シート分離装置、定着装置、および画像形成装置
【課題】圧縮気体を定着後のシート部材と定着部材の間に吹き付けて用紙を分離させるノズル部材と定着部材との位置関係を精密に保つ。
【解決手段】定着ローラ６４、定着ベルト６１と、加圧ローラ６２とを備え、ニップ部Ｎで未定着トナーを担持したシート部材Ｐを搬送して、定着装置６０におけるシート分離装置７０において、圧縮空気をニップ部出口方向から定着ローラ６４に沿ってニップ部Ｎ方向へ向けて吐出するノズル部材８０を備え、ノズル部材８０と定着ローラ６４、定着ベルト６１との隙間の最狭部が２．０ｍｍ以下になるように配置し、かつ、ノズル部材８０は、定着ローラ６４と平行に配置され、圧縮空気がノズル部材８０に供給される気体通路９１を備える軸部材９０で回動可能に保持されている。
【解決手段】定着ローラ６４、定着ベルト６１と、加圧ローラ６２とを備え、ニップ部Ｎで未定着トナーを担持したシート部材Ｐを搬送して、定着装置６０におけるシート分離装置７０において、圧縮空気をニップ部出口方向から定着ローラ６４に沿ってニップ部Ｎ方向へ向けて吐出するノズル部材８０を備え、ノズル部材８０と定着ローラ６４、定着ベルト６１との隙間の最狭部が２．０ｍｍ以下になるように配置し、かつ、ノズル部材８０は、定着ローラ６４と平行に配置され、圧縮空気がノズル部材８０に供給される気体通路９１を備える軸部材９０で回動可能に保持されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート分離装置、定着装置、および画像形成装置に係り、特に圧縮気体を吐出してシートを定着部材から分離するシート分離装置、定着装置、および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置では、トナー像が転写された用紙等のシート部材を加熱加圧して定着する定着装置を備えている。この定着装置としてハロゲンヒータ等の熱源を内蔵した定着ローラと、この定着ローラに接触する加圧ローラとニップ部を形成し、このニップ部に未定着トナー像が転写されたシート部材を挟んで搬送し、未定着トナー像をシート部材に定着する熱ローラ定着方式のものがある。
【０００３】
また、輪状の定着ベルトを、ハロゲンヒータ等を内蔵した加熱ローラと、この加熱ローラに隣接して配置した定着ローラとの間に掛けわたし、この定着ベルトを介して定着ローラを接触する加圧ローラと前記定着ベルトとでニップ部を形成し、このニップ部に未定着トナー像が転写されたシート部材を挟んで搬送し未定着トナー像をシート部材に定着するベルト定着方式のものも採用される。
【０００４】
このような定着ベルト方式の定着装置は、定着ベルトの熱容量が小さいため、ウオーミングアップタイムを短縮でき、省電力化を図ることができるという利点を有している。
【０００５】
そして、定着装置では、シート部材に融着したトナー画像が定着ローラや定着ベルトに接触するため、定着ローラや定着ベルトは、離型性に優れたフッ素系樹脂がその表面にコーティングされるとともに、分離爪を用いてシート部材の分離を図っている。
【０００６】
分離爪を用いることの大きな欠点は、分離爪が定着ローラや定着ベルトに接触するため、定着ローラや定着ベルトの表面に爪跡（爪傷）をつけやすく、定着ローラ等を損傷した場合には、出力されたシート部材の画像にスジがついてしまうことである。
【０００７】
一般的にモノクロ画像形成装置の場合、定着ローラは金属製のローラの表面にシリコーン樹脂でコーティングしたものが使用され、分離爪が接触しても傷がつきにくく、その寿命も長くできた。しかし、カラー画像形成装置の場合には、発色性をよくするために、表層をシリコーンゴムにフッ素コートしたもの（一般的には数十ミクロン程度のＰＦＡチューブを使用する）か、シリコーンゴムの表面にオイルを塗布したものを使用する。
【０００８】
しかし、このような構成の定着ローラは、表層が軟らかく傷がつきやすいという問題がある。表層に傷がつくと、定着画像にスジ状の傷が生じることから、今ではカラー画像形成装置では分離爪のような接触手段をほとんど用いず、大半は非接触での分離を行っている。
【０００９】
非接触分離では、トナーと定着ローラとの粘着力が大きいと定着後の用紙がローラに巻き付きやすくなり、容易に巻き付きジャムが発生するようになる。特にカラー画像形成では何層ものトナー層が形成されており、粘着力が高まるために巻き付きジャムが発生しやすい。
【００１０】
そこで、現在カラー画像形成装置における用紙分離には主に次の（１）〜（３）が採用されている。
（１）定着ローラや定着ベルトとの間に微小なギャップ（約０．２ｍｍ〜１．０ｍｍ）を開け定着ローラや定着ベルトの長手方向および幅方向に並行に配置された分離板を用いる非接触分離板方式。
（２）定着ローラや定着ベルトとの間に微小なギャップ（約０．２ｍｍ〜１．０ｍｍ）を開け、所定間隔に配された分離爪を用いる非接触分離爪方式。
（３）用紙の腰の強さと定着ローラ、定着ベルトの湾曲部弾性とで自然に剥離させるようにしたセルフストリッピング方式。
【００１１】
しかしながら、前記（１）〜（３）のいずれの方式でも、定着出口への用紙案内板との隙間が開いているため、薄紙や先端余白が少ないシート部材を通紙するとき、あるいは写真等のベタ画像を形成したシート部材通紙するときは、シート部材が定着ローラや定着ベルトに密着したまま隙間を通過して、用紙の巻き付きジャムが発生したり、分離板や分離爪に突き当たってジャムが発生したりすることがある。
【００１２】
そこで、非接触でシート部材を確実に分離させるため、空気等の圧縮気体を用紙分離位置に吹き付ける技術が提案され、使用に供されている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献６参照）。これらは、圧縮空気を、用紙の定着後トナー像と定着部材の間に吹き付け、用紙を強制的に定着部材から分離するものである。
【００１３】
近年、カラー電子写真用トナーに代表されるように、シート部材にトナーが多量に付着させる場合、確実にシート部材を定着用紙からはがすためには、圧縮空気の吹き付け精度を高くすることが要求される。このため、圧縮空気を吹き出すノズル部材と定着部材表面との位置関係を精密に保つ必要がある。具体的には、定着部材の回転運動や、定着部材の熱膨張によらずノズル部材の先端と定着部材と間隔（ギャップ）を、一定に保つようにする。
【００１４】
特許文献７には、回転体である定着部材表面の振れや熱膨張による径の変化に対処して、非接触分離爪と定着部材表面のギャップを精密に保つ技術が記載されている。これは、位置決め板を定着部材表面に接触させるように押し付け、非接触分離爪の先端と定着部材とのギャップを一定に保つように揺動させるものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、特許文献７に記載の技術をそのままノズル部材を備えた定着装置に適用することができない。
【００１６】
そこで、本発明は、圧縮気体を定着後のシート部材と定着部材の間に吹き付けて用紙を分離させるノズル部材と定着部材との位置関係を精密に保つことができるシート分離装置、定着装置、および画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前記課題を解決するための請求項１の発明は、加熱手段を有する回転体である定着部材と、前記定着部材に加圧され接触する加圧部材とを備え、前記定着部材と前記加圧部材とで形成されるニップ部で未定着トナーを担持したシート部材を搬送して、前記未定着トナー画像を前記シート部材に定着する定着装置に取り付けられ、前記定着部材から前記シート部材を分離するシート分離装置において、圧縮気体をニップ出口方向から定着部材に沿ってニップ部方向へ向けて吐出する少なくとも１個のノズル部材を備え、前記ノズル部材は、前記定着部材と平行に配置され、圧縮気体が前記ノズル部材に供給される気体流路を備える軸部材で回動可能に保持されていること特徴とするシート分離装置である。
【００１８】
同じく請求項２の発明は、請求項１に記載のシート分離装置において、前記ノズル部材は、前記定着部材との隙間の最狭部の寸法を２．０ｍｍ以下になるように配置されることを特徴とする。
【００１９】
同じく請求項請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のシート分離装置において、前記軸部材およびノズル部材に固定された位置決め板を備え、前記位置決め板は定着部材表面に押し付けられて前記定着部材表面の移動に追従して回動し、前記ノズル部材と前記定着部材表面との距離を一定に保つことを特徴とする。
【００２０】
同じく請求項４の発明は、請求項３に記載のシート分離装置において、前記位置決め板は、定着部材に最大画像定着領域の範囲外に配置されることを特徴とする。
【００２１】
