JP2010091595A - 定着装置及びこれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】分離板と加熱部材の間のギャップを用紙幅方向に亘って略一定に保って高い分離性能を安定的に得ることができる定着装置を提供すること。
【解決手段】互いに当接して回転する加熱ローラ（加熱部材）と加圧ローラ（加圧部材）を備え、前記加熱ローラと前記加圧ローラ間の定着ニップよりも用紙搬送方向下流側に分離板２８を少なくとも前記加熱ローラとの間に所定のギャップを設けて配置して成る定着装置において、前記分離板２８を用紙幅方向に湾曲させる。例えば、前記分離板２８をその用紙幅方向中央部が用紙搬送方向に向かって凸となるよう円弧状に湾曲させる。
【選択図】図５

Description

本発明は、定着分離を分離板によって行う定着装置及びこれを備えた画像形成装置に関するものである。

電子写真方式によって用紙に画像を形成する複写機やプリンタ等の画像形成装置においては、像担持体上に形成された静電潜像を現像装置によって現像してトナー像として顕像化し、このトナー像を用紙上に転写する。そして、トナー像が転写された用紙は、定着装置へと搬送され、該定着装置によって熱と圧力によってトナー像の定着を受けた後に機外に排出され、これによって一連の画像形成動作が完了する。

ところで、例えばローラ方式を採用する定着装置においては、未定着のトナー像が転写された用紙が加熱ローラと加圧ローラ間の定着ニップを通過する過程で加熱及び加圧されてトナー像の定着を受け、定着ニップを通過した用紙は分離爪や分離板等の分離手段によって分離される。

分離手段として分離爪を使用する場合、分離爪は加熱ローラ表面に接触するために高い分離性能が得られる反面、加熱ローラ表面を傷付ける可能性があるため、加熱ローラの耐久性が低下したり、画質の悪化を招くという問題がある。このため、高画質が求められるカラー画像形成装置においては、分離手段としては分離板が専ら使用されている。

分離板は、加熱ローラに対して非接触であるために上記問題は発生しないが、加熱ローラとの間のギャップを用紙幅方向に亘って均一に保つことは困難であるため、高い分離性能を長期に亘って安定的に得ることは容易ではない。

そこで、従来、分離板と加熱ローラの間のギャップを調整する機構を用いてギャップを調整することが行われている。

分離板と加熱部材とのギャップを一定に保つことに関して、例えば特許文献１には、分離板のベース部材上に別部材である当接部材を形成し、この当接部材を加熱部材表面に当接させる構成が提案されている。

又、特許文献２には、板金製基体に樹脂製先端部材をアウトサート成形によって一体成型することによって分離板を構成し、該分離板と加熱部材との間のギャップを高精度に保つ構成が提案されている。
特開２００５−１７３４４７号公報 特開２００８−０８３５１５号公報

しかしながら、分離板はヒータ等の加熱源を備えた加熱部材に近接して配置されるため、定着熱の影響を受けて変形するため、該分離板と加熱部材との間のギャップを用紙幅方向に亘って一定に保つことができず、高い分離性能を安定的に得ることは困難であった。

ここで、図７に従来の定着装置における分離板と加熱ローラ間のギャップの経時変化を用紙幅方向中央と左右両端についてカーブＣ’，Ｌ’，Ｒ’にてそれぞれ示すが、ヒータをＯＮする以前は用紙幅方向に略一定であったギャップがヒータをＯＮしてからの時間が経過するに伴って用紙幅方向に不均一になることが分かる。具体的には、カーブＣ’にて示す用紙幅方向におけるギャップがＬ’，Ｒ’にて示す左右両端でのギャップよりも小さくなり、両者間に図示のような大きなギャップ差ΔＳ’が生じてギャップが用紙幅方向に不均一になる。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、分離板と加熱部材の間のギャップを用紙幅方向に亘って略一定に保って高い分離性能を安定的に得ることができる定着装置及びこれを備えた画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、互いに当接して回転する加熱部材と加圧部材を備え、前記加熱部材と前記加圧部材間の定着ニップよりも用紙搬送方向下流側に分離板を少なくとも前記加熱部材との間に所定のギャップを設けて配置して成る定着装置において、前記分離板を用紙幅方向に湾曲させたことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記分離板をその用紙幅方向中央部が用紙搬送方向に向かって凸となるよう円弧状に湾曲させたことを特徴とする。

