JP4075382B2 - 記録媒体剥離装置ならびにそれを用いた定着装置、電子写真装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばプリンタ、複写機、ファクシミリ装置等の電子写真装置に係り、特に簡単な構成で高画質、高信頼性を保つことのできる定着装置における記録媒体剥離装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に電子写真装置では、感光体に静電潜像を形成し、これをトナーによって現像し、この現像したトナー像を用紙などの記録媒体に転写し、熱により記録媒体に定着させる構成になっている。このうちの定着過程においては、発熱体を備えた加熱部材を未定着のトナー像が形成された記録媒体の未定着画像面と接触するような位置に設置し、また記録媒体の他方の面からは、加圧部材によって記録媒体を加熱部材に押付け、これによりトナー像を加熱溶融しながら圧着し、記録媒体へ定着させている。この定着過程で高い画質を得るには、トナー像の加熱温度、加圧力ならびにトナー像が熱および圧力を受ける定着時間が重要な因子となる。
【０００３】
また、電子写真装置の高速化や高画質化、省電力化が進むにつれ、低い加熱量を安定してトナー像へ供給し、発熱体からトナー像への伝熱効率を向上させた上で、定着時間を確保する必要性が増してくる。そこで、特開平10-161464号公報や特開2001-117397号公報に記載されているように、加熱部材や加圧部材をベルト状部材とし、定着装置全体の熱容量を下げ、更に発熱体からトナー像への伝熱効率を向上すると共に、記録媒体と加熱部材、加圧部材との密着距離を増やすよう構成されることが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記構成の定着装置では、溶融圧縮されたトナー像が加熱部材と記録媒体の間でホットメルト型の接着剤となるため、加熱部材側に着いて、記録媒体の詰まり（ジャム）の原因となる。特に特開平10-161464号公報に記載されているように、加熱部材をローラとして加圧部材であるベルトの一部を巻き掛ける方式であると、記録媒体が加熱部材側へカールするから、より密着し易く、定着装置内のジャム発生率が高い。
【０００５】
そこで加熱部材上に剥離爪を設け、記録媒体を加熱部材より強制的に剥離させる方式が用いられているが、記録媒体の剥離時、剥離爪がトナー像に接触して擦れるため、画質を劣化する。また、溶融トナーが剥離爪に付着して堆積し、その付着した溶融トナーが記録媒体と接触して着いて、記録媒体詰まりの原因になるなどの欠点を有している。
【０００６】
本発明の目的は、このような従来技術の欠点を解消し、簡単な構成で高画質、高信頼性を保つことのできる記録媒体剥離装置ならびにそれを用いた定着装置、電子写真装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明の第１の手段は、加熱圧着でトナー像を定着した記録媒体を回転する加熱部材から強制剥離する記録媒体剥離装置において、
使用する複数種類の前記記録媒体の幅方向のサイズに対応して剥離爪が前記加熱部材の幅方向に沿って複数個所定の間隔をおいてそれぞれ左右対になってシャフトに支持され、
各対における剥離爪の内側の間隔Ｗ１は、剥離しようとする前記記録媒体における画像形成領域の横幅Ｗ２よりも広く、かつ記録媒体の横幅Ｗ３よりも狭くなるように（Ｗ２＜Ｗ１＜Ｗ３）、各剥離爪対毎に個別に設定され、
かつ各剥離爪の爪先端部の位置が、前記シャフトの幅方向外側にある剥離爪から幅方向内側にある剥離爪に沿って前記記録媒体の定着出口部より順に遠くなるように設定されることにより、
各サイズの記録媒体はそのサイズに対応した剥離爪対のみによって剥離されることを特徴とするものである。
【０００８】
本発明の第２の手段は前記第１の手段において、前記各剥離爪の剥離傾斜角度が、前記シャフトの幅方向外側にある剥離爪から幅方向内側にある剥離爪に沿って順に小さくなっていることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明の第３の手段は前記第１または第２の手段において、前記各剥離爪が一体に形成されていることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の第４の手段は前記第１ないし第３の手段の記録媒体剥離装置を、定着出口部から出る記録媒体を加熱部材から剥離する位置に配置したことを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の第５の手段は前記第４の手段において、前記加熱部材の一部に対して加圧ベルトの一部を巻き掛けして、その加圧ベルトにより記録媒体を加熱部材側に圧着する定着器の定着出口部近傍に前記記録媒体剥離装置を配置したことを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の第６の手段は前記第４または第５の手段の定着装置を電子写真装置用いたことを特徴とするものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図とともに説明する。図１は第１実施形態に係る定着装置の記録媒体剥離装置周辺の斜視図、図２はその定着装置を用いた電子写真装置の概略構成図、図３はその定着装置の概略構成図である。
【００１５】
