(57)【要約】【課題】定着部材等の摩耗を抑制しながら定着部材の表面から媒体を適切に分離することができる定着装置を提供する。【解決手段】  定着装置７は、軸周りに回転しながらシートＳ上のトナー像を加熱する定着ローラー２１と、定着ローラー２１の表面に接触しながら定着ローラー２１の表面からシートＳを分離する分離爪４０と、分離爪４０を軸方向に往復移動させる移動機構と、シートＳが坪量６０ｇ／ｍ＾２を越える用紙である場合、またはシートＳの搬送方向先端から所定範囲Ｄ内に画像が形成されない場合に分離爪４０を定着ローラー２１の表面に通常圧力で接触させ、シートＳが坪量６０ｇ／ｍ＾２以下の用紙である場合、且つシートＳの搬送方向先端から所定範囲Ｄ内に画像が形成される場合に分離爪４０を定着ローラー２１の表面に通常圧力よりも高い上昇圧力で接触させる爪圧調整機構２６と、を備えている。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸周りに回転しながら媒体上のトナー像を加熱する定着部材と、
前記定着部材の表面に接触しながら前記定着部材の表面から前記媒体を分離する分離爪と、
前記分離爪を軸方向に往復移動させる移動機構と、
前記媒体が坪量６０ｇ／ｍ＾２を越える用紙である場合に前記分離爪を前記定着部材の表面に通常圧力で接触させ、前記媒体が坪量６０ｇ／ｍ＾２以下の用紙である場合に前記分離爪を前記定着部材の表面に前記通常圧力よりも高い上昇圧力で接触させる爪圧調整機構と、を備えていることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
軸周りに回転しながら媒体上のトナー像を加熱する定着部材と、
前記定着部材の表面に接触しながら前記定着部材の表面から前記媒体を分離する分離爪と、
前記分離爪を軸方向に往復移動させる移動機構と、
前記媒体の搬送方向先端から所定範囲内に画像が形成されない場合に前記分離爪を前記定着部材の表面に通常圧力で接触させ、前記媒体の搬送方向先端から所定範囲内に画像が形成される場合に前記分離爪を前記定着部材の表面に前記通常圧力よりも高い上昇圧力で接触させる爪圧調整機構と、を備えていることを特徴とする定着装置。
【請求項３】
軸周りに回転しながら媒体上のトナー像を加熱する定着部材と、
前記定着部材の表面に接触しながら前記定着部材の表面から前記媒体を分離する分離爪と、
前記分離爪を軸方向に往復移動させる移動機構と、
前記媒体が坪量６０ｇ／ｍ＾２を越える用紙である場合、または前記媒体の搬送方向先端から所定範囲内に画像が形成されない場合に前記分離爪を前記定着部材の表面に通常圧力で接触させ、前記媒体が坪量６０ｇ／ｍ＾２以下の用紙である場合、且つ前記媒体の搬送方向先端から所定範囲内に画像が形成される場合に前記分離爪を前記定着部材の表面に前記通常圧力よりも高い上昇圧力で接触させる爪圧調整機構と、を備えていることを特徴とする定着装置。
【請求項４】
前記所定範囲内とは、前記媒体の搬送方向先端から５ｍｍ以内の範囲であることを特徴とする請求項２または３に記載の定着装置。
【請求項５】
前記上昇圧力は、前記通常圧力の２倍に設定されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の定着装置。
【請求項６】
前記分離爪は、支持フレームに支持され、
前記支持フレームは、軸方向に延びた支持ピンに沿ってスライドする状態で設けられ、
前記爪圧調整機構は、前記支持ピンを中心に前記支持フレームを回動させることで前記定着部材に対する前記分離爪の接触圧を前記通常圧力と前記上昇圧力との間で変更することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の定着装置。
【請求項７】
前記移動機構は、
前記分離爪に直接または間接的にカム面を接触させながら回転することで前記分離爪を軸方向に往復移動させる偏心カムと、
前記分離爪を前記カム面に向かって付勢する付勢部材と、を含んでいることを特徴とする請求項１ないし６のいずれに記載の定着装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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は、用紙等の媒体上にトナー像を定着させる定着装置を備えている。
【０００３】
特許文献１には、定着ローラーの外周面に接触させた分離爪により記録媒体を定着ローラーから分離させる定着装置が開示されている。この定着装置には、定着ローラーの外周面に対する分離爪の接触・離間を制御する分離爪制御手段が設けられていた。この分離爪制御手段は、トナー画像を記録媒体に定着させない場合に分離爪を定着ローラーの外周面から離間させて、定着ローラーの外周面や分離爪の表面が摩耗することを防止していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−８１４２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、定着ローラーの外周面や分離爪の表面が摩耗するのは、分離爪が定着ローラーの外周面に接触しながら定着ローラーが回転する場合である。上記した定着装置では、トナー画像を記録媒体に定着させない場合に分離爪を定着ローラーの外周面から離間させていたが、この場合には定着ローラーが停止している（回転していない）ことも多く、定着ローラーの外周面等の摩耗が発生することは考えにくい。つまり、上記した定着装置では、トナー画像を記録媒体に定着する際における定着ローラーの外周面等の摩耗を防止する効果を期待できなかった。
【０００６】