同じく請求項５の発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載のシート分離装置において、前記ノズル部材は、先端に有効断面積が０．１９〜４．０平方ミリメートルの吐出口を有する先細り形状であり、前記吐出口に至る圧縮気体流通路の形状は有効断面積が大きい箇所から連続的もしくは断続的に絞られて前記吐出口に至る形状であることを特徴とする。
【００２２】
同じく請求項６の発明は、請求項１から請求項５のいずれかに記載のシート分離装置において、前記ノズル部が、それぞれ前記軸部材を中心にして回動可能に配置され、かつ、前記ノズル部材の先端が前記定着部材に対する位置の調整を行う調整機構を介して前記軸部材に取り付けられていることを特徴とする。
【００２３】
同じく請求項７の発明は、請求項１から請求項６のいずれかに記載のシート分離装置において、前記ノズルと前記管状の軸部材のはめあい隙間には、２個以上のリング状のシール部材を配したことを特徴とする。
【００２４】
同じく請求項８の発明は、請求項１から請求項７のいずれかに記載のシート分離装置と、前記定着部材と、前記加熱部材とを備えることを特徴とする定着装置である。
【００２５】
同じく請求項９の発明は、請求項８に記載の定着装置と、前記定着装置に搬送する用紙に未定着トナー像を形成する作像手段とを備えることを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、圧縮気体を定着後のシート部材と定着部材の間に吹き付けて用紙を分離させるノズル部材を軸部材で回動自在に保持しているので、ノズル部材と定着部材との位置関係を適正に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】実施例に係る画像形成装置の構成を示す概略断面図である。
【図２】実施例に係る定着装置を示す模式図である。
【図３】実施例に係るシート分離装置の斜視図である。
【図４】圧縮空気噴射ノズル部材を示す斜視図である。
【図５】同じくシート分離装置のノズル部材の図３中Ｂ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図６】同じくシート分離装置のノズル部材を示す斜視図である。
【図７】同じくシート分離装置の軸部材を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
実施の形態に係る定着装置は、内部に気体流路を備えた軸部材とし、この軸部材を回転軸としてノズル部材が揺動できるものとして、圧縮気体の管路が動いてしまうことを防止し、結果的に管路に接続されているノズル部材と定着部材との間隔が変化しないものとした。また、ノズル部材と定着部材表面の間隔寸法を精密に保つため、定着部材表面に直接位置決め板を接触して軸部材とノズル部材とを揺動させる。さらに、前記ノズル部材は、前記定着部材との隙間の最狭部の寸法を２．０ｍｍ以下になるように配置されるので、シート部材を効率良く分離できる。
【００２９】
また、定着部材の擦れ傷による定着後の画像に影響を出さないため、定着部材に接触する位置決め板の当接位置を、最大の画像形成を行う領域の外側とした。さらに、定着部材および加圧部材がローラ状の回転体で構成される場合、空気噴射部材を定着出口の用紙搬送のための領域しか用いることができずノズル部材配置の自由度が制限されるため、ノズル部材を噴射口に向かって絞っていく圧縮気体通路を備える先細りの形状とした。
【００３０】
さらに、高温時や、直径寸法の誤差が大きい定着部材を使用する場合であっても、また、ノズル部品の寸法公差や組み立てばらつきによりノズル先端と定着部材の設定した隙間がばらつかないように調整できる位置調整機構を備えた。さらに、圧縮気体の管路である回転軸と、ノズル部材のはめあい隙間から圧縮気体の漏れが無くすことができ、効率がよく、かつ安定した圧縮気体の噴射ができるようにした。
【実施例】
【００３１】
以下、本発明の実施例に係るシート分離装置、定着装置、および画像形成装置について説明する。
【００３２】
図１は実施例に係る画像形成装置の構成を示す概略断面図である。図中１００は複写装置本体、２００は給紙テーブル、３００はスキャナー、４００は原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）、５００は露光装置である。複写装置本体１００を給紙テーブル２００上に載せ、複写装置本体１００上にスキャナー３００を取り付け、さらにその上にＡＤＦ４００を取り付けてある。
【００３３】
複写装置本体１００には、中央に無端ベルト状の中間転写体１０を設けて３つの支持ローラ１４、１５、１６に掛け回し、図中時計回りに回転搬送可能としてある。なおこの例では、３つの支持ローラのうちの第２の支持ローラ１５の左に、画像転写後に中間転写体１０上に残留する残留トナーを除去する中間転写体クリーニング装置１７が設けてある。
【００３４】
また、３つの支持ローラのうちの第１の支持ローラ１４と第２の支持ローラ１５の間に、中間転写体１０上に位置するように、中間転写体１０の搬送方向に沿ってイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４つの画像形成手段１８を横に並べて配置してタンデム作像装置２０を構成してある。このタンデム作像装置２０の上方には、図示のように露光装置２１が設けてある。
【００３５】
一方、中間転写体１０を挟んでタンデム作像装置２０の反対側には、２次転写装置２２を備えている。２次転写装置２２は、図示の例では、２つのローラ２３間に無端ベルトである２次転写ベルト２４を掛けわたして構成してあり、中間転写体１０を介して第３の支持ローラ１６に２次転写ベルト２４を押し当てるように配置し、中間転写体１０上の画像を転写材であるシートに転写するようになっている。
【００３６】
２次転写装置２２の横には、シート上の転写画像を定着する定着装置６０が設けてある。定着装置６０は、無端ベルトである定着ベルト６１に加圧ローラ６２を押し当てて構成してある。上述した２次転写装置２２は、画像転写後のシートをこの定着装置２５へと搬送するシート搬送機能を備えている。もちろん、２次転写装置２２として、転写ローラや非接触のチャージャを配置してもよいが、そのような場合は、このシート搬送機能を併せて備えることは難しくなる。
【００３７】
なお図示の例では、このような２次転写装置２２および定着装置２５の下側に、上述したタンデム作像装置２０と平行にして、シートの両面に画像を記録するためにシートを反転させるシート反転装置２８を備えている。
【００３８】
このカラー電子写真装置を用いてコピーをとる際の動作を説明する。原稿自動搬送装置４００の原稿台３０上に原稿をセットするか、または原稿自動搬送装置４００を開いてスキャナー３００のコンタクトガラス３２上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置４００を閉じてそれで押さえる。
【００３９】
そして、図示していないスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置４００に原稿をセットしたときは、原稿を搬送してコンタクトガラス３２上へと移動させた後、他方コンタクトガラス３２上に原稿をセットしたときは、直ちにスキャナー３００を駆動し、第１走行体３３および第２走行体３４を走行させる。そして、第１走行体３３で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光をさらに反射して第２走行体３４に向け、第２走行体３４のミラーで反射して結像レンズ３５を通して読み取りセンサー３６に入れ、原稿内容を読み取る。
【００４０】
また、図示していないスタートスイッチを押すと、これも図示していない駆動モータで支持ローラ１４、１５、１６の１つを回転駆動して他の２つの支持ローラを従動回転させ、中間転写体１０を回転搬送する。同時に、個々の画像形成手段１８で感光体４０Ｋ、４０Ｙ、４０Ｃを回転させ、露光装置５００で露光され潜像が形成された各感光体４０Ｋ、４０Ｙ、４０Ｃ、４０Ｍ上にそれぞれブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの単色画像を形成する。そして、中間転写体１０の搬送とともに、それらの単色画像を順次転写して中間転写体１０上に合成カラー画像を形成する。
【００４１】
一方、図示していないスタートスイッチを押すと、給紙テーブル２００の給紙ローラ４２の１つが選択されて回転し、ペーパーバンク４３に多段に備える給紙カセット４４の１つからシートを繰り出し、分離ローラ４５で１枚ずつ分離して給紙路４６に入れ、搬送ローラ４７で搬送して複写装置本体１００内の給紙路４８に導き、レジストローラ４９に突き当てて止める。手差しトレイ５１から給紙するときは、給紙ローラ５０を回転して手差しトレイ５１上のシートを繰り出し、分離ローラ５２で１枚ずつ分離して手差し給紙路５３に入れ、同じくレジストローラ４９に突き当てて止める。
