JP2023085729A - 定着装置およびそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】製造コストの増大を抑制しつつ、加圧ローラーまたは定着ローラーから用紙を分離可能な定着装置、およびそれを備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】定着装置は、被加熱回転体と、加圧回転体と、加熱部と、分離爪とを備える。分離爪は、長手方向に対して重心を挟んで並ぶ一対の凹部を有する。定着装置は、一対の凹部のうち一方に挿入されて分離爪を揺動可能に支持する揺動軸を備える。分離爪は、被加熱回転体または加圧回転体から離間する離間位置から被加熱回転体または加圧回転体に接触する接触位置に向かって、自重によって揺動する。揺動軸が一対の凹部のうち一方に挿入された場合と他方に挿入された場合とで、分離爪の揺動方向が逆方向となる。【選択図】図７

Description

本発明は定着装置およびそれを備えた画像形成装置に関する。

画像形成装置においてトナー像を用紙に定着させるために、定着ローラーまたは定着ベルト（被加熱回転体）と加圧ローラー（加圧回転体）とが圧接して定着ニップ部を形成する定着装置が広く用いられている。この定着装置では定着ニップ部に用紙を通し、トナー像に熱と圧力を加えて用紙上にトナー像を溶融定着させる。

上記のような定着装置では、溶融したトナーによって用紙が定着ローラーまたは加圧ローラー（以下、定着ローラー等という）に付着して、そのまま巻き付いてしまうことがある。そこで、定着ニップ部を通過した用紙と定着ローラーまたは加圧ローラーとの間に介在する分離爪を設け、分離爪の先端部を定着ローラーまたは加圧ローラーに摺接させつつ用紙を搬送する構成が提案されている。

このような定着装置の一例として、特許文献１には、定着ローラーと、加圧ローラーと、分離爪と、付勢部材とを備えるものが開示されている。分離爪の厚み方向の両端面には、厚み方向に突出する回転軸が設けられている。定着装置のハウジングには、この回転軸を支持する軸受部が設けられている。分離爪は軸受部によって回転軸を中心に揺動可能に支持されている。付勢部材は、分離爪の先端が定着ローラーの外周面に接触するように、分離爪を定着ローラーに向かって付勢している。

特開平０６－１４９１１４号公報

ここで、特許文献１の定着装置に係る分離爪は、定着ローラーに対する圧接力が大きいと分離爪と加圧ローラーとの接触部分の摩耗が激しくなる。反対に、この圧接力が小さいと用紙の分離性が悪化してしまう。このため、付勢部材の付勢力の大きさや方向が略一定となるように構成する必要がある。すると、分離爪を定着ローラーに接触させるための構造が複雑化し、定着装置の製造コストが増大するおそれがある。そこで、本発明は、製造コストの増大を抑制しつつ、加圧ローラーまたは定着ローラーから用紙を分離可能な定着装置、およびそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明の第１の構成は、被加熱回転体と、加圧回転体と、加熱部と、分離爪とを備える定着装置である。加圧回転体は、被加熱回転体に圧接されて定着ニップ部を形成する。加熱部は、被加熱回転体を加熱する。分離爪は、被加熱回転体および加圧回転体の少なくとも一方に近接する位置に配置され、被加熱回転体または加圧回転体から定着ニップ部を通過した記録媒体を分離する。定着装置は、定着ニップ部を通過する記録媒体を加熱および加圧することにより記録媒体上の未定着トナー像を溶融定着する。分離爪は、長手方向に対して重心を挟んで並ぶ一対の凹部を有する。定着装置は、一対の凹部のうち一方に挿入されて分離爪を揺動可能に支持する揺動軸を備える。分離爪は、被加熱回転体または加圧回転体から離間する離間位置から被加熱回転体または加圧回転体に接触する接触位置に向かって、自重によって揺動する。揺動軸が一対の凹部のうち一方に挿入された場合と他方に挿入された場合とで、分離爪の揺動方向が逆方向となる。

本発明の第１の構成によれば、分離爪が自重により離間位置から接触位置に向かって揺動可能である。そして、揺動軸を一対の凹部のうちのいずれに挿入するかによって、分離爪の揺動方向を変更することができる。このため、簡易な構成により分離爪を被加熱回転体または加圧回転体の配置に応じて安定して接触させることができる。従って、製造コストの増大を抑制しつつ、被加熱回転体または加圧回転体から用紙を確実に分離可能な定着装置を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る定着装置１３が搭載される画像形成装置１００の内部構造を示す概略断面図 図１における定着装置１３周辺の側面断面図 分離爪２１を拡大して示す拡大平面図 図３に示すＡ－Ａ断面線で分離爪２１を切断した断面図 図２に示す分離爪２１と定着ローラー１３１の接触部分を拡大した拡大図 搬送ガイド３２をガイド面３４と反対側の面から平面視した状態を示す平面図 分離爪２１の周辺を拡大した拡大図 第２実施形態の画像形成装置１００に係る分離爪２１を拡大して示す拡大図 第３実施形態の画像形成装置１００に係る分離爪２１を拡大して示す拡大図 第３実施形態の画像形成装置１００に係る分離爪２１と定着ニップ部Ｎの周辺を示す拡大図 実施形態に係る定着装置１３の変形例を示す定着装置の側面図

