JP6205766B2 - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、互いに当接して回転する回転体を用いて記録材への画像の定着を行う定着装置及び画像形成装置に関する。
なお、本明細書における記録材は、例えば普通紙、各種のコート紙、感光紙、静電記録紙、葉書等の厚紙、ＯＨＰフィルム等の各種フィルムなど、各種のシート状記録媒体を含むこととする。

近年、例えばプリンタ・複写機・ファクシミリなどの画像形成装置に対し、省エネルギー化・高速化についての市場要求が強くなってきている。
画像形成装置では、電子写真記録・静電記録・磁気記録等の画像形成プロセスにより、画像転写方式もしくは直接方式で未定着トナー画像が記録材に形成される。未定着トナー画像を定着させるための定着装置としては、定着部材の回転体としてローラを用いる熱ローラ方式、ベルトを用いるベルト方式、さらにフィルム加熱方式、電磁誘導加熱方式等の接触加熱方式の定着装置が広く採用されている。

こうした定着装置では、近年、電源投入時などの常温状態から印刷可能な所定の温度（リロード温度）となるまでに要するウォームアップ時間をさらに短縮化することが求められている。このウォームアップ時間は、印刷要求を受けた後、印刷準備を経て印字動作を行い排紙が完了するまでのファーストプリント時間にもかかわるものである（課題１）。

また、画像形成装置の高速化に伴い、単位時間あたりの通紙枚数が増え、必要熱量が増大しているため、特に連続印刷のはじめに熱量が不足する所謂、温度落ち込みが問題となっている（課題２）。

課題１の問題を解決する方法として、セラミックヒータを用いたサーフ定着が提案されており、この方式により、ベルト方式の定着装置に比べ、低熱容量化、小型化するようにしている。しかし、この方式ではニップ部のみを局所加熱しているため、その他の部分では加熱されておらず、ニップ部における用紙などの入口においてベルトは最も冷えた状態にあり、定着不良が発生しやすくなるという問題がある。特に、高速機においては、ベルトの回転が速く、ニップ部以外でのベルトの放熱が多くなるため、より定着不良が発生しやすくなるという問題がある（課題３）。

以上のような課題１〜３を解決するためのものとして、特許文献１がある。図１２は、特許文献１の定着装置の概略図である。
無端ベルト２０１の内部にパイプ状の金属熱伝導体２０２を、無端ベルト２０１の移動をガイドすることが可能に固定し、金属熱伝導体２０２内の熱源２０３により金属熱伝導体２０２を介して無端ベルト２０１を加熱する。さらに無端ベルト２０１を介して金属熱伝導体２０２に接してニップ部２０７を形成する加圧ローラ２０４を備え、該加圧ローラ２０４の回転に連れ回りするようにして無端ベルト２０１を周方向に移動させる。この構成により、定着装置を構成する無端ベルト２０１全体を温めることを可能にし、加熱待機時からのファーストプリントタイムを短縮することができ、かつ高速回転時の熱量不足を解消することが可能となっている。

また、更なる省エネ性およびファーストプリントタイム向上のためには熱効率を更に向上させる必要があり、このため、無端ベルト２０１を金属熱伝導体を介さず、直接加熱する構成も知られている。

上述した特許文献１や、さらにその無端ベルト２０１を金属熱伝導体を介さず、直接加熱する構成では、省エネ性を向上させ、加熱待機時からのファーストプリントタイムを更に短縮させることができる。しかし、こうした構成とすることで、必要箇所のみに熱を与える構成としているため、無端ベルトなどの回転体から記録材を分離させる分離部材など、熱源周囲の他の部品が温まり難く、結露し易くなる問題が現れた。
こうして分離部材が結露すると、通紙条件によっては、結露した分離部材と記録材が接触して記録材に水滴が付着してしまうおそれがあった。記録材に水滴が付着すると、画像に影響を与える懸念がある。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、分離部材を備えた構成であっても、記録材に水滴が付着することを防止できる定着装置を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために、本発明に係る定着装置は、互いに当接して回転する回転体である定着部材と加圧部材とを備え、加熱された定着部材と加圧部材との間のニップ部により記録材に画像の定着を行う定着装置であって、定着部材および加圧部材の何れかから記録材を分離させるための分離部材を備え、分離部材は、鉄を主成分とした合金で形成された板状部材を少なくとも有して構成され、板状部材は、ニップ部側の端部以外の部分に切り欠き穴が形成され、切り欠き穴よりもニップ部側の体積が、分離部材による分離対象の回転体の軸方向における１ｍｍあたり１．８ｍｍ ^３ 以下となるよう形成され、分離部材は、板状部材における少なくとも記録材の搬送面側に凸状部材を備え、凸状部材は、板状部材における軸方向に隣接した切り欠き穴の間を含む部分に配設され、凸状部材の先端は、板状部材のニップ部側の端部よりもニップ部側に突出することを特徴とする。