まず図２を用いて電子写真装置の全体の概略構成とその動作について説明する。電子写真装置のほぼ中央部にドラム状またはベルト状（本実施形態ではドラム状）の中間転写装置１１が配置され、その周辺に感光装置１２、転写装置１３、分離装置１４、中間転写装置清掃手段１５などが配置されている。
【００１６】
ベルト状またはドラム状（本実施形態ではベルト状）の感光装置１２の周辺に帯電器１６、感光体清掃手段１７、残像除去手段１８などが配置されている。４色の異なる色の微小着色粉体であるトナーを封入した現像器１９Ｋ（クロ）、１９Ｙ（イエロー）、１９Ｍ（マゼンタ）、１９Ｃ（シアン）が重ねて配置され、その下方に露光手段２０、更にその下方に用紙やＯＨＰなどのシート状の記録媒体９を積載した記録媒体保持手段２１と記録媒体供給装置２２が配置されている。電子写真装置の上部に本発明に係る定着装置１０と記録媒体排出装置２３が配置されている。
【００１７】
この構成において、帯電器１６は感光装置１２の表面を一様に帯電する。次にパソコンやイメージスキャナ等からの画像、文字などの印刷情報に基づいて露光手段２０によりドット単位で露光が行われ、感光装置１２の表面に静電潜像を形成する。
【００１８】
その後静電潜像は、現像装置１９Ｋ、１９Ｙ、１９Ｍ、１９Ｃのいずれかによりトナーが供給されて、現像されることによりトナー像として可視化され、感光装置１２と中間転写装置１１が接触する第一転写位置Ｔ１へ搬送される。第一転写位置Ｔ１では、図示しない電源から供給される感光装置１２と中間転写装置１１との電位差によりトナー像が中間転写装置１１の表面へ転写される。
【００１９】
第一転写位置Ｔ１を通過した後、感光装置１２の表面は残像除去手段１８による光照射で電位を一定以下に落とされ静電潜像が消去され、また感光体清掃手段１７により第一転写位置Ｔ１で転写されずに表面に残ったトナーが清掃され、次のトナー像の形成に備えられる。
【００２０】
この工程を色毎に必要回数繰り返すことにより、中間転写装置１１の表面に画像、文字の情報に見合う各色のトナー像が重ねて形成される。その後、トナー像は第二転写位置Ｔ２で転写装置１３によって、記録媒体供給装置２２で記録媒体保持手段２１から供給された記録媒体９に一括して転写される。トナー像を転写された記録媒体９は、分離装置１４により中間転写装置１１から剥離され、定着装置１０に運ばれトナー像を記録媒体９に定着し、記録媒体排出装置２３にて排出される。
【００２１】
定着装置１０は図３に示すように、加熱ローラ１、加圧ローラ２、引張ローラ３、加圧ベルト４、加熱源５、剥離爪６、温度制御手段用のサーミスタ７などで構成されている。
【００２２】
加熱ローラ１は、中空のアルミニウム等の芯金上に四フッ化エチレンパーフルオロアルキルビニールエーテル共重合体（ＰＦＡ）やふっ素樹脂等の離型層を設けるか、または芯金と離型層の間にシリコーンゴム等の耐熱弾性層を設けるか、あるいは芯金上に耐熱弾性層のみを設け、その内部にヒータランプ等の加熱源５が設置され、加熱源５の熱は加熱ローラ１を通してトナー像８および記録媒体９に伝えられる。
【００２３】
加圧ローラ２は、アルミニウム等の金属ローラ、もしくは金属ローラの表面にシリコーンゴム等の耐熱弾性層が設けており、図示しないバネ等により加圧ベルト４を挟んで加熱ローラ１に加圧されている。引張ローラ３は、中空または中実のアルミニウム等の金属ローラで、加圧ベルト４に張力を与えるため、引張ローラ３は図示しないバネ等により図中左下方向へ弾性付勢されている。
【００２４】
加圧ベルト４は、例えば厚さ３０〜５０μｍの電鋳による無端状のニッケルベルトや、厚さ４０〜１００μｍのポリイミド樹脂の無端状ベルトが用いられる。また、それらの無端ベルトの外周面に厚さ５０〜３００μｍのシリコーンゴム層を設けるか、ＰＦＡやふっ素樹脂によって外周面を離型化処理したものが使用される。
【００２５】
加圧ベルト４は加圧ローラ２と引張ローラ３の間に掛け渡され、加圧ローラ２により加圧ベルト４は加熱ローラ１側に圧着される。加熱ローラ１は、図示しない駆動源によってＰ方向に回転駆動され、この加熱ローラ１の回転により、加圧ローラ２，引張ローラ３，加圧ベルト４がＱ方向に従動回転する。これらの回転で未定着のトナー像８が載った記録媒体９は、トナー像８面が加熱ローラ１に接する向で、加熱ローラ１に加圧ベルト４の一部が巻き掛かっているニップ部を通過し、定着出口部Ｏから矢印方向に搬出される。
【００２６】
サーミスタ７が加熱ローラ１の外周面に摺接しており、サーミスタ７で加熱ローラ１の表面温度を検出して加熱源５への通電量を調整することで、定着温度が制御される。
【００２７】
記録媒体剥離装置２４は図３に示すように、定着出口部Ｏから出る記録媒体９を加熱ローラ１から強制剥離する位置に配置され、剥離爪６とそれを支持するシャフト６０とを有している。剥離爪６は例えば耐熱性合成樹脂などで形成され、側面形状がほぼ三角形をしており、それの爪先端部２５は定着出口部Ｏ近傍にあって、加熱ローラ１の外周面に摺接あるいは近接している。
【００２８】
剥離爪６は図１と図５に示すように複数対の剥離爪６ａ〜６ｄからなり、最も外側に剥離爪６ａが、その内側に剥離爪６ｂが、さらにその内側に剥離爪６ｄが、最も内側に剥離爪６ｄが、所定の間隔をおいてそれぞれ左右対になってシャフト６０に支持されている。各剥離爪６ａ〜６ｄの爪先端部２５ａ〜２５ｄは順に定着出口部Ｏ（図３参照）より遠ざかる位置に設定されている。従って加熱ローラ１の軸方向において最も外側にある剥離爪６ａの爪先端部２５ａが最も定着出口部Ｏに近い位置にあり、最も内側にある剥離爪６ｄの爪先端部２５ｄが最も定着出口部Ｏから離れた位置にある。