以下、図面を参照しながら本発明の第１実施形態について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る定着装置１３が搭載される画像形成装置１００の内部構造を示す概略断面図である。画像形成装置１００（ここではカラープリンター）本体内には４つの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、ＰｃおよびＰｄが、搬送方向上流側（図１では左側）から順に設けられている。これらの画像形成部Ｐａ～Ｐｄは、異なる４色（シアン、マゼンタ、イエローおよびブラック）の画像に対応して設けられており、それぞれ帯電、露光、現像および転写の各工程によりシアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの画像を順次形成する。

これらの画像形成部Ｐａ～Ｐｄには、各色の可視像（トナー像）を担持する感光体ドラム（像担持体）１ａ、１ｂ、１ｃおよび１ｄが配設されており、さらに図１において反時計回り方向に回転する中間転写ベルト８が各画像形成部Ｐａ～Ｐｄに隣接して設けられている。これらの感光体ドラム１ａ～１ｄ上に形成されたトナー像が、各感光体ドラム１ａ～１ｄに当接しながら移動する中間転写ベルト８上に順次一次転写されて重畳される。その後、中間転写ベルト８上に一次転写されたトナー像は、二次転写ローラー９によって記録媒体の一例としての用紙Ｓ上に二次転写される。さらに、トナー像が二次転写された用紙Ｓは、定着装置１３においてトナー像が定着された後、画像形成装置１００本体より排出される。メインモーター（図示せず）により感光体ドラム１ａ～１ｄを図１において時計回り方向に回転させながら、各感光体ドラム１ａ～１ｄに対する画像形成プロセスが実行される。

トナー像が二次転写される用紙Ｓは、画像形成装置１００の本体下部に配置された用紙カセット１６内に収容されており、給紙ローラー１２ａおよびレジストローラー対１２ｂを介して二次転写ローラー９と中間転写ベルト８の駆動ローラー１１とのニップ部へと搬送される。中間転写ベルト８には誘電体樹脂製のシートが用いられ、継ぎ目を有しないベルト（シームレスベルト）が主に用いられる。また、二次転写ローラー９の下流側には中間転写ベルト８表面に残存するトナー等を除去するためのブレード状のベルトクリーナー１９が配置されている。

次に、画像形成部Ｐａ～Ｐｄについて説明する。回転可能に配設された感光体ドラム１ａ～１ｄの周囲および下方には、帯電装置２ａ、２ｂ、２ｃおよび２ｄと、露光装置５と、現像装置３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄと、クリーニング装置７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄが設けられている。帯電装置２ａ～２ｃは、感光体ドラム１ａ～１ｄを帯電させる。露光装置５は、各感光体ドラム１ａ～１ｄに画像情報を露光する。現像装置３ａ～３ｄは、感光体ドラム１ａ～１ｄ上にトナー像を形成する。クリーニング装置７ａ～７ｄは、感光体ドラム１ａ～１ｄ上に残留した現像剤（トナー）等を除去する。

パソコン等の上位装置から画像データが入力されると、先ず、帯電装置２ａ～２ｄによって感光体ドラム１ａ～１ｄの表面を一様に帯電させる。次いで露光装置５によって画像データに応じて光照射し、各感光体ドラム１ａ～１ｄ上に画像データに応じた静電潜像を形成する。現像装置３ａ～３ｄには、それぞれシアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの各色のトナーを含む二成分現像剤が所定量充填されている。なお、後述のトナー像の形成によって各現像装置３ａ～３ｄ内に充填された二成分現像剤中のトナーの割合が規定値を下回った場合にはトナーコンテナ４ａ～４ｄから各現像装置３ａ～３ｄにトナーが補給される。この現像剤中のトナーは、現像装置３ａ～３ｄにより感光体ドラム１ａ～１ｄ上に供給され、静電的に付着することにより、露光装置５からの露光により形成された静電潜像に応じたトナー像が形成される。

そして、一次転写ローラー６ａ～６ｄにより一次転写ローラー６ａ～６ｄと感光体ドラム１ａ～１ｄとの間に所定の転写電圧で電界が付与され、感光体ドラム１ａ～１ｄ上のシアン、マゼンタ、イエローおよびブラックのトナー像が中間転写ベルト８上に一次転写される。これらの４色の画像は、所定のフルカラー画像形成のために予め定められた所定の位置関係をもって形成される。その後、引き続き行われる新たな静電潜像の形成に備え、一次転写後に感光体ドラム１ａ～１ｄの表面に残留したトナー等がクリーニング装置７ａ～７ｄにより除去される。

中間転写ベルト８は、上流側の従動ローラー１０と、下流側の駆動ローラー１１とに掛け渡されている。駆動ローラー１１には、駆動ローラー１１に回転駆動力を付与するベルト駆動モーター（図示せず）が接続されている。ベルト駆動モーターによって駆動ローラー１１が回転すると、駆動ローラー１１の回転に伴い、中間転写ベルト８が反時計回り方向に回転を開始する。その後、用紙Ｓがレジストローラー対１２ｂから駆動ローラー１１とこれに隣接して設けられた二次転写ローラー９とのニップ部（二次転写ニップ部）へ、所定のタイミングで搬送される。すると、中間転写ベルト８上のフルカラー画像が用紙Ｓ上に二次転写される。トナー像が二次転写された用紙Ｓは定着装置１３へと搬送される。

