(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状媒体を定着部材から分離するための分離部材と、該分離部材を変位させる変位手段を有する定着装置において、
上記変位手段は、シート状媒体の先端が上記分離部材によって定着部材から分離された時に上記分離部材を上記シート状媒体から離れる向きに変位させることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
請求項１記載の定着装置において、
シート状媒体上のトナー像の位置を検知するトナー像検知手段を有し、
上記変位手段は、上記トナー像検知手段が検知した、シート状媒体の先端からトナー像の先端までの長さに応じて、上記分離部材を変位させることを特徴とする定着装置。
【請求項３】
請求項１記載の定着装置において、
シート状媒体上のトナー量を検知するトナー量検知手段を有し、
上記変位手段は、上記トナー量検知手段が検知した、シート状媒体上のトナー量に応じて、上記分離部材を変位させることを特徴とする定着装置。
【請求項４】
請求項１記載の定着装置において、
シート状媒体の種類を検知する紙種検知手段を有し、
上記変位手段は、上記紙種検知手段が検知した、シート状媒体の種類に応じて、上記分離部材を変位させることを特徴とする定着装置。
【請求項５】
請求項１に記載の定着装置において、
シート状媒体のジャムを検知するジャム検知手段を有し、
上記変位手段は、上記ジャム検知手段がシート状媒体のジャムを検知したとき、上記分離部材を上記定着部材から遠ざかる向きに変位させることを特徴とする定着装置。
【請求項６】
請求項１ないし５の何れか１つに記載の定着装置において、
上記変位手段は、上記分離部材を上記定着部材の回転方向に変位させることを特徴とする定着装置。
【請求項７】
請求項１ないし６の何れか１つに記載の定着装置を有する画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、定着ベルト、加熱ローラ等の回転部材から用紙等のシート状媒体を分離する分離部材を備えた定着装置及びこれを有する複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置には一般に、被定着画像としてのトナー像を形成されたシート状媒体に、トナー像を定着するための定着装置を有している。
【０００３】
定着装置としては、内部に熱源を有し回転駆動される回転部材としての加熱ローラと、この加熱ローラに圧接され加熱ローラに従動回転する加圧ローラとを有し、両ローラによって形成されるニップ部に、シート状媒体を両ローラの回転により通過させ、加熱加圧してトナー像を定着する熱ローラ対タイプの定着装置や、トナーを定着されるシート状媒体を搬送するための回転部材としての無端の定着ベルト、定着ベルトを巻き掛けられた加熱ローラ及び定着ローラ、定着ベルトを介して定着ローラに対向して配置される加圧ローラ等を構成要素とするタイプのいわゆるベルト定着装置が知られている。
【０００４】
何れのタイプの定着装置においても、トナー像は、回転部材の回転により搬送されるシート状媒体上に加熱による溶融によって定着される。この定着の際、通常、トナー像がシート状媒体に接触するが、トナー像は溶融した状態において粘性が高いため、シート状媒体が回転部材に巻き付く虞がある。そこで通常、定着装置は、分離爪のような、シート状媒体を回転部材から強制的に分離する手段を有しており、回転部材に対するシート状媒体の巻き付きを防止している。
【０００５】
しかし、分離部材は回転部材表面とは部分的にしか接触していないので、回転部材表面にはその回転軸方向において分離部材による不均一な押圧力がかかり、回転部材表面が偏磨耗したり、傷付いたりすることがある。そこで、このような問題を解決する為、特開平１１−１８４３００号公報には、プラスチックの剥離シートによって用紙の分離を行う定着装置が開示されている。
【０００６】
この定着装置は、回転部材としての定着ローラと、定着ローラに接触して回転する加圧ローラと、定着ローラと加圧ローラが接触してなる対向位置としてのニップ部よりも定着ローラの回転方向下流側に配設され、ニップ部を通過した用紙を定着ローラから分離する分離部材としての剥離シートとを備えている。剥離シートは、その端縁が定着ローラ表面に均一な押圧力で接触するように配置されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、かかる定着装置では、剥離シートは、その不均一な押圧力に起因する定着ローラの偏磨耗等を防止しつつ、ニップを通過した用紙を分離するものの、用紙上のトナー像が剥離シートの先端や、或いは先端以降の部分に擦れながら搬送されて行く為、剥離シートにトナーが付着してしまう。その結果、経時において剥離シートにトナーが固着し、その固着したトナーが剥離シートと定着ローラの間に挟まり、定着ローラを傷付けてしまう現象を起こすことがあるという問題がある。また、画像が剥離シートに擦られる為、画像乱れを生じてしまうことがあるという問題がある。
【０００８】
