JP2017126018A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】分離部材の軸受部におけるトナーのワックス成分による汚染の影響を低減する。
【解決手段】プリンター１の定着装置１６は、定着ローラー２１と、加圧ローラー２２と、分離部材２３と、軸受部２４とを備える。定着ローラー２１は、ヒーター２８によって加熱される。加圧ローラー２２は、定着ローラー２１に圧接して定着ローラー２１との間に定着ニップ３０を形成する。分離部材２３は、本体部３１と、本体部３１から前後方向に突出して回転中心となる軸部３２とを有し、本体部３１の下端が定着ローラー２１に当接するように構成される。軸受部２４は、分離部材２３の軸部３２を軸支する。そして、軸受部２４は、軸部３２に接触する軸受凹部３７及び３８のそれぞれの接触部３７ａ及び３８ａが前後方向において他の部分よりも短い幅を有して構成される。
【選択図】図５

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。

従来、画像形成装置では、感光体ドラム等の像担持体を帯電すると共に画像データに基づいて露光して、像担持体上に静電潜像を形成し、この静電潜像を現像装置が現像してトナー像を形成する。そして、このトナー像を用紙へ転写し、更に、用紙上のトナー像を定着装置によって加熱及び加圧することでトナー像が用紙に定着される。

定着装置には、加熱ローラーと加圧ローラーとの間に定着ニップを形成するローラー定着方式の装置や、定着ベルトと加圧ローラーとの間に定着ニップを形成する摺動ベルト方式の装置がある。定着装置では、分離爪や分離板等の分離部材を用いたり、曲率分離を利用したりすることで、定着ニップから排出される用紙を分離搬送している。

例えば、特許文献１では、分離爪と第２筐体とを備えた定着装置が開示されている。分離爪は、スプリングに接続され、両端が略小判形又は楕円形の回動軸と、凸部とを備える。第２筐体は、上方スリット幅をＡ、下方スリット幅をＢ、分離爪両端の最短径をＣ、分離爪両端の最長径をＤとした場合に、Ｃ＜Ａ＜Ｄ＜Ｂとなるスリットを有するスリット状軸受部と、斜行リブとを備える。そして、分離爪を所定位置に保持する際に、両端が下方スリットにあり、凸部が斜行リブに接触している状態で、スプリングの逆付勢方向に分離爪を回動させる。

特開２００２−１１６６５３号公報

定着装置では、省エネルギー化や装置の小型化等の環境対応のために、低温定着トナーを使用するものがあり、低温定着トナーは、定着性等の向上のために低融点ワックス成分を含有している。ワックス成分は揮発して、上記のスリット状軸受部のような分離部材軸受部に付着する場合がある。この場合に、定着装置が室温近くまで下がると、ワックス成分が分離部材軸受部で固化する。その後、定着装置を起動させると、分離部材が動作不良を起こして、紙詰まりが発生するおそれがある。

そこで、本発明は上記事情を考慮し、分離部材の軸受部におけるトナーのワックス成分による汚染の影響を低減することを目的とする。

本発明の定着装置は、熱源によって加熱される定着部材と、前記定着部材に圧接して前記定着部材との間に定着ニップを形成する加圧部材と、本体部と、前記本体部から軸方向に突出して回転中心となる軸部と、を有し、前記本体部の一端が前記定着部材に当接するように構成された分離部材と、前記分離部材の前記軸部を軸支する軸受部と、を備え、前記軸受部は、前記軸部に接触する接触部が前記軸方向において他の部分よりも短い幅を有して構成されることを特徴とする。

このような構成を採用することで、分離部材と軸受部との接触面積を狭く（低減）するので、分離部材の起動トルクを小さくすることができる。従って、低融点ワックス成分を含有するトナーを用いた場合に、揮発したワックス成分が軸受部に付着しても、分離部材の良好な動作を維持することができる。このように、分離部材の軸受部におけるトナーのワックス成分による汚染の影響を低減することが可能となる。従って、分離部材の動作不良を防止すると共に、分離部材の動作不良に起因する紙詰まりを回避して、安定した搬送性能を実現することができる。

