JP5953263B2 - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、用紙にトナー像を定着させる定着装置と、この定着装置を備えた画像形成装置に関する。

レーザープリンター等の画像形成装置には、通常、定着部材（例えば、定着ローラー）と加圧部材（例えば、加圧ローラー）を備えた加熱式の定着装置が設けられている。そして、定着部材と加圧部材の間に形成された定着ニップを用紙が通過する間に、用紙上に転写されたトナーが加熱及び加圧されて、用紙にトナー像が定着されるようになっている。

このような加熱式の定着装置には、用紙が定着部材に巻き付くのを防止するために、分離部材（例えば、分離爪）が設けられるのが一般的である。この分離部材は、用紙の搬送方向において定着ニップよりも下流側に配置され、定着ニップを通過した用紙を定着部材から分離する機能を有している。

このような定着装置では、定着ニップを用紙が通過する際に、用紙の表面に付着しているトナーがオフセットして定着部材に移り、定着部材から分離部材の先端部付近に移って、堆積することがある。この堆積したトナーが塊となって定着部材に再付着すると、この再付着したトナーによって、定着ニップを通過する用紙が汚される。

このような問題に対応するため、分離部材の定着部材への接触条件を変更する技術が開示されている。

例えば、特許文献１には、定着部材（特許文献１の「加熱ローラ１００」参照）を通紙時とは逆回転させることで、分離部材（特許文献１の「分離爪４００」参照）の定着部材に対する押圧力を低下させる構成が開示されている。

また、特許文献２には、定着部材（特許文献２の「加熱ローラ４２」参照）から剥離された用紙と接触する接触部分を分離部材（特許文献２の「剥離爪４６」参照）と一体的に設け、上記接触部分によって分離部材の先端部分を定着部材の表面から離間させる構成が開示されている。

また、特許文献３には、分離部材（特許文献３の「分離爪４」参照）が配置される位置に用紙が搬送されないタイミングに同期して分離部材を定着部材から退避させ、分離部材が配置される位置に用紙が搬送されるタイミングに同期して分離部材を定着部材に接触させる構成が開示されている（特に、特許文献３の請求項３参照）。

特開２００７−０３４１３８号公報 特開２００４−２４０３６４号公報 特開２００４−１７７５６８号公報

特許文献１に記載の従来技術において、定着部材を通紙時とは逆回転させるためには、モーターや駆動機構を複雑化しなければならず、コストアップが避けられない。また、定着部材の回転方向を切り換えるための時間や定着部材を逆回転させるための時間が必要となり、トータルの生産性（定着可能枚数）が低下する可能性がある。また、分離部材の定着部材に対する押圧力を低下させることで定着部材とトナーの間の付着力も下がるため、結果的に分離部材の表面上にトナーが残りやすくなり、実際には効率良くトナーを除去できない場合があることが確認されている。

また、特許文献２に記載の従来技術では、薄紙等の腰の弱い用紙に対してトナー像を定着させる場合を考慮すると、分離部材の押圧力をかなり弱くする必要があり、用紙の先端を定着部材から分離するという分離部材の肝心の機能が低下する可能性が高い。また、高速回転する定着部材の表面に分離部材の先端が繰り返し接離することで、分離部材の先端や定着部材の表面が局所的なダメージを受けやすく、条件設定が非常に難しいことが確認されている。

また、特許文献３に記載の従来技術においても、分離部材を定着部材に対して繰り返し接離させることで、特許文献２に記載の従来技術と同様に、分離部材の先端や定着部材の表面が局所的なダメージを受けやすい。

そこで、本発明は上記事情を考慮し、定着部材から分離部材に移ったトナーが塊となって定着部材に再付着するのを防止し、定着部材に再付着したトナーが用紙を汚すのを回避することを目的とする。

本発明の定着装置は、回転可能に設けられる定着部材と、該定着部材に圧接して該定着部材との間に定着ニップを形成し、回転可能に設けられる加圧部材と、前記定着部材に接触し、前記定着ニップを通過した用紙を前記定着部材から分離させる分離部材と、前記定着部材に対する前記分離部材の接触角を変化させる接触角調整機構と、前記分離部材の温度を変化させる温度調整部材と、を備え、前記接触角調整機構が前記接触角を大きくするのに伴って、前記温度調整部材が前記分離部材の温度を低下させ、前記接触角調整機構が前記接触角を小さくするのに伴って、前記温度調整部材が前記分離部材の温度を上昇させることを特徴とする。

上記のように定着部材に対する分離部材の接触角を大きくすると、分離部材によってトナーを保持しやすくなるため、分離部材に堆積したトナーが定着部材に付着しにくくなる。また、上記のように温度調整部材によって分離部材の温度を低下させると、分離部材に堆積したトナーの粘度が上昇し、分離部材に堆積したトナーが定着部材に一層付着し難くなる。従って、定着部材から分離部材に移ったトナーが塊となって定着部材に再付着するのを防止し、定着部材に再付着したトナーが用紙を汚すのを回避することができる。