本発明は、以上の問題を解決し、分離部材にトナーが付着することを防止することにより、定着ローラを傷つけることや画像乱れを生ずることを防止する定着装置及びこれを有する画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、シート状媒体を定着部材から分離するための分離部材と、該分離部材を変位させる変位手段を有する定着装置において、上記変位手段は、シート状媒体の先端が上記分離部材によって定着部材から分離された時に上記分離部材を上記シート状媒体から離れる向きに変位させることを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の定着装置において、シート状媒体上のトナー像の位置を検知するトナー像検知手段を有し、上記変位手段は、上記トナー像検知手段が検知した、シート状媒体の先端からトナー像の先端までの長さに応じて、上記分離部材を変位させることを特徴とする。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の定着装置において、シート状媒体上のトナー量を検知するトナー量検知手段を有し、上記変位手段は、上記トナー量検知手段が検知した、シート状媒体上のトナー量に応じて、上記分離部材を変位させることを特徴とする。
【００１２】
請求項４記載の発明は、請求項１記載の定着装置において、シート状媒体の種類を検知する紙種検知手段を有し、上記変位手段は、上記紙種検知手段が検知した、シート状媒体の種類に応じて、上記分離部材を変位させることを特徴とする。
【００１３】
請求項５記載の発明は、請求項１に記載の定着装置において、シート状媒体のジャムを検知するジャム検知手段を有し、上記変位手段は、上記ジャム検知手段がシート状媒体のジャムを検知したとき、上記分離部材を上記定着部材から遠ざかる向きに変位させることを特徴とする。
【００１４】
請求項６記載の発明は、請求項１ないし５の何れか１つに記載の定着装置において、上記変位手段は、上記分離部材を上記定着部材の回転方向に変位させることを特徴とする。
【００１５】
請求項７記載の発明は、請求項１ないし６の何れか１つに記載の定着装置を有する画像形成装置にある。
【００１８】
【実施例】
図１に本発明を適用した画像形成装置の概略を示す。画像形成装置は複写機、ファクシミリ、プリンタ等周知のものであれば何れでもよいが、本実施例における画像形成装置はカラー画像を形成する複写機である。画像形成装置２０は、一般にコピー等に用いられる普通紙と、ＯＨＰシートや、カード、ハガキといった９０Ｋ紙、坪量約１００ｇ／ｍ２相当以上の厚紙や、封筒等の、普通紙よりも熱容量が大きないわゆる特殊シートとの何れをもシート状媒体として用いることが可能である。
【００１９】
画像形成装置２０は、原稿画像に応じて各色ごとの画像すなわちトナー像を形成する作像装置２１Ｃ、２１Ｙ、２１Ｍ、２１ＢＫと、作像装置２１Ｃ、２１Ｙ、２１Ｍ、２１ＢＫに対向して配置された、中間転写体としての転写ベルトであるベルト６１及びこれを掛け渡したローラ６２、６３、３１を有する転写装置２２とを有している。
【００２０】
画像形成装置２０はまた、転写装置２２におけるベルト６１と各作像装置２１Ｃ、２１Ｙ、２１Ｍ、２１ＢＫとの対向領域である転写領域に各種シート状媒体を供給するシート状媒体供給手段としての給紙カセット２３、２４と、給紙カセット２３、２４からそれぞれ給紙ローラ５６、５８によって搬送されてきたシート状媒体を作像装置２１Ｃ、２１Ｙ、２１Ｍ、２１ＢＫによる作像のタイミングにあわせて供給するレジストローラ３０とを有している。
【００２１】
画像形成装置２０はまた、転写後のシート状媒体をベルト６１から分離する分離装置１４と、転写後のベルト６１を除電する除電装置１５と、除電装置１５によって除電されたベルト６１をクリーニングするクリーニングユニットとしてのクリーニング装置２８と、転写領域においてトナー像を転写されトナー像を担持しているシート状媒体に対する定着を行う定着装置１と、定着装置１から排出される定着後のシート状媒体を画像形成装置２０本体外に排出する排出ローラ１３と、排出ローラ１３によって排出されたシート状媒体を積載する図示しないシート積載手段としての排紙トレイを有している。
【００２２】
各作像装置２１Ｃ、２１Ｙ、２１Ｍ、２１ＢＫはそれぞれシアン、イエロー、マゼンタ、ブラックの各色の現像を行うものであり、用いるトナーの色が異なるが、その構成はほぼ同様であるから、作像装置２１Ｃの構成を各作像像装置２１Ｃ、２１Ｙ、２１Ｍ、２１ＢＫの代表として説明する。なお、区別する必要がないときには、末尾に付したＣ、Ｙ、Ｍ、ＢＫを省略する。
【００２３】
作像装置２１Ｃは、静電潜像担持体としての感光体ドラム２５Ｃ、感光体ドラム２５Ｃの回転方向Ａにおいて順に配置されている帯電装置２７Ｃ、現像器としての現像装置２６Ｃ、ベルト６１を挟んで感光体ドラム２５Ｃに対向して配設された転写チャージャとしての転写装置１７Ｃ等を有し、帯電装置２７Ｃと現像装置２６Ｃとの間で露光装置１９Ｃからの露光光２９Ｃを受ける周知の構成である。
【００２４】
感光体ドラム２５は帯電装置２７により負に帯電され、露光光２９を受けた部分が負に帯電したトナーにより反転現像される。帯電装置２７はコロトロン、スコロトロンなど、コロナ放電により電荷を発生させて感光体ドラム２５表面に散布する方式のものである。現像装置２６の配列は、給紙側から順に、イエロー、シアン、マゼンタ、黒トナーを用いるものとされており、この順で順次正のコロナにより重ね転写が行われる。
【００２５】
ベルト６１はポリエステルフィルムなどの誘電体からなり、転写装置１７により正に帯電され、またシート状媒体が分離された後に除電装置１５により除電される。除電装置１５はベルト６１の両面からチャージャで負のＡＣコロナ放電を行い、ベルト６１の蓄積電荷を中和することで除電を行い、ベルト６１を初期化するものである。
【００２６】
分離装置１４は、シート状媒体の上面からチャージャで負のＡＣコロナ放電を行い、転写紙の蓄積電荷を中和することで除電を行うとともに、シート状媒体がベルト６１から分離する際の剥離放電によるトナーのチリを防止する。感光体ドラム２５は光導電性を有するものであり、有機感光体であるが、無機感光体であってもよい。各感光体ドラム２５は同一平面状に配列されている。静電潜像担持体はドラム状でなく、ベルト状としても良い。