定着装置１３に搬送された用紙Ｓは、定着ローラー１３１（被加熱回転体）および加圧ローラー１３２（加圧回転体、図２参照）により加熱および加圧されてトナー像が用紙Ｓの表面に定着され、所定のフルカラー画像が形成される。フルカラー画像が形成された用紙Ｓは、複数方向に分岐した分岐部１４によって搬送方向が振り分けられ、そのまま（或いは、両面搬送路１８に送られて両面に画像が形成された後に）、排出ローラー対１５によって排出トレイ１７に排出される。

図２は、図１における定着装置１３周辺の側面断面図である。定着装置１３は、電磁誘導加熱方式の熱源を用いた定着方式を採用する。図２に示すように、定着装置１３は、定着ローラー１３１と、加圧ローラー１３２と、誘導加熱部１３３（加熱部）と、分離爪２１と、回転軸３０と、規制部材３１と、搬送ガイド３２と、を備えている（図５参照）。

定着ローラー１３１は、定着装置１３のハウジングに回転可能に保持されている。定着ローラー１３１は、基材１３１ａと、弾性層１３１ｄと、離型層１３１ｅと、断熱層１３１ｂと、誘導発熱層１３１ｃと、を備えている。定着ローラー１３１は、定着ローラー１３１の外周面をとなる離型層１３２ｃから、定着ローラー１３１の径方向の内側に向かって、弾性層１３１ｄ、誘導発熱層１３１ｃ、断熱層１３１ｂ、基材１３１ａの順に積層されて構成されている。基材１３１ａは、ステンレスによって円筒状に形成されている。弾性層１３１ｄは、加圧ローラー１３２に圧接する定着ニップ部Ｎに対し弾性を付与するためのシリコンゴムスポンジからなる。離型層１３１ｅは、フッ素樹脂によって弾性層１３１ｄの表面を覆うようにチューブ状に形成された層である。

加圧ローラー１３２は、定着ローラー１３１と対向する位置に設けられている。加圧ローラー１３２は、基材１３２ａと、弾性層１３２ｂと、離型層１３２ｃとを備える。加圧ローラー１３２の径方向に対して、外側から離型層１３２ｃ、弾性層１３２ｂ、基材１３２ａの順に積層されている。基材１３２ａは、アルミニウム製の芯金である。基材１３２ａは、定着装置１３のハウジングに回転可能に支持されている。弾性層１３２ｂは、基材１３２ａ上に形成された、シリコンゴムからなる層である。弾性層１３２ｂは、定着ニップ部Ｎへ弾性を付与する。離型層１３２ｃは、フッ素樹脂によって弾性層１３２ｂの表面を覆うようにチューブ状に形成された層である。離型層１３１ｅおよび離型層１３２ｃは、定着ニップ部Ｎで未定着トナー像を溶融定着する際に、用紙Ｓを定着ローラー１３１および加圧ローラー１３２から分離しやすくしている。

加圧ローラー１３２は、モーター等の駆動源（図示せず）によって回転駆動され、さらに定着ローラー１３１の径方向中心に向かって加圧される。これにより、加圧ローラー１３２が定着ローラー１３１に圧接している。加圧ローラー１３２が回転すると、定着ローラー１３１が定着ニップ部Ｎを介して同方向に従動回転する。

誘導加熱部１３３は、励磁コイル１３３ａとホビン１３３ｂとコア１３３ｃとを備え、電磁誘導により定着ローラー１３１を加熱する。誘導加熱部１３３は、定着ローラー１３１の外周の一部を囲うように対向するよう配置され、定着ローラー１３１の軸方向に延びている。

励磁コイル１３３ａは、銅線によって形成され、ホビン１３３ｂに巻回されている。励磁コイル１３３ａは、高圧電源（図示せず）に接続され、高圧電源から供給される高周波電流により磁束を発生させる。この磁束により、誘導発熱層１３１ｃに渦電流が生じる。すると、誘導発熱層１３１ｃ内の電気抵抗によってジュール熱が発生し、誘導発熱層１３１ｃが発熱する。誘導発熱層１３１ｃは、定着ローラー１３１の外周面の温度を測定可能な温度センサー１３４に接続されている。誘導発熱層１３１ｃは、温度センサー１３４の検知する温度に基づいて高圧電源の電力を制御し、定着ローラー１３１の外周面の温度を調整する。

定着ローラー１３１が所定の温度に昇温した状態で定着ニップ部Ｎに用紙Ｓが挿通されると、定着ニップ部Ｎで挟持された用紙Ｓが加熱されるとともに、加圧ローラー１３２にて加圧される。これにより、用紙Ｓ上の粉体状態のトナーが溶融定着される。