また、上記のように定着部材に対する分離部材の接触角を小さくすると、分離部材からトナーを吐き出しやすくなるため、分離部材に堆積したトナーが定着部材に付着しやすくなる。また、上記のように温度調整部材によって分離部材の温度を上昇させると、分離部材に堆積したトナーの粘度が低下し、分離部材に堆積したトナーが定着部材に一層付着しやすくなる。従って、分離部材に堆積したトナーを効率的に回収して、分離部材に堆積するトナーの量を低減させることが可能となる。

以上のように、定着部材に対する分離部材の接触角と分離部材の温度を連動して変化させることで、分離部材によってトナーを保持する機能と分離部材からトナーを吐き出す機能を併せて強化することができる。そのため、定着部材から分離部材に移ったトナーが塊となって定着部材に再付着するのを確実に防止し、定着部材に再付着したトナーが用紙を汚すのを回避することができる。また、定着部材を逆回転させる必要が無いため、定着装置の構成の複雑化、生産性の低下といった課題を回避しながら、トナーが用紙を汚すのをより確実に防止することができる。

また、本発明の定着装置は、前記定着部材及び前記加圧部材の回転が開始される時に、前記接触角調整機構が前記接触角を大きくするのと同時に前記温度調整部材が前記分離部材の温度を低下させ、前記定着部材及び前記加圧部材の回転が開始されてから所定時間経過後に、前記接触角調整機構が前記接触角を小さくするのと同時に前記温度調整部材が前記分離部材の温度を上昇させても良い。

このような構成を採用することで、定着部材及び加圧部材の回転が開始される時（例えば、プリント動作の開始時）には、定着部材から分離部材に移ったトナーが塊となって定着部材に再付着するのを防止し、定着部材に再付着したトナーが用紙を汚すのを回避することができる。また、定着部材及び加圧部材の回転が開始されてから所定時間経過後（例えば、プリント動作の開始から数十秒経過後）には、目に見えないレベル又は殆ど目立たず問題にならないレベルで、分離部材に堆積したトナーを定着部材に少しずつ付着させることができる。これにより、塊となったトナーによって用紙が著しく汚されるのを回避しながら、分離部材に堆積するトナーの量を低減させることが可能となる。

前記温度調整部材は、前記定着部材を加熱することで、該定着部材からの伝熱によって前記分離部材の温度を上昇させても良い。

このような構成を採用することで、定着部材を加熱するための熱源を、温度調整部材として利用することができる。そのため、特別な機構を追加せずに分離部材の温度を上昇させることができる。

前記温度調整部材は、前記分離部材又は該分離部材に接触する部材に冷却風を吹き付けることで、前記分離部材の温度を低下させても良い。

このような構成を採用することで、分離部材に対する冷却効率を高めて、分離部材に堆積したトナーの粘度を速やかに上昇させることができる。そのため、分離部材に堆積したトナーが定着部材に一層付着し難くなる。

前記定着部材又は前記加圧部材に対して接離可能なクリーニング部材を更に備えていても良い。

このような構成を採用することで、定着部材又は加圧部材（以下、「定着部材等」という。）にクリーニング部材を接触させて、定着部材等に付着したトナーを効率的に除去することができる。また、定着部材等に対する清掃の必要が無い場合には、クリーニング部材を定着部材等から離間させておくことで、クリーニング部材及び定着部材等の摩耗を抑制することができる。これに伴って、クリーニング部材と定着部材等を常時接触させておく場合と比較して、クリーニング部材及び定着部材等の寿命を延ばすことができる。

前記分離部材は、前記接触角が第１の角度となるトナー吐き出し位置と、前記接触角が前記第１の角度よりも大きい第２の角度となるトナー保持位置と、の間で回転可能に設けられ、前記接触角調整機構は、前記トナー吐き出し位置に前記分離部材を付勢する付勢部材と、該付勢部材の付勢力に抗して前記分離部材を押圧し、前記トナー吐き出し位置から前記トナー保持位置まで前記分離部材を回転させる押圧部材と、を備えていても良い。

このような構成を採用することで、簡易な構成を用いて定着部材に対する分離部材の接触角を変化させることが可能となる。

前記分離部材は、前記トナー吐き出し位置と前記トナー保持位置との間で、前記定着部材との接触部を中心に回転可能に設けられていても良い。

このような構成を採用することで、分離部材を定着部材に接触させたまま、分離部材をトナー吐き出し位置とトナー保持位置との間で回転させることができる。そのため、定着部材に対して分離部材を接離させる場合と比較して、定着部材や分離部材が局所的なダメージを受けにくくなる。

本発明の画像形成装置は、上記したいずれかの定着装置を備えていることを特徴とする。

本発明によれば、定着部材から分離部材に移ったトナーが塊となって定着部材に再付着するのを防止し、定着部材に再付着したトナーが用紙を汚すのを回避することが可能になる。

本発明の一実施形態に係るプリンターの構成の概略を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係るプリンターの定着装置において、分離爪がトナー吐き出し位置にある状態を示す断面図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 （ａ）は、本発明の一実施形態に係るプリンターの定着装置において、押圧片が分離爪を押圧していない状態を示す斜視図である。（ｂ）は、本発明の一実施形態に係るプリンターの定着装置において、押圧片が分離爪を押圧している状態を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係るプリンターの定着装置において、分離爪がトナー保持位置にある状態を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るプリンターの定着装置を示すブロック図である。