【００２７】
画像形成装置２０の上部には、原稿読み取り部１２が配設されている。画像形成装置２０はフルカラー画像形成装置一般に用いられている色分解重ね合わせ転写方式により画像形成を行うものであって、原稿読み取り部１２は、光学系５１を介して青、赤、緑の３色に色分解した画像情報光を各々ＣＣＤ１１で読み取ることで、原稿５０を読み取る。
【００２８】
各ＣＣＤ１１が検知した光の強度レベルをもとにして画像演算処理を行ってイエロー、シアン、マゼンタ、黒の各色で現像すべき書き込み画像データが作成され、この書き込み画像データに応じて各露光装置１９が露光光２９を感光体ドラム２５に照射し、光書き込みが行われるようになっている。
【００２９】
なお、画像形成装置２０において用いられるトナーは、少なくとも結着樹脂、着色剤、及びワックスを含有し、カルナウバに代表されるワックス、もしくはジメチルシロキサンに代表されるオイルの何れかを５〜２０重量部含有するものである。このようなトナーを用いることにより、オイルレスの定着装置１でも、シート状媒体が定着ベルト２に巻き付くことなくカラー画像を定着することができる。
【００３０】
図２に示すように、定着装置１は、トナーを定着されるシート状媒体を搬送するための回転部材としての無端の定着ベルト２と、定着ベルト２を巻き掛けられた加熱ローラ３及び定着ローラ４と、定着ベルト２を介して定着ローラ４に対向して配置され、定着ベルト２との対向位置であるニップ部としての定着部１６において定着ベルト２の回転方向Ｂと同方向Ｃに回転する加圧部材としての加圧ローラ５と、加熱ローラ３、加圧ローラ５の内部にそれぞれ備えられた加熱手段としてのヒータ６、７を有している。
【００３１】
定着装置１はまた、定着ベルト２を介して加熱ローラ３に対向して配置され定着ベルト２の温度を検知する温度検知手段としてのサーミスタ８と、加圧ローラ５に対向して配置され加圧ローラ５の温度を検知する温度検知手段としてのサーミスタ１８と、定着部１６を通過したシート状媒体を定着ベルト２から分離するための分離部材としての分離板７０と、トナー像を担持したシート状媒体Ｐを定着部１６に向けて案内する案内手段としてのガイド板５２等を有している。定着ベルト２に適当な所定の張力を与えるため、加熱ローラ３は定着ローラ４から離間する向きに付勢されている。
【００３２】
図２において、シート状媒体Ｐ上にはトナー像を構成するトナーが担持されているが、図２及び図３ないし図７においてはこの図示を省略し、図８、図９にのみ符号Ｔにてこれを図示する。後述するように本発明を適用した分離板７０は変位するのであるが、本実施例において分離板７０の先端すなわち回転部材側端部は分離板７０が回転部材側に変位したときに回転部材に当接するため、図２においては分離板７０が定着ベルト２に当接した状態を示している。ただし、分離板７０の先端は回転部材側に変位した際において回転部材に近接していればよく、必ずしも当接する必要はない。
【００３３】
定着ベルト２は、耐熱性樹脂であるポリイミド樹脂の厚さ１００μｍの基体の表層上に２００μｍの高離型シリコンゴム製の離型層が形成されたものであり、熱容量が小さく、熱応答性を良好にされている。基体は、耐熱性樹脂としては、ポリイミド樹脂のほか、ポリアミドイド、ポリエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等であってもよく、また、ステンレス製、ニッケル製等の金属製でも、ゴム製でもよい。可撓性等を考慮すると厚さは１００μｍ以下のものが望ましい。
【００３４】
離型層は離型性のほか耐熱性、耐久性に優れたものが好ましい。よって、離型層は高離型シリコンゴムのほかフッ素型樹脂等を用いた耐熱離型層とすることが望ましい。フッ素樹脂の場合は、吹き付け等により基体表面に塗装した後、加熱融着することで離型層を形成する。また、高離型シリコンゴム層は、ゴム高度２５〜６５度（ＪＩＳ  Ａ硬度計）、厚さが１００〜３００ｕｍの範囲が良好な定着性及び熱応答性を得る条件として望ましい。
【００３５】
定着ベルト２の表面には、基体上にシリコンゴム等の弾性体層を設け、さらにその弾性体層の上にフッ素樹脂、ＰＦＡチューブ等の離型層を設けると、シート状媒体としてＯＨＰシートを用いた場合の透明性を確保できるとともに、均一に定着を行うことで、良好な定着画像を得ることができる。
【００３６】
定着ローラ４は、径を４０ｍｍとされ、鋼性の金属パイプによって構成されている基体としての芯金９と、この芯金９を被覆し定着部１６の幅を十分な広さにするための、弾性体層１０とを有している。弾性体層１０は、耐熱多孔質の発泡シリコンゴム製であって、柔らかく断熱性のあるものである。
【００３７】
弾性体層１０の材質は、熱伝導率が小さく断熱作用のある耐熱多孔質の弾性体であるから、ベルトの熱を奪うことを低減し、立上り後の温度落ち込みを小さくするとともに温度回復のためのプレ回転時間を短縮している。また、弾性体層１０が比較的低硬度であるため、加圧ローラ５の圧接力が小さくても十分なニップ幅を得ることができ、比較的低温かつ低圧の条件下でも良好な定着性能を得ることができる。
【００３８】
加圧ローラ５は、径を４０ｍｍとされ、図示を省略するが、鋼性の金属パイプによって構成されている基体としてのアルミニウム製の芯金と、この芯金を被覆する、耐熱多孔質のシリコンゴム製の厚さ２ｍｍの離型層とを有している。芯金はアルミニウムのほかステンレス、炭素鋼等により構成することができる。離型層は高離型シリコンゴムのほかフッ素型樹脂により構成することができる。
【００３９】
芯金の中心にヒータ７が内蔵されている。定着ベルト２からのシート状媒体の剥離性をよくするため、加圧ローラ５の硬度を定着ローラ４よりも硬くし、定着部１６を下向きに形成している。加圧ローラ５は、バネなどの図示しない弾性体により、定着ローラ４に圧接する向きに付勢されている。
