JPH10247031A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アコーディオンジャム時の分離部材によるロ
ーラ表面の傷発生、及び分離部材の底面の汚れ防止。 【解決手段】 分離部材の形状を、先端ｂと後端ａを結
ぶ線分ａｂの中点Ｍが線分ａｂに垂直、かつ、分離部材
の回動支点Ｏを通る線分と、線分ａｂの交点Ｃと同位
置、もしくは、交点Ｃよりもローラ表面から離れて位置
するようにし、後端ｂを排紙上ガイド１７の底面よりも
上部に設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式のプ
リンター、複写機等に用いられる画像定着装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、記録材上に未定着画像としてトナ
ー像を転写し、これを加熱・加圧することで定着し、永
久画像とする画像形成装置において用いられる画像定着
装置は、図４に示すような構造となっている。図４にお
いて１は記録材搬送手段としての定着ローラであり、例
としてアルミニウムや鉄等の芯金１１上にＰＦＡ、ＰＴ
ＦＥ等の離型性樹脂層１２を設け、内部には加熱手段と
してヒーター３が設けられ定着ローラを内部より加熱し
ている。

【０００３】一方、加圧ローラ２は不図示の加圧手段に
よって定着ローラ１に押圧され、定着ニップＮを形成し
ている。加圧ローラ２は、例としてアルミニウムや鉄等
の芯金２１上に、耐熱性を持ったシリコンスポンジゴム
等からなる弾性層２２を、更にＰＦＡ、ＰＴＦＥ等の離
型性の良い樹脂からなる離型層２３が形成されている。

【０００４】記録材６上の未定着トナー７は、入り口ガ
イド４により定着ニップＮまで搬送され、定着ニップＮ
において加熱・加圧されることで、記録材上に定着され
る。

【０００５】５は定着ローラに所定の当接圧で当接した
温度検知センサーであるサーミスタであり、定着ローラ
の表面温度を検知する。この検知温度に応じて定着ロー
ラ表面温度が一定となるようにヒーターへの通電をオン
・オフ（通電をオン・オフさせている電気回路は不図
示）する。クリーニング機構を有する定着装置では、サ
ーミスタを記録材通紙領域に設けることが可能である
が、図４のようにクリーニング機構を持たない定着装置
では、サーミスタによる画像汚れ、摺擦傷を避けるため
に定着ローラ端部の非通紙域に設けるのが一般的であ
る。

【０００６】定着ローラ１、加圧ローラ２は記録材６が
ニップＮを通過する際にシワを起こさないように長手方
向に逆クラウン形状となるように作られる。また、入り
口ガイド４の配置および形状は、大サイズ紙の後端は
ね、シワの発生がないように、ニップＮとの適正な位置
関係となるように調整され、紙搬送の安定化が図られて
いる。

【０００７】ところで、ニップ部を通過した記録材６が
定着ローラや加圧ローラに巻き付かないように、定着ロ
ーラ１、加圧ローラ２には記録材６を分離するための分
離爪８、１３がそれぞれ当接されている。尚、分離爪
８、１３は回転軸の回りに回動可能であり、これらはそ
れぞれ引っ張りバネ９、１４によって或る一定の押圧力
で定着ローラ１、加圧ローラ２にそれぞれ当接されてい
る。

【０００８】定着ローラから分離された記録材６、は不
図示の排紙ガイドにより排紙ローラ対１５、１６まで搬
送されたあと機外に排出される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の定着装置においては、分離爪８、１３の先端が定着
ローラ１、加圧ローラ３にそれぞれ常に接しているた
め、各々のローラ１、２がダメージを受ける場合があっ
た。定着ローラ、加圧ローラが芯金の上にシリコーンゴ
ム等の弾性材料で表面が覆われている場合、このゴム層
に分離爪８、１３の先端が突き刺さる危険があった。特
に、表面に弾性層を設けたローラでは、図５に示すよう
に分離爪８、１３の一部に記録材先端が引っ掛かり、記
録材が引っ掛かった爪と定着ニップＮ間に折り畳み式に
紙詰まりを起こした場合（以下アコーディオンジャムと
呼ぶ）、記録材による押圧力により分離爪先端にローラ
の回転中心方向の力が加わり、ローラの回転力と重なっ
て、上記ローラ弾性層に鋭角に突き刺さってしまう危険
性があった。

【００１０】そこで、上記のような紙詰まりが発生した
場合でも記録材による押圧力が分離爪に加わると爪の回
転支点が移動し、爪先端を定着ローラ表面から離す構成
が実施されている。しかし、このような構成は構成が複
雑なため、装置が大型化し、しかもコスト高となる。