まず、図１を用いて、画像形成装置としてのプリンター１の全体の構成について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るプリンターの構成の概略を示す模式図である。

プリンター１は、箱型形状のプリンター本体２を備えており、プリンター本体２の下部には、用紙（図示せず）を収納する給紙カセット３が収容され、プリンター本体２の上面には排紙トレイ４が設けられている。プリンター本体２の上面には、排紙トレイ４の近傍に上カバー５が開閉可能に取り付けられ、上カバー５の下方にはトナーコンテナ６が収納されている。

プリンター本体２の上部には、排紙トレイ４の下方にレーザー・スキャニング・ユニット（ＬＳＵ）で構成される露光器７が配置され、露光器７の下方には、画像形成部８が設けられている。画像形成部８には、像担持体である感光体ドラム１０が回転可能に設けられており、感光体ドラム１０の周囲には、帯電器１１と、現像器１２と、転写ローラー１３と、クリーニング装置１４とが、感光体ドラム１０の回転方向（図１の矢印Ｘ参照）に沿って配置されている。

プリンター本体２の内部には、用紙の搬送路１５が設けられている。搬送路１５の上流端には給紙部１６が設けられ、搬送路１５の中流部には、感光体ドラム１０と転写ローラー１３によって構成される転写部１７が設けられ、搬送路１５の下流部には定着装置１８が設けられ、搬送路１５の下流端には排紙部２０が設けられている。搬送路１５の下方には、両面印刷用の反転経路２１が形成されている。

次に、このような構成を備えたプリンター１の画像形成動作について説明する。

プリンター１に電源が投入されると、各種パラメーターが初期化され、定着装置１８の温度設定等の初期設定が実行される。そして、プリンター１に接続されたコンピューター等から画像データが入力され、印刷開始の指示がなされると、以下のようにして画像形成動作が実行される。

まず、帯電器１１によって感光体ドラム１０の表面が帯電された後、露光器７からのレーザー光（図１の二点鎖線Ｐ参照）により感光体ドラム１０に対して画像データに対応した露光が行われ、感光体ドラム１０の表面に静電潜像が形成される。次に、この静電潜像を、現像器１２がトナーによりトナー像に現像する。

一方、給紙部１６によって給紙カセット３から取り出された用紙は、上記した画像形成動作とタイミングを合わせて転写部１７へと搬送され、転写部１７において感光体ドラム１０上のトナー像が用紙に転写される。トナー像を転写された用紙は、搬送路１５を下流側へと搬送されて定着装置１８に進入し、この定着装置１８において用紙にトナー像が定着される。トナー像が定着された用紙は、排紙部２０から排紙トレイ４に排出される。なお、感光体ドラム１０上に残ったトナーは、クリーニング装置１４によって回収される。

次に、定着装置１８について詳細に説明する。以下、説明の便宜上、図２における紙面手前側を定着装置１８の前側（正面側）とする。図３、図４の矢印Ｆｒは、定着装置１８の前側（正面側）を示している。

図２に示されるように、定着装置１８は、箱型形状を成す定着フレーム２２と、定着フレーム２２の右上部に収容される定着ローラー２３（定着部材）と、定着ローラー２３に収容される熱源２４（温度調整部材）と、定着ローラー２３の上方に配置される温度センサー２５と、定着ローラー２３と対向して定着フレーム２２の右下部に収容される加圧ローラー２６（加圧部材）と、定着ローラー２３の左方に配置される支持部材２７と、支持部材２７に支持される分離爪２８（分離部材）と、定着ローラー２３と分離爪２８の間に配置される接触角調整機構２９と、定着ローラー２３の左上方に配置されるクリーニングローラー３０（クリーニング部材）と、クリーニングローラー３０の左方に配置されるファン３１（温度調整部材）と、を備えている。

定着フレーム２２の右端壁３２には上流側開口部３３が設けられ、定着フレーム２２の左端壁３４には下流側開口部３５が設けられている。そして、上流側開口部３３を介して定着フレーム２２に導入された用紙が、下流側開口部３５を介して定着フレーム２２から導出されるようになっている。定着フレーム２２の前端壁３６と後端壁３７（図２では、後端壁３７のみ表示）の左上部には、押圧方向Ｙ（本実施形態では、左下方に傾斜する方向）に沿って、長孔状の支持穴３８が穿設されている。

定着ローラー２３は、前後方向に長い形状を成している。定着ローラー２３は、定着フレーム２２に回転可能に支持されている。定着ローラー２３は、例えば、アルミニウムや鉄等の金属から成る円筒状の芯材と、この芯材に周設され、シリコンゴム等から成る弾性層と、この弾性層を被覆し、ＰＦＡ等のフッ素樹脂から成る離型層と、を備えている。

熱源２４は、例えばハロゲンヒーターやセラミックヒーター等のヒーターによって構成されている。熱源２４は、通電によって発熱することで、定着ローラー２３を加熱するように構成されている。

温度センサー２５は、例えばサーミスターによって構成されている。温度センサー２５は、定着ローラー２３に対して非接触で設けられており、定着ローラー２３の温度を検出するように構成されている。なお、温度センサー２５は、定着ローラー２３に接触していても良い。