以上のように、本発明によれば、分離部材を備えた構成であっても、記録材に水滴が付着することを防止できる。

本発明の実施形態としての定着装置８０を用いた画像形成装置１００の構成例を示す図である。 本実施形態の定着装置８０の一構成例を示す図である。 本実施形態の定着装置８０の他の構成例を示す図である。 従来および本実施形態の定着分離部材９０の構成例を示す図である。 従来の定着分離部材における水滴付着範囲３００を示す図である。 記録材搬送経路と記録材後端のハネ方向の関係を模式的に示す図である。 本実施形態の分離機能範囲９３の軸方向における単位長さ当たりの体積と結露の有無についての確認例を示す図である。 本実施形態の定着分離部材９０における水滴付着範囲３００を示す図である。 橋渡し部９４近傍に水滴付着範囲３００が分布した場合の例を示す図である。 溝９６の形成例を示す図である。 リブ９２の分離板９１への取り付け位置を説明する図である。 従来の定着装置の構成例を示す図である。

次に、本発明に係る定着装置を適用した一実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。
本実施形態は、例えば複写機やファクシミリ、プリンタなどの静電記録式画像形成装置に使用される定着装置に関する。より具体的には、回転体である無端状の定着部材と加圧部材間にニップ部を形成し、該ニップ部を通る被定着材に対し定着処理を行う定着装置、およびその定着装置を搭載した画像形成装置に関するものである。

図１に、本実施形態の画像形成装置１００の構成例を示す。
図１に示した画像形成装置は、複数の色画像を形成する作像部がベルトの展張方向に沿って並置されたタンデム方式を用いるカラープリンタあるが、本実施形態はこの方式に限定されるものではない。また、本実施形態はプリンタだけではなく、例えば複写機やファクシミリ装置など各種の画像形成装置に適用することができる。

図１に示すように、画像形成装置１００は、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色に色分解された色にそれぞれ対応する像としての画像を形成可能な像担持体としての感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｂｋを備える。こうして、本実施形態の画像形成装置１００では、これら感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｂｋが並設されたタンデム構造が採用されている。

図１に示す構成の画像形成装置１００は、各感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｂｋに形成された可視像が、各感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｂｋに対峙しながら中間転写体である転写ベルト１１に対して１次転写行程を実行する。転写ベルト１１は、矢印Ａ１方向に移動可能な無端ベルトが用いられる。こうして各色それぞれの画像が転写ベルト１１に重畳転写され、その後、記録シートなどが用いられる記録材Ｓに対して２次転写行程を実行することで一括転写されるようになっている。

各感光体ドラムの周囲には、感光体ドラムの回転に従い画像形成処理するための装置が配置されている。このため、ブラック画像形成を行う感光体ドラム２０Ｂｋを対象として説明すると、感光体ドラム２０Ｂｋの回転方向に沿って画像形成処理を行う帯電装置３０Ｂｋ、現像装置４０Ｂｋ、１次転写ローラ１２Ｂｋおよびクリーニング装置５０Ｂｋが配置されている。帯電後に行われる書き込みは、光書込装置８が用いられる。

転写ベルト１１に対する重畳転写は、転写ベルト１１が矢印Ａ１方向に移動する過程において、各感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｂｋに形成された可視像が、転写ベルト１１の同じ位置に重ねて転写される。この各色可視像の転写は、１次転写ローラ１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｂｋによる電圧印加によって行われ、矢印Ａ１方向の上流側から下流側に向けてタイミングをずらして行われる。１次転写ローラ１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｂｋは、転写される各色可視像が転写ベルト１１の同じ位置に重ねて転写されるよう、転写ベルト１１を挟んで各感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｂｋに対向して配設される。

各感光体ドラム感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｂｋは、矢印Ａ１方向の上流側からこの順で並んでいる。各感光体ドラム感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｂｋは、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの画像をそれぞれ形成するための画像ステーションに備えられている。

