(57)【要約】【課題】良好な分離性を確保することができると共に、小型化及び低コスト化を図れる定着装置を提供する。【解決手段】本発明は、定着部材２１と、定着部材２１に接触して定着ニップＮを形成する対向部材２２を備え、定着ニップＮに記録媒体Ｐを通過させてその記録媒体Ｐ上の現像剤像を定着させる定着装置におけるものである。定着ニップＮを通過した記録媒体Ｐを定着部材２１から分離させる分離部材２３を複数設け、各分離部材２３を定着部材２１に対して互いに独立して接近離間可能に構成する。定着装置は、複数の分離部材２３をそれぞれ定着部材２１に当接させるように付勢する当接方向付勢手段２６と、１つの駆動手段３０によって駆動され、複数の分離部材２３の定着部材２１への当接を解除可能な当接解除部材２７とを備える。【選択図】図２
2011048351.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
定着部材と、前記定着部材に接触して定着ニップを形成する対向部材を備え、前記定着ニップに記録媒体を通過させてその記録媒体上の現像剤像を定着させる定着装置において、
前記定着ニップを通過した記録媒体を前記定着部材から分離させる分離部材を複数設けると共に、各分離部材を前記定着部材に対して互いに独立して接近離間可能に構成し、
前記複数の分離部材をそれぞれ前記定着部材に当接させるように付勢する当接方向付勢手段と、
１つの駆動手段によって駆動され、前記複数の分離部材の前記定着部材への当接を解除可能な当接解除部材とを備えたことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記分離部材を前記定着部材に対して離間させるように前記当接解除部材を付勢する当接解除方向付勢手段を備え、
前記当接解除方向付勢手段が前記当接解除部材を介して前記分離部材へ付与する当接解除方向の力を、前記当接方向付勢手段が前記分離部材へ付与する当接方向の力よりも大きく設定し、
前記駆動手段が駆動時に前記当接解除部材へ付与する力を、前記当接解除方向付勢手段が前記当接解除部材に対して付与する力の逆方向でかつそれよりも大きく設定した請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記駆動手段はコイル内で進退可能に装着されたプランジャを有するソレノイドであって、通電時に前記プランジャが前記コイル内部に後退することによって、当該駆動手段が前記当接解除部材に対して力を付与するように構成した請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記複数の分離部材を前記定着部材から離間させた際に、前記各分離部材を所定の離間位置に位置決めする位置決め手段を設けた請求項１から３のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項５】
前記複数の分離部材がそれぞれ前記定着部材に当接した状態で、前記当接解除部材を前記各分離部材に対して非接触となるようにした請求項１から４のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項６】
前記定着ニップの記録媒体搬送方向上流側で前記記録媒体を検知する記録媒体検知手段と、
前記記録媒体検知手段の検知信号に基づいて前記駆動手段を制御する制御部とを備えた請求項１から５のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項７】
前記記録媒体検知手段を、搬送される記録媒体に接触することによって記録媒体を検知する接触式検知手段とし、その記録媒体検知手段の記録媒体と接触する検知部を、記録媒体搬送経路の幅方向中央近傍に配設した請求項６に記載の定着装置。
【請求項８】
前記記録媒体検知手段を、搬送される記録媒体に接触せずに記録媒体を検知する非接触式検知手段とした請求項６に記載の定着装置。
【請求項９】
前記定着ニップの記録媒体搬送方向上流側で前記記録媒体の詰まりの発生を検知する詰まり検知手段を備え、
前記詰まり検知手段が前記記録媒体検知手段を兼ねるようにした請求項６から８のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項１０】
前記記録媒体検知手段を、レジストローラに搬送される記録媒体を検知するレジストセンサとした請求項６から８のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項１１】
前記記録媒体検知手段が記録媒体を検知してから前記駆動手段の駆動を開始するまでの時間を変更可能に構成した請求項６から１０のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項１２】
前記駆動手段の駆動開始から駆動完了までの動作時間を確保しつつ、記録媒体が前記分離部材の前記定着部材への当接位置に到達する前に、前記分離部材が前記定着部材に当接するように、前記記録媒体検知手段の配設位置を設定した請求項６から１１のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項１３】
前記記録媒体の坪量に応じて、前記分離部材が前記定着部材に当接する当接時間を変更可能に構成した請求項６から１２のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項１４】
前記記録媒体の搬送方向の長さに応じて、前記分離部材が前記定着部材に当接する当接時間を変更可能に構成した請求項６から１３のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項１５】
前記記録媒体の面積に対する画像形成領域の割合に応じて、前記分離部材が前記定着部材に当接する当接時間を変更可能に構成した請求項６から１４のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項１６】
前記記録媒体に形成される画像の種類に応じて、前記分離部材が前記定着部材に当接する当接時間を変更可能に構成した請求項６から１５のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項１７】
前記定着ニップの記録媒体搬送方向下流側で定着ニップから排出された前記記録媒体を検知する排出検知手段を備え、当該排出検知手段の検知信号に基づいて、前記分離部材を前記定着部材から離間させるように構成した請求項６から１６のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項１８】
前記定着ニップの記録媒体搬送方向下流側で前記記録媒体の詰まりの発生を検知する詰まり検知手段を備え、当該詰まり検知手段が前記排出検知手段を兼ねるようにした請求項１７に記載の定着装置。
【請求項１９】
前記排出検知手段の配設位置を、前記分離部材が前記定着部材に当接する当接時間と、前記記録媒体のたわみ量に基づいて設定した請求項１７又は１８に記載の定着装置。
【請求項２０】
記録媒体が前記定着ニップを通過中に当該記録媒体の搬送速度が低下する場合、
記録媒体の搬送方向の後端が前記分離部材と接触するまで、前記分離部材を前記定着部材に当接させるように構成した請求項６から１９のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項２１】
前記分離部材を前記定着部材から離間させるタイミングを、記録媒体の搬送方向の後端が前記分離部材と接触した後で行うようにした請求項２０に記載の定着装置。
【請求項２２】
請求項１から２１のいずれか１項に記載の定着装置を備えた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、記録媒体上の現像剤像を定着させる定着装置、及びその定着装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等の画像形成装置において、記録用紙上に担持されたトナー画像を定着させる定着装置として、加熱加圧方式の定着装置を採用しているものがある。この種の定着装置は、一般的に、ハロゲンヒータ等の加熱手段によって加熱される定着回転体と、これに接触して定着ニップを形成する加圧回転体とを備える。画像の定着処理を行う場合は、定着ニップに記録用紙を通過させて、記録用紙を加熱及び加圧し、記録用紙に担持されたトナー画像を加熱溶融させて定着させる。しかし、このとき溶融したトナーの粘着力によって記録用紙が定着回転体の表面に貼り付くことにより、記録用紙が定着ニップから良好に排出されなくなる不具合が生じる場合がある。
【０００３】
上記不具合を解決するために、例えば特許文献１（特開平７−１４０８３１号公報）には、記録用紙を定着回転体から剥離（分離）させるために、定着回転体に対してカウンタ方向に先端が接触するブレード形状や楔形状の分離爪等の分離部材を備えた定着装置が提案されている。しかしながら、このような定着装置においては、分離部材を定着回転体に接触させた状態で定着回転体を回転させるため、経時的に定着回転体の表面が摩耗し、その結果、画像上に光沢ムラやスジ等のノイズが発生するといった問題がある。