【００１１】また、上記のような危険性を防止する爪形
状として、たとえば特許公開公報平成０７−０２８３５
２のように、分離爪に記録材搬送路内に突出する突出部
を設け、記録材の先端がこの突出部に接触することによ
って分離爪を定着ローラ、加圧ローラから離すものがあ
る。しかし、搬送路内にこのような突出部を設けると、
印字画像をこすり画像不良を生じたり、あるいは多量の
通紙により突出部にトナーが付着し、記録材の搬送を阻
害してしまう。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述の問題点
を解決するもので、記録材に未定着画像を定着するニッ
プを構成する回転体と、前記回転体の回転により搬送さ
れた記録材を回転体から分離するための分離部材と、を
有し、この分離部材は回転軸を備えこの回転軸を中心に
回動可能である定着装置において、前記分離部材の搬送
される記録材に面する面の搬送方向に対する上流側の端
部を先端、下流側の端部を後端とすると、前記回転軸を
通り前記先端と前記後端を結ぶ線分に対し垂直な線分と
前記先端と前記後端を結ぶ線分の交点は、前記先端と前
記後端を結ぶ線分の中心と同位置もしくは中点よりも前
記回転体側に位置することを特徴とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の実施
形態について説明する。

【００１４】各実施形態における定着装置の構成で、図
４に示した従来例と同様である個所については説明を省
略する。また、広く知られている電子写真方式の画像形
成装置についても説明は省略する。

【００１５】実施形態の詳細な説明をする前に、分離部
材である分離爪に働く力としては、分離爪が紙を分離す
るときに加わる力と、アコーディオンジャムが発生した
ときに加わる力があるが、それぞれの力の爪への加わり
方は異なる。

【００１６】図６に示すように記録材を回転体であるロ
ーラの表面から分離するときには、定着ローラの回転に
沿ってローラ表面に吸着して搬送されてきた記録材は爪
先端に衝突してローラ表面から分離されるので、爪先端
は爪の当接位置（分離ポイント）における定着ローラ表
面の接線方向の力を受ける。すなわち、爪先端と定着ロ
ーラの回転中心を結ぶ線分（点線）に垂直な方向の力を
受ける。

【００１７】一方、アコーディオンジャムが起こったと
きには、前述したように、ジャム紙の押圧力が爪の紙搬
送面すなわち、記録材と接する面（搬送される記録材に
面する面）にほぼ垂直な方向から加わる。

【００１８】（第１の実施形態）本実施形態では、定着
ローラとして芯金上にシリコーンゴム２ｍｍ、その上に
プライマを塗りＰＦＡチューブ５０μｍを被覆したロー
ラを用いた。また、加圧ローラとして芯金上にシリコー
ンスポンジゴム６ｍｍ、その上にＰＦＡチューブ５０μ
ｍを被覆したローラを加圧力２０Ｎで定着ローラに当接
して、中央５ｍｍのニップを得る。

【００１９】本例の定着ローラに当接する分離爪の構成
を図１に示す。図１で従来例と同じ構成のものは同じ番
号をふり、その説明は省略する。図１中１７は分離爪８
により定着ローラから分離された紙を排紙ローラ対１
５、１６に導く排紙上ガイドである。

【００２０】まず、アコーディオンジャムが起きた場合
の爪に加わる力と爪の形状の関係について説明する。

【００２１】図１に示すようにアコーディオンジャムが
発生すると、分離爪１８の紙搬送面（点線）に面した面
に対して垂直な向きから一様な力Ｆが加わる。

【００２２】分離爪１８は回転軸である支点Ｏを回転中
心として回転可能である。ａは記録材の搬送方向に対し
て上流側の爪の端部、爪後端を表わし、ｂは搬送方向に
対して下流側の爪の端部、爪先端を表わしている。本実
施形態では爪先端ｂは定着ローラ表面と当接している。

【００２３】分離爪１８の紙搬送面（点線）に面する面
に対して一様に加わる力Ｆは、ａ，ｂを結ぶ線分ａｂに
対して垂直な方向に一様に働く力である。

【００２４】爪がこのような力Ｆを受けると支点を中心
に回転（回動）するが、ローラ表面方向に回転するの
か、ローラ表面から離れる向きに回転するのかは支点Ｏ
が線分ａｂに対してどの位置にあるかによる。