請求項３記載の画像形成装置は、請求項１又は２記載の定着装置を備えたことを特徴とする。

加熱源を備えた加熱部材に近接配置された分離板は定着熱によって加熱されて熱変形するが、例えば図７に示すように、定着装置の動作時（加熱時）に分離板の熱変形によって該分離板と加熱部材（加熱ローラ）の間のギャップが用紙幅方向中央において小さく、左右両端において大きくなるように場合には、これを見込んで定着装置の非動作時（非加熱時）に用紙幅方向中央のギャップが左右両端のギャップよりも大きくなるよう分離板を予め用紙幅方向に湾曲させておけば良い。すると、定着装置が動作して分離板が定着熱によって加熱されて熱変形すると、該分離板と加熱部材の間のギャップが用紙幅方向に略一定となる。

従って、本発明によれば、分離板と加熱部材の間のギャップを用紙幅方向に亘って略一定に保って高い分離性能を安定的に得ることができる。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

［画像形成装置］
図１は本発明に係る画像形成装置の一形態としてのカラーレーザープリンタの断面図であり、図示のカラーレーザープリンタはタンデム型であって、その本体１００内の中央部には、マゼンタ画像形成ユニット１Ｍ、シアン画像形成ユニット１Ｃ、イエロー画像形成ユニット１Ｙ及びブラック画像形成ユニット１Ｋが一定の間隔でタンデムに配置されている。

上記各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋには、感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄがそれぞれ配置されており、各感光ドラム２ａ〜２ｄの周囲には、帯電器３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ、現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ、転写ローラ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ及びドラムクリーニング装置６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄがそれぞれ配置されている。

ここで、前記感光ドラム２ａ〜２ｄは、ドラム状の感光体であって、不図示の駆動モータによって図示矢印方向（時計方向）に所定のプロセススピードで回転駆動される。又、前記帯電器３ａ〜３ｄは、不図示の帯電バイアス電源から印加される帯電バイアスによって感光ドラム２ａ〜２ｄの表面を所定の電位に均一に帯電させるものである。

更に、前記現像装置４ａ〜４ｄは、マゼンタ（Ｍ）トナー、シアン（Ｃ）トナー、イエロー（Ｙ）トナー、ブラック（Ｋ）トナーをそれぞれ収容しており、各感光ドラム２ａ〜２ｄ上に形成された各静電潜像に各色のトナーを付着させて各静電潜像を各色のトナー像として可視像化するものである。

又、前記転写ローラ５ａ〜５ｄは、各一次転写部にて中間転写ベルト７を介して各感光ドラム２ａ〜２ｄに当接可能に配置されている。ここで、中間転写ベルト７は、二次転写対向ローラ８とテンションローラ９との間に張設されて各感光ドラム２ａ〜２ｄの上面側に走行可能に配置されており、前記二次転写対向ローラ８は、二次転写部において中間転写ベルト７を介して二次転写ローラ１０に当接可能に配置されている。又、テンションローラ９の近傍にはベルトクリーニング装置１１が設けられている。

ところで、装置本体１００内の各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋの上方には、前記各現像装置４ａ〜４ｄにトナーを補給するためのトナーコンテナ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄが一列に並設されている。

又、装置本体１００内の各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋの下方にはレーザースキャナユニット（ＬＳＵ）１３が配置され、その下方の本体１００の底部には給紙カセット１４が着脱可能に設置されている。そして、給紙カセット１４には複数枚の不図示の用紙が積層収容されており、この給紙カセット１４の近傍には、給紙カセット１４から用紙を取り出すピックアップローラ１５と、取り出された用紙を１枚ずつ分離して搬送パスＬへと送り出すフィードローラ１６とリタードローラ１７が設けられている。

