(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体と、熱源を有する定着ローラと、この定着ローラの表面温度を検出する温度検知手段と、前記感光体の表面に接離可能に設けられた分離部材とを具えた画像形成装置において、
転写紙の連続通紙中に熱源を一定時間オフ状態にして前記温度検知手段により検出された前記定着ローラの表面温度の温度変化に関する情報と通紙サイズに基づいて通紙されている転写紙の紙厚を検出する紙厚検出手段を備え、この紙厚検出手段で検出された転写紙が厚紙の場合、前記分離部材が感光体の表面から離間し、転写紙が薄紙の場合、前記分離部材が感光体の表面に当接するようになっていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
感光体と、熱源を有する定着ローラと、この定着ローラの表面温度を検出する温度検知手段と、前記感光体と定着ローラとの間に設けられた転写ベルトと、前記転写ベルトの表面に接離可能に設けられた分離部材とを備えた画像形成装置において、
転写紙の連続通紙中に熱源を一定時間オフ状態にして前記温度検知手段により検出された前記定着ローラの表面温度の温度変化に関する情報と通紙サイズに基づいて通紙されている転写紙の紙厚を検出する紙厚検出手段を備え、この紙厚検出手段で検出された転写紙が厚紙の場合、前記分離部材が転写ベルトの表面から離間し、転写紙が薄紙の場合、前記分離部材が転写ベルトの表面に当接するようになっ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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば複写機、ファクシミリ又はプリンタ等の画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の画像形成装置の典型的な例としては、図23に示されているようなものがあり、これについて説明することとする。このようなものにおいて、帯電器１によって帯電された感光体２に、図示しない光学系によって画像露光３が施されて潜像が形成され、現像器４によって画像が感光体２に現像される。そしてこの画像はバイアスローラ７を通して電圧印加手段８によって、電圧を印加された転写ベルト９によって転写紙Ｐに転写され、転写ベルト９と分離部材14とによって転写紙Ｐを感光体２から分離して搬送され、さらに転写ベルト９の移送端の曲率と分離部材15とによって、転写紙10を転写ベルト９から分離して、定着ローラ21と加圧ローラ24とを有する定着手段16に搬送される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の画像形成装置にあっては、分離部材14，15が感光体２及び転写ベルト９の表面に常時当接しているため、感光体２の表面の感光層及び転写ベルト９の表面に損傷を与えたり、分離部材14，15の摩耗による早期機能低下を招く等の問題がある。
【０００４】
そこでこの発明の目的は、前記のような従来の画像形成装置のもつ問題を解消し、分離部材によって感光体及び転写ベルトの表面に損傷を与えたり、分離部材の摩耗による早期機能低下を招くこと等のない画像形成装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明は、前記のような目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、感光体と、熱源を有する定着ローラと、この定着ローラの表面温度を検出する温度検知手段と、前記感光体の表面に接離可能に設けられた分離部材とを具えた画像形成装置において、転写紙の連続通紙中に熱源を一定時間オフ状態にして前記温度検知手段により検出された前記定着ローラの表面温度の温度変化に関する情報と通紙サイズに基づいて通紙されている転写紙の紙厚を検出する紙厚検出手段を備え、この紙厚検出手段で検出された転写紙が厚紙の場合、前記分離部材が感光体の表面から離間し、転写紙が薄紙の場合、前記分離部材が感光体の表面に当接するようになっていることを特徴とし、請求項２に記載の発明は、感光体と、熱源を有する定着ローラと、この定着ローラの表面温度を検出する温度検知手段と、前記感光体と定着ローラとの間に設けられた転