【００４０】
加熱ローラ３は、径を５０ｍｍとされ、芯金は熱伝導性の良好なアルミニウム製の薄肉ローラのパイプであって長手方向の温度ムラを防止されており、肉厚を５ｍｍとされている。芯金表面は定着ベルト２との摩擦による磨耗を防止するためアルマイト処理されている。芯金の中心にヒータ６が内蔵されている。芯金は炭素鋼やステンレス鋼、銅等であってもよい。
【００４１】
このように、加熱ローラ３と加圧ローラ５とは、それぞれ薄肉円筒状の芯金からなってことから低熱容量化が図られ、加熱ローラ３の熱容量は２６ｃａｌ／℃以下、加圧ローラ５の熱容量は３６ｃａｌ／℃以下とされている。加熱ローラ３、加圧ローラ５を低熱容量とすることにより、定着ベルト２が回転してもその熱を奪うことが少なく、定着に悪影響を与えることや立上り時間が長引くことが防止されている。さらに連続定着等により温度が低下してもその回復までの時間が短縮される。ヒータ６、７は、加熱ローラ３、加圧ローラ５及びこれらローラ３、５を介して定着ベルト２を加熱するものである。
【００４２】
ガイド板５２は、定着部１６の、シート状媒体搬送方向Ｄの上流側に配設されている。定着部１６の、シート状媒体搬送方向Ｄの下流側には、定着部１６側に拡開し、定着を行われ定着ベルト２の回転に伴って搬送されて来たシート状媒体Ｐを定着装置１本体外部に向けて案内する図示しない出口上ガイド及び出口下ガイドが配設され、さらに出口上ガイド、出口下ガイドの、シート状媒体搬送方向Ｄの下流側には、出口上ガイド、出口下ガイドにより案内されてきたシート状媒体Ｐを定着装置１本体外部に排出する図示しない排紙コロが配設されている。
【００４３】
図示を省略するが、ヒータ６及び７は電圧印加手段としての電源に接続され、この電源により電圧を印加されることで発熱する。電源とサーミスタ８、１８とは制御手段を介して接続されている。そして、画像形成装置２０の電源が投入された場合、あるいは画像形成装置２０が待機状態から作動状態に移行した場合には、制御手段が電源に電圧を印加させ、ヒータ６、７による加熱を開始する。
【００４４】
分離板７０は、厚さ０．２ｍｍのステンレス製の基材と、基材の表面、裏面、定着ベルト２に面する端縁に被覆された厚さ１５μｍのフッ素系樹脂層とを有している。基材は耐熱性の樹脂を用いてもよい。図２に示した状態の分離板７０の配設態様は、分離板７０の先端部が向いている方向と、分離板７０の先端と定着ローラ４の回転中心とを結んだ方向とのなす角が９０度以上になる位置を占めるものとされている。
【００４５】
また分離板７０の配設位置は、シート状媒体Ｐ上の画像領域が定着部１６から出る以前に、シート状媒体Ｐの先端に接触できるように、定着部１６の出口に近い位置とされている。分離板７０の幅は、定着ベルト２の軸方向すなわち紙面に垂直な方向における全体に接触するだけの広さを有している。
【００４６】
シート状媒体Ｐ上のトナー像は、定着部１６の出口においてシート状媒体Ｐに対し、定着ベルト２への粘着力を生じさせるが、シート状媒体Ｐの先端が定着ベルト２から分離してある程度搬送されれば、それ以降はシート状媒体Ｐ自体のこしによりシート状媒体Ｐは定着ベルト２から分離することができる。
【００４７】
よって分離板７０はシート状媒体Ｐの先端さえ定着ベルト２から分離すればよく、上述の配置位置はそのような位置を占めるものである。ところが、分離板７０が常にかかる配置位置を占めると、シート状媒体Ｐ上のトナー像が分離板７０の先端や、或いは先端以降の部分に擦れながら搬送されて行く為、分離板７０にトナーが付着してしまう。その結果、経時において分離板７０にトナーが固着し、その固着したトナーが分離板７０と定着ローラ４の間に挟まり、定着ローラ４を傷付けてしまう現象を起こすことがある。また、画像が分離板７０に擦られる為、画像乱れを生じてしまうことがある。
【００４８】
そこで、定着装置１は分離板７０を変位することができるようになっている。この変位の態様としては、図２、３から明らかなように、分離板７０を定着ベルト２の回転方向Ｂに変位するものと、図２、４から明らかなように、分離板７０をシート状媒体Ｐの搬送方向Ｄに変位するものとが挙げられる。
【００４９】
なお、分離板７０の形状は、図２ないし４に示したように平板状のもののみならず、図５に示すようにその後端側がシート状媒体Ｐの搬送経路から離れる向きに屈曲したくの字状をなすもの、図６に示すようにその後端側がシート状媒体Ｐの搬送経路から離れる向きに湾曲した形状をなすものであってもよい。このような形状とすることで、その先端部でシート状媒体Ｐを定着ベルト２から分離するとともに、搬送中のシート状媒体Ｐが接触することがないのでシート状媒体Ｐ上のトナー像が分離板７０に擦られてトナーが分離板７０に固着したり、画像乱れを生じたりすることを防止できる。
【００５０】
図７に示すように、分離板７０のかかる変位を行うための構成として、定着装置１は分離板７０を変位する変位手段６４を有している。変位手段６４は、分離板７０と一体であり図示しないガイドによりＧ方向に移動可能な分離板ホルダ７１と、分離板ホルダ７１に一体の軸７３に回転可能に支持された滑車７２と、一端を軸７３に固定され他端を定着装置１本体側の不動部材に固定された引っ張りばね７４とを有している。
【００５１】
変位手段６４はまた、一端を定着装置１本体側に固定された軸７５に固定され他端を定着装置１本体側の不動部材に固定されるとともに滑車に巻き掛けられたワイヤ６８と、軸７５により回転自在に支持されたギヤ７６と、ギヤ７６に噛み合ったギヤ７７と、ギヤ７７を駆動するためのモータ５５と、モータ５５の駆動をギヤ７７に伝達しギヤをＥ方向に回転するワンウェイクラッチ６９とを有している。