前記軸受部の前記接触部は、前記他の部分に対して階段状に形成されてもよい。

このような構成を採用することで、簡易な構成で分離部材と軸受部との接触面積を狭く（低減）することができる。

前記軸受部の前記接触部は、前記軸方向において中央側から外側に向かうほど前記軸部から離間するように傾斜して形成されてもよい。

前記軸受部の前記接触部は、前記軸方向において中央側から外側に向かうほど前記軸部から離間するように湾曲して形成されてもよい。

これらのような構成を採用することで、簡易な構成で分離部材と軸受部との接触面積を狭く（低減）することができる。また、接触部は、軸方向の外側に向かって傾斜又は湾曲しているため、軸受部に飛散したトナーやそのワックス成分を接触部の外側へと流出することが可能となる。

前記軸受部の前記接触部は、前記軸方向において前記本体部に近接する側から離間する側に向かうほど前記軸部から離間するように傾斜して形成されてもよい。

このような構成を採用することで、簡易な構成で分離部材と軸受部との接触面積を狭く（低減）することができる。また、接触部は、軸方向の外側に向かって傾斜しているため、軸受部に飛散したトナーやそのワックス成分を接触部の外側へと流出することが可能となる。

本発明の画像形成装置は、上記した何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、分離部材の軸受部におけるトナーのワックス成分による汚染の影響を低減することが可能となる。

本発明の一実施形態に係るプリンター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における分離部材の軸受部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ける分離部材の軸受部を示す拡大斜視図である。 本発明の一実施形態に係るプリンターの定着装置における分離部材及び軸受部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ける軸受部の一例を示す拡大側面図である。 本発明の一実施形態に係るプリンターの定着装置における軸受部の他の例を示す拡大側面図である。 本発明の一実施形態に係るプリンターの定着装置における軸受部の他の例を示す拡大側面図である。 本発明の一実施形態に係るプリンターの定着装置における軸受部の他の例を示す拡大側面図である。

先ず、本発明の実施形態に係るプリンター１（画像形成装置）の全体の構成について図１を参照しながら説明する。以下、説明の便宜上、図１における紙面手前側をプリンター１の前側とする。

プリンター１は、箱型形状のプリンター本体２を備え、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が設けられ、プリンター本体２の上端には排紙トレイ４が設けられる。

プリンター本体２の右部には、レーザー・スキャニング・ユニット（ＬＳＵ）で構成される露光器５が配置され、プリンター本体２の左部には、画像形成部６が設けられる。画像形成部６には、像担持体である感光体ドラム７が回転可能に設けられ、感光体ドラム７の周囲には、帯電器８と、トナーコンテナ９に接続された現像装置１０と、転写ローラー１１と、クリーニング装置１２とが、感光体ドラム７の回転方向（図１の矢印Ｘ参照）に沿って配置される。例えば、トナーコンテナ９には、低融点ワックス成分を含有するトナーが収容され、現像装置１０は、低融点ワックス成分を含有するトナーを用いた現像処理を行うように構成される。

なお、本発明で使用する低温定着トナーで使用する低融点ワックスとしては、パラフィンワックス、オレフィンワックス、ポリオレフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、フィッシャートロプシュワックス、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスおよびその誘導体などがある。中でも、直鎖脂肪族炭化水素化合物で構成される直鎖脂肪族炭化水素ワックスが好ましく、ワックスは融点は１００℃以下であり、ワックス中で最大存在比率の炭化水素化合物の炭素数が４０〜４２のものが６％以上のものである。

プリンター本体２の左部には、下方から上方に向かって用紙の搬送経路１３が設けられる。搬送経路１３の上流端には給紙部１４が設けられ、搬送経路１３の中流部には、感光体ドラム７と転写ローラー１１によって構成される転写部１５が設けられ、搬送経路１３の下流部には定着装置１６が設けられる。搬送経路１３の左側には、両面印刷用の反転経路１７が設けられる。