また、一般的に、薄紙や先端部分に画像形成された用紙等は定着ローラーの外周面に貼り付き易く、普通紙や先端部分に画像形成されてない用紙等は定着ローラーの外周面に貼り付き難くなっている。しかしながら、上記した定着装置では、分離爪の接触圧が、記録媒体の厚さや記録媒体上の画像形成位置等を十分に考慮して設定されていなかった。このため、上記した定着装置では、分離爪で、薄紙や先端部分に画像形成された用紙等の記録媒体を定着ローラーの外周面から剥がすことができない虞があった。仮に、定着ローラーの外周面に貼り付き易い記録媒体に合わせて分離爪の接触圧を設定した場合、定着ローラーの外周面等が摩耗し易くなる虞があった。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するために、定着部材等の摩耗を抑制しながら定着部材の表面から媒体を適切に分離することができる定着装置および画像形成装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記した目的を達成するため、本発明の定着装置は、軸周りに回転しながら媒体上のトナー像を加熱する定着部材と、前記定着部材の表面に接触しながら前記定着部材の表面から前記媒体を分離する分離爪と、前記分離爪を軸方向に往復移動させる移動機構と、前記媒体が坪量６０ｇ／ｍ＾２を越える用紙である場合に前記分離爪を前記定着部材の表面に通常圧力で接触させ、前記媒体が坪量６０ｇ／ｍ＾２以下の用紙である場合に前記分離爪を前記定着部材の表面に前記通常圧力よりも高い上昇圧力で接触させる爪圧調整機構と、を備えている。
【０００９】
また、上記した目的を達成するため、本発明の定着装置は、軸周りに回転しながら媒体上のトナー像を加熱する定着部材と、前記定着部材の表面に接触しながら前記定着部材の表面から前記媒体を分離する分離爪と、前記分離爪を軸方向に往復移動させる移動機構と、前記媒体の搬送方向先端から所定範囲内に画像が形成されない場合に前記分離爪を前記定着部材の表面に通常圧力で接触させ、前記媒体の搬送方向先端から所定範囲内に画像が形成される場合に前記分離爪を前記定着部材の表面に前記通常圧力よりも高い上昇圧力で接触させる爪圧調整機構と、を備えている。
【００１０】
また、上記した目的を達成するため、本発明の定着装置は、軸周りに回転しながら媒体上のトナー像を加熱する定着部材と、前記定着部材の表面に接触しながら前記定着部材の表面から前記媒体を分離する分離爪と、前記分離爪を軸方向に往復移動させる移動機構と、前記媒体が坪量６０ｇ／ｍ＾２を越える用紙である場合、または前記媒体の搬送方向先端から所定範囲内に画像が形成されない場合に前記分離爪を前記定着部材の表面に通常圧力で接触させ、前記媒体が坪量６０ｇ／ｍ＾２以下の用紙である場合、且つ前記媒体の搬送方向先端から所定範囲内に画像が形成される場合に前記分離爪を前記定着部材の表面に前記通常圧力よりも高い上昇圧力で接触させる爪圧調整機構と、を備えている。
【００１１】
この場合、前記所定範囲内とは、前記媒体の搬送方向先端から５ｍｍ以内の範囲であることが好ましい。
【００１２】
この場合、前記上昇圧力は、前記通常圧力の２倍に設定されていることが好ましい。
【００１３】
この場合、前記分離爪は、支持フレームに支持され、前記支持フレームは、軸方向に延びた支持ピンに沿ってスライドする状態で設けられ、前記爪圧調整機構は、前記支持ピンを中心に前記支持フレームを回動させることで前記定着部材に対する前記分離爪の接触圧を前記通常圧力と前記上昇圧力との間で変更することが好ましい。
【００１４】
この場合、前記移動機構は、前記分離爪に直接または間接的にカム面を接触させながら回転することで前記分離爪を軸方向に往復移動させる偏心カムと、前記分離爪を前記カム面に向かって付勢する付勢部材と、を含んでいることが好ましい。
【００１５】
上記した目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、上記のいずれかに記載の定着装置を備えている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、定着部材等の摩耗を抑制しながら定着部材の表面から媒体を適切に分離することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係るカラープリンターの内部構造を示す概略図（正面図）である。
【図２】本発明の一実施形態に係る定着装置を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る定着装置を模式的に示す平面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る定着装置の定着ローラー、分離ユニット、移動機構および爪圧調整機構を示す斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る定着装置の分離ユニットの一部を示す斜視図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る定着装置の移動機構の作用を説明する側面図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る定着装置の定着ローラー、分離ユニットおよび爪圧調整機構（通常圧力）を示す断面図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る定着装置の定着ローラー、分離ユニットおよび爪圧調整機構（上昇圧力）を示す断面図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る定着装置の爪圧調整機構の作用を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の一実施形態の第４変形例に係る定着装置の定着ローラー、分離ユニットおよび爪圧調整機構（通常圧力）を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。なお、図面に示す「Ｆｒ」は「前」を示し、「Ｒｒ」は「後」を示し、「Ｌ」は「左」を示し、「Ｒ」は「右」を示し、「Ｕ」は「上」を示し、「Ｄ」は「下」を示している。また、「上流」および「下流」並びにこれらに類する用語は、シートＳの搬送方向（通過方向）の「上流」および「下流」並びにこれらに類する概念を指す。