【００５２】
変位手段６４はまた、シート状媒体Ｐの先端が分離板７０によって定着ベルト２から剥離されたことを検知する検知手段としてのシート状媒体分離検知センサ７８と、シート状媒体分離検知センサ７８からの信号を受信する制御手段としてのＭＰＵ５３と、ＭＰＵ５３が発した制御信号をモータ５５に伝達するドライバ５４とを有している。
【００５３】
この変位手段６４は、分離板７０を、分離板７０の先端部分における定着ベルト２の回転方向Ｂと略平行なＧ方向に変位するものであり、ガイドは分離板ホルダ７１をＧ方向にのみ変位可能に支持しているとともに、引っ張りばね７４の張設方向、不動部材と滑車７２との間及び滑車７２と軸７５におけるワイヤ６８の張設方向は、Ｇ方向に略平行とされている。なお、Ｇ方向は、分離板７０の先端がＢ方向下流側に変位するＧ１方向と、分離板７０の先端がＢ方向上流側に変位するＧ２方向とからなっている。
【００５４】
かかる変位手段６４により、シート状媒体Ｐが定着部１６を通過しその先端が分離板７０によって分離されたとき、すなわちシート状媒体Ｐの先端が分離板７０の定着ベルト２側の端部を通過した時、シート状媒体分離検知センサ７８がシート状媒体Ｐの先端部を検知し、ＭＰＵ５３に向けて検知信号を発すると、ＭＰＵはこの信号を受信し、モータ５５の駆動制御信号を発し、ドライバ５４を介してモータ５５が駆動される。
【００５５】
モータ５５が駆動されると、ワンウェイクラッチ６９を介してギヤ７７がＥ方向に回転駆動され、ギヤ７６がＦ方向に回転駆動され、引っ張りばね７４の付勢力に抗して、滑車７２がワイヤ６８を介してＧ１方向に変位するため、分離板ホルダ７１はＧ１方向に変位し、分離板７０も、図２、７に示す、シート状媒体Ｐを定着ベルト２から分離するためのホームポジションから、図３に示すようにＧ１方向に変位する。これにより、分離板７０が定着部１６から排出され搬送されるシート状媒体Ｐに接触することがなく、シート状媒体Ｐ上のトナー像が分離板７０に擦られてトナーＴが分離板７０に固着したり、画像乱れを生じたりすることがない。
【００５６】
一方、シート状媒体分離検知センサ７８が、シート状媒体Ｐの後端を検知したとき、ＭＰＵ５３はモータ５５の駆動制御信号を停止する。すると、引っ張りばね７４の付勢力及びワンウェイクラッチ６９の作用により、ギヤ７７がＥ方向と逆方向に回転するとともにギヤ７６がＦ方向と逆方向に回転し、滑車７２及び分離板ホルダ７１はＧ２方向に変位し、よって分離板７０もＧ２方向に変位し図２、７に示すホームポジションに復帰する。そして分離板７０はこの状態でシート状媒体Ｐが定着部１６を通過してくるまで待機する。
【００５７】
ＭＰＵ５３が分離板７０をＧ１方向に変位させるタイミングは、分離板７０が定着部１６から排出され搬送されるシート状媒体Ｐに接触することがなく、シート状媒体Ｐ上のトナー像が分離板７０に擦られてトナーＴが分離板７０に固着したり、画像乱れを生じたりすることがない範囲内で、シート状媒体Ｐの先端が分離板７０の定着ベルト２側の端部を通過した時以降とすることができる。
【００５８】
シート状媒体分離検知センサ７８は、シート状媒体Ｐのジャムを検知するジャム検知手段として用いることができる。この場合、画像形成装置２０本体においてシート状媒体Ｐを送り出した後、シート状媒体分離検知センサ７８が設定時間内にシート状媒体Ｐを検知しなかったとき、ＭＰＵ５３が定着装置１内でジャムが発生したと判断し、モータ５５を駆動して分離板７０を定着部１６から遠ざける向きであるＧ１方向に変位するようになっている。このようにジャム発生時には分離板７０を定着部出口から遠ざけて、ジャム処理の作業性を向上させるようになっている。
【００５９】
図８に、シート状媒体Ｐ上のトナー像に応じて分離板７０を変位する変位手段６４’を示す。すなわち、変位手段６４’は、変位手段６４に比して、分離板７０を変位させる条件が異なっている。このため変位手段６４’は、変位手段６４における検知手段としてのシート状媒体分離検知センサ７８に代えて、検知手段として、シート状媒体Ｐ上のトナー像の位置を検知する出力画像認識手段７９を有している。なお、図７に示した構成と同様の構成には同じ符号を付して適宜説明を省略する。
【００６０】
出力画像認識手段７９はガイド板５２の上面すなわちシート状媒体Ｐの搬送面側に対向して配設されている。出力画像認識手段７９は、シート状媒体Ｐの有無、シート状媒体Ｐ上のトナー像の位置及びトナー像を構成するトナーＴの量を検知するようになっている。よって出力画像認識手段７９は、シート状媒体Ｐ上のトナー像の位置を検知する点でトナー像検知手段であり、トナーＴの量を検知する点でトナー量検知手段である。
【００６１】
出力画像認識手段７９は、シート状媒体Ｐ上のトナー像を検知し、シート状媒体Ｐの先端から、シート状媒体Ｐ上のトナー像の先端を構成するトナーまでの長さすなわちシート状媒体Ｐの先端部における余白の長さ及びトナー像の先端付近のトナーＴの量を検知する。これらを検知するのは、余白の長さが短かいときや先端付近のトナー量が多いときは、シート状媒体Ｐの定着ベルト２への粘着力が大きく、シート状媒体Ｐが定着ベルト２に巻き付き易いことに着目したものである。変位手段６４’は、かかる余白の長さ及びかかるトナー量に応じて分離板７０を変位する。
【００６２】
出力画像認識手段７９は、余白が小さいか、又は先端付近のトナー量が多いと認識した場合、その情報をＭＰＵ５３へ転送する。ＭＰＵ５３はその情報に基づき、シート状媒体Ｐの先端部の定着ベルト２への粘着力が強いと判断し、分離板７０を図２、８に示すホームポジションとし、シート状媒体Ｐの先端を定着ベルト２から分離する。
【００６３】