写ベルトと、前記転写ベルトの表面に接離可能に設けられた分離部材とを備えた画像形成装置において、転写紙の連続通紙中に熱源を一定時間オフ状態にして前記温度検知手段により検出された前記定着ローラの表面温度の温度変化に関する情報と通紙サイズに基づいて通紙されている転写紙の紙厚を検出する紙厚検出手段を備え、この紙厚検出手段で検出された転写紙が厚紙の場合、前記分離部材が転写ベルトの表面から離間し、転写紙が薄紙の場合、前記分離部材が転写ベルトの表面に当接するようになっていることを特徴とするものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１にはこの発明を２色の画像形成装置に適用した実施形態が示されており、第１帯電器１によって帯電された感光体２に、図示しない光学系によって第１画像露光３が施されて第１潜像が形成され、第１現像器４によって例えば黒色トナーによる第１画像が感光体２に現像される。続いて第２帯電器13によって感光体２に再帯電が行われ、前記と同様にして第２画像露光６が施されて第２潜像が形成され、第２現像器５によって例えば赤色トナーによる第２画像が感光体に現像される。なお11はソレノイド、12はばねを示し、第２現像器５を現像時だけ感光体２から離間させるものである。
【０００７】
これらの２色画像はバイアスローラ７を通して電圧印加手段８によって、電圧を印加された転写ベルト９によって転写紙Ｐに転写され、転写ベルト９と分離部材14とによって転写紙Ｐが感光体２から分離して搬送され、さらに転写ベルト９の移送端の曲率と分離部材15とによって、転写紙Ｐを転写ベルト９から分離して定着手段16に搬送する。
【０００８】
図２には定着手段16の要部が示されており、21は定着ローラであって芯金20の表面がＰＦＡ，ＰＴＦＥ等の耐熱離型層28によってコーティングされ、内部に熱源22が設けられ、この定着ローラ21に対向して加圧ローラ24が配置され、その表面はシリコンゴム等の耐熱ゴム層によってコーティングされている。そして定着ローラ21の温度を検出するサーミスタからなる温度検知手段23が設けられている。
【０００９】
加圧ローラ24は、その回転軸の両端部に軸受部材25が設けられ、この軸受部材25は機枠33に設けた開口部30に上下動可能に支持され、またその下方に配設した加圧レバー26により、定着ローラ21と当接する方向に付勢されている。この加圧レバー26は、その一端が支軸27によって回転可能に軸支され、その他端は、スプリング等の弾性部材31を介して上下動可能な可動部材32に支持されて、この可動部材32の上下方向Ｘの移動調整により定着ローラ21に対する加圧ローラ24の加圧力の圧力調整を可能にしている。
【００１０】
可動部材32は、上端部がＬ字形に屈曲させた作動片部37、上下方向に切設した長孔38とを有するプレートによって形成され、この長孔38に機枠33に取付けた案内部材39及びカム軸34を摺嵌させるとともに、図３，４に示すように、このカム軸34に設けた偏心カム部36が作動片部37に常時摺接するように係合させて、図示しない駆動系から回転駆動が伝達されるギヤ35を介してカム軸34を回転させることにより、図３に示す最低部位の第１加圧位置ｈ１から図４に示す最高部位の第２加圧位置ｈ２までの上下方向の移動により圧力調整が可能となっている。
【００１１】
このようなものにおいて、電源を投入して駆動すると、定着ローラ21は、熱源22によって加熱され、その表面温度は温度検知手段23によって検出されて、転写紙Ｐに転写された未定着画像を定着可能な所定の定着温度に達した状態で複写開始が可能となる。そして複写を開始し、図示しない駆動系からの回転駆動の伝達により、図２の矢印方向に回転する定着ローラ21と加圧ローラ24との間のニップ部に通紙させることにより定着を行うこととなる。この間図５に示すように連続通紙中に定着ローラ21の熱源22を一定時間Δｔ＝ｔ2−ｔ1オフし、この間熱源22による熱の供給がなくなるため、定着ローラ21の蓄熱だけで転写紙に熱を供給することになる。
【００１２】
ところで転写紙の種類が異なる場合、紙種の判定を行うこととなる。この場合供給熱量も異なるために、定着ローラ１と加圧ローラ６との間のニップ部の幅を固定した場合、図６に示すように普通紙（坪料約70ｇ/ｍ2）におけるΔｔの温度低下ΔＴNによる温度勾配ＡN＝ΔＴN/Δｔの値を設定する。そして実通紙時の温度勾配ＡがＡ＜ＡNならば通紙されている転写紙を薄紙と判断し、Ａ≧ＡNならば通紙されている転写紙を厚紙と判断する。