【００２９】
図４に示すように、一般に使用される記録媒体９はその種類により決められた用紙幅となっている。そして図５に示すように軸方向において最も間隔が広く、爪先端部２５ａが最も定着出口部Ｏに近い剥離爪６ａ，６ａはレターサイズとリーガルサイズの記録媒体９ａを剥離するのに、剥離爪６ｂ，６ｂはＡ４サイズの記録媒体９ｂを剥離するのに、剥離爪６ｃ，６ｃはＢ５サイズの記録媒体９ｃを剥離するのに、軸方向において最も間隔が狭く、爪先端部２５ｄが最も定着出口部Ｏより遠い剥離爪６ｄ，６ｄはＡ５サイズの記録媒体９ｄを剥離するのに、それぞれ使用される。
【００３０】
剥離爪６の間隔と爪先端部２５の位置を前述のように設定することで、大きいサイズの例えば記録媒体９ａは剥離爪６ａ，６ａのみによって剥離され、小さいサイズの例えば記録媒体９ｄは剥離爪６ｄ，６ｄのみによって剥離されるように、記録媒体のサイズに対応して剥離爪の位置を移動させなくても、記録媒体９のサイズに応じて自動的にかつ確実に剥離できる。
【００３１】
図６に示すように剥離爪６（６ａ〜６ｄ）の内側の間隔Ｗ１は、剥離しようとする記録媒体９における画像形成領域２６の横幅Ｗ２よりも広く、かつ記録媒体９の横幅Ｗ３よりも狭くなるように設計されている（Ｗ２＜Ｗ１＜Ｗ３）。この寸法関係は、各剥離爪６ａ〜６ｄで個別に設定されている。
【００３２】
Ｗ２＜Ｗ１の寸法関係にすることにより、記録媒体９の剥離時に剥離爪６（６ａ〜６ｄ）は常に記録媒体９の画像形成領域２６外の位置だけに接触することができ、剥離爪６（６ａ〜６ｄ）は定着した直後のトナー像を傷つけることなく、かつ溶融トナー等の異物を剥離爪６（６ａ〜６ｄ）表面に堆積させることがなくなる。
【００３３】
次にこの定着装置１０の動作について図１と図３を用いて説明する。電子写真の各プロセスにより形成された未定着のトナー像８が転写された記録媒体９は、トナー像８面が加熱ローラ１に接する向きでＲ方向より加熱ローラ１の軸方向中央部に向けて進入し、加熱ローラ１と加圧ベルト４のニップ部に挟まれ搬送される。その後記録媒体９は、加熱ローラ１に密着したまま加熱ローラ１の回転と共に加熱、加圧されながら移動し、加熱ローラ１を通過する間にトナー像８は記録媒体９に溶融、圧着され定着過程が終了する。
【００３４】
この記録媒体９は、記録媒体出口Ｏより出される際、溶融圧着されたトナー像が加熱ローラ１と記録媒体９との間で接着剤となるため、記録媒体９が加熱ローラ１から剥離されない場合が発生する。加熱ローラ１に密着した記録媒体９は、剥離爪６ａ〜６ｄにより強制的に剥離される。
【００３５】
前述のように剥離爪６ａ〜６ｄは、各種記録媒体９の幅寸法に応じてそれの端部と対応する位置に設置され、かつ爪先端部２５〜２５ｄは記録媒体出口Ｏより遠ざかる位置に順次を設置されているから、記録媒体９のサイズに応じて自動的に、しかも定着した直後のトナー像を傷つけることなく剥離できる。
【００３６】
図７は本発明の第２実施形態を示す図で、図１に示す記録媒体剥離装置２４と相違する点は、剥離爪６ａ〜６ｄを一体化し、剥離爪６ｄ，６ｄの内側を連結部２７で連結した点である。なお記録媒体９が記録媒体出口Ｏを通過する際、連結部２７は記録媒体９の画像形成領域２６には接触しないように剥離爪６ａ〜６ｃの爪先端部２５よりも凹んでいる。
【００３７】
このように剥離爪６（６ａ〜６ｄ）を一体型とすることで、剥離爪６（６ａ〜６ｄ）の組付け精度が上がり、しかも部品点数が減って剥離爪６（６ａ〜６ｄ）の組付け作業が簡略化でき、安価である。
【００３８】
図８は本発明の第３実施形態を示す図で、図７に示す記録媒体剥離装置２４と相違する点は、剥離爪６（６ａ〜６ｄ）の先端傾斜角度（剥離傾斜角度）θを、加熱ローラ１の軸方向中央部に向かうに従って順次小さくした点である。すなわち、剥離爪６ａの先端傾斜角度θａ＞剥離爪６ｂの先端傾斜角度θｂ＞剥離爪６ｃの先端傾斜角度θｃ＞剥離爪６ｄの先端傾斜角度θｄとなっている。本実施形態は剥離爪６ａ〜６ｄが一体型の例を示したが、図１に示したように各剥離爪６ａ〜６ｄが分離したタイプの記録媒体剥離装置２４にも適用可能である。
【００３９】
本実施形態によれば、幅寸法の大きな記録媒体９は、剥離爪６の外側の部分（例えば剥離爪６ａの部分）により大きな剥離角度で剥離され、幅寸法の小さな記録媒体９は剥離爪６の内側の部分（例えば剥離爪６ｄの部分）により小さな剥離角度で剥離されるため、前記実施形態と同様、剥離時には記録媒体９の端部のみを剥離爪６と接触させることができる。
【００４０】
図９は本発明の第４実施形態を示す図で、本実施形態ではシャフト６０の一方側に個別の剥離爪６ａ〜６ｄが分離して、または一体型で設けられ、シャフト６０の他方側に共通剥離爪６ｅが設けられている。共通剥離爪６ｅの爪先端部２５ｅの位置は剥離爪６ａの爪先端部２５ａとほぼ一致しており、共通剥離爪６ｅの先端傾斜角度θｅは例えば中間位置にある剥離爪６ｃの先端傾斜角度θｃと同程度になっている。本実施形態は、記録媒体９が片側基準で搬送されるタイプの電子写真装置に適用される。
【００４１】
前記実施形態では先端部の側面形状が三角形の剥離爪について示したが、例えば先端部の側面形状を放物線状など他の形状に変更することも可能である。
【００４２】
前記実施形態では剥離爪をシャフトに固定した場合を説明したが、剥離爪をシャフトに支持してバネ部材などにより剥離爪の先端部を加熱ローラの周面に軽く弾性付勢することもできる。