出力画像認識手段７９がシート状媒体Ｐの先端を検知してから所定時間経過することで分離板７０がシート状媒体Ｐの先端を定着ベルト２から分離したことを検知すると、ＭＰＵ５３はモータ５５を駆動して分離板７０を図３に示すようにＧ１方向に変位する。これにより、分離板７０が定着部１６から排出され搬送されるシート状媒体Ｐに接触することがなく、シート状媒体Ｐ上のトナー像が分離板７０に擦られてトナーＴが分離板７０に固着したり、画像乱れを生じたりすることがない。ＭＰＵ５３はモータ５５を駆動して所定時間経過するとシート状媒体Ｐの搬送を終了したとしてモータ５５の駆動を停止し、分離板７０は図２、８に示すホームポジションに復帰する。
【００６４】
一方、出力画像認識手段７９は、余白が大きいか、又は先端付近のトナー量が少ないと認識した場合、その情報をＭＰＵ５３へ転送するが、ＭＰＵ５３はその情報に基づき、シート状媒体Ｐの先端部の定着ベルト２への粘着力が小さいと判断し、モータ５５を駆動して分離板７０を図３に示すようにＧ１方向に変位する。
【００６５】
シート状媒体Ｐは、分離板７０の作用により定着ベルト２から分離されることはないが、定着ベルト２への粘着力が小さいため、定着ベルト２の曲率及びシート状媒体Ｐのこしにより、定着ベルト２から分離する。この場合も分離板７０は定着部１６から排出され搬送されるシート状媒体Ｐに接触することがなく、シート状媒体Ｐ上のトナー像が分離板７０に擦られてトナーＴが分離板７０に固着したり、画像乱れを生じたりすることがない。
【００６６】
シート状媒体Ｐの先端が分離した後においても、トナー像の先端以降におけるトナー量が多い場合、分離板７０がホームポジションから変位していると、シート状媒体Ｐが再び定着ベルト２に巻き付いてしまうことがある。そこで、出力画像認識手段７９は先端以降のトナー像をも検知し、トナー量が多いと認識した場合、その情報をＭＰＵ５３へ転送する。
【００６７】
ＭＰＵ５３はその情報に基づき、シート状媒体Ｐの先端部の定着ベルト２への粘着力が強いと判断し、分離板７０を図２、８に示すホームポジションとし、シート状媒体Ｐの先端を定着ベルト２から分離する。これにより、シート状媒体Ｐが、その先端が分離された後、再び定着ベルト２へ巻き付くことを防止する。
【００６８】
なお、出力画像認識手段７９は、シート状媒体Ｐ上のトナー像の位置とトナー像を構成するトナーＴの量とのうち何れか一方のみを検知するようにしても良い。すなわち出力画像認識手段７９は、シート状媒体Ｐ上のトナー像の位置を検知するトナー像検知手段、トナーＴの量を検知するトナー量検知手段の何れか一方として機能するものであっても良い。
【００６９】
図９に、シート状媒体Ｐの種類に応じて分離板７０を変位する変位手段６４”を示す。すなわち、変位手段６４”は、変位手段６４、６４’に比して、分離板７０を変位させる条件が異なっている。このため変位手段６４”は、変位手段６４における検知手段としてのシート状媒体分離検知センサ７８、変位手段６４’における検知手段としての出力画像認識手段７９に代えて、検知手段として、シート状媒体Ｐ上の種類を検知する紙種検知手段８０を有している。
【００７０】
また、変位手段６４”は、変位手段６４、６４’に比して、分離板７０を変位させる方向が異なっている。変位手段６４”は、分離板７０を、シート状媒体Ｐの搬送方向Ｄと略平行なＨ方向に変位するものであり、ガイドは分離板ホルダ７１をＨ方向にのみ変位可能に支持しているとともに、引っ張りばね７４の張設方向、不動部材と滑車７２との間及び滑車７２と軸７５におけるワイヤ６８の張設方向は、Ｈ方向に略平行とされている。なお、Ｈ方向は、分離板７０がＤ方向下流側に変位するＨ１方向と、分離板７０の先端がＤ方向上流側に変位するＨ２方向とからなっている。図７、８と同様の構成には同じ符号を付して適宜説明を省略する。
【００７１】
紙種検知手段８０はシート状媒体Ｐの搬送方向Ｄにおけるガイド板５２の上流側に配設されている。紙種検知手段８０は、シート状媒体Ｐの有無及びシート状媒体Ｐの種類を検知する。紙種を検知するのは、シート状媒体Ｐの種類により、定着ベルト２への巻き付き性を推測することができるからである。すなわち、シート状媒体Ｐの紙種が薄いものである場合には、シート状媒体Ｐは定着ベルト２へ巻き付きやすく、シート状媒体Ｐの紙種が厚いものである場合には、シート状媒体Ｐは定着ベルト２へ巻き付きにくい。変位手段６４”は、かかる紙種に応じて分離板７０を変位する。
【００７２】
紙種検知手段８０は、紙種を検知し、その情報をＭＰＵ５３へ転送する。ＭＰＵ５３はその情報に基づき、シート状媒体Ｐの紙種が薄く定着ベルト２へ巻き付きやすいと判断したときは、分離板７０を図２、９に示すホームポジションとし、シート状媒体Ｐの先端を定着ベルト２から分離する。紙種検知手段８０がシート状媒体Ｐの先端を検知してから所定時間経過することで分離板７０がシート状媒体Ｐの先端を定着ベルト２から分離したことを検知すると、ＭＰＵ５３はモータ５５を駆動して分離板７０を図４に示すようにＨ１方向に変位する。
【００７３】
これにより、分離板７０が定着部１６から排出され搬送されるシート状媒体Ｐに接触することがなく、シート状媒体Ｐ上のトナー像が分離板７０に擦られてトナーＴが分離板７０に固着したり、画像乱れを生じたりすることがない。ＭＰＵ５３はモータ５５を駆動して所定時間経過するとシート状媒体Ｐの搬送を終了したとしてモータ５５の駆動を停止し、分離板７０はＨ２方向に変位して図２、９に示すホームポジションに復帰する。
【００７４】
一方、紙種検知手段８０は、シート状媒体Ｐの紙種が厚いと認識したときは、その情報をＭＰＵ５３へ転送するが、ＭＰＵ５３はその情報に基づき、シート状媒体Ｐが定着ベルト２へ巻き付きにくいと判断し、モータ５５を駆動して分離板７０を図４に示すようにＨ１方向に変位するようになっている。