【００１３】
また図７に示すように、定着ローラ１の熱源４をオフして、Δｔ時間後の温度ＴNを設定し、実通紙時の温度ＴがＴ＞ＴNならば通紙されている転写紙を薄紙と判断し、反対にＴ≦ＴNならば通紙されている転写紙を厚紙と判断してそれぞれ指示する。
【００１４】
図８に示すように中間ニップ幅の通紙サイズ（サイズ１，２，３，４）に応じて前記温度変化温度勾配Ａ1，Ａ2，Ａ3，Ａ4に設定し、図９に示すようなフローチャートに基づいて、紙厚の判定を行うこととなる。この図９において、まず通紙サイズをチェックした後に、この通紙サイズに対する温度勾配ＡNを決定して設定する。ついで定着ローラ１の熱源４を一定時間Δｔ＝ｔ2−ｔ1オフして、その間の温度変化ΔＴを検出し、この温度変化ΔＴに基づいて実通紙時の温度勾配ＡN＝ΔＴ/Δｔを算出する。そして実通紙時の温度勾配Ａが設定された温度勾配ＡNより小さいＡ＜ＡNならば、通紙されている転写紙を薄紙と判断し、反対に大きいＡ≧ＡNならば通紙されている転写紙を厚紙と判断してそれぞれ指示する。
【００１５】
また図10，11に示すように、まず通紙サイズをチェックした後に、この通紙サイズに対する温度ＴNを決定して設定する。そして時間ｔの定着ローラ１の温度Ｔを検出して、設定温度ＴNと実通紙時の温度Ｔとを対比し、温度Ｔが設定された温度ＴNより小さいＴ＜ＴNならば、通紙されている転写紙を薄紙と判断し、反対に大きいＴ≧ＴNならば通紙されている転写紙を厚紙と判断してそれぞれ指示する。
【００１６】
また図12には他の実施形態が示されており、この実施形態において、定着ローラ21と加圧ローラ24との間のニップ部から距離Ｗだけ上流にある用紙検知部材40によって、第１枚目に給紙された転写紙Ｐの先端を検知する。そして転写紙Ｐの搬送速度から転写紙Ｐの先端が前記ニップ部に到達する時間はｔwとなる。
【００１７】
この実施形態における紙種判定について説明する。図13に示すように前記到達時間ｔw後に、定着ローラ21の熱源22を、一定時間Δｔ＝ｔ2−ｔ1オフし、この間定着ローラ１の熱源22による熱の供給がなくなるため、転写紙Ｐへは定着ローラ１に蓄熱された熱だけが供給されることとなる。そして前記と同様に普通紙（坪料約70ｇ/ｍ2）におけるΔｔの温度低下ΔＴNによる温度勾配ＡN＝ΔＴN/Δｔの値を設定する。そして図14に示すように、温度勾配ＡN＝ΔＴN/Δｔの値を算出して、実通紙時の温度勾配ＡがＡ＜ＡNならば通紙されている転写紙を薄紙と判断し、Ａ≧ＡNならば通紙されている転写紙を厚紙と判断する。
【００１８】
また図15には他の実施形態が示されており、転写紙Ｐを連続通紙中に一定時間Δｔ′の間に変化した定着ローラ21の温度の絶対値ΔＴ′が許容変化温度ΔＴAより小さいΔＴ′＜ΔＴAのときは、定着ローラ21の熱源22の通電を一定時間Δｔ＝ｔ2−ｔ1オフ状態にする。その間、定着ローラ21への熱源22による熱の供給がなくなるために、転写紙Ｐへは定着ローラ21の蓄熱だけが供給されることとなる。
【００１９】
そして前記と同様にして普通紙（坪料約70ｇ/ｍ2）におけるΔｔの温度低下ΔＴNによる温度勾配ＡN＝ΔＴN/Δｔの値を設定する。そして図16に示すように、実通紙時の温度勾配ＡがＡ＜ＡNならば通紙されている転写紙を薄紙と判断し、Ａ≧ＡNならば通紙されている転写紙を厚紙と判断する。
【００２０】
図16に示すように、前記と同様に普通紙（坪料約70ｇ/ｍ2）におけるΔｔの温度低下ΔＴNによる温度勾配ＡN＝ΔＴN/Δｔの値を設定する。そして図14に示すように、温度勾配ＡN＝ΔＴN/Δｔの値を算出して、実通紙時の温度勾配ＡがＡ＜ＡNならば通紙されている転写紙を薄紙と判断し、Ａ≧ＡNならば通紙されている転写紙を厚紙と判断する。
【００２１】
図17，18には、請求項１に記載の発明の実施形態の要部が示されており、分離部材14はＬ字形となっていて、その屈曲部が図示を省略した機枠に設けた枢軸41によって枢支され、屈曲片42が機枠に取付けたばね43によって牽引されて、分離爪部44が感光体２に向けて付勢されており、分離爪部44の上部において機枠にソレノイド45が設けられている。
【００２２】