【００１９】
［カラープリンターの概要］
図１を参照して、画像形成装置の一例としてのカラープリンター１について説明する。図１はカラープリンター１の内部構造を示す概略図（正面図）である。
【００２０】
カラープリンター１は、略直方体状の外観を構成する装置本体２を備えている。装置本体２の下側には、紙製のシートＳ（媒体）を収容する給紙カセット３が着脱可能に設けられている。装置本体２の上面には、排紙トレイ４が設けられている。
【００２１】
また、カラープリンター１は、給紙装置５と、作像装置６と、定着装置７と、を装置本体２の内部に備えている。給紙装置５は、給紙カセット３から排紙トレイ４まで延びる搬送路８の上流端部に設けられている。定着装置７は搬送路８の下流側に設けられ、作像装置６は搬送路８において給紙装置５と定着装置７との間に設けられている。
【００２２】
作像装置６は、４つのトナーコンテナ１０と、中間転写ベルト１１と、４つのドラムユニット１２と、光走査装置１３と、を含んでいる。４つのトナーコンテナ１０には、４色（イエロー，マゼンタ，シアン，ブラック）のトナー（現像剤）が収容されている。ドラムユニット１２は、感光体ドラム１４と、帯電装置１５と、現像装置１６と、一次転写ローラー１７と、クリーニング装置１８と、を含んでいる。一次転写ローラー１７は、感光体ドラム１４との間に中間転写ベルト１１を挟むように設けられている。中間転写ベルト１１の右側には、二次転写ローラー１９が接触して転写ニップを形成している。
【００２３】
カラープリンター１の制御装置９は各装置を適宜制御し、以下のように画像形成処理を実行する。帯電装置１５は、感光体ドラム１４の表面を帯電させる。感光体ドラム１４は、光走査装置１３から出射された走査光を受け、静電潜像を担持する。現像装置１６は、トナーコンテナ１０から供給されたトナーを用いて感光体ドラム１４上の静電潜像をトナー像に現像する。一次転写ローラー１７は、感光体ドラム１４上のトナー像を回転する中間転写ベルト１１に一次転写する。中間転写ベルト１１は、回転しながら４色のトナー像を重ねたフルカラーのトナー像を担持する。シートＳは、給紙装置５によって給紙カセット３から搬送路８に送り出される。二次転写ローラー１９は、転写ニップを通過するシートＳに中間転写ベルト１１上のトナー像を二次転写する。定着装置７はトナー像をシートＳに熱定着させる。その後、シートＳは排紙トレイ４に排出される。クリーニング装置１８は感光体ドラム１４上に残ったトナーを除去する。
【００２４】
［定着装置］
次に、図２ないし図７を参照して、定着装置７について説明する。図２は定着装置７を示す断面図である。図３は定着装置７を模式的に示す平面図である。図４は定着ローラー２１、分離ユニット２４、移動機構２５および爪圧調整機構２６を示す斜視図である。図５は分離ユニット２４の一部を示す斜視図である。図６は移動機構２５の作用を説明する側面図である。図７は定着ローラー２１、分離ユニット２４および爪圧調整機構２６（通常圧力）を示す断面図である。
【００２５】
図２および図３に示すように、定着装置７は、筐体２０と、定着ローラー２１と、加圧ローラー２２と、ハロゲンヒーター２３と、分離ユニット２４と、移動機構２５と、爪圧調整機構２６と、を含んでいる。筐体２０は、装置本体２に支持されている。定着ローラー２１および加圧ローラー２２は、筐体２０の内部に回転可能に支持されている。ハロゲンヒーター２３は、定着ローラー２１の内部に設けられている。分離ユニット２４、移動機構２５および爪圧調整機構２６は、定着ローラー２１と加圧ローラー２２との接触部分（加圧領域Ｎ）よりも下流側に設けられている。
【００２６】
＜筐体＞
筐体２０は、例えば、板金や耐熱性樹脂等によって前後方向に長い略直方体状に形成されている。図２に示すように、筐体２０の内部には、シートＳが通過する搬送路８の一部が形成されている。筐体２０の下側には、加圧領域ＮにシートＳを導くための進入ガイド２０Ａが設けられている。筐体２０の上側には、加圧領域Ｎを通過したシートＳを排出ローラー対２０Ｃに導くガイド部材２０Ｂが設けられている。排出ローラー対２０Ｃは、加圧領域Ｎを通過したシートＳを挟み込んで下流に向けて搬送する。
【００２７】
＜定着ローラー＞
図２および図３に示すように、定着部材の一例としての定着ローラー２１は、前後方向（軸方向）に長い略円筒状に形成されている。定着ローラー２１は、金属製の定着芯金２１Ａの外周面に積層された定着弾性層２１Ｂと、定着弾性層２１Ｂを覆う定着ベルト２１Ｃと、を含んでいる。定着ローラー２１の前部には、定着ギア３０が取り付けられている（図３参照）。定着ギア３０には、複数のギアによって構成されたギア列（図示せず）を介して駆動モーター３２（のピニオンギア）が接続されている。
【００２８】
＜加圧ローラー＞
加圧部材の一例としての加圧ローラー２２は、前後方向（軸方向）に長い略円筒状に形成され、定着ローラー２１の右側に配置されている。加圧ローラー２２は、金属製の加圧芯金２２Ａの外周面に積層された加圧弾性層２２Ｂと、加圧弾性層２２Ｂを覆う加圧離型層２２Ｃと、を含んでいる。加圧ローラー２２（加圧芯金２２Ａ）の前後両端部は、一対の可動フレーム３４に回転可能に支持されている（図３参照）。可動フレーム３４は、左右方向に揺動可能に筐体２０に支持され、バネや偏心カム等を含む圧力調整部（図示せず）に接続されている。
