勢力に抗して前記分離部材を前記定着部材に当接させる方向に駆動する駆動手段とを備え、前記駆動手段を定着装置本体に対して分離可能に構成し、
   前記駆動手段の駆動力を受けて前記分離部材を前記定着部材に対して離間させるための複数のリンク部材を設け、それらのリンク部材のうち、駆動手段側に設けられたリンク部材と、定着装置本体側に設けられたリンク部材とを、係脱可能に構成すると共に、
   前記駆動手段側に設けられたリンク部材と、前記定着装置本体側に設けられたリンク部材とが、画像形成装置本体に対する定着装置本体の離脱時に、互いに非接触となるように構成したことを特徴とする定着装置。
2. 前記駆動手段を画像形成装置本体側に設けた請求項１に記載の定着装置。
3. 前記駆動手段がソレノイドであって、前記ソレノイドを定着装置筐体外に設けた請求項１又は２に記載の定着装置。
4. 前記駆動手段又は前記駆動手段側に設けられたリンク部材の自重により、当該リンク部材を前記定着装置本体側に設けられたリンク部材に対して非接触となる方向へ付勢するように構成した請求項１から３のいずれか１項に記載の定着装置。
5. 前記駆動手段側に設けられたリンク部材が前記定着装置本体側に設けられたリンク部材に対して非接触となるように位置決めする非接触位置決め手段を設けた請求項４に記載の定着装置。
6. 前記駆動手段と前記駆動手段側に設けられたリンク部材と前記非接触位置決め手段とを、画像形成装置本体側に設けられた同一部材に配設した請求項５に記載の定着装置。
7. 定着装置本体に設けられたカバー部に、前記駆動手段側に設けられたリンク部材を挿入して前記定着装置本体側に設けられたリンク部材に係合するための開口部を設けた請求項１から６のいずれか１項に記載の定着装置。
8. 前記分離部材を前記定着部材に対して所定の離間位置に位置決めする離間位置決め手段を、前記定着装置本体側に設けた請求項１から７のいずれか１項に記載の定着装置。
9. 請求項１から８のいずれか１項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。

Images