加圧ローラー２６は、定着ローラー２３と同様に前後方向に長い形状を成している。加圧ローラー２６は、定着フレーム２２に回転可能に支持されている。加圧ローラー２６は、定着ローラー２３に圧接しており、定着ローラー２３と加圧ローラー２６の間には、定着ニップ４０が形成されている。加圧ローラー２６は、例えば、アルミニウムや鉄等の金属から成る円筒状の芯材と、この芯材に周設され、シリコンゴム等から成る弾性層と、この弾性層を被覆し、ＰＦＡ等のフッ素樹脂から成る離型層と、を備えている。

支持部材２７は、その全部又は一部が、アルミニウムやステンレス鋼（ＳＵＳ）等の高熱伝導材によって形成されている。図３に示されるように、支持部材２７は、定着フレーム２２の前端壁３６と後端壁３７の間に架設されている。支持部材２７は、前後方向に延びる底壁部４１と、底壁部４１に立設される一方側壁部４２及び他方側壁部４３と、を備えている。底壁部４１の前後両端部は、それぞれ定着フレーム２２の前端壁３６と後端壁３７に固定されている。

一方側壁部４２と他方側壁部４３は、前後方向に間隔をおいて複数セット（例えば４セット）設けられている。一方側壁部４２と他方側壁部４３は、前後方向に間隔をおいて対向している。図２に示されるように、一方側壁部４２と他方側壁部４３（図２では一方側壁部４２のみ表示）の上部には、押圧方向Ｙに沿って、長孔状の挿入穴４４が穿設されている。一方側壁部４２の右上隅部と他方側壁部４３の右上隅部の間には、バネ支持部４５が架設されている。

分離爪２８は、その全部又は一部が、アルミニウムやステンレス鋼（ＳＵＳ）等の高熱伝導材によって形成されている。分離爪２８は、用紙の搬送方向において定着ニップ４０の下流側に配置されている。図３に示されるように、分離爪２８は、前後方向に間隔をおいて複数個（例えば４個）設けられている。

図４等に示されるように、分離爪２８は、分離爪本体４６と、この分離爪本体４６に固定される前後一対の支軸４７と、を備えている。

分離爪本体４６は、略横向き三角柱状を成している。図２に示されるように、分離爪本体４６の先端部４８（本実施形態では右端部）は、先鋭形状を成しており、定着ローラー２３の外周面に接触している。分離爪本体４６は、定着ローラー２３の外周面と対向する対向面５０を有しており、分離爪本体４６の断面は、対向面５０側を斜辺とする直角三角形状を成している。なお、図２及び図５の二点鎖線ａは、分離爪本体４６の先端部４８が定着ローラー２３の外周面に接触する点における定着ローラー２３の接線（以下、「接線ａ」とする。）を示している。以下、正面視において上記接線ａと対向面５０が成す角を、定着ローラー２３に対する分離爪２８の接触角と称する。図４に示されるように、分離爪本体４６の対向面５０の左側部には、断面半円状の係合溝５１が前端から後端まで形成されている。

各支軸４７は、横向き円柱状を成している。各支軸４７の前後方向内側部分は、分離爪本体４６の係合溝５１の前後両端部にそれぞれ嵌合している。これにより、各支軸４７が分離爪本体４６に固定されている。各支軸４７の前後方向外側部分は、分離爪本体４６の前後両面から突出している。図２等に示されるように、各支軸４７の前後方向外側部分は、支持部材２７の一方側壁部４２と他方側壁部４３（図２では、一方側壁部４２のみ表示）にそれぞれ設けられた挿入穴４４に挿入されている。これにより、分離爪２８は、支軸４７を中心に揺動可能且つ分離爪本体４６の先端部４８を中心に回転可能となるように、支持部材２７に支持されている。

以下、支軸４７が挿入穴４４の上部に挿入されているときの分離爪２８の位置（図２参照）を、分離爪２８の「トナー吐き出し位置」と称する。また、この時の定着ローラー２３に対する分離爪２８の接触角を、「第１の角度θ１」とする。これに対して、支軸４７が挿入穴４４の下部に挿入されているときの分離爪２８の位置（図５参照）を、分離爪２８の「トナー保持位置」と称する。また、この時の定着ローラー２３に対する分離爪２８の接触角を、「第２の角度θ２」とする。第２の角度θ２は、第１の角度θ１よりも大きい。

図２等に示されるように、接触角調整機構２９は、コイルバネ５２（付勢部材）と、コイルバネ５２の上方に配置される押圧部材５３と、を備えている。

コイルバネ５２の上端部は、支持部材２７のバネ支持部４５に固定されている。コイルバネ５２の下端部は、分離爪本体４６の対向面５０のうちの係合溝５１よりも先端部４８に近い部分に固定されている。コイルバネ５２は、分離爪２８を持ち上げており、分離爪本体４６の先端部４８が定着ローラー２３の外周面に押し当てられている。コイルバネ５２は、分離爪２８をトナー吐き出し位置（図２参照）に付勢している。