【００２５】すなわち、図２のように、支点Ｏを通り線
分ａｂに垂直な線分ｌと線分ａｂの交点をＣとすると、
点Ｃが線分ａｂの中点Ｍよりもローラ側に位置すること
により、爪の底面（図の線分ａｂ）に加わる一様な力Ｆ
で爪を定着ローラから離間する方向に回動させることが
可能となる。すなわち爪の形状を上記の条件を満たすよ
う形成することにより、アコーディオンジャムが発生し
ても、定着ローラの爪による傷を防止可能である。つま
り、爪先端がローラ方向へ回動し、ローラ表面に鋭角に
突き刺さってしまい、表層及び弾性層に食いこむことを
防止できる。

【００２６】また、図１のように爪後端ａが爪先端ｂよ
りも紙搬送面に近い場合、爪先端ｂよりも爪後端ａの方
にわずかに大きな力が加わる。したがって、線分ｌと線
分ａｂの交点Ｃが線分ａｂの中点と同位置であっても、
アコーディオンジャム時爪は定着ローラから離間する方
向に回動する。あるいは、少なくとも爪後端ａに加わる
力により爪先端がローラ表面に突き刺さることはない。

【００２７】すなわち、支点Ｏと爪後端ａと爪先端ｂで
形成する三角形は線分Ｏａと線分Ｏｂを等辺とする二等
辺三角形であっても良い。

【００２８】また、本実施形態における分離爪は図１に
示すように分離爪の後端ａが排紙上ガイド１７の底面、
すなわち搬送される記録材と面した面よりも上部にあ
り、紙搬送路内に突き出しているわけではない。このた
め、分離爪により紙先端が定着ローラ表面から分離され
た後紙は爪底面（線分ａｂ）に触れにくい。したがっ
て、従来のように紙搬送路内に突出した爪後端が紙搬送
途中で画像印字面に傷を与えたり、爪底面にトナーが蓄
積するといった問題は起こらない。

【００２９】この場合、線分ａｂと紙搬送面のなす角度
が大きすぎると、爪先端ｂの当接位置が定着ニップから
離れてしまい（分離ポイントが遅れる）紙の分離性が低
下するので、この角度は１〜２°として、分離爪先端を
定着ニップに近づけたほうが好ましい。

【００３０】以上のような構成にすることにより、Ａ３
サイズの紙でアコーディオンジャムが起こっても定着ロ
ーラに傷がついたり、突き刺さって致命的な損傷を受け
ることがなくなった。

【００３１】分離爪の紙搬送面は直線である必要はな
い。

【００３２】また、分離爪先端の定着ローラに接する面
は絶縁のままだと定着ローラとの摺擦により帯電しトナ
ー付着を引き起こし易いので、ＰＦＡコーティング剤と
して導電剤を分散したものをスプレーするのが良い。分
離爪の紙搬送面は逆に紙との帯電が生じるので、その電
荷を定着ローラ表面に伝えないために絶縁化したものが
好ましい。そのようなコーティングをおこなうためには
図７のように紙搬送面をマスキングして塗工スプレーを
おこなえばよい。

【００３３】以上のように、本実施形態の分離爪は新た
な部材を必要とせず、従来と同じ製法で作れる。

【００３４】なお、上記では定着ローラに当接する分離
爪について説明したが、芯金の上に弾性層を設けた加圧
ローラに当接する分離爪として用いてもよいことは言う
までもない。

【００３５】また、本実施形態ではローラ表面に分離爪
を当接させているが、分離爪先端をローラ表面に近接し
て設け、つまり、非接触に設けても良い。爪先端ｂ，爪
後端ａ，爪の回転軸Ｏの位置が上記の条件を満たせば、
アコーディオンジャムが発生しても分離爪先端ｂがロー
ラ表面から離れるので、ローラ表面に突き刺さることは
なく、ローラ表面の傷を防止できる。

【００３６】さらにまた、定着ローラとして芯金上にシ
リコーンゴム２ｍｍを形成し、その上にプライマおよび
ＦＥＰ樹脂３０μｍをスプレーコーティングしたローラ
を用いても良い。すなわち、本実施形態の定着ローラよ
りもさらに柔らかい表面を有し分離爪による損傷を受け
やすい構成となっているローラを用いても分離爪の形状
を上述のようにすることでローラ表面の分離爪による損
傷を防ぐことができる。

【００３７】（第２の実施形態）本実施形態では第１の
実施形態と同じ定着ローラを長時間使用しても分離爪当
接位置のローラ表面の削れを最小限にできる構成として
いる。

【００３８】本実施形態における分離爪の形状は第１の
実施形態と同じであり、爪先端の定着ローラへの当接点
（分離ポイント）において定着ローラ表面の接線方向に
引いた線と分離爪の回動支点Ｏの関係を規定するもので
ある。