画像形成装置１００は、色毎の画像形成処理を行う４つの画像ステーションと、転写ベルトユニット１０と、２次転写ローラ５と、中間転写ベルトのクリーニング装置１３と、光書込装置８とを有している。

転写ベルトユニット１０は、各感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｂｋの上方に対向して配設され、転写ベルト１１及び１次転写ローラ１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｂｋを備える。

２次転写ローラ５は、転写ベルト１１に対向して配設され転写ベルト１１に従動し、連れ回りする転写部材としての転写ローラである。

クリーニング装置１３は、転写ベルト１１に対向して配設され転写ベルト１１表面をクリーニングする。

光書込装置８は、４つの画像ステーションの下方に対向して配設され、光源としての半導体レーザ、カップリングレンズ、ｆθレンズ、トロイダルレンズ、折り返しミラーおよび偏向手段としての回転多面鏡などを備える。こうした構成により、光書込装置８は、各感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｂｋに対して色毎に対応した書き込み光Ｌｂを出射して感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｂｋに静電潜像を形成する。なお、図１では、便宜上、ブラック画像の画像ステーションのみを対象として符号が付けてあるが、その他の画像ステーションも同様である。

画像形成装置１００は、さらにシート給送装置６１と、レジストローラ対４とを備える。
シート給送装置６１は、感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｂｋと転写ベルト１１との間に向けて搬送される記録材Ｓを積載した給紙カセットである。

レジストローラ対４は、シート給送装置６１から搬送されてきた記録材Ｓを、画像ステーションによるトナー像の形成タイミングに合わせた所定のタイミングで、各感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｂｋと転写ベルト１１との間の転写部に向けて繰り出す。
また、画像形成装置１００は、記録材Ｓの先端がレジストローラ対４に到達したことを検知する図示しないセンサを備える。

画像形成装置１００は、さらに定着装置８０と、排出ローラ７と、排紙トレイ１７と、トナーボトル９Ｙ，９Ｃ，９Ｍ，９Ｂｋとを備える。

定着装置８０は、トナー像が転写された記録材Ｓにそのトナー像を定着させる。
排出ローラ７は、定着済みの記録材Ｓを画像形成装置１００の本体外部に排出する。
排紙トレイ１７は、画像形成装置１００の本体上部に配設され、排出ローラ７により画像形成装置１００の本体外部に排出された記録材Ｓを積載する。
トナーボトル９Ｙ，９Ｃ，９Ｍ，９Ｂｋは、排紙トレイ１７の下側に配置され、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色のトナーを充填されて格納する。

転写ベルトユニット１０は、転写ベルト１１、１次転写ローラ１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｂｋの他に、転写ベルト１１が掛け回されている駆動ローラ７２及び従動ローラ７３を有している。
従動ローラ７３は、転写ベルト１１に対する張力付勢手段としての機能も備えており、このため、従動ローラ７３には、バネなどを用いた付勢手段が設けられている。このような転写ベルトユニット１０と、１次転写ローラ１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｂｋと、２次転写ローラ５と、クリーニング装置１３とで転写装置７１が構成されている。

シート給送装置６１は、画像形成装置１００の本体下部に配設されており、最上位の記録材Ｓの上面に当接する給紙ローラとしての給送ローラ３を有する。そしてシート給送装置６１は、給送ローラ３が反時計回り方向に回転駆動されることにより、最上位の記録材Ｓをレジストローラ対４に向けて給送するようになっている。

転写装置７１に装備されているクリーニング装置１３は、詳細な図示を省略するが、転写ベルト１１に対向、当接するように配設されたクリーニングブラシとクリーニングブレードとを有する。こうした構成により、クリーニング装置１３は、転写ベルト１１上の残留トナー等の異物をクリーニングブラシとクリーニングブレードとにより掻き取り、除去して、転写ベルト１１をクリーニングするようになっている。クリーニング装置１３は、転写ベルト１１から除去した残留トナーを搬出し廃棄するための図示しない排出手段をさらに有する。

次に、本実施形態の定着装置８０の構成例について、図２を参照して説明する。
図２に示す定着装置８０は、互いに当接して回転する回転体としての加圧回転体と定着ベルト８１を有し、熱源８２により定着ベルト８１が内周側から輻射熱で直接加熱される構成となっている。図２の例では、加圧回転体として加圧ローラ８３を用い、熱源８２としてハロゲンヒータを用いた場合の構成例を示す。