【０００４】
このような画像品質の問題を解決するために、特許文献２（特開２００４−６７３２９号公報）において、搬送される記録用紙が当接することによって可動する突出部を設け、この突出部の可動に連動させて分離部材を定着回転体から離間させる定着装置が提案されている。この定着装置によれば、記録用紙が搬送される度に、分離部材を定着回転体から離間させることができるので、分離部材が定着回転体に接触している時間を削減することができる。これにより、分離部材の接触による定着回転体の摩耗量を減少させることができ、定着装置の寿命を延ばすことができる。
【０００５】
上記特許文献２に提案された定着装置によれば、記録用紙が搬送される度に、分離部材を定着回転体から離間させることができるとしている。しかしながら、通常の定着装置の稼働状態を鑑みると、通紙に要する時間よりも、ウォームアップ動作や印字後の定着回転体の表面温度上昇を軽減するための空転動作など、非通紙時で定着回転体を回転させる時間の方が圧倒的に長い。例として、２０頁／分〜２５頁／分程度（記録用紙搬送速度にして１２０ｍｍ／ｓｅｃ〜１５０ｍｍ／ｓｅｃ程度）の生産性を有する画像形成装置が、印刷１回につき３頁程度、５０頁／日程度の頻度で印刷されることを想定すると、通紙のみに要する時間は、定着回転体の総回転時間の１２％〜２３％程度である。このため、特許文献２に提案された定着装置では、定着回転体の摩耗量を減少させる効果はそれほど高くない。
【０００６】
また、特許文献３（特開平４−１２５５８３号公報）と特許文献４（特開２００３−１８６３３６号公報）には、搬送される記録用紙を検知したセンサの検知信号に基づいて、ソレノイドが分離部材を定着装置から離間させる定着装置が提案されている。この定着装置によれば、通紙時にのみ分離部材を定着回転体に接触させ、それ以外のときは分離部材を定着回転体から離間させることができるので、上述の例に挙げた条件で計算すると、分離部材の累積離間時間は定着回転体の総回転時間の７７％〜８８％となる。従って、特許文献３及び４の定着装置は、特許文献２の定着装置と比較して、定着回転体の摩耗量を減少させる効果は高い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献３及び４の定着装置では、１つの分離部材に対して１つのソレノイドを設けているため、分離部材を複数個設けた場合はソレノイドも複数個設ける必要があり、装置の大型化やコストアップの問題がある。また、ソレノイドを複数個設けた場合は、ソレノイドの応答時間のばらつきによる各分離部材の接離動作の信頼性が低くなる問題も生じる。
【０００８】
そこで、各分離部材の接離動作の信頼性を高め、装置の大型化・コストアップを防止するために、複数の分離部材を一体的に連結し、その連結した分離部材を１つのソレノイドで接離させるように構成することが考えられる。しかし、複数の分離部材を一体的に構成した場合は、分離部材の寸法のばらつきや定着回転体の撓み・振れなどが原因で、図１４に示すように、一部の分離部材２３０（図では中央の分離部材）が定着回転体２１０に対して微小な隙間Ｓを介して当接できない状態が発生し得る。このように、全ての分離部材を定着回転体に対して当接できないと、良好な分離性が得られない虞がある。
【０００９】
本発明は、斯かる事情に鑑み、良好な分離性を確保することができると共に、小型化及び低コスト化を図れる定着装置、及びその定着装置を備えた画像形成装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１の発明は、定着部材と、前記定着部材に接触して定着ニップを形成する対向部材を備え、前記定着ニップに記録媒体を通過させてその記録媒体上の現像剤像を定着させる定着装置において、前記定着ニップを通過した記録媒体を前記定着部材から分離させる分離部材を複数設けると共に、各分離部材を前記定着部材に対して互いに独立して接近離間可能に構成し、前記複数の分離部材をそれぞれ前記定着部材に当接させるように付勢する当接方向付勢手段と、１つの駆動手段によって駆動され、前記複数の分離部材の前記定着部材への当接を解除可能な当接解除部材とを備えたものである。
【００１１】
駆動手段によって当接解除部材を駆動させることにより、分離部材を定着部材に対して接離させることができる。これにより、記録媒体が定着ニップに供給されたときは、各分離部材を定着部材に当接させて記録媒体を定着部材から良好に分離させることができる。一方、記録媒体が定着ニップに供給されないときは、各分離部材を定着部材から離間させておくことにより、定着部材の摩耗を抑制し、良好な画像形成を長期に亘って維持することが可能である。
【００１２】
また、各分離部材を定着部材に対して互いに独立して接近離間するように構成しているので、分離部材の寸法誤差や定着部材の撓みや振れ等があっても、全ての分離部材を定着部材の表面に確実に当接させることができる。また、１つの駆動手段によって複数の分離部材を駆動させることが可能である。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１に記載の定着装置において、前記分離部材を前記定着部材に対して離間させるように前記当接解除部材を付勢する当接解除方向付勢手段を備え、前記当接解除方向付勢手段が前記当接解除部材を介して前記分離部材へ付与する当接解除方向の力を、前記当接方向付勢手段が前記分離部材へ付与する当接方向の力よりも大きく設定し、前記駆動手段が駆動時に前記当接解除部材へ付与する力を、前記当接解除方向付勢手段が前記当接解除部材に対して付与する力の逆方向でかつそれよりも大きく設定したものである。
【００１４】
これにより、駆動手段が駆動していないときは、当接方向付勢手段が付与する力と、当接解除方向付勢手段が付与する力との関係により、分離部材を定着部材から離間させておくことができる。従って、分離部材を定着部材に当接させるときのみ駆動手段を駆動すればよいので、駆動手段の構成を簡素化することができる。
【００１５】
請求項３の発明は、請求項２に記載の定着装置において、前記駆動手段はコイル内で進退可能に装着されたプランジャを有するソレノイドであって、通電時に前記プランジャが前記コイル内部に後退することによって、当該駆動手段が前記当接解除部材に対して力を付与するように構成したものである。
【００１６】
駆動手段として汎用的なソレノイドを用いることによって、製造コストを抑えつつ動作信頼性を確保することができる。また、一般に分離部材が定着部材に当接している時間は離間している時間に比べ短いため、分離部材を当接させるときのみソレノイドを駆動させる構成とすることで、ソレノイドの通電率を低減させ、自己発熱によるプランジャの駆動力低下を抑制することができる。
【００１７】
請求項４の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の定着装置において、前記複数の分離部材を前記定着部材から離間させた際に、前記各分離部材を所定の離間位置に位置決めする位置決め手段を設けたものである。
【００１８】
これにより、部品寸法のばらつきや部品組付けのばらつきがあっても、各分離部材を定着部材の表面に対して適切な離間量をもって保持することができる。
【００１９】
請求項５の発明は、請求項１から４のいずれか１項に記載の定着装置において、前記複数の分離部材がそれぞれ前記定着部材に当接した状態で、前記当接解除部材を前記各分離部材に対して非接触となるようにしたものである。
【００２０】
これにより、当接状態にある各分離部材は、当接解除部材から力を受けることがない。従って、分離部材を当接方向付勢手段の付勢力のみによって定着部材に当接させることができるので、定着部材の表面に対して分離部材の当接部を適切な当接圧で追従させることが可能である。
【００２１】
請求項６の発明は請求項１から５のいずれか１項に記載の定着装置において、前記定着ニップの記録媒体搬送方向上流側で前記記録媒体を検知する記録媒体検知手段と、前記記録媒体検知手段の検知信号に基づいて前記駆動手段を制御する制御部とを備えたものである。
【００２２】
これにより、記録媒体が分離部材の位置に到達する前に、駆動手段を駆動させて分離部材を定着部材に当接させておくことができ、記録媒体を確実に分離させることができる。
【００２３】
請求項７の発明は、請求項６に記載の定着装置において、前記記録媒体検知手段を、搬送される記録媒体に接触することによって記録媒体を検知する接触式検知手段とし、その記録媒体検知手段の記録媒体と接触する検知部を、記録媒体搬送経路の幅方向中央近傍に配設したものである。
【００２４】
これにより、記録媒体が検知部と接触することによる搬送姿勢の傾きを抑制することができ、画像の歪みや記録媒体のシワの発生などを防止することができる。