【００２９】
圧力調整部が可動フレーム３４を定着ローラー２１側に回動させると、加圧ローラー２２が定着ローラー２１に押し付けられて定着ローラー２１との間に加圧された加圧領域Ｎを形成する。一方、圧力調整部が可動フレーム３４を定着ローラー２１から離す方向に回動させると、加圧ローラー２２が定着ローラー２１への押し付けを解除されて減圧された加圧領域Ｎを形成する。なお、加圧領域Ｎとは、圧力が０Ｐａである上流側の位置から最大圧力となる位置を経由して再び圧力が０Ｐａとなる下流側の位置までの領域を指している。
【００３０】
＜ハロゲンヒーター＞
図２に示すように、熱源の一例としてのハロゲンヒーター２３は、前後方向（軸方向）に長い略棒状に形成されている。ハロゲンヒーター２３は、赤外域の光を放射して定着ローラー２１を加熱するハロゲンランプを含んでいる。なお、本実施形態では、熱源としてハロゲンヒーター２３が採用されていたが、これに代えて、カーボンヒーター等が採用されてもよい。また、他にも、定着ローラー２１の外側に誘導加熱方式のヒーターを設けてもよい。
【００３１】
なお、筐体２０の内部には、定着ローラー２１の表面温度（またはハロゲンヒーター２３の温度）を検出するサーモパイルやサーミスター等の温度センサー（図示せず）が設けられている。カラープリンター１の制御装置９には、駆動モーター３２、ハロゲンヒーター２３および温度センサー等が電気的に接続されている。制御装置９は、各種の駆動回路を介して駆動モーター３２、ハロゲンヒーター２３および温度センサー等を制御する。
【００３２】
＜分離ユニット＞
図２および図４に示すように、分離ユニット２４は、定着ローラー２１の上方に配置されている。図４および図５に示すように、分離ユニット２４は、定着ローラー２１と平行に配置された支持フレーム４１と、支持フレーム４１に支持された複数（例えば４つ）の分離爪４０と、を含んでいる。なお、複数の分離爪４０は、全て同一形状であるため、以下、１つの分離爪４０について説明する。
【００３３】
（分離爪）
図５に示すように、分離爪４０は、前後方向に延びた略円柱状の回動軸４０Ａと、回動軸４０Ａの軸方向中央部に固定された爪本体４０Ｂと、を含んでいる。回動軸４０Ａと爪本体４０Ｂとは、例えば、合成樹脂や金属等で一体に形成されている。爪本体４０Ｂは、回動軸４０Ａの軸方向略中央部から径方向（右方向）の延びた後、その先端部を下方に屈曲させている。爪本体４０Ｂは略厚板状に形成され、爪本体４０Ｂの先端側は正面から見て略三角形状に形成されている。爪本体４０Ｂの先端部は、鋭角に形成され、加圧領域Ｎの下流側で定着ローラー２１の表面に接触している（図２参照）。
【００３４】
（支持フレーム）
図４および図５に示すように、支持フレーム４１は、板金部材４２と、２つの箱状部材４５と、を含んでいる。板金部材４２は、例えば、金属で前後方向に長い板状に形成されている。箱状部材４５は、例えば、合成樹脂で前後方向に長い略直方体状に形成されている。
【００３５】
（板金部材）
板金部材４２の前後両端部は、左側（分離爪４０とは逆側）に折り曲げられて一対の折曲片４３を構成している。各々の折曲片４３には、後方から前方に向かって延びた略円柱状の支持ピン４４が固定されている。一対の支持ピン４４は、正面から見て同一軸心上に配置されている。一対の支持ピン４４は、筐体２０に開口した軸受け部（図示せず）に摺動可能に支持されている。支持フレーム４１は、軸方向に延びた一対の支持ピン４４に沿って前後方向にスライドする状態で設けられている。なお、上記したガイド部材２０Ｂは、支持フレーム４１を覆うように配置される（図２参照）。
【００３６】
図５に示すように、板金部材４２は、前後方向両側に開口した一対の貫通穴４２Ａと、各貫通穴４２Ａを挟んで前後方向両側に形成された２組の一対の切欠き部４２Ｂと、を有している。
【００３７】
（箱状部材）
箱状部材４５は、板金部材４２の貫通穴４２Ａに差し込まれる突起部４５Ａと、板金部材４２の一対の切欠き部４２Ｂに掛合する一対のフック部４５Ｂと、を有している。箱状部材４５は、突起部４５Ａを貫通穴４２Ａに差し込むことで板金部材４２に位置決めされ、フック部４５Ｂを切欠き部４２Ｂに引っ掛けることで板金部材４２に仮固定される。そして、箱状部材４５は、ネジ（図示せず）で板金部材４２に確りと固定されている。２つの箱状部材４５は、板金部材４２の前後方向中央部をあけて板金部材４２の前後方向両側に固定されている（図４参照）。
【００３８】
また、図４および図５に示すように、箱状部材４５は、略中空箱状に形成された一対の軸受け部４６と、各軸受け部４６から下方（筐体２０の内部の搬送路８に向かって）に延びた一対の保護リブ４７（２組）と、を有している。
【００３９】
図５に示すように、分離爪４０の回動軸４０Ａは軸受け部４６の内部に収容され、回動軸４０Ａの両端部は軸受け部４６の前後両端の壁に回転可能に支持されている。一対の保護リブ４７は、分離爪４０の前後方向両側に隣接する位置に形成されている。また、回動軸４０Ａには、捩りコイルバネ４８が巻き付けられている。捩りコイルバネ４８の両端部は爪本体４０Ｂと軸受け部４６とに掛合しており、捩りコイルバネ４８は分離爪４０の先端部を定着ローラー２１の表面に押し付けている。なお、本実施形態では、捩りコイルバネ４８のバネ力は、分離爪４０の先端部が定着ローラー２１の表面に与える荷重（分離爪４０の接触圧）が約１．５ｇｆになるように設定されている。
【００４０】
＜移動機構＞
図４に示すように、移動機構２５は、定着ローラー２１の前部上方に配置されている。移動機構２５は、入力ギア５０と、偏心カム５１と、付勢部材５２と、駆動モーター３２と、を含んでいる。移動機構２５は、分離爪４０を軸方向に往復移動させる機能を有している。なお、駆動モーター３２は、定着ローラー２１を回転させる装置であるが、移動機構２５を構成する装置でもある。