又、装置本体１００の側部を上下方向に延びる前記搬送パスＬには、用紙を搬送する搬送ローラ対１８と、用紙を一時待機させた後に所定のタイミングで前記二次転写対向ローラ８と二次転写ローラ１０との当接部である二次転写部へと供給するレジストローラ対１９が設けられている。尚、搬送パスＬの横には、用紙の両面に画像を形成する場合に使用される別の搬送パスＬ’が形成されており、この搬送パスＬ’には複数の搬送ローラ対２０が適当な間隔で設けられている。

ところで、装置本体１００内の一側部に縦方向に配置された前記搬送パスＬは、装置本体１００の上面に設けられた排紙トレイ２１まで延びており、その途中には定着装置２２と排紙ローラ対２３，２４が設けられている。

次に、以上の構成を有するカラーレーザープリンタによる画像形成動作について説明する。

画像形成開始信号が発せられると、各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋにおいて各感光ドラム２ａ〜２ｄが図示矢印方向（時計方向）に所定のプロセススピードで回転駆動され、これらの感光ドラム２ａ〜２ｄは、帯電器３ａ〜３ｄによって一様に帯電される。又、レーザースキャナユニット１３は、各色毎のカラー画像信号によって変調されたレーザー光を出射し、そのレーザー光を各感光ドラム２ａ〜２ｄの表面に照射し、各感光ドラム２ａ〜２ｄ上に各色のカラー画像信号に対応した静電潜像をそれぞれ形成する。

そして、先ず、マゼンタ画像形成ユニット１Ｍの感光ドラム２ａ上に形成された静電潜像に、該感光ドラム２ａの帯電極性と同極性の現像バイアスが印加された現像装置４ａによってマゼンタトナーを付着させ、該静電潜像をマゼンタトナー像として可視像化する。このマゼンタトナー像は、感光ドラム２ａと転写ローラ５ａとの間の一次転写部（転写ニップ部）において、トナーと逆極性の一次転写バイアスが印加された転写ローラ５ａの作用によって、図示矢印方向に回転駆動されている中間転写ベルト７上に一次転写される。

上述のようにしてマゼンタトナー像が一次転写された中間転写ベルト７は、次のシアン画像形成ユニット１Ｃへと移動する。そして、シアン画像形成ユニット１Ｃにおいても、前記と同様にして、感光ドラム２ｂ上に形成されたシアントナー像が一次転写部において中間転写ベルト７上のマゼンタトナー像に重ねて転写される。

以下同様にして、中間転写ベルト７上に重畳転写されたマゼンタ及びシアントナー像の上に、イエロー及びブラック画像形成ユニット１Ｙ，１Ｋの各感光ドラム２ｃ，２ｄ上にそれぞれ形成されたイエロー及びブラックトナー像が各一次転写部において順次重ね合わせられ、中間転写ベルト７上にはフルカラーのトナー像が形成される。尚、中間転写ベルト７上に転写されないで各感光ドラム２ａ〜２ｄ上に残留する転写残トナーは、各ドラムクリーニング装置６ａ〜６ｄによって除去され、各感光ドラム２ａ〜２ｄは次の画像形成に備えられる。

そして、中間転写ベルト７上のフルカラートナー像の先端が二次転写対向ローラ８と二次転写ローラ１０間の二次転写部（転写ニップ部）に達するタイミングに合わせて、給紙カセット１４からピックアップローラ１５とフィードローラ１６及びリタードローラ１７によって搬送パスＬへと送り出された用紙がレジストローラ対１９によって二次転写部へと搬送される。そして、二次転写部に搬送された用紙に、トナーと逆極性の二次転写バイアスが印加された二次転写ローラ１０によってフルカラーのトナー像が中間転写ベルト７から一括して二次転写される。