【００７５】
シート状媒体Ｐは、分離板７０の作用により定着ベルト２から分離されることはないが、定着ベルト２への巻き付き性が小さいため、定着ベルト２の曲率及びシート状媒体Ｐのこしにより、定着ベルト２から分離する。この場合も分離板７０は定着部１６から排出され搬送されるシート状媒体Ｐに接触することがなく、シート状媒体Ｐ上のトナー像が分離板７０に擦られてトナーＴが分離板７０に固着したり、画像乱れを生じたりすることがない。
【００７６】
本実施例は以上の構成により、操作者による所定の操作により、画像形成装置２０の電源が投入され、又は待機状態から動作状態に移行すると、制御手段の制御によって所定の設定温度となって立上りが完了し、画像形成及び定着が可能な状態となる。操作者が画像形成を開始する周知の操作を行うと、感光体ドラム２５の方向Ａへの回転にともない、感光体ドラム２５は帯電装置２７より帯電され、露光光２９により原稿画像に応じた静電潜像が形成され、この静電潜像が現像装置２６により現像され、感光体ドラム２５上に形成されたトナー像が転写装置２２上を搬送されるシート状媒体上に転写される。
【００７７】
作像装置２１Ｙによってイエローのトナーが転写されたシート状媒体は、転写装置２２によりに搬送されつつ、作像装置２１Ｃ、２１Ｍ、２１ＢＫにより順次それぞれシアン、マゼンタ、ブラックのトナー像を適宜転写され、画像形成に必要なすべてのトナー像を転写された後、転写装置２２から定着装置１に受け渡されガイド板５２によって定着部１６に案内される。
【００７８】
シート状媒体は定着ベルト２の移動により搬送されつつ、定着部１６においてトナー像を構成しているトナーが加熱加圧されシート状媒体上に溶融定着される。ヒータ６、７による加熱で、定着ベルト２が回転を開始しても定着に支障が出るほどの温度低下を生じることがなく、また連続定着が行われる場合であっても、定着を中断して再加熱を行う必要が生じることもないとともに、ホットオフセットが生じない程度に熱が供給され、光沢度等に関しても良好な定着が行われる。定着後のシート状媒体は、排紙ローラ１３により搬送されて画像形成装置２０本体外の排紙トレイに排出される。
【００７９】
かかる定着の際、定着装置１が変位手段を備えていることにより、分離板７０は適宜変位され、定着部１６から排出され搬送されるシート状媒体に接触することがなく、シート状媒体上のトナー像が分離板７０に擦られてトナーが分離板７０に固着したり、画像乱れを生じたりすることがない。また変位手段がジャム検知手段を備えているときには、定着装置１内でジャムが発生すると分離板７０が定着部１６から遠ざかる向きに変位され、ジャム処理が容易に行われる。
【００８０】
以上本発明を適用した定着装置及び画像形成装置について説明したが、加熱手段としてのヒータは加熱ローラ、加圧ローラに限らず定着ローラに配設してもよい。ヒータを何れに配設するにしても、回転部材はヒータにより直接・間接に加熱されるため、ヒータにより加熱されることに変わりはない。
【００８１】
以上は本発明をベルト定着装置に適用した場合を説明したが、本発明は、図１０に示すような熱ローラ対タイプの定着装置に適用することもできる。以下、上述の例と同様の構成については同じ符号を付して詳しい説明を省略し、異なる部分について主に説明する。なお、トナー像を構成するトナーの図示は省略している。
【００８２】
この定着装置は、トナー像を定着されるシート状媒体Ｐを加熱するとともに搬送するための回転部材としての定着ローラである加熱ローラ５９と、この加熱ローラ５９に圧接される加圧ローラ６０とを有している。加熱ローラ５９は、アルミニウム製の芯金６５と、芯金６５の表面に形成された厚さ２ｍｍの弾性層６６と、弾性層上に被覆された厚さ５０μｍのＰＦＡチューブ６７とを有し、芯金６５の内部にはヒータ６が配設されている。加熱ローラ５９の軸上硬度はアスカーＣ６７Ｈｓである。加熱ローラ５９の芯金６５はアルミニウム製に限らず、ステンレス製、炭素鋼製等であっても良い。加圧ローラ６０は、加熱ローラ５９と同じ構成のローラである。図示を省略するが、この定着装置は上述した変位手段を有している。
【００８３】
分離板７０の先端すなわち回転部材側端部は分離板７０が回転部材側に変位したときに回転部材に当接するため、図１０においては分離板７０が定着ベルト２に当接した状態を示しているが、分離板７０の先端は回転部材側に変位した際において回転部材に近接していればよく、必ずしも当接する必要はない。
【００８４】
図１０に示した状態の分離板７０の配設態様は、分離板７０の先端部が向いている方向と、分離板７０の先端と加熱ローラ５９の回転中心とを結んだ方向とのなす角が９０度以上になる位置を占めるものとされている。また分離板７０の配設位置は、シート状媒体Ｐ上の画像領域が定着部１６から出る以前に、シート状媒体Ｐの先端に接触できるように、定着部１６の出口に近い位置とされている。分離板７０の幅は、定着ベルト２の軸方向すなわち紙面に垂直な方向における全体に接触するだけの広さを有している。
【００８５】
この定着装置においては、画像形成装置２０本体側から搬送されてくる、トナー像を担持したシート状媒体Ｐを、加熱ローラ５９と加圧ローラ６０との間に通し、加熱・加圧することでトナー像をシート状媒体Ｐ上に溶融し定着する。かかる定着の際、定着装置が変位手段を備えていることにより、分離板７０は適宜変位され、定着部１６から排出され搬送されるシート状媒体Ｐに接触することがなく、シート状媒体Ｐ上のトナー像が分離板７０に擦られてトナーが分離板７０に固着したり、画像乱れを生じたりすることがない。また変位手段がジャム検知手段を備えているときには、定着装置内でジャムが発生すると分離板７０が定着部１６から遠ざかる向きに変位され、ジャム処理が容易に行われる。