【００３９】前述したように、（図６参照）記録材をロ
ーラ表面から分離するときには、定着ローラに吸着して
搬送されてきた記録材は爪先端に衝突してローラ表面か
ら分離されるので、爪先端は爪の当接位置（分離ポイン
ト）における定着ローラ表面の接線方向の力を受ける。

【００４０】図３のように、分離爪の回動支点Ｏが分離
ポイントにおいて定着ローラ表面の接線方向に引いた線
よりも定着ローラ表面側にあれば、記録材先端を定着ロ
ーラから分離する際に加わるローラ表面の接線方向の力
Ｆ′は爪先端を定着ローラ表面の方へ押圧しないので、
長時間にわたるローラ表面の削れ量も低減できる。つま
り、分離爪先端ｂとローラの回転中心Ｏ′を結ぶ線分ｂ
Ｏ′と、爪先端ｂと爪の回動支点Ｏを結ぶ線分ｂＯの夾
角の大きさが９０°以下であればよい。

【００４１】しかし、線分ｂＯ′と線ｂＯの夾角の大き
さが小さすぎると、高温高湿環境で薄紙やＯＨＴなどの
分離しづらい記録材を分離できない場合があったので実
施形態ではこの夾角の大きさを８９．５°とした。好ま
しい大きさは８８°以上９０°以下である。

【００４２】この結果、Ａ３サイズの紙のアコーディオ
ンジャムが発生した場合でも定着ローラに傷がついた
り、突き刺さって致命的な損傷を受けることがなくな
り、また、長時間にわたる爪当接による摺擦傷、および
削れを低減できた。

【００４３】以上、本発明の実施形態を説明したが、本
発明はこれらの実施形態にとらわれるものではなく、本
発明の技術思想内でのあらゆる変形が可能である。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複雑な構成を設けることなく、また紙搬送を阻害するこ
となく、定着ローラ、加圧ローラの傷、破損を防ぐこと
ができ、しかも良好な分離性能を持つ分離爪を提供する
ことができる。

【００４５】特に芯金上に弾性層を設けたローラにおい
て、上記アコーディオンジャムが発生しても、ローラの
傷、破損を防ぐことができる分離爪を提供することが可
能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態の定着装置の断面図

【図２】第１の実施形態の分離爪の断面図

【図３】第２の実施形態の定着装置の断面図

【図４】従来の定着装置の断面図

【図５】アコーディオンジャム発生時の分離爪に働く力
を示す断面図

【図６】定着ローラ表面に吸着した記録材をローラ表面
から分離するときに分離爪に働く力を示す断面図

【図７】分離爪へのスプレー塗布方法を示す図

【符号の説明】

１ 定着ローラ ２ 加圧ローラ ３ ヒーター ４ 入り口ガイド ５ 温度検知センサー（サーミスタ） ６ 記録材 ７ トナー ８、１３、１８ 分離爪 １１ 定着ローラ芯金 １２ 離型性樹脂層 １７ 排紙上ガイド ２１ 加圧ローラ芯金 ２２ 弾性層 ２３ 離型層 Ｎ 定着ニップ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録材に未定着画像を定着するニップを
   構成する回転体と、前記回転体の回転により搬送された
   記録材を回転体から分離するための分離部材と、を有
   し、この分離部材は回転軸を備えこの回転軸を中心に回
   動可能である定着装置において、 前記分離部材の搬送される記録材に面する面の搬送方向
   に対する上流側の端部を先端、下流側の端部を後端とす
   ると、前記回転軸を通り前記先端と前記後端を結ぶ線分
   に対し垂直な線分と前記先端と前記後端を結ぶ線分の交
   点は、前記先端と前記後端を結ぶ線分の中心と同位置も
   しくは中点よりも前記回転体側に位置することを特徴と
   する定着装置。
2. 【請求項２】 前記分離材により前記回転体から分離さ
   れた記録材を装置外へ排出する排出手段に向けてガイド
   するガイド部材を有し、このガイド部材の記録材と面す
   る底面は前記後端よりも搬送される記録材に近い位置に
   設けられている請求項第１項記載の定着装置。
3. 【請求項３】 前記先端と前記回転体の回転中心を結ぶ
   線分と前記先端と前記分離部材の前記回転軸を結ぶ線分
   の夾角の角度は９０°以下であることを特徴とする請求
   項第１項、２項記載の定着装置。
4. 【請求項４】 前記夾角の角度は８８°以上であること
   を特徴とする請求項第３項記載の定着装置。