トナーが定着された後の用紙Ｓは定着搬送ローラー対２０を介して排出ローラー対１５から排出トレイ１７（いずれも図１参照）に排出される。

次に、第１実施形態の分離爪２１について詳細に説明する。図３は、分離爪２１を拡大して示す拡大平面図である。図４は、図３に示すＡ－Ａ断面線で分離爪２１を切断した断面図である。図５は、図２に示す分離爪２１と定着ローラー１３１の接触部分を拡大した拡大図である。なお、分離爪２１の長手方向（図３に示す左右方向）を、以下単に「長手方向」と称する。また、長手方向に直交する方向（図３に示す上下方向）を、以下単に「幅方向」とする。また、長手方向および幅方向に直交する回転軸３０（詳細は後述する）に沿った方向（図３に示す紙面方向）を、以下単に「軸方向」とする。

図２、図５に示すように、分離爪２１は、用紙搬送方向に対し定着ニップ部Ｎの下流側に配置されている。また、分離爪２１は、定着ローラー１３１と加圧ローラー１３２の対向方向に対して、加圧ローラー１３２よりも定着ローラー１３１に近接する位置にある。分離爪２１は、耐熱樹脂（例えば、ポリイミド等）によって形成されている。

図３に示すように、分離爪２１は一方向（長手方向）に長細く形成されている。分離爪２１は、先端部２２と、後端部２５と、一対の凹部２３ａ、２３ｂと、を備える。

先端部２２は、分離爪２１の長手方向の一端（ここでは、図３の右側の端部）に形成されている。先端部２２は、長手方向の最端部に向かうにつれて幅方向の寸法が小さくなる、先細りの形状となっている。長手方向に対して先端部２２と反対側の端部には、後端部２５が形成されている。後端部２５は、長手方向の最端部に向かうにつれて幅方向の寸法が一定となっている。

一対の凹部２３ａ、２３ｂは、長手方向に対して、間に分離爪２１の重心ＣＧを挟んで並んでいる。なお、本実施形態では説明の便宜上、一対の凹部２３ａ、２３ｂのうち後述する回転軸３０が挿入される方（本実施形態では、長手方向に対して重心ＣＧよりも後端部２５に近い側に位置する方）を第１凹部２３ａとし、他方を第２凹部２３ｂとする。

第１凹部２３ａは、幅方向に対して一方側の側部（図３の下側の面）から内側（図３の上側）に向かって凹んでいる。第１凹部２３ａの底部（幅方向に対して最も内側の部分）は、軸方向の平面視において、円弧状に形成されている。第２凹部２３ｂは、幅方向に対して他方側の側部（図３の上側の面）から内側（図３の下側）に向かって凹んでいる。第２凹部２３ｂの幅方向の底部（幅方向に対して内側の部分）は、軸方向の平面視において円弧状に形成されている。第２凹部２３ｂの内周面は、長手方向に対し底部から先端部２２に向かうにつれて、幅方向の外側（図３の上側）に向かって直線状に傾斜する傾斜面２６が形成されている。

図３、図４に示すように、第１凹部２３ａの内周面には、軸方向に沿った中央部が凹み、この凹んだ部分の両隣りに１つずつ摺動突起２９が形成されている。摺動突起２９は、軸方向の平面視（図３に示す平面視）において円弧状に形成されている。同様の摺動突起２９が、第２凹部２３ｂにも、軸方向に並ぶように２つ設けられている。

図３に示すように、分離爪２１は、第１突出部２７、第２突出部２８を有する。第１突出部２７は、分離爪２１の幅方向の一方側の側部から、幅方向の外側に向かって突出している。第１突出部２７は、長手方向に対して第１凹部２３ａと隣接している。第２突出部２８は、分離爪２１の幅方向の他方側の側部（第１突出部２７の設けられた側部と反対側の側部）から、幅方向の外側に向かって突出している。第２突出部２８は、長手方向に対して第２凹部２３ｂと隣接している。

回転軸３０は、定着ローラー１３１の軸線方向に沿って延びる、円筒形状をなす軸体である。図５に示すように、回転軸３０は、定着ニップ部Ｎの下流側であって、定着ローラー１３１と加圧ローラー１３２の対向方向に対して、加圧ローラー１３２よりも定着ローラー１３１に近い位置で、定着装置１３のハウジング（図示せず）に固定されている。

図５に示すように、回転軸３０は、分離爪２１が先端部２２を加圧ローラー１３２に向けた状態で、第１凹部２３ａ（一対の凹部２３ａ、２３ｂのうちの、重心ＣＧよりも定着ニップ部Ｎから遠い方）に挿入される。回転軸３０の外周面は、第１凹部２３ａの内周面に当接している。より詳細には、回転軸３０の外周面は、第１凹部２３ａの内周面に形成された一対の摺動突起２９の先端に当接している。分離爪２１は、回転軸３０を中心とする周方向に沿って揺動可能なように、回転軸３０に支持されている。