押圧部材５３は、その全部又は一部が、アルミニウムやステンレス鋼（ＳＵＳ）等の高熱伝導材によって形成されている。図３に示されるように、押圧部材５３は、前後方向に延びる押圧軸５４と、前後方向に間隔をおいて押圧軸５４に固定される複数個（例えば４個）の押圧片５５と、を備えている。なお、図４では、押圧部材５３のうちの押圧片５５のみが表示されている。

押圧軸５４の前端部と後端部は、定着フレーム２２の前端壁３６と後端壁３７にそれぞれ設けられた支持穴３８（図２参照）に係合している。これにより、押圧方向Ｙに沿ってスライド可能な状態で、押圧部材５３が定着フレーム２２に支持されている。

図４に示されるように、押圧片５５は、扁平な形状を成しており、押圧方向Ｙに沿って延びている。押圧片５５の下端部には、半円弧状に湾曲する係合部５７が設けられている。押圧片５５の上部には、貫通穴５６が前後方向に設けられており、図２に示されるように、この貫通穴５６を押圧軸５４が貫通している。これにより、押圧片５５の上部が押圧軸５４に固定されている。

クリーニングローラー３０は、定着フレーム２２に回転可能に支持されている。クリーニングローラー３０は、定着ローラー２３と接触する位置（図２参照）と、定着ローラー２３から離間する位置（図５参照）との間でスライド可能となるように、定着フレーム２２に支持されている。つまり、クリーニングローラー３０は、定着ローラー２３に対して接離可能に設けられている。

ファン３１は、例えば、定着フレーム２２に設けられた吸気口（図示せず）の内側に配置されている。ファン３１は、押圧部材５３の押圧片５５に対して冷却風を吹き付けるように構成されている。

次に、定着装置１８の制御システムについて、主に図６を用いて説明する。

図６に示されるように、定着装置１８には、制御部６１（ＣＰＵ）が設けられている。制御部６１は、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶装置で構成される記憶部６２と接続されており、記憶部６２に格納された制御プログラムや制御用データに基づいて、制御部６１が定着装置１８の各部の制御を行うように構成されている。

制御部６１は、温度センサー２５に接続されており、温度センサー２５が検出した定着ローラー２３の温度が、制御部６１に出力されるようになっている。

制御部６１は、熱源２４に接続されている。そして、制御部６１からの信号に基づいて熱源２４が通電して発熱することで、熱源２４によって定着ローラー２３が加熱されるように構成されている。

制御部６１は、ファン３１に接続されている。そして、制御部６１からの信号に基づいてファン３１の稼働と停止が切り替わるようになっている。

制御部６１は、モーターやソレノイド等によって構成される第１駆動源６３に接続されており、第１駆動源６３は、押圧部材５３に接続されている。そして、制御部６１からの信号に基づいて第１駆動源６３が押圧部材５３を押圧方向Ｙに沿ってスライドさせるように構成されている。

制御部６１は、モーターやソレノイド等によって構成される第２駆動源６４に接続されており、第２駆動源６４は、クリーニングローラー３０に接続されている。そして、制御部６１からの信号に基づいて、定着ローラー２３と接触する位置と定着ローラー２３から離間する位置の間で、第２駆動源６４がクリーニングローラー３０をスライドさせるように構成されている。

制御部６１は、モーター等によって構成される第３駆動源６５に接続されており、第３駆動源６５は、定着ローラー２３に接続されている。そして、制御部６１からの信号に基づいて、第３駆動源６５が定着ローラー２３を回転させるように構成されている。

上記のように構成されたものにおいて、まず、プリント動作について説明する。

プリント動作を行う際には、第３駆動源６５によって定着ローラー２３を回転させる。このように定着ローラー２３を回転させると、定着ローラー２３に圧接する加圧ローラー２６が定着ローラー２３とは逆方向に従動回転する。また、プリント動作を行う際には、熱源２４によって定着ローラー２３を加熱する。この状態で、用紙が定着ニップ４０を通過すると、用紙上のトナーが加熱及び加圧されて、用紙にトナー像が定着される。定着ニップ４０を通過した用紙は、分離爪２８によって定着ローラー２３から分離される。

次に、分離爪２８にトナーを保持する制御及び分離爪２８からトナーを吐き出す制御について説明する。

プリンター１においてプリント動作が繰り返されている時には、図２に示されるように、分離爪２８がトナー吐き出し位置にあり、定着ローラー２３に対する分離爪２８の接触角は、第１の角度θ１になっている。また、分離爪２８は、支軸４７を中心に揺動可能となっており、分離爪本体４６の先端部４８は、コイルバネ５２によって定着ローラー２３の外周面に押し当てられている。また、クリーニングローラー３０は定着ローラー２３に接触している。

上記のようにプリンター１においてプリント動作を繰り返すと、定着ニップ４０を用紙が通過する際に、用紙表面に付着しているトナーがオフセットして定着ローラー２３に移り、この定着ローラー２３に移ったトナーが定着ローラー２３から分離爪本体４６の先端部４８付近に移って、堆積する。この堆積したトナーは、一端終了したプリント動作を再開する時に、塊となって定着ローラー２３に再付着し、又は、定着ローラー２３から加圧ローラー２６に移動して、定着ニップ４０を通過する用紙を汚す可能性がある。