【００４３】
前記実施形態では各種サイズの記録媒体が適用可能な電子写真装置について説明したが、例えばＡ４サイズ専用の電子写真装置などのように、使用する記録媒体のサイズが定まっている場合、剥離爪は一対設けるだけでよい。
【００４４】
前記実施形態では定着装置に加熱ローラを使用したが、加熱ベルトなど他の構成の加熱部材を使用することもできる。加熱ベルトを使用する場合、加圧部材として前記実施形態のように加圧ベルトを用いても、また加圧ローラを用いてもよい。
【００４５】
前記実施形態のように加圧ベルトの一部を加熱部材の一部に巻き掛けする構造では記録媒体の剥離時にそれが加熱ローラ側へカールする傾向にあるため、特に本発明が有効である。
【００４６】
【発明の効果】
請求項１記載（第１の手段）の本発明は、加熱圧着でトナー像を定着した記録媒体を回転する加熱部材から強制剥離する記録媒体剥離装置において、使用する複数種類の前記記録媒体の幅方向のサイズに対応して剥離爪が前記加熱部材の幅方向に沿って複数個所定の間隔をおいてそれぞれ左右対になってシャフトに支持され、各対における剥離爪の内側の間隔Ｗ１は、剥離しようとする前記記録媒体における画像形成領域の横幅Ｗ２よりも広く、かつ記録媒体の横幅Ｗ３よりも狭くなるように（Ｗ２＜Ｗ１＜Ｗ３）、各剥離爪対毎に個別に設定され、かつ各剥離爪の爪先端部の位置が、前記シャフトの幅方向外側にある剥離爪から幅方向内側にある剥離爪に沿って前記記録媒体の定着出口部より順に遠くなるように設定されることにより、各サイズの記録媒体はそのサイズに対応した剥離爪対のみによって剥離されることを特徴とするものである。
このように構成することにより、記録媒体のサイズに対応して剥離爪の位置を移動させなくても、記録媒体のサイズに応じて自動的にかつ確実に剥離でき、また定着した直後のトナー像を傷つけることなく、しかも溶融トナー等の異物が剥離爪に堆積することがないから記録媒体の詰まりもなく剥離でき、高画質、高信頼性を保つことのできる。
【００４７】
請求項２記載（第２の手段）の本発明は、各剥離爪の剥離傾斜角度が、前記シャフトの幅方向外側にある剥離爪から幅方向内側にある剥離爪に沿って順に小さくなっていることを特徴とするものである。このように構成することにより、各記録媒体は常に端部の印刷領域外で剥離させるようになり、剥離爪がトナー像に接触して擦れることが無く、画質の劣化が防止できる。
【００４８】
請求項３記載（第３の手段）の本発明は、各剥離爪が一体に形成されていることを特徴とするものである。このように構成することにより、各剥離爪の組付け精度が上がり、しかも部品点数が減って剥離爪の組付け作業が簡略化でき、安価であるなどの特長を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る定着装置の記録媒体剥離装置周辺の斜視図である。
【図２】その定着装置を用いた電子写真装置の概略構成図である。
【図３】その定着装置の概略構成図である。
【図４】各種記録媒体のサイズを示す図表である。
【図５】第１実施形態に係る記録媒体剥離装置の各剥離爪と記録媒体との対応関係を示す図である。
【図６】その剥離爪と記録媒体の画像形成領域との対応関係を示す図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る定着装置の記録媒体剥離装置周辺の斜視図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係る定着装置の記録媒体剥離装置周辺の斜視図である。
【図９】本発明の第４実施形態に係る記録媒体剥離装置の平面図である。
【符号の説明】
１ 加熱ローラ
２ 加圧ローラ
３ 引張ローラ
４ 加圧ベルト
５ 加熱源
６、６ａ〜６ｄ 剥離爪
６ｅ 共通剥離爪
７ サーミスタ
８ トナー像
９、９ａ〜９ｄ 記録媒体
１０ 定着装置
１１ 中間転写装置
１２ 感光装置
１３ 転写装置
１４ 分離装置
１５ 中間転写装置清掃手段
１６ 帯電器
１７ 感光体清掃手段
１８ 残像除去手段
１９Ｋ、１９Ｙ、１９Ｍ、１９Ｃ 現像器
２０ 露光手段
２１ 記録媒体保持手段
２２ 記録媒体供給装置
２３ 記録媒体排出装置
２４ 記録媒体剥離装置
２５、２５ａ〜２５ｄ 爪先端部
２６ 画像形成領域
２７ 連結部
６０ シャフト
Ｏ 定着出口部
Ｐ 加熱ローラ回転方向
Ｑ 加圧ベルト走行方向
Ｒ 記録媒体走行方向
Ｔ１ 第一転写位置
Ｔ２ 第二転写位置
Ｗ１ 剥離爪の内側間隔
Ｗ２ 画像形成領域の横幅
Ｗ３ 記録媒体の横幅
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばプリンタ、複写機、ファクシミリ装置等の電子写真装置に係り、特に簡単な構成で高画質、高信頼性を保つことのできる定着装置における記録媒体剥離装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に電子写真装置では、感光体に静電潜像を形成し、これをトナーによって現像し、この現像したトナー像を用紙などの記録媒体に転写し、熱により記録媒体に定着させる構成になっている。このうちの定着過程においては、発熱体を備えた加熱部材を未定着のトナー像が形成された記録媒体の未定着画像面と接触するような位置に設置し、また記録媒体の他方の面からは、加圧部材によって記録媒体を加熱部材に押付け、これによりトナー像を加熱溶融しながら圧着し、記録媒体へ定着させている。この定着過程で高い画質を得るには、トナー像の加熱温度、加圧力ならびにトナー像が熱および圧力を受ける定着時間が重要な因子となる。