分離爪２１は、接触位置Ｐ１と、離間位置Ｐ２（いずれも図７参照）との間で揺動可能である。分離爪２１が揺動すると、回転軸３０の外周面と摺動突起２９の先端とが摺動する。接触位置Ｐ１は、上述したように、分離爪２１が自重により右回りに揺動し、先端部２２が定着ローラー１３１の外周面に接触する位置である。離間位置Ｐ２は、分離爪２１が自重による回動と反対方向に向かって揺動し、先端部２２が定着ローラー１３１の外周面から離間した位置である。分離爪２１の揺動についての詳細は後述する。

図５に示すように、規制部材３１は、定着ローラー１３１と加圧ローラー１３２の対向方向に対して回転軸３０よりも加圧ローラー１３２側の位置で、定着装置１３のハウジングに固定されている。規制部材３１は、回転軸３０の軸方向に沿って細長く形成されている。規制部材３１は、第２凹部２３ｂに挿入されている。規制部材３１は、回転軸３０と同一形状に形成されていること、すなわち、回転軸３０と同一の径を有した円筒形状に形成されていることが好ましい。

図６は、後述する搬送ガイド３２をガイド面３４と反対側の面から平面視した状態を示す平面図である。図６の上下方向に沿った方向が用紙搬送方向である。図５、図６に示すように、規制部材３１には、分離爪２１を間に挟んで軸方向に並ぶ一対の軸移動規制リブ３７が設けられている構成を採用することが好ましい。軸移動規制リブ３７は、分離爪２１が軸方向に移動すると分離爪２１と当接し、分離爪２１の軸方向の移動を規制する。

図５、図６に示すように、搬送ガイド３２は、用紙搬送方向に対して分離爪２１と重なる位置で、定着装置１３のハウジング（不図示）に固定されている。搬送ガイド３２は、一対のガイド板３３を備えている。一対のガイド板３３は、軸方向に間に分離爪２１を挟んで並んでいる。ガイド板３３は、用紙搬送方向に対して細長く形成された板状体である。ガイド板３３は、水平方向の一方側（図５に示す右側、加圧ローラー１３２側）に弓形状に向かって膨らむように湾曲している。ガイド板３３は、定着ニップ部Ｎを通過した用紙Ｓと対向するガイド面３４を有する。定着ニップ部Ｎを通過した用紙Ｓは、ガイド面３４上を摺動して用紙搬送方向の下流側に案内される。

用紙搬送方向に対してガイド板３３の両端部は、分離爪２１の先端部２２および後端部２５よりも内側に位置している。すなわち、分離爪２１の先端部２２は、用紙搬送方向に対してガイド板３３の上流側端部よりも上流側に突出している。また、分離爪２１の後端部２５は、用紙搬送方向に対してガイド板３３の下流側端部よりも下流側に突出している。

上述した回転軸３０および規制部材３１は、搬送ガイド３２と一体に形成された構成を採用することができる。具体的には、回転軸３０は、ガイド板３３の裏面（ガイド面３４と反対側の面）から水平方向の他方側（図５に示す左側）に向かって延びる第１支持部材３５の先端部分に連接されている。規制部材３１も同様に、ガイド板３３の裏面から水平方向の他方側に向かって延びる第２支持部材３６の先端部分に連接されている。

定着装置１３の組立ての際には、分離爪２１を、先端部２２が下方に位置する状態で、回転軸３０と規制部材３１との間に上方から下方に向かって差し込む。そして、第１凹部２３ａに回転軸３０を挿入し、第２凹部２３ｂに規制部材３１を挿入する。

次に、分離爪２１の揺動について詳細に説明する。図５に示すように、本実施形態に係る定着装置１３の分離爪２１においては、重心ＣＧは回転軸３０に対して水平方向の一方側（ここでは右側、加圧ローラー１３２側）にずれている。このため、分離爪２１は、回転軸３０と重心ＣＧとが鉛直方向に対して同一線上に位置するように、自重により、回転軸３０を中心として右回り（図５の破線矢印）に回動（揺動）しようとする。すると、分離爪２１の先端部２２が定着ローラー１３１の外周面に当接する。

反対に、図７に示すように、搬送ガイド３２によって案内された用紙Ｓが分離爪２１の後端部２５に接触すると、用紙Ｓの搬送力によって、分離爪２１が自重による揺動とは反対方向に付勢される。すると、分離爪２１は回転軸３０を中心として左回り（図７に示す破線矢印の方向）に回動（揺動）しようとする。ここで、分離爪２１の自重による揺動方向に対して、規制部材３１は第２凹部２３ｂよりも上流側に位置している。このため、分離爪２１が接触位置Ｐ１（図７の破線で示す位置）から離間位置Ｐ２（図７の実線で示す位置）に揺動すると、第２凹部２３ｂの内周面が規制部材３１の外周面に当接し、揺動が規制される。

分離爪２１が接触位置Ｐ１にある状態で、仮に、定着ニップ部Ｎを通過した用紙Ｓが定着ローラー１３１に張り付いていた場合、用紙Ｓの先端（用紙搬送方向の下流側の端部）が分離爪２１の先端部２２に接触し、定着ローラー１３１から分離する。