そこで、一端終了したプリント動作を再開するような場合には、定着ローラー２３及び加圧ローラー２６の回転が開始される時に、第１駆動源６３によって押圧部材５３を押圧方向Ｙに沿って左下方にスライドさせる。これに伴って、図４（ｂ）及び図５に示されるように、押圧部材５３の押圧片５５の係合部５７が分離爪本体４６の係合溝５１に係合し、押圧部材５３が分離爪本体４６の左側部（先端部４８とは反対側の部分）を押圧方向Ｙに沿って左下方に押圧する。この押圧により、コイルバネ５２の付勢力に抗して、分離爪本体４６の先端部４８（定着ローラー２３との接触部）を中心に分離爪２８がトナー吐き出し位置からトナー保持位置まで回転し、定着ローラー２３に対する分離爪２８の接触角が、第１の角度θ１から第２の角度θ２に変化する。これに伴って、分離爪２８によってトナーを保持しやすくなるため、分離爪２８に堆積したトナーが定着ローラー２３に付着しにくくなる。

なお、上記のように分離爪２８をトナー吐き出し位置からトナー保持位置まで回転させても、分離爪２８は、支軸４７を中心に揺動可能な状態を保持している。また、分離爪本体４６の先端部４８は、コイルバネ５２の付勢力によって定着ローラー２３の外周面に押し当てられている。

また、上記のように定着ローラー２３及び加圧ローラー２６の回転が開始される時に、第１駆動源６３によって押圧部材５３を押圧方向Ｙに沿って左下方にスライドさせるのと同時に、ファン３１を稼働させる。このようにファン３１を稼働させると、ファン３１からの冷却風が押圧部材５３の押圧片５５に吹き付けられる（図５の矢印ｂ参照）。これに伴って、押圧部材５３の温度が低下し、押圧部材５３と接触する分離爪２８の温度も低下する。このようにファン３１によって分離爪２８の温度を低下させると、分離爪２８に堆積したトナーの粘度が上昇し、分離爪２８に堆積したトナーが定着ローラー２３に一層付着し難くなる。従って、定着ローラー２３から分離爪２８に移ったトナーが塊となって定着ローラー２３に再付着するのを防止し、定着ローラー２３に再付着したトナーが用紙を汚すのを回避することができる。

なお、上記のようにファン３１からの冷却風を押圧部材５３の押圧片５５に吹き付ける際には、熱源２４による定着ローラー２３に対する加熱を妨げないように、冷却風の強さ及び向きを調整するのが好ましい。また、上記のように分離爪２８がトナー保持位置にある時には、熱源２４による定着ローラー２３の加熱温度を通常プリント時よりも低く設定するのが好ましい。これにより、定着ローラー２３からの伝熱によって分離爪２８の温度が上昇するのを極力抑制することができるため、分離爪２８の温度を一層低下させやすくなる。

また、上記のように分離爪２８をトナー吐き出し位置からトナー保持位置まで回転させるのと同期して、図５に示されるように、クリーニングローラー３０を定着ローラー２３から離間させる。このように、定着ローラー２３に対する清掃の必要が無い場合には、クリーニングローラー３０を定着ローラー２３から離間させておくことで、クリーニングローラー３０及び定着ローラー２３の摩耗を抑制することができる。これに伴って、クリーニングローラー３０と定着ローラー２３を常時接触させておく場合と比較して、クリーニングローラー３０及び定着ローラー２３の寿命を延ばすことができる。

一方で、分離爪２８をトナー保持位置に常時配置すると、分離爪本体４６の先端部４８付近にトナーが堆積し続けるため、いずれは大きな塊となったトナーが定着ローラー２３に付着して、用紙に大きな汚れを発生させる可能性が高い。そこで、定着ローラー２３及び加圧ローラー２６の回転が開始されてから所定時間経過後（例えば、プリント動作を開始してから数十秒経過後）、第１駆動源６３によって押圧部材５３を押圧方向Ｙに沿って右上方にスライドさせる。これに伴って、図２及び図４（ａ）に示されるように、押圧部材５３の押圧片５５の係合部５７が分離爪本体４６の係合溝５１から離脱し、押圧部材５３による分離爪本体４６の左側部に対する押圧が解除される。この押圧の解除に伴って、コイルバネ５２の付勢力により、分離爪本体４６の先端部４８（定着ローラー２３との接触部）を中心にトナー保持位置からトナー吐き出し位置まで分離爪２８が回転し、定着ローラー２３に対する分離爪２８の接触角が、第２の角度θ２から第１の角度θ１に変化する。これに伴って、分離爪２８からトナーを吐き出しやすくなるため、分離爪２８に堆積したトナーが定着ローラー２３に付着しやすくなる。

また、上記のように定着ローラー２３及び加圧ローラー２６の回転が開始されてから所定時間経過後に、第１駆動源６３によって押圧部材５３を押圧方向Ｙに沿って右上方にスライドさせるのと同時に、ファン３１の稼働を停止させる。これに伴って、熱源２４によって加熱されている定着ローラー２３からの伝熱によって分離爪２８の温度が上昇する。そのため、分離爪２８に堆積したトナーの粘度が低下し、分離爪２８に堆積したトナーが定着ローラー２３に一層付着しやすくなる。従って、分離爪２８に堆積したトナーを効率的に回収して、分離爪２８に堆積するトナーの量を低減させることが可能となる。