【００２５】
請求項８の発明は、請求項６に記載の定着装置において、前記記録媒体検知手段を、搬送される記録媒体に接触せずに記録媒体を検知する非接触式検知手段としたものである。
【００２６】
この場合、記録媒体は記録媒体検知手段に接触することはないので、記録媒体の搬送姿勢に傾きが生じる虞はない。
【００２７】
請求項９の発明は、請求項６から８のいずれか１項に記載の定着装置において、前記定着ニップの記録媒体搬送方向上流側で前記記録媒体の詰まりの発生を検知する詰まり検知手段を備え、前記詰まり検知手段が前記記録媒体検知手段を兼ねるようにしたものである。
【００２８】
この場合は、記録媒体を検知するための専用の検知手段を設ける必要がなくなるので、装置の小型化や低コスト化を図れる。
【００２９】
請求項１０の発明は、請求項６から８のいずれか１項に記載の定着装置において、前記記録媒体検知手段を、レジストローラに搬送される記録媒体を検知するレジストセンサとしたものである。
【００３０】
記録媒体検知手段をレジストセンサとすることにより、記録媒体を検知するための専用の検知手段を設ける必要がないので、部品点数を削減することができ、装置の小型化や低コスト化を図れる。
【００３１】
請求項１１の発明は、請求項６から１０のいずれか１項に記載の定着装置において、前記記録媒体検知手段が記録媒体を検知してから前記駆動手段の駆動を開始するまでの時間を変更可能に構成したものである。
【００３２】
適切なタイミングで分離部材を接離動作させることができ、分離性を効果的に発揮することができる。
【００３３】
請求項１２の発明は、請求項６から１１のいずれか１項に記載の定着装置において、前記駆動手段の駆動開始から駆動完了までの動作時間を確保しつつ、記録媒体が前記分離部材の前記定着部材への当接位置に到達する前に、前記分離部材が前記定着部材に当接するように、前記記録媒体検知手段の配設位置を設定したものである。
【００３４】
これにより、分離部材が定着部材に当接した後、記録媒体が分離部材の当接位置に到達するため、記録部材を確実に分離することができる。
【００３５】
請求項１３の発明は、請求項６から１２のいずれか１項に記載の定着装置において、前記記録媒体の坪量に応じて、前記分離部材が前記定着部材に当接する当接時間を変更可能に構成したものである。
【００３６】
記録媒体の坪量に応じて、分離部材の当接時間を変更可能に構成することにより、定着部材に対する分離部材の無駄な当接をなくすことができ、定着装置の長寿命化を図りつつ、分離性を確保することが可能になる。
【００３７】
請求項１４の発明は、請求項６から１３のいずれか１項に記載の定着装置において、前記記録媒体の搬送方向の長さに応じて、前記分離部材が前記定着部材に当接する当接時間を変更可能に構成したものである。
【００３８】
記録媒体の搬送方向の長さに応じて、分離部材の当接時間を変更可能に構成することにより、定着部材に対する分離部材の無駄な当接をなくすことができ、定着装置の長寿命化を図りつつ、分離性を確保することが可能になる。
【００３９】
請求項１５の発明は、請求項６から１４のいずれか１項に記載の定着装置において、前記記録媒体の面積に対する画像形成領域の割合に応じて、前記分離部材が前記定着部材に当接する当接時間を変更可能に構成したものである。
【００４０】
記録媒体の面積に対する画像形成領域の割合に応じて、分離部材の当接時間を変更可能に構成することにより、定着部材に対する分離部材の無駄な当接をなくすことができ、定着装置の長寿命化を図りつつ、分離性を確保することが可能になる。
【００４１】
請求項１６の発明は、請求項６から１５のいずれか１項に記載の定着装置において、前記記録媒体に形成される画像の種類に応じて、前記分離部材が前記定着部材に当接する当接時間を変更可能に構成したものである。
【００４２】
記録媒体に形成される画像の種類に応じて、分離部材の当接時間を変更可能に構成することにより、定着部材に対する分離部材の無駄な当接をなくすことができ、定着装置の長寿命化を図りつつ、分離性を確保することが可能になる。
【００４３】
請求項１７の発明は、請求項６から１６のいずれか１項に記載の定着装置において、前記定着ニップの記録媒体搬送方向下流側で定着ニップから排出された前記記録媒体を検知する排出検知手段を備え、当該排出検知手段の検知信号に基づいて、前記分離部材を前記定着部材から離間させるように構成したものである。
【００４４】
排出検知手段が記録媒体を検知したときの検知信号に基づいて、分離部材を定着部材から離間させることも可能である。
【００４５】
請求項１８の発明は、請求項１７に記載の定着装置において、前記定着ニップの記録媒体搬送方向下流側で前記記録媒体の詰まりの発生を検知する詰まり検知手段を備え、当該詰まり検知手段が前記排出検知手段を兼ねるようにしたものである。
【００４６】
この場合、排出検知手段が記録媒体を検知することによって、分離部材の離間と記録媒体の詰まり検知の両方を行うことができる。また、専用の排出検知手段を設ける必要がないので、部品点数を削減して装置の小型化や低コスト化を図れる。
【００４７】
請求項１９の発明は、請求項１７又は１８に記載の定着装置において、前記排出検知手段の配設位置を、前記分離部材が前記定着部材に当接する当接時間と、前記記録媒体のたわみ量に基づいて設定したものである。
【００４８】
これにより、分離部材の定着部材への当接時間と記録媒体のたわみ量を考慮した距離よりも、分離部材の当接位置から排出検知手段までの距離が短くなるように、排出検知手段の位置を設定することができ、記録媒体のたわみやバラツキによる影響を少なくすることができると共に、分離部材の当接時間が短くなる。
【００４９】
請求項２０の発明は、請求項６から１９のいずれか１項に記載の定着装置において、記録媒体が前記定着ニップを通過中に当該記録媒体の搬送速度が低下する場合、記録媒体の搬送方向の後端が前記分離部材と接触するまで、前記分離部材を前記定着部材に当接させるように構成したものである。
【００５０】
搬送速度が低下すると、記録媒体は定着部材に巻き付きやすくなるが、記録媒体の後端が分離部材と接触するまで分離部材を定着部材に当接させておくことにより、記録媒体を定着部材から確実に分離することができる。
【００５１】
請求項２１の発明は、請求項２０に記載の定着装置において、前記分離部材を前記定着部材から離間させるタイミングを、記録媒体の搬送方向の後端が前記分離部材と接触した後で行うようにしたものである。
【００５２】
これにより、記録媒体が定着ニップを通過中に搬送速度が低下しても、記録媒体の後端が分離部材と接触するまで分離部材を定着部材に当接させておくことができ、記録媒体を定着部材から確実に分離することができる。
【００５３】
請求項２２の発明は、請求項１から２１のいずれか１項に記載の定着装置を備えた画像形成装置である。
【００５４】
本発明に係る定着装置を画像形成装置に搭載可能である。
【発明の効果】
【００５５】
本発明によれば、各分離部材を定着部材に対して互いに独立して接近離間するように構成しているので、分離部材の寸法誤差や定着部材の撓みや振れ等があっても、全ての分離部材を定着部材の表面に確実に当接させることが可能である。これにより、良好な分離性を安定して得ることができるので、装置としての信頼性が向上する。また、１つの駆動手段によって複数の分離部材を駆動させることができるので、各分離部材の接離動作の信頼性が向上すると共に、装置の小型化及び低コスト化を図れる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明のカラー画像形成装置の全体構成を示す概略図である。
【図２】本発明に係る定着装置の概略構成図である。
【図３】本発明に係る定着装置の概略構成図である。
【図４】本発明に係る定着装置の斜視図である。
【図５】記録媒体検知手段とソレノイドのそれぞれの動作のタイミングチャートの一例を示す図である。
【図６】記録媒体検知手段と制御部と分離部材のそれぞれの動作のタイミングチャートの一例を示す図である。
【図７】入口ガイドに用紙センサを取り付けた実施形態を示す図である。
【図８】分離部材の当接時間を短く設定した場合のタイミングチャートを示す図である。
【図９】記録媒体検知手段として、レジストセンサを用いた実施形態の構成を示す図である。
【図１０】図９に示す実施形態における、レジストセンサと制御部と分離部材のそれぞれの動作のタイミングチャートの一例を示す図である。
【図１１】定着装置に定着ニップから排出された記録用紙を検知するための排出検知手段を設けた実施形態の構成を示す図である。
【図１２】図１１に示す実施形態における、記録媒体検知手段、排出検知手段、制御部、分離部材のそれぞれの動作のタイミングチャートの一例を示す図である。
【図１３】図１１に示す実施形態における他のタイミングチャートを示す図である。
【図１４】一部の分離部材が定着回転体に当接していない状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５７】