図２の定着ベルト８１の内側には、定着ベルト８１を介して対向する加圧ローラ８３とニップ部Ｎを形成するニップ形成部材８６が設けられ、定着ベルト８１内面と直接、あるいは図示しない摺動シートを介して間接的に摺動するようになっている。こうして、互いに当接して回転する回転体である定着ベルト８１および加圧ローラ８３がそれぞれ平行な軸により回転可能に構成されることで、ニップ部Ｎが形成される。

図２の例ではニップ部Ｎの形状が平坦状であるが、凹形状やその他の形状であっても良い。ニップ部Ｎの形状は凹形状の方が、記録材先端の排出方向が加圧ローラ８３寄りになり、分離性が向上するのでジャムの発生が抑制される。

定着ベルト８１は、ニッケルやＳＵＳ（ステンレス鋼）などの金属ベルトやポリイミドなどの樹脂材料を用いた無端状のベルトもしくはフィルムにより構成される。ベルトの表層はＰＦＡまたはＰＴＦＥ層などの離型層を有し、トナーが付着しないように離型性を持たせている。ベルトの基材とＰＦＡまたはＰＴＦＥ層の間にはシリコーンゴムの層などで形成する弾性層があっても良い。シリコーンゴム層がない場合は熱容量が小さくなり、定着性が向上するが、未定着画像を押し潰して定着させるときにベルト表面の微小な凹凸が画像に転写されて画像のベタ部にユズ肌状の光沢ムラ（ユズ肌画像）が残るという不具合が生じる。これを改善するにはシリコーンゴム層を１００μｍ以上設ける必要がある。シリコーンゴム層の変形により、微小な凹凸が吸収されユズ肌画像が改善する。

定着ベルト８１の内部にはニップ部Ｎを支持するためのステーによる支持部材８７を設け、加圧ローラ８３により圧力を受けるニップ形成部材８６の撓みを防止し、記録材の搬送方向におけるニップ部Ｎの幅が軸方向で均一になるようにしている。この支持部材８７は両端部でフランジによる保持部材８８に保持固定され位置決めされている。また、熱源８２と支持部材８７の間に反射部材８９を備え、熱源８２からの輻射熱などにより支持部材８７が加熱されてしまうことによる無駄なエネルギー消費を抑制している。ここで反射部材８９を備える代わりに支持部材８７表面に断熱もしくは鏡面処理を行っても同様の効果を得ることか可能となる。

熱源８２は、図示したハロゲンヒータでも良いが、ＩＨであっても良いし、抵抗発熱体、カーボンヒータ等であっても良い。

加圧ローラ８３は、芯金８５の外周に弾性ゴムなどによる弾性層８４が設けられ、さらに離型性を得るために表面に離型層（ＰＦＡまたはＰＴＦＥ層）が設けてある。加圧ローラ８３は画像形成装置に設けられたモータなどの駆動源からギヤを介して駆動力が伝達され回転する。また、加圧ローラ８３はスプリングなどにより定着ベルト８１側に押し付けられており、弾性層８４が押し潰されて変形することにより、所定のニップ幅を有している。

加圧ローラ８３は中空のローラであっても良く、加圧ローラ８３にハロゲンヒータなどによる他の熱源を有していても良い。弾性層８４を構成する弾性ゴムはソリッドゴムでも良いが、加圧ローラ８３内部にヒータが無い場合は、スポンジゴムを用いても良い。スポンジゴムの方が、断熱性が高まり定着ベルト８１の熱が奪われにくくなるので、より望ましい。

定着ベルト８１は加圧ローラ８３により連れ回り回転する。図２の場合は加圧ローラ８３が図示しない駆動源により回転し、ニップ部Ｎでベルトに駆動力が伝達されることにより定着ベルト８１が回転する。定着ベルト８１はニップ部Ｎで挟み込まれて回転し、ニップ部Ｎ以外では両端部で保持部材８８（フランジ）にガイドされ、走行する。

また、ニップ部Ｎよりも記録材の搬送方向における下流側に、分離対象の回転体である定着ベルト８１から記録材を分離させるための定着分離部材９０が設けられる。

本実施形態では、こうした構成により安価で、ウォームアップが速い定着装置８０を実現することが可能となる。

図３は、本実施形態の定着装置８０の別の構成例を示す図である。
図２の構成例では熱源８２がハロゲンヒータ１本で構成されているのに対し、図３の構成例は熱源８２がハロゲンヒータ３本で構成されている点が異なる。