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１６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８によって感光体ドラム７の表面が帯電された後、露光器５からのレーザー光（図１の矢印Ｐ参照）により感光体ドラム７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７の表面に静電潜像が形成される。次に、トナーコンテナ９から供給されるトナーによって、現像装置１０が静電潜像をトナー像に現像する。

一方、給紙部１４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１５へと搬送され、転写部１５において感光体ドラム７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、搬送経路１３を下流側へと搬送されて定着装置１６に進入し、この定着装置１６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、搬送経路１３の下流端から排紙トレイ４に排出される。なお、感光体ドラム７上に残留したトナーは、クリーニング装置１２によって回収される。

次に、定着装置１６の構成について図２〜図９を参照しながら説明する。

定着装置１６は、図２に示すように、ハウジング２０と、ハウジング２０内の右下側に収容される定着ローラー２１（定着部材）と、ハウジング２０内の左下側に収容される加圧ローラー２２（加圧部材）と、定着ローラー２１の上方に設けられる分離部材２３と、分離部材２３を軸支する軸受部２４と、を備える。

ハウジング２０は、前後方向に長い箱型状に形成され、下面の左右方向略中央に開口した給紙口２５と、上面の左右方向略中央に開口した排紙口２６とを有する。そして、定着装置１６は、給紙口２５を介してハウジング２０内に導入された用紙が、排紙口２６を介してハウジング２０から排出されるように構成されている。また、ハウジング２０内の右上には、前後方向に長い板状の上フレーム２７が設けられる。上フレーム２７は、ハウジング２０と一体に形成されるものでもよく、あるいは、ハウジングに対して取り付けられる別個の部品でもよい。

定着ローラー２１は、前後方向に長い円柱状に形成され、前後方向に長い回転軸を有してハウジング２０内に回転可能に支持される。定着ローラー２１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たシリコンゴム等から成る弾性層と、この弾性層を被覆するＰＦＡ等のフッ素樹脂から成る離型層と、から構成される。

定着ローラー２１の内部には、ヒーター２８（熱源）が設けられる。ヒーター２８は、例えば、ハロゲンヒーターやセラミックヒーター等によって構成されている。ヒーター２８は、通電によって発熱し、定着ローラー２１を加熱するように構成されている。

加圧ローラー２２は、前後方向に長い円柱状に形成され、前後方向に長い回転軸２２ａを有してハウジング２０内に回転可能に支持される。加圧ローラー２２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たシリコンゴム等から成る弾性層と、この弾性層を被覆するＰＦＡ等のフッ素樹脂から成る離型層と、から構成される。加圧ローラー２２は、付勢部材（図示せず）の付勢力によって定着ローラー２１に圧接して、定着ローラー２１との間に定着ニップ３０を形成する。

分離部材２３は、本体部３１と軸部３２とを有する。分離部材２３の本体部３１は、前後方向に所定の厚さを有するとともに、上側から下側に向かって先細り形状を有し、即ち、分離爪として構成される。本体部３１の右端には、フック３３が形成されていて、フック３３には、分離部材２３を右側へと付勢するテンションばねやねじりコイルばね等の付勢部材３４の一端が取り付けられる。例えば、図２に示すように、付勢部材３４がテンションばねで構成される場合には、付勢部材３４の他端は、上フレーム２７に形成されるばね固定部４０に固定され、あるいは、付勢部材３４がねじりコイルばねで構成される場合には、付勢部材３４の他端は、軸部３２に固定される。

分離部材２３の軸部３２は、本体部３１の上部から前後方向（定着ローラー２１の軸方向）両側に突出して、分離部材２３の回転中心となるように構成される。そして、分離部材２３は、軸部３２を介して回転可能に配置されると共に、本体部３１の下端（一端）を付勢部材３４の付勢力（例えば、３〜１０ｇ程度の荷重）によって定着ローラー２１に当接させる。これにより、分離部材２３によって定着ローラー２１の外周面から用紙を分離することができる。