【０００３】
また、電子写真装置の高速化や高画質化、省電力化が進むにつれ、低い加熱量を安定してトナー像へ供給し、発熱体からトナー像への伝熱効率を向上させた上で、定着時間を確保する必要性が増してくる。そこで、特開平10-161464号公報や特開2001-117397号公報に記載されているように、加熱部材や加圧部材をベルト状部材とし、定着装置全体の熱容量を下げ、更に発熱体からトナー像への伝熱効率を向上すると共に、記録媒体と加熱部材、加圧部材との密着距離を増やすよう構成されることが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記構成の定着装置では、溶融圧縮されたトナー像が加熱部材と記録媒体の間でホットメルト型の接着剤となるため、加熱部材側に着いて、記録媒体の詰まり（ジャム）の原因となる。特に特開平10-161464号公報に記載されているように、加熱部材をローラとして加圧部材であるベルトの一部を巻き掛ける方式であると、記録媒体が加熱部材側へカールするから、より密着し易く、定着装置内のジャム発生率が高い。
【０００５】
そこで加熱部材上に剥離爪を設け、記録媒体を加熱部材より強制的に剥離させる方式が用いられているが、記録媒体の剥離時、剥離爪がトナー像に接触して擦れるため、画質を劣化する。また、溶融トナーが剥離爪に付着して堆積し、その付着した溶融トナーが記録媒体と接触して着いて、記録媒体詰まりの原因になるなどの欠点を有している。
【０００６】
本発明の目的は、このような従来技術の欠点を解消し、簡単な構成で高画質、高信頼性を保つことのできる記録媒体剥離装置ならびにそれを用いた定着装置、電子写真装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明の第１の手段は、加熱圧着でトナー像を定着した記録媒体を回転する加熱部材から強制剥離する記録媒体剥離装置において、
使用する複数種類の前記記録媒体の幅方向のサイズに対応して剥離爪が前記加熱部材の幅方向に沿って複数個所定の間隔をおいてそれぞれ左右対になってシャフトに支持され、
各対における剥離爪の内側の間隔Ｗ１は、剥離しようとする前記記録媒体における画像形成領域の横幅Ｗ２よりも広く、かつ記録媒体の横幅Ｗ３よりも狭くなるように（Ｗ２＜Ｗ１＜Ｗ３）、各剥離爪対毎に個別に設定され、
かつ各剥離爪の爪先端部の位置が、前記シャフトの幅方向外側にある剥離爪から幅方向内側にある剥離爪に沿って前記記録媒体の定着出口部より順に遠くなるように設定されることにより、
各サイズの記録媒体はそのサイズに対応した剥離爪対のみによって剥離されることを特徴とするものである。
【０００８】
本発明の第２の手段は前記第１の手段において、前記各剥離爪の剥離傾斜角度が、前記シャフトの幅方向外側にある剥離爪から幅方向内側にある剥離爪に沿って順に小さくなっていることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明の第３の手段は前記第１または第２の手段において、前記各剥離爪が一体に形成されていることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の第４の手段は前記第１ないし第３の手段の記録媒体剥離装置を、定着出口部から出る記録媒体を加熱部材から剥離する位置に配置したことを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の第５の手段は前記第４の手段において、前記加熱部材の一部に対して加圧ベルトの一部を巻き掛けして、その加圧ベルトにより記録媒体を加熱部材側に圧着する定着器の定着出口部近傍に前記記録媒体剥離装置を配置したことを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の第６の手段は前記第４または第５の手段の定着装置を電子写真装置用いたことを特徴とするものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図とともに説明する。図１は第１実施形態に係る定着装置の記録媒体剥離装置周辺の斜視図、図２はその定着装置を用いた電子写真装置の概略構成図、図３はその定着装置の概略構成図である。
【００１５】
まず図２を用いて電子写真装置の全体の概略構成とその動作について説明する。電子写真装置のほぼ中央部にドラム状またはベルト状（本実施形態ではドラム状）の中間転写装置１１が配置され、その周辺に感光装置１２、転写装置１３、分離装置１４、中間転写装置清掃手段１５などが配置されている。
【００１６】
ベルト状またはドラム状（本実施形態ではベルト状）の感光装置１２の周辺に帯電器１６、感光体清掃手段１７、残像除去手段１８などが配置されている。４色の異なる色の微小着色粉体であるトナーを封入した現像器１９Ｋ（クロ）、１９Ｙ（イエロー）、１９Ｍ（マゼンタ）、１９Ｃ（シアン）が重ねて配置され、その下方に露光手段２０、更にその下方に用紙やＯＨＰなどのシート状の記録媒体９を積載した記録媒体保持手段２１と記録媒体供給装置２２が配置されている。電子写真装置の上部に本発明に係る定着装置１０と記録媒体排出装置２３が配置されている。
【００１７】