次に、本実施形態の主たる特徴が含まれる定着分離部材の構成について、図４を参照して説明する。図４（ａ），（ｂ）には従来の定着分離部材２１０の平面図および側面図を、図４（ｃ），（ｄ）には本実施形態による定着分離部材９０平面図および側面図を、それぞれ示す。

まず、従来の定着分離部材２１０について、図４（ａ），（ｂ）を参照して説明する。
定着分離部材の機能は搬送する記録材を、定着ベルト８１から剥がすことである。特に薄紙では、搬送する記録材先端のトナー付着量が多ければ多いほど、定着ベルトに巻き込み易くなり、記録材詰まりを引き起こす。その記録材詰まりを防止するために、定着分離部材を用いて定着ベルト８１と記録材を剥がしている。従来、定着分離部材２１０は、ＳＵＳ等金属の平板部材にコーティングをすることで、記録材の表面を傷つけることなく分離させ、主に定着分離部材２１０の位置精度を重視していた。

しかし従来の定着分離部材２１０では、複数枚通紙を行うと定着分離部材２１０の先端が、図５に示すような水滴付着範囲３００辺りで結露してしまう。以下に結露が発生する理由を説明する。記録材は通常環境で保管された場合でも６〜８％程度の水分を含んでおり、定着器で熱を加える事により、記録材に含まれる水分が蒸発する。省エネ状態からの復帰直後など、定着器が十分に温まっていない条件が重なると、蒸発した水分が定着器内の定着分離部材２１０に結露する。記録材の挙動にも影響され、図６に示すように、記録材が搬送方向におけるニップ部の出口を抜けた瞬間に、記録材の挙動が定着分離部材２１０の方にはねる場合、結露した定着分離部材２１０に触れることとなる。この場合、記録材の後端等が濡れて排出されてしまう。

次に、本実施形態としての定着分離部材９０について、図４（ｃ），（ｄ）を参照して説明する。

本実施形態としての定着分離部材９０は、１枚板の板状部材としての分離板９１に、凸状部材としてのリブ９２が固定されて構成される。分離板９１には、定着ベルト８１および加圧ローラ８３の回転軸における軸方向に平行な辺を有する略矩形状の切り欠き穴９５が開設される。この切り欠き穴９５は、分離板９１の端部以外の位置に複数設けられ、これら複数の切り欠き穴９５が、分離板９１の長手方向に並ぶように配列される。この長手方向は、分離板９１が図４のように１枚板で構成される場合、定着ベルト８１および加圧ローラ８３の軸方向と同一である。

なお、切り欠き穴９５の形状としての略矩形状とは、角に丸みを設けたいわゆる角丸長方形など、矩形に近い形状を含むものである。切り欠き穴９５を角丸長方形とすることで、角部への応力集中を緩和することができる。角の丸みの大きさは、設計に応じて適宜定められてよい。

分離板９１に切り欠き穴９５が設けられることにより、分離板９１における切り欠き穴９５よりもニップ部Ｎ側である部分が分離板９１による記録材の分離機能を実現する。このため、記録材の搬送方向における切り欠き穴９５よりもニップ部Ｎ側である分離板９１の部分を分離機能範囲９３とし、図４（ｃ）に点線で囲んで示す。

また、切り欠き穴９５は、定着ベルト８１および加圧ローラ８３の軸方向を長手方向とする略矩形状に形成される。そして、分離板９１の長手方向に配列されて隣接する切り欠き穴９５との間の部分が橋渡し部９４となる。リブ９２は、この橋渡し部９４を含む部分に配置され、ニップ部Ｎ側の先端９２ａが、分離板９１におけるニップ部Ｎ側の先端よりもそのニップ部Ｎ側に飛び出た位置となるよう配設される。

また、定着分離部材９０における分離板９１は、鉄を主成分とした合金で構成される。
図７に、分離板９１がＳＵＳで構成される場合の、定着ベルト８１および加圧ローラ８３の軸方向における分離機能範囲９３の単位長さ当たりの体積と結露の有無についての確認例を示す。