以下、本発明に係る実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
【００５８】
図１は、本発明に係るカラー画像形成装置の概略構成図である。図１に示す画像形成装置は、画像形成装置本体１００に対して着脱可能に構成された４つのプロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋを備えている。各プロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋは、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの異なる色のトナーを収容している以外は同様の構成となっている。
【００５９】
具体的には、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋは、感光体（潜像担持体）としての感光体ドラム２と、感光体ドラム２の表面を帯電させる帯電手段としての帯電ローラ３と、感光体ドラム２の表面にトナー（現像剤）を供給する現像手段としての現像装置４と、感光体ドラム２の表面をクリーニングするクリーニング手段としてのクリーニングブレード５を備えている。なお、図１では、イエローのプロセスユニット１Ｙが備える感光体ドラム２、帯電ローラ３、現像装置４、クリーニングブレード５のみに符号を付しており、その他のプロセスユニット１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋにおいては符号を省略している。
【００６０】
図１において、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋの上方には、感光体ドラム２の表面を露光する露光手段（静電潜像形成手段）としての露光装置６が配設されている。一方、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋの下方には、転写装置７が配設されている。転写装置７は、転写体としての無端状のベルトから構成される中間転写ベルト８を有する。中間転写ベルト８は、駆動ローラ９及び従動ローラ１０に張架され、図の矢印の方向に回転（周回走行）可能に構成されている。
【００６１】
４つの感光体ドラム２に対向した位置に、一次転写手段としての４つの一次転写ローラ１１が配設されている。各一次転写ローラ１１はそれぞれの位置で中間転写ベルト８の内周面を押圧しており、中間転写ベルト８の押圧された部分と各感光体ドラム２とが接触する箇所に一次転写ニップが形成されている。また、駆動ローラ９に対向した位置に、二次転写手段としての二次転写ローラ１２が配設されている。この二次転写ローラ１２は中間転写ベルト８の外周面を押圧しており、二次転写ローラ１２と中間転写ベルト８とが接触する箇所に二次転写ニップが形成されている。
【００６２】
また、中間転写ベルト８の図の右端側の外周面には、中間転写ベルト８の表面をクリーニングするベルトクリーニング装置１３が配設されている。このベルトクリーニング装置１３から伸びた図示しない廃トナー移送ホースは、転写装置７の下方に配設された廃トナー収容器１４の入り口部に接続されている。
【００６３】
画像形成装置本体１００の下部には、記録媒体としての記録用紙Ｐを収容した用紙トレイ１５や、用紙トレイ１５から記録用紙Ｐを搬出する給紙ローラ１６等が設けてある。一方、画像形成装置本体１００の上部には、記録用紙を外部へ排出するための一対の排紙ローラ１７と、排出された記録媒体をストックするための排紙トレイ１８とが配設されている。
【００６４】
また、画像形成装置本体１００内には、下部の用紙トレイ１５から上部の排紙トレイ１８へ記録用紙を案内するための搬送経路Ｒが形成されている。この搬送経路Ｒにおいて、給紙ローラ１６から二次転写ローラ１２に至る途中には、一対のレジストローラ１９が配設されている。また、二次転写ローラ１２から排紙ローラ１７に至る途中に、記録用紙上の画像を定着させるための定着装置２０を配設している。この定着装置２０は、加熱源によって加熱される定着部材としての定着ローラ２１と、その定着ローラ２１に接触して定着ニップを形成する対向部材としての加圧ローラ２２と、定着ローラ２１から記録用紙を分離させる分離部材２３等を有する。本実施形態では、定着ローラ２１と加圧ローラ２２が図示しない加圧手段によって互いに圧接されることにより、圧接箇所において定着ニップが形成されているが、この構成に限定されるものではない。例えば、定着部材と対向部材の少なくとも一方を無端状ベルトとし、そのベルトをローラ又はパッド等によって相手側に圧接させる構成としてもよい。また、定着部材と対向部材は、互いに圧接する場合に限らず、加圧を行わす単に接触させるだけの構成とすることも可能である。
【００６５】
以下、図１を参照して上記画像形成装置の基本的動作について説明する。
作像動作が開始されると、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋの感光体ドラム２が図示しない駆動装置によって図の時計回りに回転駆動され、各感光体ドラム２の表面が帯電ローラ３によって所定の極性に一様に帯電される。帯電された各感光体ドラム２の表面には、露光装置６からレーザ光がそれぞれ照射されて、それぞれの感光体ドラム２の表面に静電潜像が形成される。このとき、各感光体ドラム２に露光する画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。このように感光体ドラム２上に形成された静電潜像に、各現像装置４によってトナーが供給されることにより、静電潜像はトナー画像（現像剤像）として可視像化される。
【００６６】
駆動ローラ９が図の反時計回りに回転駆動されることにより、中間転写ベルト８が図の矢印で示す方向に走行駆動される。また、各一次転写ローラ１１に、トナーの帯電極性と逆極性の定電圧又は定電流制御された電圧が印加される。これにより、各一次転写ローラ１１と各感光体ドラム２との間の一次転写ニップにおいて転写電界が形成される。そして、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋの感光体ドラム２に形成された各色のトナー画像が、上記一次転写ニップにおいて形成された転写電界によって、中間転写ベルト８上に順次重ね合わせて転写される。かくして中間転写ベルト８はその表面にフルカラーのトナー画像を担持する。
【００６７】
また、上記トナー画像が転写された後の各感光体ドラム２の表面に付着する残留トナーは、クリーニングブレード５によって除去され、次いで、その表面が図示していない除電装置によって除電作用を受け、その表面電位が初期化されて次の画像形成に備えられる。
【００６８】
また、作像動作が開始されると、画像形成装置の下部では、給紙ローラ１６が回転駆動することによって、用紙トレイ１５に収容された記録用紙Ｐが搬送経路Ｒに送り出される。搬送経路Ｒに送り出された記録用紙Ｐは、レジストローラ１９によってタイミングを計られて、二次転写ローラ１２とそれに対向する駆動ローラ９との間の二次転写ニップに送られる。このとき二次転写ローラ１２に、中間転写ベルト８上のトナー画像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加されており、これにより二次転写ニップに転写電界が形成されている。そして、二次転写ニップに形成された転写電界によって、中間転写ベルト８上のトナー画像が記録用紙Ｐ上に一括して転写される。トナー画像が転写された記録用紙Ｐは定着手段２０へと搬送され、定着ローラ２１と加圧ローラ２２によって記録用紙Ｐが加熱及び加圧されてトナー画像が定着される。トナー画像が定着された記録用紙Ｐは、分離部材２３によって定着ローラ２１から分離され、排出ローラ１７によって排紙トレイ１８へと排出される。また、転写後の中間転写ベルト８上に残留するトナーは、ベルトクリーニング装置１３によって除去され、除去されたトナーは、廃トナー収容器１４へ搬送され回収される。
【００６９】
以上の説明は、記録用紙上にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作であるが、４つのプロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋのいずれか１つを使用して単色画像を形成したり、２つ又は３つのプロセスユニットを使用して、２色又は３色の画像を形成したりすることも可能である。
【００７０】
次に、図２〜図４に基づいて、本発明の特徴部分である上記定着装置の構成について説明する。図２及び図３は本発明の定着装置の概略構成図、図４は前記定着装置の斜視図である。なお、図２〜図４において、同一の符号は同一の部材又は部分を示す。
【００７１】