この構成において、帯電器１６は感光装置１２の表面を一様に帯電する。次にパソコンやイメージスキャナ等からの画像、文字などの印刷情報に基づいて露光手段２０によりドット単位で露光が行われ、感光装置１２の表面に静電潜像を形成する。
【００１８】
その後静電潜像は、現像装置１９Ｋ、１９Ｙ、１９Ｍ、１９Ｃのいずれかによりトナーが供給されて、現像されることによりトナー像として可視化され、感光装置１２と中間転写装置１１が接触する第一転写位置Ｔ１へ搬送される。第一転写位置Ｔ１では、図示しない電源から供給される感光装置１２と中間転写装置１１との電位差によりトナー像が中間転写装置１１の表面へ転写される。
【００１９】
第一転写位置Ｔ１を通過した後、感光装置１２の表面は残像除去手段１８による光照射で電位を一定以下に落とされ静電潜像が消去され、また感光体清掃手段１７により第一転写位置Ｔ１で転写されずに表面に残ったトナーが清掃され、次のトナー像の形成に備えられる。
【００２０】
この工程を色毎に必要回数繰り返すことにより、中間転写装置１１の表面に画像、文字の情報に見合う各色のトナー像が重ねて形成される。その後、トナー像は第二転写位置Ｔ２で転写装置１３によって、記録媒体供給装置２２で記録媒体保持手段２１から供給された記録媒体９に一括して転写される。トナー像を転写された記録媒体９は、分離装置１４により中間転写装置１１から剥離され、定着装置１０に運ばれトナー像を記録媒体９に定着し、記録媒体排出装置２３にて排出される。
【００２１】
定着装置１０は図３に示すように、加熱ローラ１、加圧ローラ２、引張ローラ３、加圧ベルト４、加熱源５、剥離爪６、温度制御手段用のサーミスタ７などで構成されている。
【００２２】
加熱ローラ１は、中空のアルミニウム等の芯金上に四フッ化エチレンパーフルオロアルキルビニールエーテル共重合体（ＰＦＡ）やふっ素樹脂等の離型層を設けるか、または芯金と離型層の間にシリコーンゴム等の耐熱弾性層を設けるか、あるいは芯金上に耐熱弾性層のみを設け、その内部にヒータランプ等の加熱源５が設置され、加熱源５の熱は加熱ローラ１を通してトナー像８および記録媒体９に伝えられる。
【００２３】
加圧ローラ２は、アルミニウム等の金属ローラ、もしくは金属ローラの表面にシリコーンゴム等の耐熱弾性層が設けており、図示しないバネ等により加圧ベルト４を挟んで加熱ローラ１に加圧されている。引張ローラ３は、中空または中実のアルミニウム等の金属ローラで、加圧ベルト４に張力を与えるため、引張ローラ３は図示しないバネ等により図中左下方向へ弾性付勢されている。
【００２４】
加圧ベルト４は、例えば厚さ３０〜５０μｍの電鋳による無端状のニッケルベルトや、厚さ４０〜１００μｍのポリイミド樹脂の無端状ベルトが用いられる。また、それらの無端ベルトの外周面に厚さ５０〜３００μｍのシリコーンゴム層を設けるか、ＰＦＡやふっ素樹脂によって外周面を離型化処理したものが使用される。
【００２５】
加圧ベルト４は加圧ローラ２と引張ローラ３の間に掛け渡され、加圧ローラ２により加圧ベルト４は加熱ローラ１側に圧着される。加熱ローラ１は、図示しない駆動源によってＰ方向に回転駆動され、この加熱ローラ１の回転により、加圧ローラ２，引張ローラ３，加圧ベルト４がＱ方向に従動回転する。これらの回転で未定着のトナー像８が載った記録媒体９は、トナー像８面が加熱ローラ１に接する向で、加熱ローラ１に加圧ベルト４の一部が巻き掛かっているニップ部を通過し、定着出口部Ｏから矢印方向に搬出される。
【００２６】
サーミスタ７が加熱ローラ１の外周面に摺接しており、サーミスタ７で加熱ローラ１の表面温度を検出して加熱源５への通電量を調整することで、定着温度が制御される。
【００２７】
記録媒体剥離装置２４は図３に示すように、定着出口部Ｏから出る記録媒体９を加熱ローラ１から強制剥離する位置に配置され、剥離爪６とそれを支持するシャフト６０とを有している。剥離爪６は例えば耐熱性合成樹脂などで形成され、側面形状がほぼ三角形をしており、それの爪先端部２５は定着出口部Ｏ近傍にあって、加熱ローラ１の外周面に摺接あるいは近接している。
【００２８】
剥離爪６は図１と図５に示すように複数対の剥離爪６ａ〜６ｄからなり、最も外側に剥離爪６ａが、その内側に剥離爪６ｂが、さらにその内側に剥離爪６ｄが、最も内側に剥離爪６ｄが、所定の間隔をおいてそれぞれ左右対になってシャフト６０に支持されている。各剥離爪６ａ〜６ｄの爪先端部２５ａ〜２５ｄは順に定着出口部Ｏ（図３参照）より遠ざかる位置に設定されている。従って加熱ローラ１の軸方向において最も外側にある剥離爪６ａの爪先端部２５ａが最も定着出口部Ｏに近い位置にあり、最も内側にある剥離爪６ｄの爪先端部２５ｄが最も定着出口部Ｏから離れた位置にある。
【００２９】
図４に示すように、一般に使用される記録媒体９はその種類により決められた用紙幅となっている。そして図５に示すように軸方向において最も間隔が広く、爪先端部２５ａが最も定着出口部Ｏに近い剥離爪６ａ，６ａはレターサイズとリーガルサイズの記録媒体９ａを剥離するのに、剥離爪６ｂ，６ｂはＡ４サイズの記録媒体９ｂを剥離するのに、剥離爪６ｃ，６ｃはＢ５サイズの記録媒体９ｃを剥離するのに、軸方向において最も間隔が狭く、爪先端部２５ｄが最も定着出口部Ｏより遠い剥離爪６ｄ，６ｄはＡ５サイズの記録媒体９ｄを剥離するのに、それぞれ使用される。
【００３０】
剥離爪６の間隔と爪先端部２５の位置を前述のように設定することで、大きいサイズの例えば記録媒体９ａは剥離爪６ａ，６ａのみによって剥離され、小さいサイズの例えば記録媒体９ｄは剥離爪６ｄ，６ｄのみによって剥離されるように、記録媒体のサイズに対応して剥離爪の位置を移動させなくても、記録媒体９のサイズに応じて自動的にかつ確実に剥離できる。