なお、上記のように分離爪２８に堆積したトナーが定着ローラー２３に付着するが、既に定着ローラー２３及び加圧ローラー２６の回転が開始されてから所定時間が経過しており、定着ローラー２３が安定して回転しているため、塊となったトナーが一気に定着ローラー２３に付着する可能性は低い。つまり、目に見えないレベル又は殆ど目立たず問題にならないレベルで、分離爪２８に堆積したトナーが定着ローラー２３に少しずつ付着することになる。そのため、塊となったトナーによって用紙が著しく汚されるのを回避しながら、分離爪２８に堆積するトナーの量を低減させることが可能となる。

なお、分離爪２８がトナー保持位置にある時に熱源２４による定着ローラー２３の加熱温度を通常プリント時よりも低く設定していた場合には、分離爪２８をトナー保持位置からトナー吐き出し位置まで回転させるのと同時に、又は、段階的に、熱源２４による定着ローラー２３の加熱温度を通常プリント時の温度に戻すのが望ましい。これにより、定着ローラー２３からの伝熱によって分離爪２８の温度を上昇させやすくなり、分離爪２８がトナーを吐き出しやすくなる。

また、上記のように分離爪２８をトナー保持位置からトナー吐き出し位置まで回転させるのと同期して、定着ローラー２３にクリーニングローラー３０を接触させる（図２参照）。これにより、定着ローラー２３に付着したトナーを効率的に除去することができる。

以上のように、本実施形態では、定着ローラー２３に対する分離爪２８の接触角と分離爪２８の温度を連動して変化させることで、分離爪２８によってトナーを保持する機能と分離爪２８からトナーを吐き出す機能を併せて強化することができる。そのため、定着ローラー２３から分離爪２８に移ったトナーが塊となって定着ローラー２３に再付着するのを確実に防止し、定着ローラー２３に再付着したトナーが用紙を汚すのを回避することができる。また、定着ローラー２３を逆回転させる必要が無いため、定着装置１８の構成の複雑化、生産性の低下といった課題を回避しながら、トナーが用紙を汚すのをより確実に防止することができる。

また、定着ローラー２３を加熱するための熱源２４を、温度調整部材として利用している。そのため、分離爪２８がトナー吐き出し位置にある時に、特別な機構を追加せずに分離爪２８の温度を上昇させることができる。

また、分離爪２８がトナー保持位置にある時に、分離爪２８に接触する押圧部材５３の押圧片５５にファン３１からの冷却風を吹き付けることで、分離爪２８の温度を低下させている。このような構成を採用することで、分離爪２８に対する冷却効率を高めて、分離爪２８に堆積したトナーの粘度を速やかに上昇させることができる。そのため、分離爪２８に堆積したトナーが定着ローラー２３に一層付着し難くなる。

また、コイルバネ５２と押圧部材５３によって接触角調整機構２９が構成されている。そのため、簡易な構成を用いて定着ローラー２３に対する分離爪２８の接触角を変化させることが可能となる。

また、分離爪２８は、トナー吐き出し位置とトナー保持位置の間で、分離爪本体４６の先端部４８（定着ローラー２３との接触部）を中心に回転可能に設けられている。このような構成を採用することで、分離爪２８を定着ローラー２３に接触させたまま、分離爪２８をトナー吐き出し位置とトナー保持位置の間で回転させることができる。そのため、定着ローラー２３に対して分離爪２８を接離させる場合と比較して、定着ローラー２３や分離爪２８が局所的なダメージを受けにくくなる。

また、分離爪２８及び押圧部材５３の一部又は全部が高熱伝導材によって形成されている。そのため、分離爪２８がトナー保持位置にある時に、ファン３１からの冷却風によって分離爪２８及び押圧部材５３の温度を急速に低下させ、分離爪２８に堆積したトナーの粘度を急速に上昇させることができる。

また、支持部材２７の一部又は全部が高熱伝導材によって形成されているため、分離爪２８がトナー吐き出し位置にある時に、支持部材２７からの伝熱によっても分離爪２８の温度を上昇させることができる。

本実施形態では、分離爪２８をトナー吐き出し位置からトナー保持位置まで回転させるのと同期してクリーニングローラー３０を定着ローラー２３から離間させ、分離爪２８をトナー保持位置からトナー吐き出し位置まで回転させるのと同期して定着ローラー２３にクリーニングローラー３０を接触させる場合について説明した。一方で、他の異なる実施形態では、本実施形態とは逆に、分離爪２８をトナー吐き出し位置からトナー保持位置まで回転させるのと同期して定着ローラー２３にクリーニングローラー３０を接触させ、分離爪２８をトナー保持位置からトナー吐き出し位置まで回転させるのと同期してクリーニングローラー３０を定着ローラー２３から離間させても良い。このような構成を採用することで、分離爪２８がトナー保持位置にあるにも関わらず定着ローラー２３に付着してしまったトナーを定着ローラー２３から除去することができる。また、クリーニングローラー３０と定着ローラー２３を常時接触させておく場合と比較して、クリーニングローラー３０及び定着ローラー２３の寿命を延ばすことができる。