図２又は図３に示すように、定着装置２０は、互いに接触して定着ニップＮを形成する定着ローラ２１と加圧ローラ２２を有する。定着ローラ２１の内部には、定着ローラ２１を加熱する加熱源２４が配設されている。また、定着ローラ２１と加圧ローラ２２は、図の矢印の方向に回転可能に構成されている。
【００７２】
定着ローラ２１は、熱伝導性基体の周囲に弾性層を形成し、さらに被覆層で被覆された円筒状部材である。熱伝導性基体としては、所要の機械的強度を有し、熱伝導性の良好な炭素鋼材やアルミニウム材が主として用いられる。また、弾性層は、例えばシリコーンゴムやフッ素ゴム等の合成ゴムで形成される。さらに、弾性層の外側（外周面）の被覆層は、トナーとの離型性を良好とすると共に、弾性層の耐久性を高めるためのもので、熱伝導率が高く耐熱性に富む材料で形成される。例えば、フッ素樹脂（ＰＦＡ）チューブで被覆したもの、フッ素樹脂（ＰＦＡ又はＰＴＦＥ）塗料を塗布したもの、あるいはシリコーンゴム層やフッ素ゴム層を形成したもの等が被覆層として用いられる。
【００７３】
加圧ローラ２２は、芯金、その芯金の外側（外周）に形成された弾性層、及び弾性層を被覆する被覆層から成る円筒状部材である。芯金として、例えばＳＴＫＭ等が用いられ、弾性層として、シリコーンゴムやフッ素ゴム、あるいはこれらの発泡体が用いられる。被覆層は例えば離型性に富むＰＦＡ，ＰＴＦＡ等の耐熱性フッ素樹脂のチューブで形成される。
【００７４】
また、定着ローラ２１の周囲には、図示しない温度検知手段としてのサーミスタや、異常温度防止用のサーモスタット等が配設され、サーミスタからの検出信号により、定着ローラ２１の表面温度は所定の温度域内に維持されるように制御されている。
【００７５】
定着ニップＮよりも記録媒体搬送方向の下流側（図２又は図３の上側）には、分離部材２３が定着ローラ２１に対向して配設されている。本実施形態では、分離部材２３は定着ローラ２１の軸方向に渡って３個配設されている（図４参照）。ただし、分離部材２３の個数は、複数であればよく、３個に限定されない。各分離部材２３は、支点２５を中心に互いに独立して回転可能に支持されている。分離部材２３が支点２５を中心に図２又は図３の時計回り又は反時計回りに回転することにより、分離部材２３の先端２３ａは定着ローラ２１に対して（互いに独立して）接近離間するようになっている。図２は分離部材２３が定着ローラ２１に対して離間している状態を示し、図３は分離部材２３が定着ローラ２１に対して当接している状態を示す。
【００７６】
また、図３において、定着ニップＮの出口（記録媒体搬送方向の下流端部）から、分離部材２３の先端２３ａが定着ローラ２１に当接する当接位置までの距離Ｄは、本実施形態では５ｍｍ〜６ｍｍに設定している。また、定着ニップＮの出口から排出される記録用紙Ｐの挙動を確認し、記録用紙Ｐが定着ローラ２１の表面から最も離間する位置で、分離部材２３の先端２３ａが当接するように上記距離Ｄを設定することにより、分離部材２３が記録用紙Ｐを分離する際に生じる負荷を低減することができ、記録用紙Ｐへのダメージを小さくすることが可能となる。
【００７７】
分離部材２３の素材としては、主にＰＦＡやＰＥＫ、ＰＥＥＫ等の離型性や摺動性の良い材料を用いられる。また、分離部材２３の表面をＰＦＡやテフロン（登録商標）離型性や摺動性の良い材料でコーティングしてもよい。
【００７８】
各分離部材２３の先端２３ａとは反対側の基端２３ｂ側には、当接方向付勢手段２６が配設されている。本実施形態では、当接方向付勢手段２６として引張コイルバネを用いているが、設置スペースや製造コストなどの諸条件に応じて、その他の付勢手段を当接方向付勢手段２６として用いることも可能である。この当接方向付勢手段２６によって、各分離部材２３は定着ローラ２１に対して当接させる方向に付勢されている。
【００７９】
また、各分離部材２３の基端２３ｂ側には、分離部材２３の定着ローラ２１への当接を解除可能な当接解除部材２７が配設されている。当接解除部材２７は、支点２８を中心に回転可能に支持されている。当接解除部材２７が支点２８を中心に図２又は図３の時計回り又は反時計回りに回転することにより、当接解除部材２７の分離部材２３側の先端２７ａは分離部材２３の基端２３ｂに対して接近離間するようになっている。また、当接解除部材２７は、定着ローラ２１の軸方向と平行な方向に渡って延在しており、複数の分離部材２３の全てに対して当接可能に構成されている。
【００８０】
当接解除部材２７の素材としては、軽量でかつ所要の機械的強度を有するＰＰＳやＰＥＫ等の耐熱や耐摩耗性に優れた樹脂材量を用いることができる。本実施形態では、当接解除部材２７の軸方向（長手方向）に渡る撓み防止の観点から、特に支点２８となる回転軸部分をＳＵＳ材にて別体で形成しているが、装置の大きさや分離部材２３への付勢力に応じて材料選定を行うことが望ましい。
【００８１】
当接解除部材２７の先端２７ａとは反対側の基端２７ｂ側には、分離部材２３を定着ローラ２１に対して離間させるように当接解除部材２７を付勢する当接解除方向付勢手段２９が配設されている。本実施形態では、当接解除方向付勢手段２９としての引張コイルバネが当接解除部材２７の基端２７ｂに設けられており、この引張コイルバネによって当接解除部材２７の基端２７ｂが引っ張られることによって、当接解除部材２７の先端２７ａは分離部材２３の基端２３ｂに当接する方向に付勢されている。なお、設置スペースや製造コストなどの諸条件に応じて、その他の付勢手段を当接解除方向付勢手段２９として用いることも可能である。
【００８２】
また、当接解除部材２７を駆動させる駆動手段としてソレノイド３０が配設されている。ソレノイド３０は、コイルを内蔵するソレノイド本体３１と、前記コイル内で進退可能に装着されたプランジャ３２を有する。進退可能なプランジャ３２は、当接解除部材２７の当接解除方向付勢手段２９を設けた基端２７ｂに連結されている。そして、ソレノイド本体３１内のコイルが励磁され、プランジャ３２がソレノイド本体３１内へ吸引されて後退することにより、当接解除部材２７が駆動（回転）されるようになっている。
【００８３】
各分離部材２３の図の上側には、各分離部材２３を所定の離間位置に位置決めする位置決め手段３３が設けてある。この場合は、定着装置２０の出口ガイドの一部に分離部材２３を当接させて位置決めするようにしている。このように、位置決め手段３３を設けることにより、部品寸法のばらつきや部品組付けのばらつきがあっても、各分離部材２３を定着ローラ２１の表面に対して適切な離間量をもって保持可能となっている。
【００８４】
定着ニップＮよりも記録媒体搬送方向の上流側（図２又は図３の下側）には、記録用紙Ｐを検知する記録媒体検知手段３４が配設されている。記録媒体検知手段３４は、支点３５を中心に揺動（又は回転）可能に支持された検知部３６を有する。通常、検知部３６は記録用紙Ｐの搬送経路Ｒに交差した位置に配設されており（図２参照）、搬送される記録用紙Ｐが検知部３６に接触することで検知部３６が揺動し（図３参照）、記録用紙Ｐを検知する仕組みとなっている。また、記録用紙Ｐの通過後、検知部３６は、自重又は図示しない捩りコイルバネ等の付勢手段によって元の位置に戻り、図示しない位置決め部に当接して図２に示す所定の位置に保持されるようになっている。
【００８５】
記録用紙Ｐが検知部３６と接触することによって記録用紙Ｐの搬送姿勢に傾き（スキュー）が生じないように、検知部３６は搬送経路Ｒの幅方向中央近傍に配設することが好ましい。このように検知部３６を配設することで、記録用紙Ｐを正しい姿勢で搬送することができ、画像の歪みや紙シワの発生などを防止して搬送信頼性を確保できる。
【００８６】
また、記録媒体検知手段３４を、上記のような記録媒体に接触することによって記録媒体を検知する接触式検知手段でなく、記録媒体に接触せずに記録媒体を検知する非接触式検知手段とすることも可能である。非接触式検知手段としては、例えば、反射型や透過型の光センサを用いることができる。非接触式検知手段を用いた場合は、記録用紙Ｐの搬送姿勢に傾き（スキュー）が生じる虞はない。
【００８７】
また、定着ニップＮの記録媒体搬送方向の上流側で記録用紙の詰まりの発生を検知する詰まり検知手段を設けている場合は、これを記録媒体検知手段３４として兼用してもよい。この場合は、記録用紙を検知するための専用の検知手段を設ける必要がなくなるので、装置の小型化や低コスト化を図れる。
【００８８】
上記ソレノイド３０は、記録媒体検知手段３４の検知信号に基づいて駆動されるように構成されている。詳しくは、ソレノイド３０と記録媒体検知手段３４とが、制御部３７及び駆動回路３８を介して電気的に接続されている。前記制御部３７は、内部にＩ／Ｏポートを有するＣＰＵである。搬送される記録用紙Ｐが記録媒体検知手段３４によって検知されると、その検知信号に基づいて制御部３７は駆動回路３８を介してソレノイド３０を駆動させるように構成されている。
【００８９】
以下、上記本発明の定着装置の動作について説明する。