【００３１】
図６に示すように剥離爪６（６ａ〜６ｄ）の内側の間隔Ｗ１は、剥離しようとする記録媒体９における画像形成領域２６の横幅Ｗ２よりも広く、かつ記録媒体９の横幅Ｗ３よりも狭くなるように設計されている（Ｗ２＜Ｗ１＜Ｗ３）。この寸法関係は、各剥離爪６ａ〜６ｄで個別に設定されている。
【００３２】
Ｗ２＜Ｗ１の寸法関係にすることにより、記録媒体９の剥離時に剥離爪６（６ａ〜６ｄ）は常に記録媒体９の画像形成領域２６外の位置だけに接触することができ、剥離爪６（６ａ〜６ｄ）は定着した直後のトナー像を傷つけることなく、かつ溶融トナー等の異物を剥離爪６（６ａ〜６ｄ）表面に堆積させることがなくなる。
【００３３】
次にこの定着装置１０の動作について図１と図３を用いて説明する。電子写真の各プロセスにより形成された未定着のトナー像８が転写された記録媒体９は、トナー像８面が加熱ローラ１に接する向きでＲ方向より加熱ローラ１の軸方向中央部に向けて進入し、加熱ローラ１と加圧ベルト４のニップ部に挟まれ搬送される。その後記録媒体９は、加熱ローラ１に密着したまま加熱ローラ１の回転と共に加熱、加圧されながら移動し、加熱ローラ１を通過する間にトナー像８は記録媒体９に溶融、圧着され定着過程が終了する。
【００３４】
この記録媒体９は、記録媒体出口Ｏより出される際、溶融圧着されたトナー像が加熱ローラ１と記録媒体９との間で接着剤となるため、記録媒体９が加熱ローラ１から剥離されない場合が発生する。加熱ローラ１に密着した記録媒体９は、剥離爪６ａ〜６ｄにより強制的に剥離される。
【００３５】
前述のように剥離爪６ａ〜６ｄは、各種記録媒体９の幅寸法に応じてそれの端部と対応する位置に設置され、かつ爪先端部２５〜２５ｄは記録媒体出口Ｏより遠ざかる位置に順次を設置されているから、記録媒体９のサイズに応じて自動的に、しかも定着した直後のトナー像を傷つけることなく剥離できる。
【００３６】
図７は本発明の第２実施形態を示す図で、図１に示す記録媒体剥離装置２４と相違する点は、剥離爪６ａ〜６ｄを一体化し、剥離爪６ｄ，６ｄの内側を連結部２７で連結した点である。なお記録媒体９が記録媒体出口Ｏを通過する際、連結部２７は記録媒体９の画像形成領域２６には接触しないように剥離爪６ａ〜６ｃの爪先端部２５よりも凹んでいる。
【００３７】
このように剥離爪６（６ａ〜６ｄ）を一体型とすることで、剥離爪６（６ａ〜６ｄ）の組付け精度が上がり、しかも部品点数が減って剥離爪６（６ａ〜６ｄ）の組付け作業が簡略化でき、安価である。
【００３８】
図８は本発明の第３実施形態を示す図で、図７に示す記録媒体剥離装置２４と相違する点は、剥離爪６（６ａ〜６ｄ）の先端傾斜角度（剥離傾斜角度）θを、加熱ローラ１の軸方向中央部に向かうに従って順次小さくした点である。すなわち、剥離爪６ａの先端傾斜角度θａ＞剥離爪６ｂの先端傾斜角度θｂ＞剥離爪６ｃの先端傾斜角度θｃ＞剥離爪６ｄの先端傾斜角度θｄとなっている。本実施形態は剥離爪６ａ〜６ｄが一体型の例を示したが、図１に示したように各剥離爪６ａ〜６ｄが分離したタイプの記録媒体剥離装置２４にも適用可能である。
【００３９】
本実施形態によれば、幅寸法の大きな記録媒体９は、剥離爪６の外側の部分（例えば剥離爪６ａの部分）により大きな剥離角度で剥離され、幅寸法の小さな記録媒体９は剥離爪６の内側の部分（例えば剥離爪６ｄの部分）により小さな剥離角度で剥離されるため、前記実施形態と同様、剥離時には記録媒体９の端部のみを剥離爪６と接触させることができる。
【００４０】
図９は本発明の第４実施形態を示す図で、本実施形態ではシャフト６０の一方側に個別の剥離爪６ａ〜６ｄが分離して、または一体型で設けられ、シャフト６０の他方側に共通剥離爪６ｅが設けられている。共通剥離爪６ｅの爪先端部２５ｅの位置は剥離爪６ａの爪先端部２５ａとほぼ一致しており、共通剥離爪６ｅの先端傾斜角度θｅは例えば中間位置にある剥離爪６ｃの先端傾斜角度θｃと同程度になっている。本実施形態は、記録媒体９が片側基準で搬送されるタイプの電子写真装置に適用される。
【００４１】
前記実施形態では先端部の側面形状が三角形の剥離爪について示したが、例えば先端部の側面形状を放物線状など他の形状に変更することも可能である。
【００４２】
前記実施形態では剥離爪をシャフトに固定した場合を説明したが、剥離爪をシャフトに支持してバネ部材などにより剥離爪の先端部を加熱ローラの周面に軽く弾性付勢することもできる。
【００４３】
前記実施形態では各種サイズの記録媒体が適用可能な電子写真装置について説明したが、例えばＡ４サイズ専用の電子写真装置などのように、使用する記録媒体のサイズが定まっている場合、剥離爪は一対設けるだけでよい。
【００４４】
前記実施形態では定着装置に加熱ローラを使用したが、加熱ベルトなど他の構成の加熱部材を使用することもできる。加熱ベルトを使用する場合、加圧部材として前記実施形態のように加圧ベルトを用いても、また加圧ローラを用いてもよい。
【００４５】
前記実施形態のように加圧ベルトの一部を加熱部材の一部に巻き掛けする構造では記録媒体の剥離時にそれが加熱ローラ側へカールする傾向にあるため、特に本発明が有効である。
【００４６】
【発明の効果】