図７に示すように、切り欠き穴９５よりもニップ部Ｎ側である分離機能範囲９３の軸方向における長さ１ｍｍ当たりの体積が２．２ｍｍ³以上では結露が発生するが、１．８ｍｍ³以下にすると結露が発生しなくなる。以上のように、分離板９１の材質が鉄を主成分とした合金である場合、軸方向における長さ１ｍｍ当たりの体積を１．８ｍｍ³以下にすることで結露防止の効果が得られる。

なお、分離板９１の材質が鉄を主成分とした合金である場合、上述したＳＵＳ以外であっても大きな差がないため、実質的に同様の値で結露防止の効果が得られる。また、材質にアルミニウムを用いる場合、鉄を主成分とした合金よりも比熱が高く、分離板９１が温まり易くなるため、鉄を主成分とした合金の単位当たりの体積よりも大きい値で結露が発生しなくなる。

また、本実施形態の定着分離部材９０では、分離機能範囲９３の橋渡し部９４に対応した分離板９１の搬送面に対応する箇所に凸状部材としてのリブ９２を付け、分離板９１に付着した水滴の高さより凸位置を高くしている。こうした構成により、仮に図８に示すように、分離板９１における水滴付着範囲３００に結露した場合であっても、その水滴付着範囲３００に記録材が触れないようにすることができ、記録材への水滴付着を防止することが出来る。定着分離部材９０の形状上、一部品で凹凸を付けることは難しいため、分離板９１への溶接または別部品で凹凸を付ける必要がある。

定着分離部材９０の機能上、記録材と接触する箇所のため、リブ９２には耐熱性樹脂等を用いると効果的であり、記録材に擦れ跡を残さないために離型性が良いＰＦＡ樹脂等のフッ素樹脂を用いることが好ましい。また、図４（ｃ）、図８（ａ）に示すように、リブ９２の長手方向は、記録材の搬送方向に対して角度を付けて配設することが好ましい。

また、結露による記録材濡れを防止するために、定着分離部材９０の熱容量を下げるのが効果的である。その理由として、定着器内の定着分離部材９０を早く温め、記録材から蒸発する水分の付着を防ぐことができるからである。定着分離部材９０における分離板９１に切り欠き穴９５を設ける、さらに板厚を薄くすることで分離板９１先端の温度が上がりやすくなり、付着する水滴量は低減される。定着器の構成にもよるが、分離板９１先端の熱容量を５０％以下にすることで、水滴付着量を半分以下にすることが可能である。

しかし分離板９１の熱容量を低減させると部材の強度問題、及び低熱容量化した部材での熱容量がある箇所への水滴付着範囲３００の拡大が発生する。例えば、図８ではリブ９２の位置に分離板９１を橋渡し部９４として残している。例えば橋渡し部９４を除いてしまうと、分離板９１先端で分離させた記録材が切り欠き穴９５を通り抜けてしまい、正しく搬送出来なくなる。橋渡し部９４を残すことは必須であり、その箇所以外の分離板９１を低熱容量化させると橋渡し部９４に体積が集中してしまう。この場合、橋渡し部９４近傍に結露が発生し易くなり、例えば図９に示すように水滴付着範囲３００が分布することとなる。

分離板９１の先端位置で結露が発生しているため、先端部分をカットしてしまえば結露による問題は改善されるが、分離させる機能が出しにくく、部品強度も無くなってしまう。また、記録材詰まりが発生した場合に変形する可能性があるため、先端部分をカットすることは出来ない。これに対し、本実施形態では、図１０に示すように、分離板９１に溝９６を形成する。

橋渡し部９４で水滴付着が発生した場合、発生した水滴が重力で下方向に滴下し、分離板９１先端、及びリブ９２に付着し水滴が溜まり易くなる。リブ９２そのものに水滴が付着してしまうと、その水滴が記録材に付着する可能性がある。
そのため、橋渡し部９４周りに水滴の流路となる溝９６を凹設し、橋渡し部９４の外側に水滴を逃がす構成にすると効果的である。この場合、溝９６はリブ９２の位置から記録材の搬送方向に対して傾斜した方向に向かい、分離板９１の縁端または切り欠き穴９５に達するように形成される。図１０の例では、溝９６が、分離板９１におけるニップ部Ｎ側の端部に向けてリブ９２の位置から離れていくように搬送方向から傾斜した直線状である場合について示す。
こうした溝９６により、分離板９１の橋渡し部９４に付着した水滴を外側に逃がすことで、分離板９１先端への水滴溜まりを防止し、記録材濡れを防ぐことが出来る。