軸受部２４は、前後方向に間隔を空けて複数設けられ、ハウジング２０内の右上の上フレーム２７に一体に形成される。各軸受部２３は、軸受前部３５と軸受後部３６との組み合わせで構成される。軸受前部３５及び軸受後部３６は、前後方向に所定の厚さを有する同様の板状に形成され、前後方向に間隔を空けて配置されると共に、上フレーム２７から左側へと突設される。

軸受前部３５及び軸受後部３６の左端には、上下方向の略中央に軸受凹部３７及び３８が凹設される。軸受凹部３７及び３８は、分離部材２３の軸部３２を軸支可能に構成される。軸受凹部３７及び３８のそれぞれの内面には、軸部３２の外周面と接触する接触部３７ａ及び３８ａが設けられ、接触部３７ａ及び３８ａは、細尾根状に形成される。これらの接触部３７ａ及び３８ａは、前後方向（定着ローラー２１の軸方向）において軸受前部３５及び軸受後部３６の他の部分よりも短い厚さ（幅）を有し、接触部３７ａ及び３８ａの厚さは、例えば、軸受前部３５及び軸受後部３６の他の部分の厚さに対して１／３〜１／１０程度に設定される。

例えば、図３〜図６に示すように、軸受凹部３７及び３８のそれぞれの接触部３７ａ及び３８ａは、軸受前部３５及び軸受後部３６の他の部分に対して階段状に形成される。これらの接触部３７ａ及び３８ａは、前後方向の中央に対して対称的な形状を有する。

本実施形態によれば、上述のように、プリンター１（画像形成装置）の定着装置１６は、定着ローラー２１（定着部材）と、加圧ローラー２２（加圧部材）と、分離部材２３と、軸受部２４とを備える。定着ローラー２１は、ヒーター２８（熱源）によって加熱される。加圧ローラー２２は、定着ローラー２１に圧接して定着ローラー２１との間に定着ニップ３０を形成する。分離部材２３は、本体部３１と、本体部３１から前後方向（定着ローラー２１の軸方向）に突出して回転中心となる軸部３２とを有し、本体部３１の下端（一端）が定着ローラー２１に当接するように構成される。軸受部２４は、分離部材２３の軸部３２を軸支する。そして、軸受部２４は、軸部３２に接触する軸受凹部３７及び３８のそれぞれの接触部３７ａ及び３８ａが前後方向において他の部分よりも短い厚さ（幅）を有して構成される。

このような構成とすることにより、分離部材２３と軸受部２４との接触面積を狭く（低減）するので、分離部材２３の起動トルクを小さくすることができる。従って、低融点ワックス成分を含有するトナーを用いた場合に、揮発したワックス成分が軸受部２４に付着しても、分離部材２３の良好な動作を維持することができる。このように、分離部材２３の軸受部２４におけるトナーのワックス成分による汚染の影響を低減することが可能となる。従って、分離部材２３の動作不良を防止すると共に、分離部材２３の動作不良に起因する紙詰まりを回避して、安定した搬送性能を実現することができる。

また、本実施形態では、軸受部２４の接触部３７ａ及び３８ａは、他の部分に対して階段状に形成される。

これにより、簡易な構成で分離部材２３と軸受部２４との接触面積を狭く（低減）することができる。

本実施形態では、軸受部２４の軸受凹部３７及び３８のそれぞれの接触部３７ａ及び３８ａを階段状に形成する構成を説明したが、接触部３７ａ及び３８ａの構成はこれに限定されない。例えば、他の実施形態では、図７に示すように、軸受凹部３７及び３８のそれぞれの接触部３７ａ及び３８ａは、前後方向において中央側から外側に向かうほど分離部材２３の軸部３２から離間するように傾斜して形成されてもよい。換言すれば、図７に示す接触部３７ａ及び３８ａは、前後方向の中央側に向かって先細り形状で形成される。