【００４２】
そして、中間転写体１０上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ４９を回転させ、中間転写体１０と２次転写装置２２との間にシートを送り込み、２次転写装置２２で転写してシート上にカラー画像を記録する。
【００４３】
画像転写後のシートは、２次転写装置２２で搬送して定着装置６０へと送り込み、定着装置６０で熱と圧力とを加えて転写画像を定着させた後、切換爪５５で切り換えて排出ローラ５６で排出し、排紙トレイ５７上にスタックする。または、切換爪５５で切り換えてシート反転装置２８に入れ、そこで反転させて再び転写位置へと導き、裏面にも画像を記録した後、排出ローラ５６で排紙トレイ５７上に排出する。
【００４４】
一方、画像転写後の中間転写体１０は、中間転写体クリーニング装置１７で、画像転写後に中間転写体１０上に残留する残留トナーを除去し、タンデム作像装置２０による再度の画像形成に備える。
【００４５】
次に実施例に係る定着装置６０について説明する。図２は実施例に係る定着装置を示す模式図である。定着装置６０において、定着部材としての定着ベルト６１は、駆動ローラである定着ローラ６４、従動ローラである加熱ローラ６５に掛けわたされ、回転走行する。
【００４６】
加圧ローラ６２は、定着ベルト６１を介して、定着ローラ６４に相対して設けられており、加圧ローラ６２は図示しない加圧機構により定着ベルト６１を介して定着ローラ６４に押し付けられニップ部Ｎを形成する。加熱ローラ６５の内部には熱源としての定着ヒータ６６が設けられ、この定着ヒータ６６により加熱ローラ６５が加熱され、さらに定着ベルト６１が加熱ローラ６５により加熱される。定着ベルト６１は定着ローラ６４が図示しない駆動機構で回転駆動されることにより回転し、加圧ローラ６２は定着ベルト６１に連れ回りする。なお、加圧ローラ６２を駆動することもできる。
【００４７】
定着ベルト６１の表面温度は図示しない温度検知素子により検知され、図示しない温度制御部がその温度検知素子の出力値に基づいて定着ヒータ６６を定着ベルト６１の表面温度が所定の設定温度になるように制御する。
【００４８】
未定着のシート部材Ｐは所定の温度に制御されている定着ベルト６１と加圧ローラ６２とで形成される定着ニップ部Ｎを通過するとき、トナー像Ｔが溶融定着され、装置本体外に送り出される。なお、加圧部材としては、加圧ローラ６２を用いたが、加圧ベルトなどを用いてもよい。
【００４９】
また、実施例では、定着ベルト６１のテンションを保持するためのテンションローラ６３を定着ベルト６１の外側に設置している。テンションローラ６３は、定着ベルト６１の配置箇所は、定着ベルト６１の内側、外側のいずれでもよい。なお、定着装置は、ベルト定着装置に限らず、加熱源を有する定着部材と、それに押圧される加圧部材の、２本のローラ対で構成されるいわゆるローラ定着装置であってもよい。
【００５０】
定着装置６０において、定着ニップ部Ｎの出口近傍には、ノズル部材８０が配置されている。このノズル部材８０は、空気噴出口８５を備え、シート分離装置（図３参照）に配置されている。実施例に係る定着装置では、複数のノズル部材８０と定着ベルト６１との隙間の最狭部がおのおの２．０ｍｍ以下になるように配置している。なお、図２中に描いたノズル部材８０は、その先端部のみ略図で示している。また、ノズル部材８０は、非接触分離爪（分離板と呼ぶことある）と並列させることができる。
【００５１】
不図示の圧縮空気供給源と電磁弁により制御された圧縮空気流Ａが、ノズル部材８０中の先端部空気通路８１ａを通り、空気噴出口８５から定着ニップ部Ｎに向けて噴射される。シート部材Ｐの先端はこの圧縮空気の流れにより強制的に定着ベルト６１と分離される。
【００５２】
次にノズル部材８０が配置されるシート分離装置７０について説明する。図３は実施例に係るシート分離装置の斜視図、図４は同じくシート分離装置のノズル部材の図３中Ｂ−Ｂ線に沿う断面図、図５は同じくシート分離装置のノズル部材を示す斜視図、図６は同じくシート分離装置の図４中のＣ−Ｃ線に沿う断面図、図７は同じくシート分離装置の軸部材を示す斜視図である。
【００５３】
ノズル部材８０は、定着ローラ６４の長手方向に複数個配置される。なお、ノズル部材８０は、定着ローラ６４の幅方向中央に１つだけ配置することもできる。
【００５４】
図３に示すように、各ノズル部材８０は、軸部材９０に保持されている。軸部材９０は圧縮気体である圧縮空気を供給する気体通路９１が形成された管状部材である。また軸部材９０には、各ノズル部材８０に圧縮空気を供給するため、気体通路９１に連通する穴部９２が、取り付けられるノズル部材８０の個数分だけ開設してある（図７参照）。
【００５５】
この軸部材９０は、ステンレススチール（ＳＵＳ）やアルミニウム合金等の腐食に強い材料で形成することが望ましい。圧縮空気では、ドレン（排水）が発生するため、このドレンによる腐食を防止するためである。ＳＵＭ（硫黄および硫黄複合快削鋼鋼材）等を用いる場合は、管路の内壁にも腐食防止のメッキが施す必要がある。また、軸部材９０の気体通路９１の片側（図中左方）は、ねじ９３で密封されている、ねじ９３には薄手のＰＴＦＥシートを巻いたり、粘着材を塗布したりすると、密閉性が高まる。本例では気体通路９１の開口にねじ９３をねじ込んで密封しているが、気体通路９１の開口がふさがっていればよく、溶接や接着など手段で密封することができる。
【００５６】
軸部材９０の他端（図中右側）の開口部９１ａから、圧縮空気が供給される（図３中矢印）。軸部材９０は、可動ステー７１の側板７２ａ、７２ｂに貫通して保持される。軸部材９０は、側板７２ａ、７２ｂの両方、もしくは片側は、Ｄ形状の穴部に保持され、軸部材９０が可動ステー７２に対して回転しないように固定されている。なお、可動ステー７２との取り付け箇所において、軸部材９０の輪郭形状も断面Ｄ形状とされている。
【００５７】
可動ステー７２には、位置決め板７８が取り付けられ、この位置決め板７８は、定着ローラ６４に向け押し付けられている。位置決め板７８は、先端が定着ローラ６４の最大画像定着領域の外側部に接触し、定着ローラ６４の熱膨張や振れに対応して揺動することにより、ノズル部材８０の先端と、定着ローラ６４の間隔を２ｍｍ以下の設定値である一定値に保つ。
【００５８】
可動ステー７１は固定ステー７３に揺動可能に保持されている。すなわち、固定ステー７３は、側板部７４ａ、７４ｂにおいて、可動ステー７１に取り付けられた軸部材９０を回転可能に保持している。このため、可動ステー７１は、位置決め板７８とともに固定ステー７３に対して軸部材９０を中心として揺動できる。
【００５９】
なお、固定ステー７３は、固定部７５ａ，７５ｂで定着装置本体にねじ等で固定されている。また、可動ステー７１と固定ステー７３と間には、引張スプリング７６ａ、７６ｂが掛けられており、位置決め板７８を定着ローラ６４側に押し付けている。それぞれの引張スプリング７６ａ、７６ｂの両端は、それぞれ可動ステー７１の突起７８ａ、７８ｂ、固定ステー７３の突起７７ａ、７７ｂに固定される。
【００６０】
ここで、シート分離装置７０において、ノズル部材８０の先端に形成された空気噴出口８５は、例えば小さいもので、□０．５×０．５ｍｍやφ０．５ｍｍ、大きいもので、□２．０×２．０ｍｍ、φ２ｍｍ、好ましくは最小約０．１９平方ｍｍ〜最大４．０平方ｍｍの範囲で設定する。
【００６１】
定着排紙方向から、定着ニップ部Ｎの方向へ圧縮空気を噴射する場合、用紙搬送のスペースと定着ローラ６４の空きスペースに中に圧縮空気の管路を伴ったノズル部材８０を設置しなければならない。空気噴出口８５の有効断面積が０．１９平方ｍｍ以下だと圧縮空気が分離に十分な量を噴射できない、逆に４．０平方ｍｍ以上であるときは、空気の流跡が太くなりすぎて、分離に十分な流跡をもって噴射できないことが、実験的検討により判明している。
【００６２】
次にノズル部材８０について詳細に説明する。ノズル部材８０は、耐熱性を考慮し、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルファイド）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）、ＰＥＳ（ポリエーテルサルフォン）などのエンジニアリングプラスチックで形成することができる、また、ノズル部材８０の先端部のトナー汚れ付着を抑制したい場合には、材質をＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）にするか、汚れが付着する箇所にのみＰＦＡコートやＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン(４フッ化)）コートを施すとよい。それらのコートを焼成とする場合には、ノズル部材８０の材質は、焼成に耐えうるＰＥＫ（ポリエーテルケトン）、ＰＩ（ポリイミド）、ＬＣＰ（液晶ポリマー）等の材料を選択するとよい。