【００４１】
（入力ギア）
入力ギア５０は、円板の外周面に複数の歯を有するウォームホイールである。入力ギア５０の軸心には、左右方向（定着ローラー２１に直交する方向）に延びたギア軸部５０Ａが形成されている。ギア軸部５０Ａは、筐体２０に回転可能に支持されている。入力ギア５０（の歯）は、動力伝達機構５３を介して駆動モーター３２（のピニオンギア）に接続されている。動力伝達機構５３は、複数の円板ギア５３Ａ（平歯車、段付き歯車等）やウォームギア５３Ｂを含んでいる。動力伝達機構５３の最終ギアは、ウォームギア５３Ｂとなっており、ウォームギア５３Ｂは入力ギア５０に噛み合っている。
【００４２】
（偏心カム）
偏心カム５１は、略円筒状に形成され、入力ギア５０の右端面から前方に突設されている。偏心カム５１は、その中心を入力ギア５０のギア軸部５０Ａからずらした位置に配置されている。つまり、偏心カム５１は、回転中心（ギア軸部５０Ａ）から外周面までの距離（偏心半径）を不定とした所謂円板カムである。偏心カム５１の外周面は、最大半径となる第１カム面５４Ａと、最小半径となる第２カム面５４Ｂと、を含む連続したカム面５４となっている（図６参照）。カム面５４は、支持フレーム４１の前方に形成された折曲片４３の前面に接触している。なお、入力ギア５０と偏心カム５１とは、例えば、金属材料によって形成されている。
（付勢部材）
付勢部材５２は、圧縮コイルスプリングであって、支持フレーム４１の前方に形成された折曲片４３の後面と筐体２０との間に架設されている。付勢部材５２は、分離爪４０（分離ユニット２４の折曲片４３）を偏心カム５１のカム面５４に向かって付勢する機能を有している。
【００４３】
＜爪圧調整機構＞
図２および図４に示すように、爪圧調整機構２６は、２つの箱状部材４５の上方に配置された２つのソレノイド６０と、２つのソレノイド６０の駆動を制御する制御装置９と、を含んでいる。図４および図７に示すように、ソレノイド６０は、本体フレーム６１と、プランジャー６２と、プッシュバー６３と、戻しバネ６４と、を含む、いわゆるプッシュ型のソレノイドである。なお、制御装置９は、カラープリンター１を統括制御する装置であるが、爪圧調整機構２６を構成する装置でもある。
【００４４】
（本体フレーム、プランジャー）
本体フレーム６１は、強磁性体で筒状に形成され、筐体２０に固定されている（図２参照）。本体フレーム６１の内部には、給電により磁界を発生させるためのコイル等（図示せず）が収容されている。図７に示すように、プランジャー６２は、強磁性体で棒状に形成され、上方から本体フレーム６１（コイル）の内部に差し込まれている。プランジャー６２は、本体フレーム６１に上下方向に摺動可能に支持されている。
【００４５】
（プッシュバー）
プッシュバー６３は、金属または合成樹脂で棒状に形成され、プランジャー６２の下端部に固定されている。プッシュバー６３は、プランジャー６２の下端部から下方に延設され、本体フレーム６１の下端面から突き出している。プッシュバー６３は、プランジャー６２と一体となって上下方向に摺動するように本体フレーム６１に支持されている。プッシュバー６３の先端部（下端部）は、例えば、略半球状に形成され、支持フレーム４１の箱状部材４５の上面に接触または僅かに離間している。なお、プッシュバー６３の先端部は、半球状に限らず、平らに形成されていてもよい。プッシュバー６３の先端部は、摺動性の良い材料で構成されてもよい。
【００４６】
（戻しバネ）
戻しバネ６４は、プランジャー６２の上部に巻き付けられた圧縮コイルスプリングである。戻しバネ６４は、本体フレーム６１の上面とプランジャー６２の上部に形成されたフランジ部６２Ａとの間に架設されている。戻しバネ６４は、プランジャー６２を上方に付勢している。
【００４７】
２つのソレノイド６０（爪圧調整機構２６）は、制御装置９に電気的に接続されている。制御装置９は、駆動回路等を介してソレノイド６０の駆動（電力供給）を制御する。
【００４８】
［定着装置の作用］
次に、図２を参照して、定着装置７の作用（定着処理）について説明する。なお、定着処理を実施する場合、加圧ローラー２２は、圧力調整部によって定着ローラー２１に押し付けられている。
【００４９】
まず、制御装置９は、駆動モーター３２やハロゲンヒーター２３を駆動制御する。定着ローラー２１は駆動モーター３２の駆動力を受けて回転し、加圧ローラー２２は、定着ローラー２１に従動して回転する（図２の実線細矢印参照）。ハロゲンヒーター２３は、定着ローラー２１の内側から定着ローラー２１を加熱する。温度センサーは、入力回路を介して定着ローラー２１（またはハロゲンヒーター２３）の温度を示す検出信号を制御装置９に送信する。制御装置９は、温度センサーから設定温度に達したことを示す検出信号を受信すると、既に説明した画像形成処理の実行を開始する。トナー像が転写されたシートＳは筐体２０内に進入し、定着ローラー２１は、軸周りに回転しながら加圧領域Ｎを通過するシートＳ上のトナー（トナー像）を加熱する。加圧ローラー２２は、軸周りに回転しながら加圧領域Ｎを通過するシートＳ上のトナーを加圧する。すると、トナーは、溶融してシートＳに定着する。複数の分離爪４０は、定着ローラー２１の表面に接触しながら加圧領域Ｎを通過したシートＳを定着ローラー２１の表面から分離する。そして、トナー像が定着したシートＳは、筐体２０の外部に送り出されて排紙トレイ４に排出される。
【００５０】
ところで、定着ローラー２１は、その表面に分離爪４０を接触させながら回転するため、定着ローラー２１のうち分離爪４０が接触し続ける部分が摩耗する（削れる）。そこで、定着ローラー２１の摩耗を抑制するために、この定着装置７では、移動機構２５が定着ローラー２１の回転に伴って分離爪４０を軸方向に往復移動させるようになっている。
【００５１】
［移動機構の作用］