図２に示す状態では、記録媒体検知手段３４によって記録用紙Ｐは検知されていない。従って、ソレノイド３０に駆動力は生じず、当接解除部材２７はソレノイド３０からの力は受けない。この場合、当接解除部材２７は、当接解除方向付勢手段２９からの付勢力を受けている。詳しくは、当接解除方向付勢手段２９によって当接解除部材２７の基端２７ｂが図の上方に引っ張られていることにより、当接解除部材２７には図の時計回り方向の力（回転モーメントＭ３）が作用している。この時計回り方向の力（回転モーメントＭ３）が作用することによって、当接解除部材２７の先端２７ａは、各分離部材２３の基端２３ｂを図の下方に押圧した状態となっている。
【００９０】
当接解除部材２７が各分離部材２３の基端２３ｂを図の下方に押圧していることにより、各分離部材２３には図の反時計回り方向の力（回転モーメントＭ２）が作用している。他方、当接方向付勢手段２６によって各分離部材２３の基端２３ｂが図の上方に引っ張られていることにより、各分離部材２３には時計回り方向の力（回転モーメントＭ１）が作用している。このように、各分離部材２３には互いに逆向きの力（回転モーメントＭ１と回転モーメントＭ２）が作用しているが、ここでは反時計回り方向の力（回転モーメントＭ２）の方が時計回方向の力（回転モーメントＭ１）よりも大きいため、各分離部材２３の先端２３ａは定着ローラ２１から離間した状態となっている。
【００９１】
すなわち、記録用紙Ｐが定着ニップＮに供給されない状況では、当接解除方向付勢手段２９が当接解除部材２７を介して分離部材２３に付与する当接解除方向の力（回転モーメントＭ２）を、当接方向付勢手段２６が分離部材２３に付与する当接方向の力（回転モーメントＭ１）よりも大きくなるようにしているので、各分離部材２３の定着ローラ２１への当接が解除されている。このように分離部材２３を離間させておくことで、分離部材２３の当接による定着ローラ２１の摩耗を抑制することができ、良好な画像形成を長期に亘って維持することが可能である。また、各分離部材２３は、位置決め手段３３に当接しており、それぞれ所定の離間位置に保持されている。
【００９２】
そして、図３に示すように、記録用紙Ｐが記録媒体検知手段３４の検知部３６に接触し、記録用紙Ｐが検知された場合、記録媒体検知手段３４からの信号によって制御部３７は駆動回路３８を介してソレノイド３０を駆動させる。詳しくは、ソレノイド３０に所定の電流が印加されることにより、プランジャ３２が吸引されソレノイド本体３１内へ後退する。これにより、当接解除部材２７の基端２７ｂは図の下方に引っ張られ、当接解除部材２７には図の反時計回り方向の力（回転モーメントＭ４）が作用する。他方、当接解除部材２７には当接解除方向付勢手段２９によって上記時計回り方向の力（回転モーメントＭ３）が作用しているが、この時計回り方向の力（回転モーメントＭ３）よりも、上記ソレノイド３０による反時計回り方向の力（回転モーメントＭ４）の方が大きいので、当接解除部材２７は図の反時計回りに回転する。その結果、当接解除部材２７の先端２７ａが各分離部材２３の基端２３ｂから離間し、当接解除部材２７による各分離部材２３の押圧が解除される。
【００９３】
当接解除部材２７による各分離部材２３の押圧が解除されると、各分離部材２３には当接方向付勢手段２６による上記時計回り方向の力（回転モーメントＭ１）のみが作用することになるため、各分離部材２３は図の時計回り方向に回転して、それぞれの先端２３ａが定着ローラ２１に当接する。そして、定着ニップＮを通過した記録用紙Ｐが、分離部材２３によって定着ローラ２１から分離される。
【００９４】
その後、記録用紙Ｐの後端が定着ニップＮを通過すると、ソレノイド３０に印加されていた電流が遮断される。これにより、プランジャ３２の吸引が解除され、当接解除部材２７は当接解除方向付勢手段２９からの力（回転モーメントＭ３）によって各分離部材２３を押圧する。そして、その押圧力によって、各分離部材２３に再び図の反時計回り方向の力（回転モーメントＭ２）が作用する。上述したように、分離部材２３に作用する反時計回り方向の力（回転モーメントＭ２）は、当接方向付勢手段２６によって各分離部材２３に作用する上記時計回り方向の力（回転モーメントＭ１）よりも大きいので、各分離部材２３は図の反時計回りに回転し、それぞれの先端２３ａが定着ローラ２１から離間する。以降、記録用紙Ｐが定着ニップに供給される度に、上記分離部材２３の接離動作が繰り返し行われる。
【００９５】
図５は、記録媒体検知手段３４とソレノイド３０のそれぞれの動作のタイミングチャートの一例を示す。
図５に示すように、記録媒体検知手段３４が記録用紙Ｐを検知したとき（ＯＮ）から、ソレノイド３０が駆動するとき（ＯＮ）までは、所定の時間差ΔＴ１をもたせている。これは、記録媒体検知手段３４が記録用紙Ｐを検知してから、その記録用紙Ｐが分離部材２３に接触するまでは時間的余裕があるため、記録用紙Ｐの検知後すぐにソレノイド３０を駆動させて分離部材２３を定着ローラ２１に当接させるよりは、記録用紙Ｐが分離部材２３に接触する直前に分離部材２３を当接させた方が、定着ローラ２１の摩耗軽減の観点から好ましいからである。
【００９６】
また、図５に示すように、記録媒体検知手段３４が記録用紙Ｐを検知しなくなったとき（ＯＦＦ）から、ソレノイド３０の駆動を停止するまで（ＯＦＦ）の間も、所定の時間差ΔＴ２をもたせている。これは、記録用紙Ｐを検知しなくなってからすぐにソレノイド３０の駆動を停止すると、記録用紙Ｐの後端が分離部材２３を通過していないにもかかわらず分離部材２３が定着ローラ２１から離間して、記録用紙Ｐの分離性や搬送性を良好に維持できなくなる虞があるからである。
【００９７】
また、上記所定の時間差ΔＴ１，ΔＴ２は、記録用紙Ｐの搬送速度などに応じて適切な時間に変更可能としてもよい。その場合、適切なタイミングで分離部材２３を接離動作させることができ、分離性を効果的に発揮することができる。
【００９８】
図６は、記録媒体検知手段３４と制御部３７と分離部材２３のそれぞれの動作のタイミングチャートの一例を示す。
上記ソレノイド３０のプランジャ３２が駆動を開始してから完了するまでには所定の動作時間があるため、図６に示すように、制御部３７が信号を発したタイミング（ＯＮとなったタイミング）から、ソレノイド３０を駆動させて分離部材２３を定着ローラ２１に当接又は離間させるまでに時間Ｙ１，Ｙ２を要する。従って、特に、記録媒体検知手段３４が、定着ニップＮの記録媒体搬送方向の上流側付近に配設されている場合は、記録用紙を検知してからその記録用紙が分離部材２３の当接位置に到達するまでの時間が短いため、分離部材２３が定着ローラ２１に当接する前に記録用紙がその当接位置に到達しないように、記録媒体検知手段３４の位置を設定する必要がある。
【００９９】
例えば、記録媒体検知手段３４としての用紙センサが、１０ｍｓごとに信号を確認し、「記録用紙あり」の信号を５回連続して検知した場合に、ソレノイド３０が駆動するように構成されたものであり、ソレノイド３０を駆動させるための通電が行われてから、プランジャ３２がソレノイド本体３１内へ吸引されて後退するまでの動作時間を１００ｍｓとした場合、用紙センサが記録用紙を検知してからソレノイド３０の駆動が完了して分離部材２３を定着ローラ２１に当接させるまでの時間は、１０ｍｓ×５回＋１００ｍｓ＝１５０ｍｓとなる。ここで、用紙センサが５回信号を確認するのは、ノイズによる誤動作を排除するためである。また、記録用紙の搬送速度（線速）が１２０ｍｍ／ｓとすると、記録用紙が用紙センサに検知されてから分離部材２３が定着ローラに当接するまでに搬送される距離は、１２０ｍｍ／ｓ×１５０ｍｓ＝１８ｍｍとなる。従って、この場合、用紙センサは、分離部材２３の当接位置から記録媒体搬送方向の上流側に１８ｍｍ以上離れた位置に配設する必要がある。
【０１００】
例えば、図７に示す実施形態のように、分離部材２３から記録媒体搬送方向の上流側に３０ｍｍ離れた位置に、記録用紙を定着ニップＮに案内する入口ガイド４０がある場合、この入口ガイド４０に用紙センサ（検知部材３６）を取り付けることによって、ソレノイド３０の動作時間を確保しつつ、分離部材２３と用紙センサとの間の必要距離を満足し、分離部材２３が定着ローラ２１に当接した後、記録用紙の前端が分離部材２３の当接位置に到達するようにでき、記録用紙を確実に分離することが可能となる。
【０１０１】
また、上記図６に示すタイミングチャートでは、記録用紙が分離部材２３の位置に達する直前に分離部材２３を定着ローラ２１に当接させ、記録用紙が分離部材２３の位置を通過した直後に分離部材２３を定着ローラ２１から離間させている。すなわち、この場合、記録用紙の搬送方向長さの全体に渡って分離部材２３を接触させて分離するようにしている。しかしながら、記録用紙の種類によっては、分離するために必ずしも搬送方向長さの全体に渡って分離部材２３と接触させなくてもよいものがある。
【０１０２】