【００６３】
ノズル部材８０は、先端に空気噴出口８５が形成された先細り形状の先端部８１と、この先端部８１の基部から立ち上がる立設部８２と、この立設部８２に配置された円筒形状の取付部８３と、この取付部８３から先端部８１側と反対方向に延びる板状部材８４とから構成される。取付部８３には、軸部材９０が回転可能に挿入される挿入孔８３ａが開設されている。また、立設部８２には、取付部８３の挿入孔８３ａに連通する取付部空気通路８２ａが形成され、先端部８１には、取付部空気通路８２ａに連通し空気噴出口８５に至る先端部空気通路８１ａが形成されている。
【００６４】
取付部空気通路８２ａと先端部空気通路８１ａとは全体として先細りに形成されている。実施例に係るノズル部材８０では、取付部空気通路８２ａと挿入孔８３ａとを連通する開口８３ｂの有効断面をφ４ｍｍ〜φ６ｍｍ、もしくは□４×４ｍｍ〜□６×６ｍｍとした。
【００６５】
また、実施例に係るシート分離装置７０では、定着ベルト６１とノズル部材８０の空気噴出口８５との位置の調整ができるように調整機構９５を設けている。
【００６６】
調整機構９５は、図４に示すように、押圧部材である圧縮ばね９６と、ビス９７（右ねじ）と、これらを保持するステー９８とを備え、ステー９８とノズル部材８０の板状部材８４との間に圧縮ばね９６を挟み、ステー９８に対して板状部材８４を位置調整できるようにしたものである。調整機構９５では、ビス９７を軸時計回りに回すと、ノズル部材８０は軸部材９０を回転軸として図中時計回りに回転して、その先端が定着ベルト６１から離れる。一方、ビス９７を反時計回りに回すと、ノズル部材８０は軸部材９０を回転軸として図中反時計回りに回転し、定着ローラ６４との間隔が近接する。
【００６７】
この調整機構９５により、ノズル部材８０の空気噴出口８５と定着ローラ６４および定着ベルト６１との位置関係を最適値に調整することができる。この最適値は、実験的に求めることができる。
【００６８】
図６に示すように、ノズル部材８０に軸部材９０が通されているが、ノズル部材８０は軸部材９０に対してはＥリング８６で両端を位置決めされている。また、軸部材９０とノズル部材８０の取付部８３との間には、軸部材９０の穴部９２を挟んで両側２カ所にＯリング８７が装着され、ノズル部材８０と軸部材９０の隙間から圧縮空気が漏れるのを防止している。Ｏリング８７は、軸部材９０の外周に形成された溝部９４に配置される。
【００６９】
本実施例では、定着ローラ６４が振れながら回転すると、定着ローラ６４の表面に押し付けられている位置決め板７８が定着ローラ６４の動きに追随して揺動し、この位置決め板７８に取り付けられた可動ステー７１が軸部材９０と共に定着ローラ６４に同期した往復揺動運動をする。
【００７０】
そして、この軸部材９０の揺動運動により、ノズル部材８０が揺動して、定着ローラ６４とノズル部材８０の間の距離は常に一定に保たれ、定着ローラ６４への圧縮空気の当たり方が安定すると共に、ギャップが広がりすぎて、そこに用紙の先端が狭まりジャムを起こすといった不具合も未然に防ぐことができる。
【００７１】
以上説明したように、本実施例に係る画像形成装置によれば、圧縮空気を定着後のシート部材と定着部材の間に吹き付けて用紙を分離させるノズル部材を軸部材で回動自在に保持し、定着ベルトの振れや熱膨張に対応させて移動させ、常にノズル部材と定着ベルトとの隙間間隔を一定のものとできるので、シート部材を定着部材から確実に分離することができる。
【符号の説明】
【００７２】
２ 側
１０ 中間転写体
１４ 第１の支持ローラ
１５ 第２の支持ローラ
１６ 第３の支持ローラ
１７ 中間転写体クリーニング装置
１８ 画像形成手段
２０ タンデム作像装置
２１ 露光装置
２２ ２次転写装置
２３ ローラ
２４ ２次転写ベルト
２５ 定着装置
２８ シート反転装置
３０ 原稿台
３２ コンタクトガラス
３３ 第１走行体
３４ 第２走行体
３５ 結像レンズ
３６ 読み取りセンサー
４０Ｋ、４０Ｙ、４０Ｃ 感光体
４２ 給紙ローラ
４３ ペーパーバンク
４４ 給紙カセット
４５ 分離ローラ
４６ 給紙路
４７ 搬送ローラ
４８ 給紙路
４９ レジストローラ
５０ 給紙ローラ
５１ トレイ
５２ 分離ローラ
５３ 給紙路
５５ 切換爪
５６ 排出ローラ
５７ 排紙トレイ
６０ 定着装置
６１ 定着ベルト
６２ 加圧ローラ
６３ テンションローラ
６４ 定着ローラ
６５ 加熱ローラ
６６ 定着ヒータ
７０ シート分離装置
７１ 可動ステー
７２ 可動ステー
７２ａ、７２ｂ 側板
７３ 固定ステー
７４ａ、７４ｂ 側板部
７５ａ，７５ｂ 固定部
７６ａ、７６ｂ 引張スプリング
７７ａ、７７ｂ 突起
７８ 位置決め板
７８ａ、７８ｂ 突起
８０ ノズル部材
８１ 先端部
８１ａ 先端部空気通路
８２ 立設部
８２ａ 取付部空気通路
８３ 取付部
８３ａ 挿入孔
８３ｂ 開口
８４ 板状部材
８５ 空気噴出口
８６ Ｅリング
８７ Ｏリング
９０ 軸部材
９１ 気体通路
９１ａ 開口部
９２ 穴部
９３ ねじ
９４ 溝部
９５ 調整機構
９６ 圧縮ばね
９７ ビス
９８ ステー
１００ 複写装置本体
１００ 複写機本体
２００ 給紙テーブル
３００ スキャナー
４００ 原稿自動搬送装置
５００ 露光装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７３】
【特許文献１】特開昭５１−１０４３５０号公報
【特許文献２】特許第２８７６２１７号公報
【特許文献３】特開平１１−３３４１９１号公報
【特許文献４】特開２００７−１８９０１５号公報
【特許文献５】特開２００７−２４０９２０号公報
【特許文献６】特開２００８−１０２４０８号公報
【特許文献７】特開２００９−３１７５９号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート分離装置、定着装置、および画像形成装置に係り、特に圧縮気体を吐出してシートを定着部材から分離するシート分離装置、定着装置、および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置では、トナー像が転写された用紙等のシート部材を加熱加圧して定着する定着装置を備えている。この定着装置としてハロゲンヒータ等の熱源を内蔵した定着ローラと、この定着ローラに接触する加圧ローラとニップ部を形成し、このニップ部に未定着トナー像が転写されたシート部材を挟んで搬送し、未定着トナー像をシート部材に定着する熱ローラ定着方式のものがある。
【０００３】
また、輪状の定着ベルトを、ハロゲンヒータ等を内蔵した加熱ローラと、この加熱ローラに隣接して配置した定着ローラとの間に掛けわたし、この定着ベルトを介して定着ローラを接触する加圧ローラと前記定着ベルトとでニップ部を形成し、このニップ部に未定着トナー像が転写されたシート部材を挟んで搬送し未定着トナー像をシート部材に定着するベルト定着方式のものも採用される。
【０００４】
このような定着ベルト方式の定着装置は、定着ベルトの熱容量が小さいため、ウオーミングアップタイムを短縮でき、省電力化を図ることができるという利点を有している。
【０００５】
そして、定着装置では、シート部材に融着したトナー画像が定着ローラや定着ベルトに接触するため、定着ローラや定着ベルトは、離型性に優れたフッ素系樹脂がその表面にコーティングされるとともに、分離爪を用いてシート部材の分離を図っている。
【０００６】
分離爪を用いることの大きな欠点は、分離爪が定着ローラや定着ベルトに接触するため、定着ローラや定着ベルトの表面に爪跡（爪傷）をつけやすく、定着ローラ等を損傷した場合には、出力されたシート部材の画像にスジがついてしまうことである。
【０００７】
一般的にモノクロ画像形成装置の場合、定着ローラは金属製のローラの表面にシリコーン樹脂でコーティングしたものが使用され、分離爪が接触しても傷がつきにくく、その寿命も長くできた。しかし、カラー画像形成装置の場合には、発色性をよくするために、表層をシリコーンゴムにフッ素コートしたもの（一般的には数十ミクロン程度のＰＦＡチューブを使用する）か、シリコーンゴムの表面にオイルを塗布したものを使用する。
【０００８】
しかし、このような構成の定着ローラは、表層が軟らかく傷がつきやすいという問題がある。表層に傷がつくと、定着画像にスジ状の傷が生じることから、今ではカラー画像形成装置では分離爪のような接触手段をほとんど用いず、大半は非接触での分離を行っている。
【０００９】