図６を参照して、移動機構２５の作用について説明する。
【００５２】
駆動モーター３２の駆動力は、動力伝達機構５３を介して入力ギア５０を略等速で回転させる。移動機構２５は、入力ギア５０と一体に回転する偏心カム５１と付勢部材５２との協働によって分離ユニット２４を前後方向（軸方向）に往復移動させる。詳細には、偏心カム５１は、分離爪４０に間接的にカム面５４を接触させながら回転することで分離爪４０を前後方向（軸方向）に往復移動させる。以下、第１カム面５４Ａが支持フレーム４１の折曲片４３に接触している場合を「初期状態（０度）」として具体的に説明する（図６の最上段の図参照）。
【００５３】
初期状態では、偏心カム５１は、付勢部材５２の付勢力に抗して分離ユニット２４を後方に押し出しており、分離ユニット２４は、最も後方に位置している。初期状態から偏心カム５１が回転すると、折曲片４３は第１カム面５４Ａから第２カム面５４Ｂに向かって相対的に摺動する。この場合、カム面５４の偏心半径が徐々に短くなって行くため、分離ユニット２４は、付勢部材５２に付勢されて徐々に前方に移動して行く（図６の２段目の図を参照）。偏心カム５１が略１８０度回転して折曲片４３が第２カム面５４Ｂまで到達すると、分離ユニット２４は、最も前方に位置した状態になる（図６の３段目の図を参照）。
【００５４】
偏心カム５１の回転が更に進み、折曲片４３が第２カム面５４Ｂから第１カム面５４Ａに向かって相対的に摺動する場合、カム面５４の偏心半径が徐々に長くなって行くため、分離ユニット２４は、付勢部材５２の付勢力に抗して徐々に後方に移動して行く（図６の最下段の図を参照）。折曲片４３が再び第１カム面５４Ａまで到達すると、分離ユニット２４は、初期状態に戻る（図６の最上段の図を参照）。
【００５５】
以上のように、偏心カム５１が１回転すると、分離ユニット２４は前後方向に１往復する。偏心カム５１が回転を繰り返すことによって、分離ユニット２４（分離爪４０）は往復移動を繰り返す。
【００５６】
なお、分離爪４０の移動量ＭＡは、偏心カム５１の最大半径と最小半径との差によって決定される。本実施形態では、偏心カム５１の最大半径と最小半径との差は約４ｍｍに設定されており、分離爪４０の移動量ＭＡは約４ｍｍとなっている。また、本実施形態では、分離爪４０の前後幅Ｗ（軸方向の幅）は約３ｍｍに設定されている。したがって、最も前方に位置した分離爪４０の前端から最も後方に位置した分離爪４０の後端までの距離（分離爪４０の移動範囲ＭＲ＝移動量ＭＡ＋前後幅Ｗ）は約７ｍｍとなっている。つまり、分離爪４０の移動範囲ＭＲは、分離爪４０の前後幅Ｗの２倍よりも１ｍｍ大きく設定されている。
【００５７】
ところで、加圧領域Ｎを通過したシートＳは分離爪４０の先端に当たって定着ローラー２１の表面から剥がされるが、シートＳには、加圧領域Ｎの通過後に、定着ローラー２１の表面に貼り付き易いシートＳと、定着ローラー２１の表面から剥がれ易いシートＳとがある。例えば、坪量６０ｇ／ｍ＾２以下のシートＳ（薄紙）は、坪量６０ｇ／ｍ＾２を越えるシートＳ（普通紙、厚紙等）よりも、定着ローラー２１の表面に貼り付き易い傾向がある。また、例えば、シートＳ上で溶融したトナーは粘着性を有するため、シートＳの搬送方向先端部分にトナーが付着した（画像形成された）シートＳは定着ローラー２１の表面に貼り付き易くなる傾向がある。このような貼り付き易いシートＳは、貼り付き難いシートＳの場合よりも、分離爪４０の接触圧を上昇させることで定着ローラー２１の表面から適切に剥がすことができる。しかし、貼り付き易いシートＳに合わせて分離爪４０の接触圧を設定した場合、定着ローラー２１の表面や分離爪４０の先端部が摩耗し易くなる虞がある。そこで、この定着装置７では、爪圧調整機構２６が、貼り付き易いシートＳの場合に限り、定着ローラー２１の表面に対する分離爪４０の接触圧を上昇させるようになっている。
【００５８】
［爪圧調整機構の作用］
図７、図８および図９を参照して、爪圧調整機構２６の作用について説明する。図８は定着ローラー２１、分離ユニット２４および爪圧調整機構２６（上昇圧力）を示す断面図である。図９は爪圧調整機構２６の作用を示すフローチャートである。
【００５９】
制御装置９は、カラープリンター１に電気的に接続された外部端末（図示せず）から送信された画像データや印刷設定等の情報を受信する（図９に示すＳ１）。制御装置９は、受信した情報からシートＳの坪量（厚さ）や搬送方向先端部分の余白に関する情報を特定し、予め設定された値（範囲）か否かを判定する。具体的には、制御装置９は、シートＳの坪量が６０ｇ／ｍ＾２以下、且つシートＳの搬送方向先端から所定範囲Ｄ内に画像が形成されるか否かを判定する（図９に示すＳ２）。ここで、「所定範囲Ｄ内」とは、シートＳの搬送方向先端から５ｍｍ以内の範囲である。つまり、所定範囲とは、シートＳの搬送方向先端（０ｍｍ）から搬送方向末端に向かって５ｍｍ移動した位置までの範囲である（図７および図８参照）。なお、「所定範囲Ｄ内」は厳密に５ｍｍであることを要求されるものではなく、例えば、０．数ミリ程度の誤差を許容する意味である。
【００６０】
例えば、シートＳが坪量６０ｇ／ｍ＾２を越える用紙（薄紙以外）である場合、またはシートＳの搬送方向先端から所定範囲Ｄ内に画像が形成されない場合（図９に示すＳ２でＮＯ）、制御装置９は、ソレノイド６０に電力を供給しない（給電を停止する（図９に示すＳ３））。すると、図７に示すように、プランジャー６２は戻しバネ６４に付勢されて本体フレーム６１から上方に引き出され、プッシュバー６３は本体フレーム６１の内部に引き込まれる。この状態で、プッシュバー６３の先端部（下端部）は支持フレーム４１の箱状部材４５の上面に軽く接触または僅かに離間している。このため、プッシュバー６３が分離爪４０の接触圧に影響を与えることは無く、分離爪４０の先端部は、捩りコイルバネ４８の付勢力によって定着ローラー２１の表面に通常圧力（荷重約１．５ｇｆ）で接触している。