他にも、分離板９１先端への水滴付着を防止するには部品の材料を変更して水滴付着量を軽減することが出来る。例えば分離板９１に、搬送面側から反対面側へと水分を浸透可能な樹脂等による多孔質材の部分を設けるようにしてもよい。こうした多孔質材の部分を設ける場合、ＳＵＳ等金属部材よりも部材温度が上がりにくいため分離板９１の搬送面側に水滴が付着し易くなるが、浸透性のある多孔質材を用いることで搬送面側から非搬送面側に水滴を移動させる流路を設けられる。

その結果、搬送面側の分離板９１の水滴付着を軽減させ、記録材濡れを防止することが出来る。非搬送面側に付着した水滴は、基本的には記録材を濡らすことがなく、水滴が蓄積する頃には分離板９１の温度が温まり、水分を飛ばすことが出来る。また、水滴量が多い場合でも、非搬送面側に植毛部材を付け、植毛で水滴を吸収することも出来る。
こうした多孔質材の部分は、分離機能範囲９３以外に設けられることが好ましく、橋渡し部９４に設けられることがより好ましい。

本構成の考えられる副作用として、定着分離部材９０にリブ９２で凹凸を付ける場合、分離板９１とリブ９２の間に記録材が挟まらないようにする必要がある。そのための構成例を図１１を用いて説明する。図１１（ａ）がＯＫ例を示し、図１１（ｂ）がＮＧ例を示す。

図１１（ｂ）の構成例の場合、記録材が分離板９１とリブ９２の間に挟まり、紙詰まりを起こす可能性がある。他にも搬送方向からの力に弱く、連続通紙を行うとリブ９２がガタつき易く、場合によっては外れてしまう可能性もある。そのためリブ９２におけるニップ部Ｎ側の先端９２ａは、分離板９１先端よりもニップ部Ｎに近づける必要があり、分離板９１先端を固定用抑え部にするとリブ９２のガタつきが減り、記録材による搬送方向からの力に耐えることが出来る。
このようにして定着分離部材９０におけるニップ部Ｎ側の先端にも凹凸を設けることで、記録材への水滴付着を防止することが出来る。

以上のように、上述した実施形態は、以下の特徴を有する。
第１の特徴として、上述した実施形態の定着装置は、回転可能な定着部材と、定着部材を加熱する熱源と、定着部材とニップ部Ｎを形成する加圧部材と、定着部材内部で加圧部材と対向しニップ部Ｎを形成するニップ形成部材と、定着部材の軸方向両端部を保持する一対の保持部材と、搬送する記録材を定着部材から分離させる定着分離部材９０と、を備える。また、定着分離部材９０における鉄を主成分とした合金で構成された板状部材の、切り欠き穴９５よりもニップ部Ｎ側である分離機能範囲９３の長手方向単位長さ１ｍｍ当たりの体積が１．８ｍｍ³以下となっている。

こうした構成により、板状部材先端の結露を抑制し、搬送する記録材への水滴付着を防止する事ができる。その理由として、朝一番に電源ＯＮした時や省エネモード等により定着器が冷えている状態から通紙を行うと、板状部材先端側に水滴が付着することがある。これは、搬送する記録材には数％の水分が含まれており、ニップ部Ｎを通過すると記録材に含まれる水分が蒸発し、その下流側の定着分離部材９０先端に付着（結露）するためである。

本実施形態では、この水滴が蒸発せずに記録材に付着することを防止するために、切り欠き穴９５よりもニップ部Ｎ側である分離機能範囲９３の体積を小さくしている。
この構成により、板状部材における特にニップ部Ｎ側の先端である分離機能範囲９３の温度が上がりやすくなり、定着分離部材先端に付着した水滴を早く蒸発させることが出来る。板状部材先端に付着した水滴を早く飛ばすことが出来れば、記録材への水滴付着を軽減することが出来る。

また、第２の特徴として、上述した実施形態の定着装置は、分離機能範囲９３の橋渡し部９４に対応した板状部材の搬送面に対応する箇所に別部材の凸状部材であるリブ９２を設ける。