非接触分離では、トナーと定着ローラとの粘着力が大きいと定着後の用紙がローラに巻き付きやすくなり、容易に巻き付きジャムが発生するようになる。特にカラー画像形成では何層ものトナー層が形成されており、粘着力が高まるために巻き付きジャムが発生しやすい。
【００１０】
そこで、現在カラー画像形成装置における用紙分離には主に次の（１）〜（３）が採用されている。
（１）定着ローラや定着ベルトとの間に微小なギャップ（約０．２ｍｍ〜１．０ｍｍ）を開け定着ローラや定着ベルトの長手方向および幅方向に並行に配置された分離板を用いる非接触分離板方式。
（２）定着ローラや定着ベルトとの間に微小なギャップ（約０．２ｍｍ〜１．０ｍｍ）を開け、所定間隔に配された分離爪を用いる非接触分離爪方式。
（３）用紙の腰の強さと定着ローラ、定着ベルトの湾曲部弾性とで自然に剥離させるようにしたセルフストリッピング方式。
【００１１】
しかしながら、前記（１）〜（３）のいずれの方式でも、定着出口への用紙案内板との隙間が開いているため、薄紙や先端余白が少ないシート部材を通紙するとき、あるいは写真等のベタ画像を形成したシート部材通紙するときは、シート部材が定着ローラや定着ベルトに密着したまま隙間を通過して、用紙の巻き付きジャムが発生したり、分離板や分離爪に突き当たってジャムが発生したりすることがある。
【００１２】
そこで、非接触でシート部材を確実に分離させるため、空気等の圧縮気体を用紙分離位置に吹き付ける技術が提案され、使用に供されている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献６参照）。これらは、圧縮空気を、用紙の定着後トナー像と定着部材の間に吹き付け、用紙を強制的に定着部材から分離するものである。
【００１３】
近年、カラー電子写真用トナーに代表されるように、シート部材にトナーが多量に付着させる場合、確実にシート部材を定着用紙からはがすためには、圧縮空気の吹き付け精度を高くすることが要求される。このため、圧縮空気を吹き出すノズル部材と定着部材表面との位置関係を精密に保つ必要がある。具体的には、定着部材の回転運動や、定着部材の熱膨張によらずノズル部材の先端と定着部材と間隔（ギャップ）を、一定に保つようにする。
【００１４】
特許文献７には、回転体である定着部材表面の振れや熱膨張による径の変化に対処して、非接触分離爪と定着部材表面のギャップを精密に保つ技術が記載されている。これは、位置決め板を定着部材表面に接触させるように押し付け、非接触分離爪の先端と定着部材とのギャップを一定に保つように揺動させるものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、特許文献７に記載の技術をそのままノズル部材を備えた定着装置に適用することができない。
【００１６】
そこで、本発明は、圧縮気体を定着後のシート部材と定着部材の間に吹き付けて用紙を分離させるノズル部材と定着部材との位置関係を精密に保つことができるシート分離装置、定着装置、および画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前記課題を解決するための請求項１の発明は、加熱手段を有する回転体である定着部材と、前記定着部材に加圧され接触する加圧部材とを備え、前記定着部材と前記加圧部材とで形成されるニップ部で未定着トナーを担持したシート部材を搬送して、前記未定着トナー画像を前記シート部材に定着する定着装置に取り付けられ、前記定着部材から前記シート部材を分離するシート分離装置において、圧縮気体をニップ出口方向から定着部材に沿ってニップ部方向へ向けて吐出する少なくとも１個のノズル部材を備え、前記ノズル部材は、前記定着部材と平行に配置され、圧縮気体が前記ノズル部材に供給される気体流路を備える軸部材で回動可能に保持されていること特徴とするシート分離装置である。
【００１８】
同じく請求項２の発明は、請求項１に記載のシート分離装置において、前記ノズル部材は、前記定着部材との隙間の最狭部の寸法を２．０ｍｍ以下になるように配置されることを特徴とする。
【００１９】
同じく請求項請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のシート分離装置において、前記軸部材およびノズル部材に固定された位置決め板を備え、前記位置決め板は定着部材表面に押し付けられて前記定着部材表面の移動に追従して回動し、前記ノズル部材と前記定着部材表面との距離を一定に保つことを特徴とする。
【００２０】
同じく請求項４の発明は、請求項３に記載のシート分離装置において、前記位置決め板は、定着部材に最大画像定着領域の範囲外に配置されることを特徴とする。
【００２１】
同じく請求項５の発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載のシート分離装置において、前記ノズル部材は、先端に有効断面積が０．１９〜４．０平方ミリメートルの吐出口を有する先細り形状であり、前記吐出口に至る圧縮気体流通路の形状は有効断面積が大きい箇所から連続的もしくは断続的に絞られて前記吐出口に至る形状であることを特徴とする。
【００２２】
同じく請求項６の発明は、請求項１から請求項５のいずれかに記載のシート分離装置において、前記ノズル部が、それぞれ前記軸部材を中心にして回動可能に配置され、かつ、前記ノズル部材の先端が前記定着部材に対する位置の調整を行う調整機構を介して前記軸部材に取り付けられていることを特徴とする。
【００２３】
同じく請求項７の発明は、請求項１から請求項６のいずれかに記載のシート分離装置において、前記ノズルと前記管状の軸部材のはめあい隙間には、２個以上のリング状のシール部材を配したことを特徴とする。
【００２４】
同じく請求項８の発明は、請求項１から請求項７のいずれかに記載のシート分離装置と、前記定着部材と、前記加熱部材とを備えることを特徴とする定着装置である。
【００２５】
同じく請求項９の発明は、請求項８に記載の定着装置と、前記定着装置に搬送する用紙に未定着トナー像を形成する作像手段とを備えることを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、圧縮気体を定着後のシート部材と定着部材の間に吹き付けて用紙を分離させるノズル部材を軸部材で回動自在に保持しているので、ノズル部材と定着部材との位置関係を適正に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】実施例に係る画像形成装置の構成を示す概略断面図である。
【図２】実施例に係る定着装置を示す模式図である。
【図３】実施例に係るシート分離装置の斜視図である。
【図４】圧縮空気噴射ノズル部材を示す斜視図である。
【図５】同じくシート分離装置のノズル部材の図３中Ｂ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図６】同じくシート分離装置のノズル部材を示す斜視図である。
【図７】同じくシート分離装置の軸部材を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
実施の形態に係る定着装置は、内部に気体流路を備えた軸部材とし、この軸部材を回転軸としてノズル部材が揺動できるものとして、圧縮気体の管路が動いてしまうことを防止し、結果的に管路に接続されているノズル部材と定着部材との間隔が変化しないものとした。また、ノズル部材と定着部材表面の間隔寸法を精密に保つため、定着部材表面に直接位置決め板を接触して軸部材とノズル部材とを揺動させる。さらに、前記ノズル部材は、前記定着部材との隙間の最狭部の寸法を２．０ｍｍ以下になるように配置されるので、シート部材を効率良く分離できる。
【００２９】
また、定着部材の擦れ傷による定着後の画像に影響を出さないため、定着部材に接触する位置決め板の当接位置を、最大の画像形成を行う領域の外側とした。さらに、定着部材および加圧部材がローラ状の回転体で構成される場合、空気噴射部材を定着出口の用紙搬送のための領域しか用いることができずノズル部材配置の自由度が制限されるため、ノズル部材を噴射口に向かって絞っていく圧縮気体通路を備える先細りの形状とした。
【００３０】
さらに、高温時や、直径寸法の誤差が大きい定着部材を使用する場合であっても、また、ノズル部品の寸法公差や組み立てばらつきによりノズル先端と定着部材の設定した隙間がばらつかないように調整できる位置調整機構を備えた。さらに、圧縮気体の管路である回転軸と、ノズル部材のはめあい隙間から圧縮気体の漏れが無くすことができ、効率がよく、かつ安定した圧縮気体の噴射ができるようにした。
【実施例】
【００３１】
以下、本発明の実施例に係るシート分離装置、定着装置、および画像形成装置について説明する。
【００３２】