【００６１】
これに対し、シートＳが坪量６０ｇ／ｍ＾２以下の薄い用紙である場合、且つシートＳの搬送方向先端から所定範囲Ｄ内に画像が形成される場合（図９に示すＳ２でＹＥＳ）、制御装置９は、ソレノイド６０に電力を供給する（給電を開始する（図９に示すＳ４））。すると、図８に示すように、プランジャー６２は戻しバネ６４の付勢力に抗して本体フレーム６１の内部（下方）に引き込まれ、プッシュバー６３は本体フレーム６１から下方に押し出される。プッシュバー６３の先端部は、箱状部材４５の上面に当接し、箱状部材４５を押し下げる。このため、分離ユニット２４は支持ピン４４を中心にして下方（定着ローラー２１側）に回動し、分離爪４０の先端部は定着ローラー２１の表面に押し付けられる。分離爪４０には捩りコイルバネ４８の付勢力とプッシュバー６３の押し下げ力とが作用するため、分離爪４０の先端部は定着ローラー２１の表面に通常圧力よりも高い上昇圧力で接触している。ここで、上昇圧力は、通常圧力の２倍に設定されている（荷重約３．０ｇｆ）。なお、上昇圧力は厳密に通常圧力の２倍であることを要求されるものではなく、例えば、数パーセントの誤差を許容する意味である。
【００６２】
次に、制御装置９は、分離爪４０の接触圧を設定した後、既に説明した画像形成処理（定着処理）の実行を開始する（図９に示すＳ５）。なお、プッシュバー６３の先端部が箱状部材４５の上面に接触することがあるが、プッシュバー６３の先端部は略半球状であるため、箱状部材４５の上面との摩擦を小さくすることができ、分離ユニット２４の往復運動を阻害することがない。
【００６３】
以上説明した本実施形態に係る定着装置７では、爪圧調整機構２６が、シートＳの坪量（厚み）やシートＳ上での画像形成位置に応じて分離爪４０の接触圧を変更する構成とした。この構成によれば、シートＳが定着ローラー２１の表面に貼り付き難い場合には分離爪４０の接触圧を低下させることができ、シートＳが定着ローラー２１の表面に貼り付き易い場合には分離爪４０の接触圧を上昇させることができる。これにより、貼り付き易いシートＳを定着ローラー２１の表面から適切に分離することができる。また、シートＳが定着ローラー２１の表面に貼り付き難い場合には分離爪４０の接触圧が上昇圧力よりも低い通常圧力になるため、定着ローラー２１の表面や分離爪４０の先端部の摩耗を抑制することができる。
【００６４】
また、本実施形態に係る定着装置７によれば、先端から５ｍｍ以内に画像形成されて定着ローラー２１の表面に貼り付き易くなったシートＳであっても、定着ローラー２１の表面から適切に剥がすことができる。なお、出願人は、画像がシートＳの先端から５ｍｍを越える位置にある場合には、分離爪４０の接触圧を通常圧力にしても適切に分離できることを実験的・経験的に確認している。
【００６５】
また、本実施形態に係る定着装置７によれば、上昇圧力を通常圧力の２倍に設定することで、定着ローラー２１の表面に貼り付き易いシートＳであっても、定着ローラー２１の表面から適切に剥がすことができる。また、定着ローラー２１の表面や分離爪４０の先端部等の摩耗を少なくすることができる。
【００６６】
また、本実施形態に係る定着装置７では、爪圧調整機構２６は、支持ピン４４を中心に支持フレーム４１を回動させることで定着ローラー２１に対する分離爪４０の接触圧を通常圧力と上昇圧力との間で変更する構成とした。この構成によれば、支持フレーム４１に支持された分離爪４０を、支持ピン４４に沿って往復移動させることができると共に支持ピン４４周りに揺動させることができる。これにより、軸方向のスライドと軸周りの回動とをシンプルな構造で実現することができる。
【００６７】
また、本実施形態に係る定着装置７によれば、移動機構２５がシンプルで故障等が少ないカム機構で構成されているため、長期間に亘って安定した動作を担保することができる。
【００６８】
なお、本実施形態に係る定着装置７では、爪圧調整機構２６は、シートＳが坪量６０ｇ／ｍ＾２以下の薄い用紙である場合、且つシートＳの搬送方向先端から所定範囲Ｄ内に画像が形成される場合に分離爪４０を定着ローラー２１の表面に上昇圧力で接触させ、その他の場合に分離爪４０を定着ローラー２１の表面に通常圧力で接触させていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、爪圧調整機構２６は、シートＳが坪量６０ｇ／ｍ＾２を越える用紙である場合に分離爪４０を定着ローラー２１の表面に通常圧力で接触させ、シートＳが坪量６０ｇ／ｍ＾２以下の用紙である場合に分離爪４０を定着ローラー２１の表面に通常圧力よりも高い上昇圧力で接触させてもよい（第１変形例）。また、他にも、爪圧調整機構２６は、シートＳの搬送方向先端から所定範囲Ｄ内に画像が形成されない場合に分離爪４０を定着ローラー２１の表面に通常圧力で接触させ、シートＳの搬送方向先端から所定範囲Ｄ内に画像が形成される場合に分離爪４０を定着ローラー２１の表面に通常圧力よりも高い上昇圧力で接触させてもよい（第２変形例）。つまり、爪圧調整機構２６は、シートＳの坪量とシートＳ上での画像形成位置との何れか一方に応じて分離爪４０の接触圧を変更してもよい。以上説明した本実施形態の第１および第２変形例に係る定着装置７であっても、定着ローラー２１等の摩耗を抑制しながら定着ローラー２１の表面からシートＳを適切に分離することができる等、上記した定着装置７と同様の効果を得ることができる。
【００６９】
また、本実施形態（第１および第２変形例を含む。）に係る定着装置７では、爪圧調整機構２６が２つのソレノイド６０で構成されていたが、ソレノイド６０は、２つに限らず、１つ以上設けられていればよい。また、２つのソレノイド６０が支持フレーム４１を介して分離爪４０の接触圧を変更していたが、これに限らず、例えば、ソレノイド６０（プッシュバー６３）を分離爪４０に直接接触させて分離爪４０の接触圧を変更する構成としてもよい（図示せず）。