而して、フルカラーのトナー像が転写された用紙は、定着装置２２へと搬送され、フルカラーのトナー像が加熱及び加圧されて用紙の表面に熱定着され、トナー像が定着された用紙は、排紙ローラ対２３，２４によって排紙トレイ２１上に排出されて一連の画像形成動作が完了する。尚、用紙上に転写されないで中間転写ベルト７上に残留する転写残トナーは、前記ベルトクリーニング装置１１によって除去され、中間転写ベルト７は次の画像形成に備えられる。

［定着装置］
次に、本発明に係る前記定着装置２２の詳細を図２〜図５に基づいて説明する。

図２は本発明に係る定着装置の断面図、図３は同定着装置要部（分離板部分）の拡大詳細図、図４は加熱ローラと分離板の斜視図、図５は分離板の斜視図である。

図２に示すように、定着装置２２は、互いに当接して回転する加熱ローラ２５と加圧ローラ２６をハウジング２７内に収容して構成されており、これらの加熱ローラ２５と加圧ローラ２６は、図２の紙面垂直方向に沿って平行且つ回転可能に配されている。そして、加圧ローラ２６は、不図示の加圧機構によって加熱ローラ２５に加圧されることによって両ローラ２５，２６間に所定圧（定着圧）の定着ニップＮが形成されている。尚、中空状の加熱ローラ２５内には、加熱源である不図示のヒータが収容されている。

而して、本実施の形態に係る定着装置２２は、分離手段としての分離板２８が加熱ローラ２５と加圧ローラ２６間の定着ニップＮよりも用紙搬送方向下流側（図２及び図３の上方）に加熱ローラ２５との間に所定のギャップを設けて配置されている。

ここで、分離板２８は、図４に示すように、加熱ローラ２５の軸方向（用紙幅方向）全幅に亘って配されているが、本実施の形態では、図５に示すように、該分離板２８は用紙幅方向に湾曲している。具体的には、分離板２８は、その用紙幅方向中央部が用紙搬送方向に向かって凸となるよう円弧状に湾曲しており、定着装置２２の非動作時（非加熱時）においては、該分離板２８と加圧ローラ２５の間のギャップは用紙幅方向中央において大きく、左右両端において小さく設定されている。

ところで、加熱源であるヒータを備えた加熱ローラ２５に近接配置された分離板２８は定着熱によって加熱されて熱変形するが、図７に示すように、定着装置２２の動作時（加熱時）に分離板２８の熱変形によって該分離板２８と加熱ローラ２５の間のギャップが用紙幅方向中央において小さく、左右両端において大きくなるように場合には、これを見込んで定着装置２２の非動作時（非加熱時）に用紙幅方向中央のギャップが左右両端のギャップよりも大きくなるよう分離板２８を予め用紙幅方向に湾曲させておけば良い。

而して、本実施の形態では、前述のように分離板２８はその用紙幅方向中央部が用紙搬送方向に向かって凸となるよう円弧状に湾曲しており、定着装置２２の非動作時（非加熱時）においては、該分離板２８と加圧ローラ２５の間のギャップは用紙幅方向中央において大きく、左右両端において小さく設定されているため、定着装置２２が動作して分離板２８が定着熱によって加熱されて熱変形すると、該分離板２８と加熱ローラ２５の間のギャップが用紙幅方向に略一定となる。

ここで、図６に本実施の形態に係る定着装置２２における分離板２８と加熱ローラ２５間のギャップの経時変化を用紙幅方向中央と左右両端についてカーブＣ，Ｌ，Ｒにてそれぞれ示すが、前述のように分離板２８は円弧状に湾曲しているため、ヒータをＯＮする以前は該分離板２８と加熱ローラ２５の間のギャップは用紙幅方向に不均一となっている。然るに、ヒータがＯＮされて加熱ローラ２５の温度が所定の定着温度（約１７０℃〜１８０℃）に達した後は、分離板２８が定着熱によって加熱されて熱変形し、該分離板２８の用紙幅方向中央での熱変形量が左右両端の熱変形量よりも大きいため、当初は大きかった用紙幅方向でのギャップが次第に小さくなって左右両端でのギャップに略等しくなり、図６に示すよう両者の用紙幅方向のギャップ差ΔＳが図７に示した従来の用紙幅方向のギャップ差ΔＳ’よりも小さく抑えられる（ΔＳ＜ΔＳ’）。