この構成により、搬送する記録材と凸状部材を接触させ、板状部材先端に付着した水滴との接触を避けさせるため、記録材の濡れを防止することが出来る。

このように、本実施形態は、定着分離部材９０における少なくとも搬送面側に凹凸を設けることで、記録材への水滴付着を防止することができる。

また、第３の特徴として、上述した実施形態の定着装置は、凸状部材の横、または板状部材の切り欠き穴９５以外の箇所の板状部材搬送面側に溝９６を設ける。

この構成により、板状部材に付着した水滴を溝９６に沿わせて伝わせる流路を設けることが出来る。結果、板状部材先端および切り欠き部以外に溜まり易い水滴を、流路を伝わせて溜まらせることなく散らすことが出来る。このため、板状部材に付着した水滴が重力により凸状部材のニップ部Ｎ側の先端に溜まったり、体積が大きい箇所に溜まることなく、記録材への水滴付着を防止することができる。

また、第４の特徴として、上述した実施形態の定着装置は、板状部材の搬送面部に設けた溝９６を、凸状部材または切り欠き穴９５以外の箇所を中心として放射状に複数本設ける。

この構成により、板状部材に付着した水滴を、板状部材の先端に水滴を溜まらせることなく、周囲に散らすことが可能になる。

また、第５の特徴として、上述した実施形態の定着装置は、板状部材に、材質が多孔質材である部分を設け、搬送面側から非搬送面側に水滴を浸透させる経路を設ける。

この構成により、搬送面側の定着分離板先端の水滴付着を減らすことが出来る。結果、搬送面側の水滴を非搬送面側に水滴を浸透（移動）させることで、搬送面側の板状部材への水滴付着を軽減させることができ、記録材への水滴付着を防止することが出来る。

また、上述した本実施形態による定着装置を備えた画像形成装置によれば、上述した本実施形態の定着装置による各効果が得られる画像形成装置を提供することができる。

なお、上述した各実施形態は本発明の好適な実施形態であり、本発明はこれに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々変形して実施することが可能である。

例えば、上述した実施形態では、分離板９１が１枚板であることとして説明したが、定着ベルト８１および加圧ローラ８３の軸方向などに複数に分割された構成であっても、本発明は同様に実現することができる。

１００ 画像形成装置
８０ 定着装置
８１ 定着ベルト
８２ 熱源
８３ 加圧ローラ
８４ 弾性層
８５ 芯金
８６ ニップ形成部材
８７ 支持部材
８８ 保持部材
８９ 反射部材
９０ 定着分離部材
９１ 分離板（板状部材の一例）
９２ リブ（凸状部材の一例）
９３ 分離機能範囲
９４ 橋渡し部
９５ 切り欠き穴
９６ 溝
３００ 水滴付着範囲
Ｎ ニップ部

特許第４８１８８２６号公報

Claims (6)

1. 互いに当接して回転する回転体である定着部材と加圧部材とを備え、加熱された前記定着部材と前記加圧部材との間のニップ部により記録材に画像の定着を行う定着装置であって、
   前記定着部材および前記加圧部材の何れかから記録材を分離させるための分離部材を備え、
   前記分離部材は、鉄を主成分とした合金で形成された板状部材を少なくとも有して構成され、
   前記板状部材は、前記ニップ部側の端部以外の部分に切り欠き穴が形成され、前記切り欠き穴よりも前記ニップ部側の体積が、前記分離部材による分離対象の回転体の軸方向における１ｍｍあたり１．８ｍｍ ^３ 以下となるよう形成され、
   前記分離部材は、前記板状部材における少なくとも記録材の搬送面側に凸状部材を備え、
   前記凸状部材は、前記板状部材における前記軸方向に隣接した前記切り欠き穴の間を含む部分に配設され、
   前記凸状部材の先端は、前記板状部材の前記ニップ部側の端部よりも前記ニップ部側に突出することを特徴とする定着装置。
2. 前記切り欠き穴は、前記軸方向に平行な辺を有し、前記軸方向を長手方向とする略矩形状であり、前記軸方向に複数設けられたことを特徴とする請求項１記載の定着装置。
3. 前記板状部材の隣接した前記切り欠き穴の間を少なくとも含む部分における前記搬送面側には溝が凹設され、
   前記溝は、前記板状部材の端部または前記切り欠き穴につながるよう配設されたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の定着装置。
4. 前記溝は、前記凸状部材の位置から記録材の搬送方向に対して傾斜した方向に向かうように形成されたことを特徴とする請求項３記載の定着装置。
5. 前記板状部材は、記録材の搬送面側から反対面側へと水分を浸透可能な多孔質材の部分を備えたことを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の定着装置。
6. 請求項１から５の何れか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。

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