請求項１記載（第１の手段）の本発明は、加熱圧着でトナー像を定着した記録媒体を回転する加熱部材から強制剥離する記録媒体剥離装置において、使用する複数種類の前記記録媒体の幅方向のサイズに対応して剥離爪が前記加熱部材の幅方向に沿って複数個所定の間隔をおいてそれぞれ左右対になってシャフトに支持され、各対における剥離爪の内側の間隔Ｗ１は、剥離しようとする前記記録媒体における画像形成領域の横幅Ｗ２よりも広く、かつ記録媒体の横幅Ｗ３よりも狭くなるように（Ｗ２＜Ｗ１＜Ｗ３）、各剥離爪対毎に個別に設定され、かつ各剥離爪の爪先端部の位置が、前記シャフトの幅方向外側にある剥離爪から幅方向内側にある剥離爪に沿って前記記録媒体の定着出口部より順に遠くなるように設定されることにより、各サイズの記録媒体はそのサイズに対応した剥離爪対のみによって剥離されることを特徴とするものである。
このように構成することにより、記録媒体のサイズに対応して剥離爪の位置を移動させなくても、記録媒体のサイズに応じて自動的にかつ確実に剥離でき、また定着した直後のトナー像を傷つけることなく、しかも溶融トナー等の異物が剥離爪に堆積することがないから記録媒体の詰まりもなく剥離でき、高画質、高信頼性を保つことのできる。
【００４７】
請求項２記載（第２の手段）の本発明は、各剥離爪の剥離傾斜角度が、前記シャフトの幅方向外側にある剥離爪から幅方向内側にある剥離爪に沿って順に小さくなっていることを特徴とするものである。このように構成することにより、各記録媒体は常に端部の印刷領域外で剥離させるようになり、剥離爪がトナー像に接触して擦れることが無く、画質の劣化が防止できる。
【００４８】
請求項３記載（第３の手段）の本発明は、各剥離爪が一体に形成されていることを特徴とするものである。このように構成することにより、各剥離爪の組付け精度が上がり、しかも部品点数が減って剥離爪の組付け作業が簡略化でき、安価であるなどの特長を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る定着装置の記録媒体剥離装置周辺の斜視図である。
【図２】その定着装置を用いた電子写真装置の概略構成図である。
【図３】その定着装置の概略構成図である。
【図４】各種記録媒体のサイズを示す図表である。
【図５】第１実施形態に係る記録媒体剥離装置の各剥離爪と記録媒体との対応関係を示す図である。
【図６】その剥離爪と記録媒体の画像形成領域との対応関係を示す図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る定着装置の記録媒体剥離装置周辺の斜視図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係る定着装置の記録媒体剥離装置周辺の斜視図である。
【図９】本発明の第４実施形態に係る記録媒体剥離装置の平面図である。
【符号の説明】
１ 加熱ローラ
２ 加圧ローラ
３ 引張ローラ
４ 加圧ベルト
５ 加熱源
６、６ａ〜６ｄ 剥離爪
６ｅ 共通剥離爪
７ サーミスタ
８ トナー像
９、９ａ〜９ｄ 記録媒体
１０ 定着装置
１１ 中間転写装置
１２ 感光装置
１３ 転写装置
１４ 分離装置
１５ 中間転写装置清掃手段
１６ 帯電器
１７ 感光体清掃手段
１８ 残像除去手段
１９Ｋ、１９Ｙ、１９Ｍ、１９Ｃ 現像器
２０ 露光手段
２１ 記録媒体保持手段
２２ 記録媒体供給装置
２３ 記録媒体排出装置
２４ 記録媒体剥離装置
２５、２５ａ〜２５ｄ 爪先端部
２６ 画像形成領域
２７ 連結部
６０ シャフト
Ｏ 定着出口部
Ｐ 加熱ローラ回転方向
Ｑ 加圧ベルト走行方向
Ｒ 記録媒体走行方向
Ｔ１ 第一転写位置
Ｔ２ 第二転写位置
Ｗ１ 剥離爪の内側間隔
Ｗ２ 画像形成領域の横幅
Ｗ３ 記録媒体の横幅
Claims (6)
- 加熱圧着でトナー像を定着した記録媒体を回転する加熱部材から強制剥離する記録媒体剥離装置において、
使用する複数種類の前記記録媒体の幅方向のサイズに対応して剥離爪が前記加熱部材の幅方向に沿って複数個所定の間隔をおいてそれぞれ左右対になってシャフトに支持され、
各対における剥離爪の内側の間隔Ｗ１は、剥離しようとする前記記録媒体における画像形成領域の横幅Ｗ２よりも広く、かつ記録媒体の横幅Ｗ３よりも狭くなるように（Ｗ２＜Ｗ１＜Ｗ３）、各剥離爪対毎に個別に設定され、
かつ各剥離爪の爪先端部の位置が、前記シャフトの幅方向外側にある剥離爪から幅方向内側にある剥離爪に沿って前記記録媒体の定着出口部より順に遠くなるように設定されることにより、
各サイズの記録媒体はそのサイズに対応した剥離爪対のみによって剥離されることを特徴とする記録媒体剥離装置。 - 請求項１記載の記録媒体剥離装置において、前記各剥離爪の剥離傾斜角度が、前記シャフトの幅方向外側にある剥離爪から幅方向内側にある剥離爪に沿って順に小さくなっていることを特徴とする記録媒体剥離装置。
- 請求項１または請求項２記載の記録媒体剥離装置において、前記各剥離爪が一体に形成されていることを特徴とする記録媒体剥離装置。
- 請求項１ないし請求項３のいずれか１項記載の記録媒体剥離装置を、定着出口部から出る記録媒体を加熱部材から剥離する位置に配置したことを特徴とする定着装置。
- 請求項４記載の定着装置において、前記加熱部材の一部に対して加圧ベルトの一部を巻き掛けして、その加圧ベルトにより記録媒体を加熱部材側に圧着する定着器の定着出口部近傍に前記記録媒体剥離装置を配置したことを特徴とする定着装置。
- 請求項４または請求項５記載の定着装置を用いたことを特徴とする電子写真装置。
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