図１は実施例に係る画像形成装置の構成を示す概略断面図である。図中１００は複写装置本体、２００は給紙テーブル、３００はスキャナー、４００は原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）、５００は露光装置である。複写装置本体１００を給紙テーブル２００上に載せ、複写装置本体１００上にスキャナー３００を取り付け、さらにその上にＡＤＦ４００を取り付けてある。
【００３３】
複写装置本体１００には、中央に無端ベルト状の中間転写体１０を設けて３つの支持ローラ１４、１５、１６に掛け回し、図中時計回りに回転搬送可能としてある。なおこの例では、３つの支持ローラのうちの第２の支持ローラ１５の左に、画像転写後に中間転写体１０上に残留する残留トナーを除去する中間転写体クリーニング装置１７が設けてある。
【００３４】
また、３つの支持ローラのうちの第１の支持ローラ１４と第２の支持ローラ１５の間に、中間転写体１０上に位置するように、中間転写体１０の搬送方向に沿ってイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４つの画像形成手段１８を横に並べて配置してタンデム作像装置２０を構成してある。このタンデム作像装置２０の上方には、図示のように露光装置２１が設けてある。
【００３５】
一方、中間転写体１０を挟んでタンデム作像装置２０の反対側には、２次転写装置２２を備えている。２次転写装置２２は、図示の例では、２つのローラ２３間に無端ベルトである２次転写ベルト２４を掛けわたして構成してあり、中間転写体１０を介して第３の支持ローラ１６に２次転写ベルト２４を押し当てるように配置し、中間転写体１０上の画像を転写材であるシートに転写するようになっている。
【００３６】
２次転写装置２２の横には、シート上の転写画像を定着する定着装置６０が設けてある。定着装置６０は、無端ベルトである定着ベルト６１に加圧ローラ６２を押し当てて構成してある。上述した２次転写装置２２は、画像転写後のシートをこの定着装置２５へと搬送するシート搬送機能を備えている。もちろん、２次転写装置２２として、転写ローラや非接触のチャージャを配置してもよいが、そのような場合は、このシート搬送機能を併せて備えることは難しくなる。
【００３７】
なお図示の例では、このような２次転写装置２２および定着装置２５の下側に、上述したタンデム作像装置２０と平行にして、シートの両面に画像を記録するためにシートを反転させるシート反転装置２８を備えている。
【００３８】
このカラー電子写真装置を用いてコピーをとる際の動作を説明する。原稿自動搬送装置４００の原稿台３０上に原稿をセットするか、または原稿自動搬送装置４００を開いてスキャナー３００のコンタクトガラス３２上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置４００を閉じてそれで押さえる。
【００３９】
そして、図示していないスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置４００に原稿をセットしたときは、原稿を搬送してコンタクトガラス３２上へと移動させた後、他方コンタクトガラス３２上に原稿をセットしたときは、直ちにスキャナー３００を駆動し、第１走行体３３および第２走行体３４を走行させる。そして、第１走行体３３で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光をさらに反射して第２走行体３４に向け、第２走行体３４のミラーで反射して結像レンズ３５を通して読み取りセンサー３６に入れ、原稿内容を読み取る。
【００４０】
また、図示していないスタートスイッチを押すと、これも図示していない駆動モータで支持ローラ１４、１５、１６の１つを回転駆動して他の２つの支持ローラを従動回転させ、中間転写体１０を回転搬送する。同時に、個々の画像形成手段１８で感光体４０Ｋ、４０Ｙ、４０Ｃを回転させ、露光装置５００で露光され潜像が形成された各感光体４０Ｋ、４０Ｙ、４０Ｃ、４０Ｍ上にそれぞれブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの単色画像を形成する。そして、中間転写体１０の搬送とともに、それらの単色画像を順次転写して中間転写体１０上に合成カラー画像を形成する。
【００４１】
一方、図示していないスタートスイッチを押すと、給紙テーブル２００の給紙ローラ４２の１つが選択されて回転し、ペーパーバンク４３に多段に備える給紙カセット４４の１つからシートを繰り出し、分離ローラ４５で１枚ずつ分離して給紙路４６に入れ、搬送ローラ４７で搬送して複写装置本体１００内の給紙路４８に導き、レジストローラ４９に突き当てて止める。手差しトレイ５１から給紙するときは、給紙ローラ５０を回転して手差しトレイ５１上のシートを繰り出し、分離ローラ５２で１枚ずつ分離して手差し給紙路５３に入れ、同じくレジストローラ４９に突き当てて止める。
【００４２】
そして、中間転写体１０上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ４９を回転させ、中間転写体１０と２次転写装置２２との間にシートを送り込み、２次転写装置２２で転写してシート上にカラー画像を記録する。
【００４３】
画像転写後のシートは、２次転写装置２２で搬送して定着装置６０へと送り込み、定着装置６０で熱と圧力とを加えて転写画像を定着させた後、切換爪５５で切り換えて排出ローラ５６で排出し、排紙トレイ５７上にスタックする。または、切換爪５５で切り換えてシート反転装置２８に入れ、そこで反転させて再び転写位置へと導き、裏面にも画像を記録した後、排出ローラ５６で排紙トレイ５７上に排出する。
【００４４】
一方、画像転写後の中間転写体１０は、中間転写体クリーニング装置１７で、画像転写後に中間転写体１０上に残留する残留トナーを除去し、タンデム作像装置２０による再度の画像形成に備える。
【００４５】
次に実施例に係る定着装置６０について説明する。図２は実施例に係る定着装置を示す模式図である。定着装置６０において、定着部材としての定着ベルト６１は、駆動ローラである定着ローラ６４、従動ローラである加熱ローラ６５に掛けわたされ、回転走行する。
【００４６】
加圧ローラ６２は、定着ベルト６１を介して、定着ローラ６４に相対して設けられており、加圧ローラ６２は図示しない加圧機構により定着ベルト６１を介して定着ローラ６４に押し付けられニップ部Ｎを形成する。加熱ローラ６５の内部には熱源としての定着ヒータ６６が設けられ、この定着ヒータ６６により加熱ローラ６５が加熱され、さらに定着ベルト６１が加熱ローラ６５により加熱される。定着ベルト６１は定着ローラ６４が図示しない駆動機構で回転駆動されることにより回転し、加圧ローラ６２は定着ベルト６１に連れ回りする。なお、加圧ローラ６２を駆動することもできる。
【００４７】
定着ベルト６１の表面温度は図示しない温度検知素子により検知され、図示しない温度制御部がその温度検知素子の出力値に基づいて定着ヒータ６６を定着ベルト６１の表面温度が所定の設定温度になるように制御する。
【００４８】
未定着のシート部材Ｐは所定の温度に制御されている定着ベルト６１と加圧ローラ６２とで形成される定着ニップ部Ｎを通過するとき、トナー像Ｔが溶融定着され、装置本体外に送り出される。なお、加圧部材としては、加圧ローラ６２を用いたが、加圧ベルトなどを用いてもよい。
【００４９】
また、実施例では、定着ベルト６１のテンションを保持するためのテンションローラ６３を定着ベルト６１の外側に設置している。テンションローラ６３は、定着ベルト６１の配置箇所は、定着ベルト６１の内側、外側のいずれでもよい。なお、定着装置は、ベルト定着装置に限らず、加熱源を有する定着部材と、それに押圧される加圧部材の、２本のローラ対で構成されるいわゆるローラ定着装置であってもよい。
【００５０】
定着装置６０において、定着ニップ部Ｎの出口近傍には、ノズル部材８０が配置されている。このノズル部材８０は、空気噴出口８５を備え、シート分離装置（図３参照）に配置されている。実施例に係る定着装置では、複数のノズル部材８０と定着ベルト６１との隙間の最狭部がおのおの２．０ｍｍ以下になるように配置している。なお、図２中に描いたノズル部材８０は、その先端部のみ略図で示している。また、ノズル部材８０は、非接触分離爪（分離板と呼ぶことある）と並列させることができる。
【００５１】
不図示の圧縮空気供給源と電磁弁により制御された圧縮空気流Ａが、ノズル部材８０中の先端部空気通路８１ａを通り、空気噴出口８５から定着ニップ部Ｎに向けて噴射される。シート部材Ｐの先端はこの圧縮空気の流れにより強制的に定着ベルト６１と分離される。
【００５２】