【００７０】
また、本実施形態（第１および第２変形例を含む。）に係る定着装置７では、爪圧調整機構２６（ソレノイド６０）は、支持フレーム４１の上方に配置されていたが、支持フレーム４１の下方に配置されてもよい（第３変形例（図示せず））。この場合、ソレノイド６０として、いわゆるプル型のソレノイドを用いることができる。
【００７１】
また、本実施形態（第１ないし第３変形例を含む。）に係る定着装置７では、圧調整機構２６としてソレノイド６０が採用されていたが、本発明はこれに限定されない。図１０に示すように、他の爪圧調整機構２７は、ソレノイド６０に代えて、カム機構で構成されてもよい（第４変形例）。具体的には、爪圧調整機構２７は、１つ以上の爪圧調整カム６５（偏心円板カム）と、爪圧調整カム６５を回転させる調整モーター６６と、を含んでいる。調整モーター６６は、制御装置９に駆動制御される。爪圧調整機構２７は、爪圧調整カム６５（カム面）を支持フレーム４１に接触させながら回転させることで、分離爪４０の接触圧を変更する。また、その他にも、爪圧調整機構として、ラック・アンド・ピニオン機構やピストン・シリンダー機構等、様々な機構を用いることができる（いずれも図示せず）。
【００７２】
なお、本実施形態（第１ないし第４変形例を含む。以下同じ。）に係る定着装置７では、爪圧調整機構２６，２７が、支持ピン４４を中心に分離爪４０（分離ユニット２４）を回動（揺動）させる構成であったが、本発明はこれに限定されない。例えば、爪圧調整機構は、定着ローラー２１に接近・離間する方向に分離爪４０（分離ユニット２４）を平行移動させる構成であってもよい（図示せず）。
【００７３】
なお、本実施形態に係る定着装置７では、爪圧調整機構２６，２７は、分離爪４０の接触圧を２段階（通常圧力と上昇圧力）に変更していたが、本発明はこれに限定されない。爪圧調整機構２６，２７は、シートＳの坪量やシートＳ上での画像形成位置に応じて３段階（以上）に変更可能に構成されていてもよい。
【００７４】
なお、本実施形態に係る定着装置７では、４つの分離爪４０が設けられていたが、これに限らず、分離爪４０は１つ以上設けられていればよい。また、移動機構２５は、支持フレーム４１を介して分離爪４０を前後方向に往復移動させていたが、これに限らず、例えば、偏心カム５１を分離爪４０に直接接触させて往復移動させる構成としてもよい。
【００７５】
また、本実施形態に係る定着装置７では、分離爪４０の移動範囲ＭＲが分離爪４０の前後幅Ｗの２倍を僅かに超える程度に設定されていたが、本発明はこれに限定されない。分離爪４０の移動範囲ＭＲは、分離爪４０の前後幅Ｗの２倍以上３倍以下に設定されていればよい。
【００７６】
また、本実施形態に係る定着装置７では、移動機構２５が偏心カム５１を用いたカム機構で構成されていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、他の移動機構として、カム機構（偏心カム５１等）に代えて、ソレノイドやラック・アンド・ピニオン機構等を採用してもよい（図示せず）。この場合、ソレノイドのプランジャーやラックギアを、分離ユニット２４または分離爪４０に接続して、分離爪４０を往復移動させることが好ましい。
【００７７】
また、本実施形態に係る定着装置７では、駆動モーター３２が定着ローラー２１を回転駆動させていたが、これに限らず、加圧ローラー２２を回転駆動させてもよい。圧力調整部が加圧ローラー２２を移動させて加圧領域Ｎの圧力を変更していたが、これに限らず、定着ローラー２１を移動させて加圧領域Ｎの圧力を変更するように構成されてもよい。
【００７８】
また、本実施形態に係る定着装置７では、定着ローラー２１が、定着芯金２１Ａに定着弾性層２１Ｂや定着ベルト２１Ｃを積層した構造であったが、本発明はこれに限定されない。例えば、定着部材が無端状のベルトで構成され、内側からベルトを加圧ローラー２２に押し付けるパッドを備えていてもよい（図示せず）。
【００７９】
また、上記実施形態の説明では、一例として、本発明をカラープリンター１に適用した場合を示したが、これに限らず、例えば、モノクロプリンター、複写機、ファクシミリまたは複合機等に本発明を適用してもよい。
【００８０】
なお、上記実施形態の説明は、本発明に係る定着装置および画像形成装置における一態様を示すものであって、本発明の技術範囲は、上記実施形態に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００８１】
１          カラープリンター（画像形成装置）
７          定着装置
２１        定着ローラー（定着部材）
２２        加圧ローラー
２５        移動機構
２６，２７  爪圧調整機構
４０        分離爪
４１        支持フレーム
４４        支持ピン
５１        偏心カム
５２        付勢部材
５４        カム面
Ｓ          シート（媒体）
【図１】
2020067574.tif 000003
【図２】
2020067574.tif 000004
【図３】
2020067574.tif 000005
【図４】
2020067574.tif 000006
【図５】
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【図６】
2020067574.tif 000008
【図７】
2020067574.tif 000009
【図８】
2020067574.tif 000010
【図９】
2020067574.tif 000011
【図１０】
2020067574.tif 000012