従って、本実施の形態によれば、分離板２８と加熱ローラ２５の間のギャップを用紙幅方向に亘って略一定に保つことができるため、分離板２８によって高い分離性能を安定的に得ることができる。

而して、前述のように、二次転写ローラ１０によってフルカラーのトナー像が中間転写ベルト７から一括して二次転写された用紙は、定着装置２２へと搬送され、該定着装置２２の加熱ローラ２５と加圧ローラ２６間の定着ニップＮに挟持されて搬送される過程で加熱及び加圧されることによってフルカラーのトナー像の定着を受ける。そして、トナー像が定着された用紙は、分離板２８によって加熱ローラ２５から確実に分離された後に排紙ローラ対２３，２４によって排紙トレイ２１へと排出される。

尚、以上は特にカラーレーザープリンタとこれに備えられたローラ式の定着装置に本発明を適用した形態について説明したが、本発明は、単色のモノクロ画像形成装置とこれに備えられた定着装置に対しても同様に適用可能であることは勿論である。又、定着装置は、ローラ式以外のベルト式のものであっても良い。

本発明に係るカラーレーザープリンタの断面図である。 本発明に係る定着装置の断面図である。 本発明に係る定着装置要部（分離板部分）の拡大詳細図である。 本発明に係る定着装置の加熱ローラと分離板の斜視図である。 本発明に係る定着装置の分離板の斜視図である。 本発明に係る定着装置の分離板と加熱ローラの間のギャップの経時変化を示す図である。 従来の定着装置の分離板と加熱ローラの間のギャップの経時変化を示す図である。

符号の説明

１Ｍ マゼンタ画像形成ユニット
１Ｃ シアン画像形成ユニット
１Ｙ イエロー画像形成ユニット
１Ｋ ブラック画像形成ユニット
２ａ〜２ｄ 感光ドラム
３ａ〜３ｄ 帯電器
４ａ〜４ｄ 現像装置
５ａ〜５ｄ 転写ローラ
６ａ〜６ｄ ドラムクリーニング装置
７ 中間転写ベルト
８ 二次転写対向ローラ
９ テンションローラ
１０ 二次転写ローラ
１１ ベルトクリーニング装置
１２ａ〜１２ｄ トナーコンテナ
１３ レーザースキャナユニット（ＬＳＵ）
１４ 給紙カセット
１５ ピックアップローラ
１６ フィードローラ
１７ リタードローラ
１８ 搬送ローラ対
１９ レジストローラ対
２０ 搬送ローラ対
２１ 排紙トレイ
２２ 定着装置
２３，２４ 排紙ローラ対
２５ 加熱ローラ（加熱部材）
２６ 加圧ローラ（加圧部材）
２７ 定着装置のハウジング
２８ 分離板
１００ 画像形成装置本体
Ｌ，Ｌ’ 搬送パス
Ｎ 定着ニップ
ΔＳ 用紙幅方向のギャップ差

Claims (3)

1. 互いに当接して回転する加熱部材と加圧部材を備え、前記加熱部材と前記加圧部材間の定着ニップよりも用紙搬送方向下流に分離板を少なくとも前記加熱部材との間に所定のギャップを設けて配置して成る定着装置において、
   前記分離板を用紙幅方向に湾曲させたことを特徴とする定着装置。
2. 前記分離板をその用紙幅方向中央部が用紙搬送方向に向かって凸となる円弧状に湾曲させたことを特徴とする請求項１記載の定着装置。
3. 請求項１又は２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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