このようなものにおいて、コピー待機時においてはソレノイド45がオフとなって、そのプランジャ46の重量によって、図17に示すように分離部材14が枢軸41を中心として回動して、分離爪部44が距離Ｌ１だけ感光体２の表面から離間して、ばね43の力と釣り合って保持される。そしてコピー開始と同時にソレノイド45がオンとなり、プランジャ46による分離爪部44に対する負荷が解除され、ばね43の力によって分離部材14が枢軸41を中心として回動して、分離爪部44が図18に示すように、感光体２の表面に当接する。
【００２３】
このようなものにおいて、前記の紙厚検出手段によって検出された転写紙Ｐが厚紙の場合、ソレノイド45がオフとされ、コピー待機時におけると同様に分離部材14の分離爪部44の先端が感光体２の表面から離間する。これに反して紙厚検出手段によって検出された転写紙Ｐが薄紙の場合、ソレノイド45がオンとされて分離爪部44の先端が感光体２の表面に当接し、感光体２に巻きついた薄紙を確実に分離する。この間の作動フローは図19に示すとおりである。
【００２４】
図20，21には、請求項２に記載の発明の実施形態の要部が図示されており、分離部材15はブロック状の本体51を有していて、その先端上部に分離爪部52が突設されており、後端下部が機枠に設けた枢軸53によって枢支され、本体51の中間上部と先端下部とに上向力を有するばね54と下向力を有するばね55とが設けられている。そして本体51のほぼ中間下部の機枠に、ソレノイド56が設けられている。このソレノイド56のプランジャ57の上端は、ばね54に連結されている。
【００２５】
このようなものにおいて、コピー待機時においてはソレノイド56がオフとなって、図20に示すようにばね54によってソレノイド56のプランジャ57を引上げ、このプランジャ57によって分離部材15を枢軸53を中心として回動して、分離爪部52を押し上げて、ばね55の力と釣り合って距離Ｌ２だけ転写ベルト９の表面から離間し、この状態が保持される。そしてコピー開始と同時にソレノイド56がオンとなり、ばね54の力に抗して分離部材15からプランジャ57の負荷がなくなり、ばね55の力によって分離部材15が枢軸53を中心として回動して、分離爪部52が図21に示すように、転写ベルト９の表面に当接する。
【００２６】
このようなものにおいて、前記の紙厚検出手段によって検出された転写紙Ｐが厚紙の場合、ソレノイド56がオフとされ、コピー待機時におけると同様に分離部材15の分離爪部52の先端が転写ベルト９の表面から離間する。これに反して紙厚検出手段によって検出された転写紙Ｐが薄紙の場合、ソレノイド56がオンとされて転写ベルト９の表面に当接し、転写ベルト９に巻きついた薄紙を確実に分離する。この間の作動フローは図22に示すとおりである。
【００２７】
【発明の効果】
本発明は前記のようであって、請求項１に記載の発明は、転写紙の連続通紙中に熱源を一定時間オフ状態にして前記温度検知手段により検出された前記定着ローラの表面温度の温度変化に関する情報と通紙サイズに基づいて通紙されている転写紙の紙厚を検出する紙厚検出手段を備え、この紙厚検出手段で検出された転写紙が厚紙の場合、前記分離部材が感光体の表面から離間し、転写紙が薄紙の場合、前記分離部材が感光体の表面に当接するようになっているので、分離部材によって感光体の表面に損傷を与えたり、分離部材の摩耗による早期機能低下を招くこと等がなくて、長期にわたって良好な分離性能を維持し、感光体及び分離部材の長寿命化を図ることができるという効果がある。
【００２８】
請求項２に記載の発明は、転写紙の連続通紙中に熱源を一定時間オフ状態にして前記温度検知手段により検出された前記定着ローラの表面温度の温度変化に関する情報と通紙サイズに基づいて通紙されている転写紙の紙厚を検出する紙厚検出手段を備え、この紙厚検出手段で検出された転写紙が厚紙の場合、前記分離部材が転写ベルトの表面から離間し、転写紙が薄紙の場合、前記分離部材が転写ベルトの表面に当接するようになっているので、分離部材によって転写ベルトの表面に損傷を与えたり、分離部材の摩耗による早期機能低下を招くこと等がなくて、長期にわたって良好な分離性能を維持し、転写ベルト及び分離部材の長寿命化を図ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態の概略正面図である。