又は、更なる他の実施形態では、図８に示すように、軸受凹部３７及び３８のそれぞれの接触部３７ａ及び３８ａは、前後方向において中央側から外側に向かうほど分離部材２３の軸部３２から離間するように湾曲して形成されてもよい。

これらのような他の実施形態でも、簡易な構成で分離部材２３と軸受部２４との接触面積を狭く（低減）することができる。また、接触部３７ａ及び３８ａは、前後方向の外側に向かって傾斜又は湾曲しているため、軸受部２４に飛散したトナーやそのワックス成分を接触部３７ａ及び３８ａの外側へと流出することが可能となる。

上記した実施形態では、軸受部２４の軸受凹部３７及び３８が同様の板状で形成され、軸受凹部３７及び３８のそれぞれの接触部３７ａ及び３８ａが前後方向の中央に対して対称的な形状を有する構成を説明したが、軸受凹部３７及び３８の構成はこれに限定されない。例えば、他の実施形態では、軸受凹部３７及び３８は、前後方向に対照的な形状を有するように構成されてもよい。これらの軸受凹部３７及び３８のそれぞれの接触部３７ａ及び３８ａは、例えば、図９に示すように、前後方向において分離部材２３の本体部３１に近接する側から離間する側に向かうほど軸部３２から離間するように傾斜して形成されてもよい。

このような他の実施形態でも、簡易な構成で分離部材２３と軸受部２４との接触面積を狭く（低減）することができる。また、接触部３７ａ及び３８ａは、前後方向の外側に向かって傾斜しているため、軸受部２４に飛散したトナーやそのワックス成分を接触部３７ａ及び３８ａの外側へと流出することが可能となる。

上記した実施形態では、分離部材２３が分離爪としての本体部３１を有する構成を説明したが、分離部材２３はこれに限定されない。例えば、他の実施形態では、分離部材２３は前後方向に所定の長さを有する分離板としての本体部３１を有して構成されてもよい。

上記した実施形態では、定着装置１６が定着ローラー２１としての定着部材を備える構成を説明したが、定着部材はこれに限定されず、例えば、定着ベルトを備えて構成されてもよい。

上記した実施形態では、熱源としてヒーター２８を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、例えばＩＨコイル等の他の熱源を用いても良い。

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、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）
２ プリンター本体
６ 画像形成部
１３ 搬送経路
１６ 定着装置
２０ ハウジング
２１ 定着ローラー（定着部材）
２２ 加圧ローラー（加圧部材）
２３ 分離部材
２４ 軸受部
２５ 給紙口
２６ 排紙口
２７ 上フレーム
２８ ヒーター（熱源）
３０ 定着ニップ
３１ 本体部
３２ 軸部
３４ 付勢部材
３５ 軸受前部
３６ 軸受後部
３７、３８ 軸受凹部
３７ａ、３８ａ 接触部

Claims (6)

1. 熱源によって加熱される定着部材と、
   前記定着部材に圧接して前記定着部材との間に定着ニップを形成する加圧部材と、
   本体部と、前記本体部から軸方向に突出して回転中心となる軸部と、を有し、前記本体部の一端が前記定着部材に当接するように構成された分離部材と、
   前記分離部材の前記軸部を軸支する軸受部と、
   を備え、
   前記軸受部は、前記軸部に接触する接触部が前記軸方向において他の部分よりも短い幅を有して構成されることを特徴とする定着装置。
2. 前記軸受部の前記接触部は、前記他の部分に対して階段状に形成されることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記軸受部の前記接触部は、前記軸方向において中央側から外側に向かうほど前記軸部から離間するように傾斜して形成されることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
4. 前記軸受部の前記接触部は、前記軸方向において中央側から外側に向かうほど前記軸部から離間するように湾曲して形成されることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
5. 前記軸受部の前記接触部は、前記軸方向において前記本体部に近接する側から離間する側に向かうほど前記軸部から離間するように傾斜して形成されることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
6. 請求項１〜５の何れか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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