本実施形態では、クリーニングローラー３０をクリーニング部材として用いたが、他の異なる実施形態では、クリーニングブレード等をクリーニング部材として用いても良い。本実施形態では、クリーニングローラー３０を定着ローラー２３に対して接離させる場合について説明したが、他の異なる実施形態では、クリーニングローラー３０を加圧ローラー２６に対して接離させても良い。

本実施形態では、支持部材２７、分離爪２８及び押圧部材５３の一部または全部が高熱伝導材によって形成される場合について説明したが、他の異なる実施形態では、支持部材２７、分離爪２８及び押圧部材５３が、高熱伝導性を有しない一般的な樹脂や金属によって形成されていても良い。

本実施形態では、ファン３１からの冷却風を押圧部材５３の押圧片５５に吹き付ける場合について説明したが、他の異なる実施形態では、ファン３１からの冷却風を分離爪２８に直接吹き付けても良い。

本実施形態では、定着ローラー２３に対する分離爪２８の接触角と分離爪２８の温度を同時に変化させる場合について説明した。一方で、他の異なる実施形態では、定着ローラー２３に対する分離爪２８の接触角を変化させてから一定時間経過後に分離爪２８の温度を変化させたり、分離爪２８の温度を変化させてから一定時間経過後に定着ローラー２３に対する分離爪２８の接触角を変化させたりしても良い。つまり、定着ローラー２３に対する分離爪２８の接触角を変化させるのに伴って分離爪２８の温度を変化させていれば良く、定着ローラー２３に対する分離爪２８の接触角を変化させるタイミングと分離爪２８の温度を変化させるタイミングは必ずしも同時でなくても良い。

本実施形態では、定着ローラー２３を定着部材として用いる場合について説明したが、他の異なる実施形態では、定着ベルトを定着部材として用いても良い。本実施形態では、加圧ローラー２６を加圧部材として用いる場合について説明したが、他の異なる実施形態では、加圧ベルトを加圧部材として用いても良い。

本実施形態では、ハロゲンヒーターやセラミックヒーター等のヒーターを熱源２４として用いる場合について説明したが、他の異なる実施形態では、ＩＨコイルを熱源２４として用いても良い。

本実施形態では、プリンター１に本発明の構成を適用する場合について説明したが、他の異なる実施形態では、複写機、ファクシミリ、デジタル複合機等の他の画像形成装置に本発明の構成を適用することも可能である。

１ プリンター（画像形成装置）
１８ 定着装置
２３ 定着ローラー（定着部材）
２４ 熱源（温度調整部材）
２６ 加圧ローラー（加圧部材）
２８ 分離爪（分離部材）
２９ 接触角調整機構
３０ クリーニングローラー（クリーニング部材）
３１ ファン（温度調整部材）
４０ 定着ニップ
５２ コイルバネ（付勢部材）
５３ 押圧部材

Claims (7)

1. 回転可能に設けられる定着部材と、
   該定着部材に圧接して該定着部材との間に定着ニップを形成し、回転可能に設けられる加圧部材と、
   前記定着部材に接触し、前記定着ニップを通過した用紙を前記定着部材から分離させる分離部材と、
   前記定着部材に対する前記分離部材の接触角を変化させる接触角調整機構と、
   前記分離部材の温度を変化させる温度調整部材と、を備え、
   前記接触角調整機構が前記接触角を大きくするのに伴って、前記温度調整部材が前記分離部材又は該分離部材に接触する部材に冷却風を吹き付けることで前記分離部材の温度を低下させ、
   前記接触角調整機構が前記接触角を小さくするのに伴って、前記温度調整部材が前記分離部材の温度を上昇させることを特徴とする定着装置。
2. 前記定着部材及び前記加圧部材の回転が開始される時に、前記接触角調整機構が前記接触角を大きくするのと同時に前記温度調整部材が前記分離部材の温度を低下させ、
   前記定着部材及び前記加圧部材の回転が開始されてから所定時間経過後に、前記接触角調整機構が前記接触角を小さくするのと同時に前記温度調整部材が前記分離部材の温度を上昇させることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記温度調整部材は、前記定着部材を加熱することで、該定着部材からの伝熱によって前記分離部材の温度を上昇させることを特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置。
4. 前記定着部材又は前記加圧部材に対して接離可能なクリーニング部材を更に備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の定着装置。
5. 前記分離部材は、
   前記接触角が第１の角度となるトナー吐き出し位置と、
   前記接触角が前記第１の角度よりも大きい第２の角度となるトナー保持位置と、の間で回転可能に設けられ、
   前記接触角調整機構は、
   前記トナー吐き出し位置に前記分離部材を付勢する付勢部材と、
   該付勢部材の付勢力に抗して前記分離部材を押圧し、前記トナー吐き出し位置から前記トナー保持位置まで前記分離部材を回転させる押圧部材と、を備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の定着装置。
6. 前記分離部材は、前記トナー吐き出し位置と前記トナー保持位置との間で、前記定着部材との接触部を中心に回転可能に設けられていることを特徴とする請求項５に記載の定着装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の定着装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。

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