例えば、坪量が６６ｇ／ｍ2以上の普通紙や厚紙などのコシの強い記録用紙の場合は、その記録用紙の前端のみに分離部材２３を接触させて分離すれば、その後は、記録用紙のコシにより挙動が安定し、ガイド部材に沿うように排出される。上記図６では、記録用紙の搬送方向長さの全体に渡って分離部材２３を接触させているため、分離部材２３の定着ローラへの当接時間Ｘは長く設定されているが、コシの強い記録用紙を用いた場合は、記録用紙の前端のみに分離部材２３を接触させればよいので、図８に示すように、分離部材２３の当接時間Ｘを短く設定することが可能である。
【０１０３】
一方、坪量が６６ｇ／ｍ2未満の薄紙や、繊維方向が横目の紙などのコシの弱い記録用紙の場合は、その記録用紙の前端のみに分離部材２３を接触させて分離させても、コシが弱いため記録用紙が定着ローラ２１に巻き付くように排出され、分離部材２３の下に記録用紙が潜り込み排出されないことがある。そのため、コシの弱い記録用紙を用いる場合は、図６に示すように、分離部材２３の当接時間Ｘを長く設定し、記録用紙の搬送方向長さの全体に渡って分離部材２３を接触させることで、確実に分離することができ、定着ローラ２１への記録用紙の巻き付きやそれに伴うジャム等を防止することができる。
【０１０４】
このように、記録用紙の坪量に応じて、分離部材２３が定着ローラ２１に接触する当接時間Ｘを変更可能に構成することにより、その当接時間Ｘを、記録用紙を分離させるのに必要最小限に設定して短くすることができる。これにより、分離部材２３の接触による定着ローラ２１の摩耗量を減少させることができ、定着装置の寿命を延ばすことができるようになる。
【０１０５】
また、記録用紙の搬送方向長さに応じて、分離部材２３の当接時間Ｘを変更可能に構成することも可能である。例えば、Ａ４サイズとＡ６サイズの記録用紙の搬送方向長さは、それぞれ２９７ｍｍと１４８ｍｍに設定されている。仮に、各サイズの記録用紙に対して、分離部材２３を記録用紙の前端から搬送方向に１００ｍｍに渡って接触させた場合、Ａ４サイズでは、搬送方向長さ２９７ｍｍに対して分離部材２３の接触長さ１００ｍｍの割合は、約３分の１となる。一方、Ａ６サイズでは、搬送方向長さ１４８ｍｍに対して分離部材２３の接触長さ１００ｍｍの割合は、約３分の２となり、Ａ４サイズと比べてその割合は大きくなる。しかし、記録用紙を分離するのに必要な、記録用紙の搬送方向長さ全体に対する分離部材２３の接触長さの割合は同じであればよいので、Ａ６サイズにおける分離部材２３の接触長さは、記録用紙の搬送方向長さ全体の３分の１である約５０ｍｍであれば十分である。
【０１０６】
このように、同じ材質の記録用紙において搬送方向長さが異なっても、各記録用紙の搬送方向長さに応じて、搬送方向長さに対する分離部材２３の接触長さの割合が同じとなるように分離部材２３の当接時間Ｘを変更することにより、短い記録用紙では分離部材２３の定着ローラ２１に対する接触時間Ｘが短くなるので、無駄な接触をなすことができる。これにより、分離部材２３の接触による定着ローラ２１の摩耗量を減少させることができ、定着装置の寿命を延ばすことが可能となる。
【０１０７】
また、記録用紙の面積に対する画像形成領域の割合（以下、「画像形成率」という。）や、記録用紙に形成される画像の種類に応じて、分離部材２３の当接時間Ｘを変更可能に構成することも可能である。一般的に、画像の種類が文字画像の場合など、単色で記録用紙面積に対する画像形成率が低いものは、定着ローラ２１に対する記録用紙の密着力が小さく分離しやすいため、記録用紙の前端のみに分離部材２３を接触させれば、記録用紙を分離できる。この場合、分離部材２３の当接時間Ｘを短くすることができ、定着ローラ２１の摩耗量を減少させることが可能である。
【０１０８】
これに対し、画像の種類が写真画像等であって、複数の色を重ね合わせたトナー付着量の多いものや、画像形成率が高いものは、定着ローラ２１に対する記録用紙の密着力が大きく分離しにくいためジャム化しやすい。この場合は、画像が形成された部分に分離部材２３を接触させることで、記録用紙を分離させることが可能となる。
【０１０９】
以上のように、画像の種類や画像形成率、記録用紙の坪量や搬送方向長さに応じて、分離部材２３の当接時間Ｘを変更可能に構成することにより、定着ローラ２１に対する分離部材２３の無駄な当接をなくすことができ、定着装置の長寿命化を図りつつ、分離性を確保することが可能となる。
【０１１０】
図９は、記録媒体検知手段３４として、レジストセンサ４１を用いた実施形態の構成を示す図である。
レジストセンサ４１は、定着装置２０よりも記録用紙搬送方向の上流側に配設され、上記レジストローラ１９に搬送される記録用紙を検知するセンサである。図９に示すレジストセンサ４１は、図２等に示す検知部材３６と同様に、支点４２を中心に揺動（又は回転）可能に支持されており、搬送される記録用紙がレジストセンサ４１に接触することで記録用紙を検知する仕組みとなっている。そして、レジストセンサ４１で記録用紙が検知されると、その検知信号に基づき、ここでは図示しないレジストローラ１９のＯＮとＯＦＦとが切り換えられる。このように、レジストセンサ４１はレジストローラ１９の動作に使用されているため、動作のタイミングを同期させることが容易である。また、レジストセンサ４１によって記録用紙のジャム検知も行っている。本実施形態では、このレジストセンサ４１を記録媒体検知手段３４として用いているので、レジストセンサ４１によって記録用紙が検知されると、その検知信号に基づいて制御部３７が駆動回路３８を介してソレノイド３０を駆動させるように構成されている。なお、図９において、制御部３７からの信号に基づいて、分離部材２３を接離させる構成及び動作については上記図２及び図３において説明したのと同様であるので説明を省略する。
【０１１１】
図１０は、図９に示す実施形態における、レジストセンサ４１と制御部３７と分離部材２３のそれぞれの動作のタイミングチャートの一例を示す。
レジストセンサ４１が記録用紙を検知して、検知信号が制御部３７へと送られると、制御部３７は、レジストセンサ４１が記録用紙を検知してから所定時間ΔＴ１だけ待機した後、１回目の信号を発し、ソレノイド３０を駆動させる。そして、ソレノイド３０の動作時間Ｙ１を経て分離部材２３が定着ローラ２１に当接し、記録用紙が分離される。ここで、待機時間ΔＴ１を設定しているのは、上記図５において説明したのと動揺に、レジストセンサ４１が記録用紙を検知してから、その記録用紙が分離部材２３に接触するまでは時間的余裕があるため、記録用紙の検知後すぐにソレノイド３０を駆動させて分離部材２３を定着ローラ２１に当接させるよりは、記録用紙が分離部材２３に接触する直前に分離部材２３を当接させた方が、定着ローラ２１の摩耗軽減の観点から好ましいからである。その後、制御部３７は、上記１回目の信号を発したタイミングから、所定時間Ｘをあけて２回目の信号を発し、その信号に基づいてソレノイド３０の駆動が停止する。そして、動作時間Ｙ２を経て分離部材２３が定着ローラ２１から離間する。
【０１１２】
このように、レジストセンサ４１を記録媒体検知手段３４として用いた場合も、上記実施形態と同様に、記録用紙を定着ローラ２１から分離させることが可能である。また、この場合、記録用紙を検知するための専用の検知手段を設ける必要がないので、部品点数を削減することができ、装置の小型化や低コスト化を図れる。なお、本実施形態において、分離部材２３の当接時間Ｘを、上記と同様に、画像の種類や画像形成率、記録用紙の坪量や搬送方向長さに応じて、変更可能に構成することも可能である。
【０１１３】
図１１は、定着装置２０に定着ニップＮから排出された記録用紙を検知するための排出検知手段４３を設けた実施形態の構成を示す図である。
排出検知手段４３は、定着ニップＮの記録媒体搬送方向の下流側に、支点４４を中心に揺動（又は回転）可能に支持されており、搬送される記録用紙が排出検知手段４３に接触することで記録用紙を検知する仕組みとなっている。また、排出検知手段４３は、制御部３７に電気的に接続されており、排出検知手段４３によって記録用紙が検知されると、その検知信号に基づいて制御部３７が駆動回路３８を介してソレノイド３０の駆動を停止させるように構成されている。それ以外の構成は、上記図２及び図３において説明したのと同様である。
【０１１４】
図１２は、図１１に示す実施形態における、記録媒体検知手段３４、排出検知手段４３、制御部３７、分離部材２３のそれぞれの動作のタイミングチャートの一例を示す。
記録媒体検知手段３４が記録用紙を検知して、検知信号が制御部３７へと送られると、制御部３７は１回目の信号を発し、ソレノイド３０を駆動させる。そして、ソレノイド３０の動作時間Ｙ１を経て分離部材２３が定着ローラ２１に当接し、記録用紙が分離される。その後、排出検知手段４３が記録用紙を検知して、検知信号が制御部３７へ送られることにより、制御部３７が２回目の信号を発し、その信号に基づいてソレノイド３０の駆動が停止する。そして、動作時間Ｙ２を経て分離部材２３が定着ローラ２１から離間する。
【０１１５】