次にノズル部材８０が配置されるシート分離装置７０について説明する。図３は実施例に係るシート分離装置の斜視図、図４は同じくシート分離装置のノズル部材の図３中Ｂ−Ｂ線に沿う断面図、図５は同じくシート分離装置のノズル部材を示す斜視図、図６は同じくシート分離装置の図４中のＣ−Ｃ線に沿う断面図、図７は同じくシート分離装置の軸部材を示す斜視図である。
【００５３】
ノズル部材８０は、定着ローラ６４の長手方向に複数個配置される。なお、ノズル部材８０は、定着ローラ６４の幅方向中央に１つだけ配置することもできる。
【００５４】
図３に示すように、各ノズル部材８０は、軸部材９０に保持されている。軸部材９０は圧縮気体である圧縮空気を供給する気体通路９１が形成された管状部材である。また軸部材９０には、各ノズル部材８０に圧縮空気を供給するため、気体通路９１に連通する穴部９２が、取り付けられるノズル部材８０の個数分だけ開設してある（図７参照）。
【００５５】
この軸部材９０は、ステンレススチール（ＳＵＳ）やアルミニウム合金等の腐食に強い材料で形成することが望ましい。圧縮空気では、ドレン（排水）が発生するため、このドレンによる腐食を防止するためである。ＳＵＭ（硫黄および硫黄複合快削鋼鋼材）等を用いる場合は、管路の内壁にも腐食防止のメッキが施す必要がある。また、軸部材９０の気体通路９１の片側（図中左方）は、ねじ９３で密封されている、ねじ９３には薄手のＰＴＦＥシートを巻いたり、粘着材を塗布したりすると、密閉性が高まる。本例では気体通路９１の開口にねじ９３をねじ込んで密封しているが、気体通路９１の開口がふさがっていればよく、溶接や接着など手段で密封することができる。
【００５６】
軸部材９０の他端（図中右側）の開口部９１ａから、圧縮空気が供給される（図３中矢印）。軸部材９０は、可動ステー７１の側板７２ａ、７２ｂに貫通して保持される。軸部材９０は、側板７２ａ、７２ｂの両方、もしくは片側は、Ｄ形状の穴部に保持され、軸部材９０が可動ステー７２に対して回転しないように固定されている。なお、可動ステー７２との取り付け箇所において、軸部材９０の輪郭形状も断面Ｄ形状とされている。
【００５７】
可動ステー７２には、位置決め板７８が取り付けられ、この位置決め板７８は、定着ローラ６４に向け押し付けられている。位置決め板７８は、先端が定着ローラ６４の最大画像定着領域の外側部に接触し、定着ローラ６４の熱膨張や振れに対応して揺動することにより、ノズル部材８０の先端と、定着ローラ６４の間隔を２ｍｍ以下の設定値である一定値に保つ。
【００５８】
可動ステー７１は固定ステー７３に揺動可能に保持されている。すなわち、固定ステー７３は、側板部７４ａ、７４ｂにおいて、可動ステー７１に取り付けられた軸部材９０を回転可能に保持している。このため、可動ステー７１は、位置決め板７８とともに固定ステー７３に対して軸部材９０を中心として揺動できる。
【００５９】
なお、固定ステー７３は、固定部７５ａ，７５ｂで定着装置本体にねじ等で固定されている。また、可動ステー７１と固定ステー７３と間には、引張スプリング７６ａ、７６ｂが掛けられており、位置決め板７８を定着ローラ６４側に押し付けている。それぞれの引張スプリング７６ａ、７６ｂの両端は、それぞれ可動ステー７１の突起７８ａ、７８ｂ、固定ステー７３の突起７７ａ、７７ｂに固定される。
【００６０】
ここで、シート分離装置７０において、ノズル部材８０の先端に形成された空気噴出口８５は、例えば小さいもので、□０．５×０．５ｍｍやφ０．５ｍｍ、大きいもので、□２．０×２．０ｍｍ、φ２ｍｍ、好ましくは最小約０．１９平方ｍｍ〜最大４．０平方ｍｍの範囲で設定する。
【００６１】
定着排紙方向から、定着ニップ部Ｎの方向へ圧縮空気を噴射する場合、用紙搬送のスペースと定着ローラ６４の空きスペースに中に圧縮空気の管路を伴ったノズル部材８０を設置しなければならない。空気噴出口８５の有効断面積が０．１９平方ｍｍ以下だと圧縮空気が分離に十分な量を噴射できない、逆に４．０平方ｍｍ以上であるときは、空気の流跡が太くなりすぎて、分離に十分な流跡をもって噴射できないことが、実験的検討により判明している。
【００６２】
次にノズル部材８０について詳細に説明する。ノズル部材８０は、耐熱性を考慮し、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルファイド）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）、ＰＥＳ（ポリエーテルサルフォン）などのエンジニアリングプラスチックで形成することができる、また、ノズル部材８０の先端部のトナー汚れ付着を抑制したい場合には、材質をＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）にするか、汚れが付着する箇所にのみＰＦＡコートやＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン(４フッ化)）コートを施すとよい。それらのコートを焼成とする場合には、ノズル部材８０の材質は、焼成に耐えうるＰＥＫ（ポリエーテルケトン）、ＰＩ（ポリイミド）、ＬＣＰ（液晶ポリマー）等の材料を選択するとよい。
【００６３】
ノズル部材８０は、先端に空気噴出口８５が形成された先細り形状の先端部８１と、この先端部８１の基部から立ち上がる立設部８２と、この立設部８２に配置された円筒形状の取付部８３と、この取付部８３から先端部８１側と反対方向に延びる板状部材８４とから構成される。取付部８３には、軸部材９０が回転可能に挿入される挿入孔８３ａが開設されている。また、立設部８２には、取付部８３の挿入孔８３ａに連通する取付部空気通路８２ａが形成され、先端部８１には、取付部空気通路８２ａに連通し空気噴出口８５に至る先端部空気通路８１ａが形成されている。
【００６４】
取付部空気通路８２ａと先端部空気通路８１ａとは全体として先細りに形成されている。実施例に係るノズル部材８０では、取付部空気通路８２ａと挿入孔８３ａとを連通する開口８３ｂの有効断面をφ４ｍｍ〜φ６ｍｍ、もしくは□４×４ｍｍ〜□６×６ｍｍとした。
【００６５】
また、実施例に係るシート分離装置７０では、定着ベルト６１とノズル部材８０の空気噴出口８５との位置の調整ができるように調整機構９５を設けている。
【００６６】
調整機構９５は、図４に示すように、押圧部材である圧縮ばね９６と、ビス９７（右ねじ）と、これらを保持するステー９８とを備え、ステー９８とノズル部材８０の板状部材８４との間に圧縮ばね９６を挟み、ステー９８に対して板状部材８４を位置調整できるようにしたものである。調整機構９５では、ビス９７を軸時計回りに回すと、ノズル部材８０は軸部材９０を回転軸として図中時計回りに回転して、その先端が定着ベルト６１から離れる。一方、ビス９７を反時計回りに回すと、ノズル部材８０は軸部材９０を回転軸として図中反時計回りに回転し、定着ローラ６４との間隔が近接する。
【００６７】
この調整機構９５により、ノズル部材８０の空気噴出口８５と定着ローラ６４および定着ベルト６１との位置関係を最適値に調整することができる。この最適値は、実験的に求めることができる。
【００６８】
図６に示すように、ノズル部材８０に軸部材９０が通されているが、ノズル部材８０は軸部材９０に対してはＥリング８６で両端を位置決めされている。また、軸部材９０とノズル部材８０の取付部８３との間には、軸部材９０の穴部９２を挟んで両側２カ所にＯリング８７が装着され、ノズル部材８０と軸部材９０の隙間から圧縮空気が漏れるのを防止している。Ｏリング８７は、軸部材９０の外周に形成された溝部９４に配置される。
【００６９】
本実施例では、定着ローラ６４が振れながら回転すると、定着ローラ６４の表面に押し付けられている位置決め板７８が定着ローラ６４の動きに追随して揺動し、この位置決め板７８に取り付けられた可動ステー７１が軸部材９０と共に定着ローラ６４に同期した往復揺動運動をする。
【００７０】
そして、この軸部材９０の揺動運動により、ノズル部材８０が揺動して、定着ローラ６４とノズル部材８０の間の距離は常に一定に保たれ、定着ローラ６４への圧縮空気の当たり方が安定すると共に、ギャップが広がりすぎて、そこに用紙の先端が狭まりジャムを起こすといった不具合も未然に防ぐことができる。
【００７１】
以上説明したように、本実施例に係る画像形成装置によれば、圧縮空気を定着後のシート部材と定着部材の間に吹き付けて用紙を分離させるノズル部材を軸部材で回動自在に保持し、定着ベルトの振れや熱膨張に対応させて移動させ、常にノズル部材と定着ベルトとの隙間間隔を一定のものとできるので、シート部材を定着部材から確実に分離することができる。
【符号の説明】
【００７２】
２ 側
１０ 中間転写体
１４ 第１の支持ローラ
１５ 第２の支持ローラ
１６ 第３の支持ローラ
１７ 中間転写体クリーニング装置
１８ 画像形成手段
２０ タンデム作像装置
２１ 露光装置
２２ ２次転写装置
２３ ローラ
２４ ２次転写ベルト