本実施形態の画像形成装置１００に係る分離爪２１は、自重により離間位置Ｐ２から接触位置Ｐ１に向かって揺動可能である。このため、簡易な構成により分離爪２１を定着ローラー１３１に接触させることが可能になる。従って製造コストの増大を抑制しつつ、定着ローラー１３１から用紙Ｓを離型可能な定着装置１３およびそれを備えた画像形成装置１００を提供することができる。

ここで、従来の定着装置１３に係る分離爪２１には幅方向の両側に突出する回転軸が設けられ、定着装置１３のハウジングに設けられた軸受部にこの回転軸が支持されていた。一方、本発明の定着装置１３に係る分離爪２１は、第１凹部２３ａに搬送ガイド３２と一体に形成された回転軸３０が挿入されて、揺動可能に支持されている。このため、上述した従来の分離爪２１に比べて、回転軸の分だけ分離爪２１の重量を小さくすることが可能になる。すると、分離爪２１の定着ローラー１３１に対する接触圧力を小さくできる。これにより、定着ローラー１３１の摩耗を小さくすることが可能となり、定着装置１３の耐久性を向上させることができる。

また、分離爪２１は一般的な樹脂材料と比べて高価な耐熱樹脂により形成されている。このため、上述したように回転軸の分だけ分離爪２１の重量を小さくすることで、分離爪２１に必要な耐熱樹脂の分量を減らすことが可能になり、材料のコストを低減することができる。

また、上述した通り、分離爪２１は自重により接触位置Ｐ１に向かって揺動する。このため、分離爪２１の定着ローラー１３１への接触圧力の大きさは、分離爪２１の重量に基づくものとなり、略一定となる。このため、分離爪２１の重量を調整することで接触圧力が過度に大きくなるのを抑制可能となり、先端部２２および定着ローラー１３１の外周面の摩耗を抑制可能となる。

また、上述した通り、重心ＣＧが長手方向に対して第１凹部２３ａと第２凹部２３ｂとの間に位置している。よって、簡易な構造により、分離爪２１が自重により離間位置Ｐ２から接触位置Ｐ１に揺動するものとなり、定着装置１３の製造コストをより効果的に抑制できる。

また、上述した通り、第１凹部２３ａおよび第２凹部２３ｂには、一対の摺動突起２９が設けられている。このため、回転軸３０の外周面は一対の摺動突起２９の先端のみと接触するものとなる。これにより、回転軸３０と第１凹部２３ａとの接触面積を小さくすることが可能になり、回転軸３０の揺動の際の摩擦力を小さくできる。すると、分離爪２１および回転軸３０の摩耗を抑制可能となり、定着装置１３の耐久性を向上させることが可能になる。

また、上述した通り、搬送ガイド３２に案内された用紙Ｓが分離爪２１の後端部２５に接触して、分離爪２１が接触位置Ｐ１から離間位置Ｐ２に向かって揺動する。このため、分離爪２１と定着ローラー１３１との接触圧力が分離爪２１の自重によって高くなり過ぎるのを抑制したり、分離爪２１と定着ローラー１３１との接触時間を低減したりすることが可能になる。これにより、定着ローラー１３１の外周面の摩耗を抑制できる。なお、用紙Ｓの先端が定着ローラー１３１から分離して搬送ガイド３２によって案内されている状態では、分離爪２１の先端部２２と用紙Ｓとは基本的に接触しない。このため、この状態で分離爪２１が離間位置Ｐ２に位置していても、用紙Ｓの分離性に影響しにくくなっている。

また、上述した通り、第２凹部２３ｂには、規制部材３１が挿入されている。規制部材３１は、分離爪２１が接触位置Ｐ１から離間位置Ｐ２に揺動すると、第２凹部２３ｂの底面（摺動突起２９）に接触し、分離爪２１の揺動を規制する。このため、分離爪２１の揺動が大きくなるのを抑制し、回転軸３０が第１凹部２３ａから出て、分離爪２１が脱落してしまうのを抑制可能となる。

また、定着装置１３の組立時においても、分離爪２１が揺動したときに規制部材３１によって揺動が規制されるため、分離爪２１が脱落しにくくなる。このため、定着装置１３の組立性が向上する。また、定着装置１３や定着装置１３を備えた画像形成装置１００を運搬する際にも、運搬時の振動によって分離爪２１が揺動したとしても、規制部材３１によって分離爪２１が脱落しにくくなる。

また、上述した通り、第２凹部２３ｂには、傾斜面２６が設けられている。このため、規制部材３１を第２凹部２３ｂに挿入する際、または第２凹部２３ｂから取り出す際、規制部材３１を傾斜面２６上を滑らせるようにして挿入または取り出すことができる。このため、分離爪２１の取り付けが容易になり、定着装置１３の組立性が向上する。

次に、第２実施形態の画像形成装置１００について説明する。なお、以下では、第１実施形態との相違点を述べ、第１実施形態と同様の構成は同じ符号を付して説明を省略している。図８は、第２実施形態の画像形成装置１００に係る分離爪２１を拡大して示す拡大図である。

第２実施形態の画像形成装置１００に係る分離爪２１は、図８に示すように、長手方向および幅方向の中央部を中心とした回転対称をなす形状に形成されている。すなわち、分離爪２１の先端部２２と後端部２５とは、軸方向に沿った平面視において、長手方向および幅方向に反転した形状となっている。また、第１凹部２３ａと第２凹部２３ｂとは同一形状をなしている。第１凹部２３ａは、第２凹部２３ｂと同様に、傾斜面２６を有する。