【図２】同上の定着装置の要部の斜視図である。
【図３】同上の加圧ローラの定着ローラからの離脱時のカムの状態説明図である。
【図４】同加圧ローラの定着ローラへの加圧時のカムの状態説明図である。
【図５】連続通紙中熱源を一定時間オフ状態にしたときの定着ローラ温度と、時間との相関図である。
【図６】定着ローラと加圧ローラとのニップ部幅を固定した１例の定着ローラ温度と、時間との相関図である。
【図７】定着ローラと加圧ローラとのニップ部幅を固定した他の例の定着ローラ温度と、時間との相関図である。
【図８】通紙サイズと温度勾配との１例の相関図である。
【図９】同上のフローチャートである。
【図１０】通紙サイズと温度勾配との相関図である。
【図１１】同上のフローチャートである。
【図１２】この発明の他の実施形態の概略説明図である。
【図１３】同実施形態における定着ローラ温度と時間との相関図である。
【図１４】同上のフローチャートである。
【図１５】この発明の他の実施形態における定着ローラ温度と時間との相関図である。
【図１６】同上のフローチャートである。
【図１７】この発明の請求項１に記載の発明の実施形態における分離部材が感光体から離間している状態を示す説明図である。
【図１８】同上の分離部材が感光体に当接している状態を示す説明図である。
【図１９】同上のフローチャートである。
【図２０】この発明の請求項２に記載の発明の実施形態における分離部材が感光体から離間している状態を示す説明図である。
【図２１】同上の分離部材が感光体に当接している状態を示す説明図である。
【図２２】同上のフローチャートである。
【図２３】この発明と同種の従来の画像形成装置の図１と同様の正面図である。
【符号の説明】
２  感光体                      ４  現像器
５  現像器                      ９  転写ベルト
14  分離部材                    15  分離部材
16  定着手段                    21  定着ローラ
22  熱源                        23  温度検知手段
24  加圧ローラ                  25  軸受部材
26  加圧レバー                  30  開口部
31  弾性部材                    32  可動部材
33  機枠                        34  カム軸
35  ギヤ                        37  作動片部
38  長孔                        39  案内部材
41  枢軸                        42  屈曲部
43  ばね                        44  分離爪部
45  ソレノイド                  46  プランジャ
51  本体                        52  分離爪部
53  枢軸                        54  ばね
55  ばね                        56  ソレノイド
57  プランジャ
【図１】
0003831528.tif 000002
【図２】
0003831528.tif 000003
【図３】
0003831528.tif 000004
【図４】
0003831528.tif 000005
【図５】
0003831528.tif 000006
【図６】
0003831528.tif 000007
【図７】
0003831528.tif 000008
【図８】
0003831528.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0003831528.tif 000011
【図１１】
0003831528.tif 000012
【図１２】
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【図１３】
0003831528.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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