２５ 定着装置
２８ シート反転装置
３０ 原稿台
３２ コンタクトガラス
３３ 第１走行体
３４ 第２走行体
３５ 結像レンズ
３６ 読み取りセンサー
４０Ｋ、４０Ｙ、４０Ｃ 感光体
４２ 給紙ローラ
４３ ペーパーバンク
４４ 給紙カセット
４５ 分離ローラ
４６ 給紙路
４７ 搬送ローラ
４８ 給紙路
４９ レジストローラ
５０ 給紙ローラ
５１ トレイ
５２ 分離ローラ
５３ 給紙路
５５ 切換爪
５６ 排出ローラ
５７ 排紙トレイ
６０ 定着装置
６１ 定着ベルト
６２ 加圧ローラ
６３ テンションローラ
６４ 定着ローラ
６５ 加熱ローラ
６６ 定着ヒータ
７０ シート分離装置
７１ 可動ステー
７２ 可動ステー
７２ａ、７２ｂ 側板
７３ 固定ステー
７４ａ、７４ｂ 側板部
７５ａ，７５ｂ 固定部
７６ａ、７６ｂ 引張スプリング
７７ａ、７７ｂ 突起
７８ 位置決め板
７８ａ、７８ｂ 突起
８０ ノズル部材
８１ 先端部
８１ａ 先端部空気通路
８２ 立設部
８２ａ 取付部空気通路
８３ 取付部
８３ａ 挿入孔
８３ｂ 開口
８４ 板状部材
８５ 空気噴出口
８６ Ｅリング
８７ Ｏリング
９０ 軸部材
９１ 気体通路
９１ａ 開口部
９２ 穴部
９３ ねじ
９４ 溝部
９５ 調整機構
９６ 圧縮ばね
９７ ビス
９８ ステー
１００ 複写装置本体
１００ 複写機本体
２００ 給紙テーブル
３００ スキャナー
４００ 原稿自動搬送装置
５００ 露光装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７３】
【特許文献１】特開昭５１−１０４３５０号公報
【特許文献２】特許第２８７６２１７号公報
【特許文献３】特開平１１−３３４１９１号公報
【特許文献４】特開２００７−１８９０１５号公報
【特許文献５】特開２００７−２４０９２０号公報
【特許文献６】特開２００８−１０２４０８号公報
【特許文献７】特開２００９−３１７５９号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱手段を有する回転体である定着部材と、前記定着部材に加圧され接触する加圧部材とを備え、前記定着部材と前記加圧部材とで形成されるニップ部で未定着トナーを担持したシート部材を搬送して、前記未定着トナー画像を前記シート部材に定着する定着装置に取り付けられ、前記定着部材から前記シート部材を分離するシート分離装置において、
圧縮気体をニップ出口方向から定着部材に沿ってニップ部方向へ向けて吐出する少なくとも１個のノズル部材を備え、
前記ノズル部材は、前記定着部材と平行に配置され、圧縮気体が前記ノズル部材に供給される気体流路を備える軸部材で回動可能に保持されていること特徴とするシート分離装置。
【請求項２】
請求項１に記載のシート分離装置において、
前記ノズル部材は、前記定着部材との隙間の最狭部の寸法を２．０ｍｍ以下になるように配置されることを特徴とするシート分離装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のシート分離装置において、
前記軸部材およびノズル部材に固定された位置決め板を備え、
前記位置決め板は定着部材表面に押し付けられて前記定着部材表面の移動に追従して回動し、前記ノズル部材と前記定着部材表面との距離を一定に保つことを特徴とするシート分離装置。
【請求項４】
請求項３に記載のシート分離装置において、
前記位置決め板は、定着部材に最大画像定着領域の範囲外に配置されることを特徴とするシート分離装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載のシート分離装置において、
前記ノズル部材は、先端に有効断面積が０．１９〜４．０平方ミリメートルの吐出口を有する先細り形状であり、
前記吐出口に至る圧縮気体流通路の形状は有効断面積が大きい箇所から連続的もしくは断続的に絞られて前記吐出口に至る形状であることを特徴とするシート分離装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載のシート分離装置において、
前記ノズル部が、それぞれ前記軸部材を中心にして回動可能に配置され、
かつ、
前記ノズル部材の先端が前記定着部材に対する位置の調整を行う調整機構を介して前記軸部材に取り付けられていることを特徴とするシート分離装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載のシート分離装置において、
前記ノズルと前記管状の軸部材のはめあい隙間には、２個以上のリング状のシール部材を配したことを特徴とするシート分離装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれかに記載のシート分離装置と、前記定着部材と、前記加熱部材とを備えることを特徴とする定着装置。
【請求項９】
請求項８に記載の定着装置と、前記定着装置に搬送する用紙に未定着トナー像を形成する作像手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
加熱手段を有する回転体である定着部材と、前記定着部材に加圧され接触する加圧部材とを備え、前記定着部材と前記加圧部材とで形成されるニップ部で未定着トナーを担持したシート部材を搬送して、前記未定着トナー画像を前記シート部材に定着する定着装置に取り付けられ、前記定着部材から前記シート部材を分離するシート分離装置において、
圧縮気体をニップ出口方向から定着部材に沿ってニップ部方向へ向けて吐出する少なくとも１個のノズル部材を備え、
前記ノズル部材は、前記定着部材と平行に配置され、圧縮気体が前記ノズル部材に供給される気体流路を備える軸部材で回動可能に保持されていること特徴とするシート分離装置。
【請求項２】
請求項１に記載のシート分離装置において、
前記ノズル部材は、前記定着部材との隙間の最狭部の寸法を２．０ｍｍ以下になるように配置されることを特徴とするシート分離装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のシート分離装置において、
前記軸部材およびノズル部材に固定された位置決め板を備え、
前記位置決め板は定着部材表面に押し付けられて前記定着部材表面の移動に追従して回動し、前記ノズル部材と前記定着部材表面との距離を一定に保つことを特徴とするシート分離装置。
【請求項４】
請求項３に記載のシート分離装置において、
前記位置決め板は、定着部材に最大画像定着領域の範囲外に配置されることを特徴とするシート分離装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載のシート分離装置において、
前記ノズル部材は、先端に有効断面積が０．１９〜４．０平方ミリメートルの吐出口を有する先細り形状であり、
前記吐出口に至る圧縮気体流通路の形状は有効断面積が大きい箇所から連続的もしくは断続的に絞られて前記吐出口に至る形状であることを特徴とするシート分離装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載のシート分離装置において、
前記ノズル部が、それぞれ前記軸部材を中心にして回動可能に配置され、
かつ、
前記ノズル部材の先端が前記定着部材に対する位置の調整を行う調整機構を介して前記軸部材に取り付けられていることを特徴とするシート分離装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載のシート分離装置において、
前記ノズルと前記管状の軸部材のはめあい隙間には、２個以上のリング状のシール部材を配したことを特徴とするシート分離装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれかに記載のシート分離装置と、前記定着部材と、前記加熱部材とを備えることを特徴とする定着装置。
【請求項９】
請求項８に記載の定着装置と、前記定着装置に搬送する用紙に未定着トナー像を形成する作像手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１９３０１５（Ｐ２０１２−１９３０１５Ａ）
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５７９２５（Ｐ２０１１−５７９２５）
【出願日】平成２３年３月１６日（２０１１．３．１６）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１６日（２０１１．３．１６）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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