このようにすると、分離爪２１を定着装置１３のハウジング（不図示）に取り付ける際に、方向を合わせる必要がなくなる。すなわち、第１凹部２３ａを定着ローラー１３１に近い側にし、第２凹部２３ｂを定着ローラー１３１から遠い側にして取り付けた場合と、第１凹部２３ａを定着ローラー１３１から通り側にし、第２凹部２３ｂを定着ローラー１３１に近い側にして取り付けた場合とで、実質的に差異がなくなる。このため、分離爪２１の取り付けが容易なものとなり、定着装置１３の組立性が向上する。

次に、第３実施形態の画像形成装置１００について説明する。なお、以下では、第１実施形態との相違点を述べ、第１実施形態と同様の構成は同じ符号を付して説明を省略している。図９は、第３実施形態の画像形成装置１００に係る分離爪２１を拡大して示す拡大図である。図１０は、第３実施形態の画像形成装置１００に係る分離爪２１と定着ニップ部Ｎの周辺を示す拡大図である。

第３実施形態の画像形成装置１００に係る分離爪２１は、図９に示すように、第２実施形態同様、長手方向および幅方向の中央部を中心とした回転対称形状に形成されている。本実施形態の分離爪２１は、一対の曲面部３８を有する。

図９、図１０に示すように、曲面部３８は、先端部２２と後端部２５に形成されており、分離爪２１の他の部分に比べて、幅方向に対して外側に向かって突出している。先端部２２に形成された曲面部３８と後端部２５に形成された曲面部３８とは、反対方向に突出している。曲面部３８は、軸方向に沿った平面視（分離爪２１の側面視）において、円弧状をなすＲ形状に形成されている。先端部２２および後端部２５の幅方向の一方の縁部分に形成されている。分離爪２１が接触位置Ｐ１にある状態で、定着ローラー１３１の外周面には曲面部３８が接触している。

先端部２２に形成された曲面部３８の、長手方向外側（定着ローラー１３１側）には、幅方向に略平行な端面３９が形成されている。分離爪２１が接触位置Ｐ１にある状態で、端面３９（定着ニップ部Ｎに近い側の曲面部３８の端部）と、定着ローラー１３１の外周面との間に、隙間Ｌが形成されている。隙間Ｌの搬送方向に沿った寸法は、０．１ｍｍ以下であることが好ましい。

本実施形態の分離爪２１は、上述した通り、分離爪２１が接触位置Ｐ１にある状態で、定着ローラー１３１の外周面には曲面部３８が接触している。このため、定着ローラー１３１が回転したときに、先端部２２が定着ローラー１３１の外周面上で摺動しやすくなる。このため、定着ローラー１３１の外周面および先端部２２の摩耗を抑制し、定着装置１３の耐久性を向上させることができる。

また、本実施係他の分離爪２１は、第２実施形態と同様に、長手方向および幅方向の中央部を中心とした回転対称形状に形成されている。このため、第２実施形態と同様に、定着装置１３の組立性が向上する。

その他、本発明は上記各実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記各実施形態では、被加熱回転体として定着ローラー１３１を備えたローラー加熱方式の定着装置１３を例示したが、例えば無端状の定着ベルトを備えたベルト加熱方式の定着装置等の、定着ローラー１３１以外の被加熱回転体を備えた定着装置にも同様に適用できる。また、加熱方式も励磁コイルとコアとを備える誘導加熱部１３３を用いる誘導加熱方式に限らず、例えば加熱部としてハロゲンヒーターを用いることもできる。

また、上記各実施形態に係る定着装置１３は、図２に示すように縦搬送方式（定着ローラー１３１と加圧ローラー１３２の対向方向が水平方向であり、定着ニップ部Ｎを通過する用紙Ｓが縦方向（図２に示す上方向）に搬送される方式）を採用するものであったが、図１１に示すように、横搬送方式（定着ローラー１３１と加圧ローラー１３２の対向方向が上下方向であり、定着ニップ部Ｎを通過する用紙Ｓが横方向（水平方向）に搬送される方式）を採用することができる。

図１１に示すように、横搬送方式を採用する場合であって、上方に配置された定着ローラー１３１に近接する位置に分離爪２１を配置する場合、一対の凹部２３ａ、２３ｂのうち、定着ローラー１３１に近い側を第１凹部２３ａとし、遠い側を第２凹部２３ｂとする。すなわち、上記各実施形態と第１凹部２３ａと第２凹部２３ｂの位置関係が反対になる。この場合、分離爪２１の重心ＣＧは、回転軸３０の左上に位置している。このため、重心ＣＧが回転軸３０の軸心と鉛直方向の同一線上に位置するように、分離爪２１は、回転軸３０を中心に、自重により図示左回りに揺動する。従って、分離爪２１は、上記各実施形態の揺動方向と反対方向になる。