このように、本実施形態では、排出検知手段４３が記録用紙を検知したときの検知信号に基づいて、分離部材２３を定着ローラ２１から離間させることが可能である。また、定着装置２０に記録用紙の詰まり（ジャム）検知用としての既存の排紙センサ（詰まり検知手段）が定着ニップＮの下流側に設けられている場合は、この排紙センサを排出検知手段４３として用いることで、１つのセンサによって分離部材の離間と記録媒体の詰まり（ジャム）検知の両方を行うことができ、部品点数を削減して装置の小型化や低コスト化を図ることができる。なお、図１２において、上記と同様に、画像の種類や画像形成率、記録用紙の坪量や搬送方向長さに応じて、分離部材２３の当接時間Ｘを変更可能に構成することも可能である。
【０１１６】
また、排出検知手段４３を定着ニップＮの出口近傍に近づけて配設するほど、記録用紙が排出検知手段４３に接触するタイミングが早くなるので、分離部材２３の当接時間Ｘを短くして、定着装置の長寿命化を図ることが可能である。例えば、記録用紙の搬送方向のたわみ量を３０ｍｍ、分離部材２３が当接時間Ｘの間に定着ローラ２１に当接した周方向の距離をＬ、分離部材２３の定着ローラ２１への当接位置から排出検知手段４３までの距離をＺ（図１１参照）とした場合、排出検知手段４３の配設位置は、Ｌ＋３０[ｍｍ]＞Ｚの関係となるような位置に設定する。これにより、分離部材２３の定着ローラ２１への当接時間Ｘと記録用紙のたわみ量を考慮した距離よりも、分離部材２３の当接位置から排出検知手段４３までの距離Ｚが短くなるように、排出検知手段４３の位置を設定することができ、記録用紙のたわみやバラツキによる影響を少なくすることができると共に、分離部材２３の当接時間Ｘが短くなる。
【０１１７】
また、分離部材２３を記録用紙の搬送方向全長に渡って接触させる場合において、排出検知手段４３が記録用紙を検知しなくなった時点でソレノイド３０の駆動を停止させると、分離部材２３の当接位置から排出検知手段４３までの距離Ｚに相当する分だけ無駄に分離部材２３が定着ローラ２１に当接することになる。そこで、分離部材２３が当接時間Ｘの間に定着ローラ２１に当接した周方向の距離Ｌから、分離部材２３の当接位置から排出検知手段４３までの距離Ｚを減算した距離の分だけ、分離部材２３を定着ローラ２１に当接させることで、無駄な当接時間をなくし、定着装置の長寿命化を図りつつ、安定した分離性を確保することができる。
【０１１８】
ところで、定着装置よりも下流側の用紙搬送経路において、湾曲した経路が存在すると、記録用紙の坪量やサイズ、あるいは環境条件によっては、記録用紙の前端がその湾曲した経路で引っ掛かり搬送速度が低下することがある。このような搬送速度の低下が、記録用紙の定着ニップ通過中に生じると、記録用紙は途中から定着ローラに巻き付きやすくなる。例えば、上記図１１に示す実施形態では、排出検知手段４３の用紙検知信号に基づいて分離部材２３を定着ローラ２１から離間させるようにしているが、この場合、定着ニップから排出された記録用紙の前端が湾曲した搬送経路に引っ掛かって速度低下が生じた時点では、すでに分離部材２３が離間しているため、記録用紙上の未定着画像が特にフルカラーの全ベタ画像などのトナー付着量の多い画像である場合は、搬送速度の低下によって記録用紙が定着ローラ２１に巻きつく虞がある。
【０１１９】
そこで、記録用紙が定着ニップを通過中に搬送速度が低下する場合は、排出検知手段４３の用紙検知信号に基づいてすぐに分離部材２３を定着ローラ２１から離間させるのではなく、図１３のタイミングチャートに示すように、分離部材２３を定着ローラ２１から離間させるタイミングｔ２を、記録用紙の後端が分離部材２３と接触したタイミングｔ１の後で行うようにする。これにより、記録用紙の後端が分離部材２３と接触するまで分離部材２３を定着ローラ２１に当接させておくことができ、記録用紙が途中から定着ローラ２１に巻き付くのを防止することが可能となる。その後、図１３に示すように、記録用紙の後端が分離部材２３に接触したタイミングｔ１で制御部３７が信号を発し分離部材２３を離間させることにより、定着ローラ２１に対する分離部材２３の無駄な当接をなくして定着装置の長寿命化を図ることができる。
【０１２０】
なお、上記定着ニップ通過中の搬送速度低下による巻き付きの不具合について、図１１の実施形態を例に説明したが、この不具合は、図１１に示すような分離部材２３の離間のタイミングを排出検知手段４３の検知信号によって制御する構成に関わらず、その他の構成においても同様に生じる虞があるので、図１３を用いて説明した上記制御方法は、図１１に示す構成以外の定着装置においても適用可能である。
【０１２１】
以上のように、本発明の定着装置は、各分離部材２３を定着ローラ２１に対して互いに独立して接近離間するように構成されているので、分離部材２３の寸法誤差や定着ローラ２１の撓みや振れ等があっても、全ての分離部材２３を定着ローラ２１の表面に確実に当接させることが可能である。これにより、良好な分離性を安定して得ることができ信頼性が向上する。
【０１２２】
また、当接解除部材２７を設けていることにより、１つの駆動手段（ソレノイド３０）によって複数の分離部材２３を一様に接離操作することができる。これにより、複数の分離部材を駆動させるために、駆動手段を複数設ける必要がないので、各分離部材の接離動作の信頼性が向上すると共に、装置の小型化及び低コスト化を実現することができる。
【０１２３】
また、本発明の上記実施形態では、図３に示すように、分離部材２３が定着ローラ２１に対して当接しているとき、当接解除部材２７は各分離部材２３に対して非接触状態となるようにしている。これにより、各分離部材２３は、当接解除部材２７から力を受けることがない。従って、分離部材２３を当接方向付勢手段２６の付勢力のみによって定着ローラ２１に当接させることができるので、定着ローラ２１の表面に対して分離部材２３の先端（当接部）を適切な当接圧で追従させることが可能である。
【０１２４】
また、上記実施形態では、駆動手段として汎用的なソレノイド３０を用いているので、製造コストを抑えつつ動作信頼性を確保することができる。本発明の構成によれば、ソレノイド３０が駆動していないときは（図２参照）、当接方向付勢手段２６が付与する力と、当接解除方向付勢手段２９が付与する力との関係により、分離部材２３を定着ローラ２１から離間させておくことができる。従って、分離部材２３を定着ローラ２１に当接させるときのみソレノイド３０を駆動すればよいので、上記実施形態の場合は駆動手段の構成を簡素化することができる。また、一般に分離部材２３が定着ローラ２１に当接している時間は離間している時間に比べ短いため、分離部材２３を当接させるときのみソレノイド３０を駆動させる構成とすることで、ソレノイド３０の通電率を低減させ、自己発熱によるプランジャ３２の駆動力低下を抑制することができる。
【０１２５】
また、記録用紙の坪量や搬送方向長さ、画像の種類や画像形成率の少なくとも１つの要素に応じて、分離部材２３の定着ローラ２１への当接時間Ｘを変更可能に構成することにより、定着ローラ２１に対する分離部材２３の無駄な当接をなくすことができ、定着装置の長寿命化を図りつつ、安定した分離性を確保することができるようになる。
【０１２６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。また、本発明に係る定着装置を、図１に示すカラー画像形成装置に限らず、モノクロ画像形成装置や、その他の複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等にも搭載することも可能である。
【符号の説明】
【０１２７】
２０  定着装置
２１  定着ローラ（定着部材）
２２  加圧ローラ（対向部材）
２３  分離部材
２６  当接方向付勢手段
２７  当接解除部材
２９  当接解除方向付勢手段
３０  ソレノイド（駆動手段）
３３  位置決め手段
３４  記録媒体検知手段
３７  制御部
４１  レジストセンサ
４３  排出検知手段
Ｐ    記録用紙（記録媒体）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１２８】
【特許文献１】特開平７−１４０８３１号公報
【特許文献２】特開２００４−６７３２９号公報
【特許文献３】特開平４−１２５５８３号公報
【特許文献４】特開２００３−１８６３３６号公報
【図１】
2011048351.tif 000003
【図２】
2011048351.tif 000004
【図３】
2011048351.tif 000005
【図４】
2011048351.tif 000006
【図５】
2011048351.tif 000007
【図６】
2011048351.tif 000008
【図７】
2011048351.tif 000009
【図８】
2011048351.tif 000010
【図９】
2011048351.tif 000011
【図１０】
2011048351.tif 000012
【図１１】
2011048351.tif 000013
【図１２】
2011048351.tif 000014
【図１３】
2011048351.tif 000015
【図１４】
2011048351.tif 000016