また、上記各実施形態の画像形成装置１００に係る分離爪２１は、定着ローラー１３１と加圧ローラー１３２のうち定着ローラー１３１に近接する位置に配置されているとしたが、加圧ローラー１３２に近接する位置に配置してもよいし、両方の位置に配置することもできる。例えば、両面印刷を行う際には、用紙Ｓの加圧ローラー１３２側の面に定着直後の熱せられたトナー像が形成されているため、加圧ローラー１３２に近接する位置に配置することで、分離爪２１によって加圧ローラー１３２から用紙Ｓを分離させることが可能になる。これにより、簡易な構成によって加圧ローラー１３２に用紙Ｓが巻き取られてしまうのを抑制することができる。

本発明は、被加熱回転体と加圧回転体で形成される定着ニップ部に記録媒体を挿通して、トナー像に熱と圧力を加えて記録媒体上にトナー像を溶融定着させる定着装置に利用可能である。本発明の利用により、簡易な構成により回転体から記録媒体を分離することができ、製造コストの増大を抑制可能な定着装置およびそれを備えた画像形成装置を提供することができる。

１３ 定着装置
２１ 分離爪
２２ 先端部
２３ａ 第１凹部
２３ｂ 第２凹部
２９ 摺動突起
３０ 回転軸
３１ 規制部材
３２ 搬送ガイド
３７ 軸移動規制リブ
３８ 曲面部
１００ 画像形成装置
１３１ 定着ローラー（被加熱回転体）
１３２ 加圧ローラー（加圧回転体）
ＣＧ 重心
Ｌ 隙間
Ｐ１ 接触位置
Ｐ２ 離間位置

Claims (10)

1. 被加熱回転体と、
   前記被加熱回転体に圧接されて定着ニップ部を形成する加圧回転体と、
   前記被加熱回転体を加熱する加熱部と、
   前記被加熱回転体および前記加圧回転体の少なくとも一方に近接する位置に配置され、前記被加熱回転体または前記加圧回転体から前記定着ニップ部を通過した記録媒体を分離する分離爪と、
   を備え、前記定着ニップ部を通過する前記記録媒体を加熱および加圧することにより前記記録媒体上の未定着トナー像を溶融定着する定着装置において、
   前記分離爪は、長手方向に対して重心を挟んで並ぶ一対の凹部を有し、
   一対の前記凹部のうち一方に挿入されて前記分離爪を揺動可能に支持する揺動軸を備え、
   前記分離爪は、前記被加熱回転体または前記加圧回転体から離間する離間位置から前記被加熱回転体または前記加圧回転体に接触する接触位置に向かって、自重によって揺動し、
   前記揺動軸が一対の前記凹部のうち一方に挿入された場合と他方に挿入された場合とで、前記分離爪の揺動方向が逆方向となることを特徴とする定着装置。
2. 前記凹部は、前記凹部の内周面に沿って側面視円弧状に形成され、前記揺動軸の軸方向に沿って並ぶ一対の摺動突起を有し、前記揺動軸が前記凹部に挿入された状態で前記回転軸の外周面が前記摺動突起に当接して摺動することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 一対の前記凹部は、前記分離爪を前記揺動軸の軸方向から見たとき前記長手方向の中央および前記長手方向に直交する幅方向の中央に位置する中心点に対して点対称に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の定着装置。
4. 前記分離爪は、前記中心点に対して点対称に形成されていることを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
5. 一対の前記凹部のうち前記揺動軸が挿入された前記凹部を第１凹部、前記揺動軸が挿入されない前記凹部を第２凹部とするとき、前記第２凹部に前記揺動軸が挿入された前記分離爪の自重による揺動方向に対して前記第２凹部の上流側に位置する回転規制部材を備え、
   前記分離爪は、前記接触位置から前記離間位置に向かって所定角度だけ揺動した状態で、前記第２凹部と前記回転規制部材とが当接して揺動が規制されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の定着装置。
6. 前記分離爪の前記挿通方向の両端のうち、前記定着ニップ部に近い側の端部は側面視Ｒ形状の曲面部が形成され、
   前記分離爪が前記接触位置にあるとき、前記曲面部において前記被加熱回転体または前記加圧回転体と接触していることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の定着装置。
7. 前記分離爪が前記接触位置にある状態で、前記曲面部の前記定着ニップ部に近い側の端部と、前記加熱回転体または前記加圧回転体の外周面との間に、０．１ｍｍ以下の隙間が設けられていることを特徴とする請求項６に記載の定着装置。
8. 前記記録媒体の挿通方向に対して前記分離爪と重なり、前記定着ニップ部を通過した前記記録媒体を前記挿通方向の下流側に案内する搬送ガイドを備え、
   前記分離爪は、前記挿通方向に対して前記搬送ガイドよりも下流側に突出する下流側突出部を有し、
   前記搬送ガイドに案内された前記記録媒体が前記下流側突出部に接触することにより、前記分離爪に前記接触位置から前記離間位置に向かう方向の付勢力が付与されることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の定着装置。
9. 前記分離爪は、前記加熱回転体および前記加圧回転体のうち前記加熱回転体に近接して設けられていることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の定着装置。
10. 請求項１から９のいずれかに記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。

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