【００８６】
以上種々の定着装置の構成態様等について説明したが、変位手段を、何れの方向に変位するか、何れの条件で変位するか、何れの形状とするか、定着装置をいずれのタイプの定着装置とするかは適宜選択し、組み合わせることができるものである。本実施例の画像形成装置はカラー画像を形成するものであるが、単色の画像を形成するものであっても良い。
【００８７】
【発明の効果】
本発明は、シート状媒体を定着部材から分離するための分離部材と、該分離部材を変位させる変位手段を有する定着装置において、上記変位手段が、シート状媒体の先端が上記分離部材によって定着部材から分離された時に上記分離部材を上記シート状媒体から離れる向きに変位させるので、定着部材からシート状媒体を分離する分離部材を変位して分離部材にトナーが付着することを防止することで、定着部材を傷つけることや画像乱れを生ずることを防止することができる定着装置を提供することができる。
また、分離部材がシート状媒体を定着部材から分離した後に変位するのでシート状媒体を定着部材から確実に分離できるとともに、分離部材にトナーが付着することを防止して定着部材を傷つけることや画像乱れを生ずることを防止することができる定着装置を提供することができる。
【００８８】
シート状媒体上のトナー像の位置を検知するトナー像検知手段を有し、変位手段が、トナー像検知手段が検知した、シート状媒体の先端からトナー像の先端までの長さに応じて、分離部材を変位させることとすれば、かかる長さが短いときには定着部材に対するシート状媒体の粘着力が大きいため分離部材を定着部材に近づけ、シート状媒体を定着部材から確実に分離するとともにその他の場合には分離部材を定着部材から遠ざけて分離部材にトナーが付着することを防止することで、定着部材を傷つけることや画像乱れを生ずることを防止することができる定着装置を提供することができる。
【００８９】
シート状媒体上のトナー量を検知するトナー量検知手段を有し、変位手段が、トナー量検知手段が検知した、シート状媒体上のトナー量に応じて、分離部材を変位させることとすれば、トナー量が多いときには定着部材に対するシート状媒体の粘着力が大きいため分離部材を定着部材に近づけ、シート状媒体を定着部材から確実に分離するとともにその他の場合には分離部材を定着部材から遠ざけて分離部材にトナーが付着することを防止することで、定着部材を傷つけることや画像乱れを生ずることを防止することができる定着装置を提供することができる。
【００９０】
シート状媒体の種類を検知する紙種検知手段を有し、変位手段は、紙種検知手段が検知した、シート状媒体の種類に応じて、分離部材を変位させることとすれば、シート状媒体が薄いときにはシート状媒体のこしが弱く定着部材から分離しにくいため分離部材を定着部材に近づけ、シート状媒体を定着部材から確実に分離するとともに、シート状媒体が厚いときにはシート状媒体のこしが強く定着部材から分離しやすいため分離部材を定着部材から遠ざけて分離部材にトナーが付着することを防止することで、定着部材を傷つけることや画像乱れを生ずることを防止することができる定着装置を提供することができる。
【００９１】
シート状媒体のジャムを検知するジャム検知手段を有し、変位手段は、ジャム検知手段がシート状媒体のジャムを検知したとき、分離部材を定着部材から遠ざかる向きに変位させることとすれば、ジャムが発生すると分離部材が定着部材から遠ざかる向きに変位され、ジャム処理を容易に行うことができる定着装置を提供することができる。
【００９２】
変位手段が、分離部材を定着部材の回転方向に変位させることとすれば、分離部材を定着部材の回転方向に変位することで分離部材を定着部材から遠ざけて分離部材にトナーが付着することを防止し、定着部材を傷つけることや画像乱れを生ずることを防止することができる定着装置を提供することができる。
【００９３】
本発明は、請求項１ないし６の何れか１つに記載の定着装置を有する画像形成装置にあるので、上述の各効果を奏する定着装置を備え、経時的にも良好な定着を行い、良好な画像形成を行うことができる画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した定着装置及びこれを有する画像形成装置の概略を示す側面図である。
【図２】図１に示した画像形成装置に備えられた定着装置の側視図である。
【図３】図２に示した定着装置に備えられた分離部材が同回転部材の回転方向に変位する様子を示した側視図である。
【図４】図２に示した定着装置に備えられた分離部材がシート状媒体の搬送方向に変位する様子を示した側視図である。
【図５】分離部材が屈曲した形状である場合の例を示す側視図である。
【図６】分離部材が湾曲した形状である場合の例を示す側視図である。
【図７】図２に示した定着装置が有する変位手段の構成例を示す側視図である。
【図８】図２に示した定着装置が有する変位手段の別の構成例を示す側視図である。
【図９】図２に示した定着装置が有する変位手段のさらに別の構成例を示す側視図である。
【図１０】図１に示した画像形成装置に備えられた定着装置の別の例を示す側視図である。
【符号の説明】
１    定着装置
２    回転部材
５    加圧部材
６    加熱手段
７    加熱手段
１６    回転部材と加圧部材との対向位置
２０    画像形成装置
５９    回転部材
６０    加圧部材
６４    変位手段
６４’    変位手段
６４”    変位手段
７０    分離部材
７８    トナー像検知手段
７８    ジャム検知手段
７９    トナー像検知手段
７９    トナー量検知手段
８０    紙種検知手段
Ｂ    回転部材の回転方向
Ｄ    シート状媒体の搬送方向
Ｐ    シート状媒体
Ｔ    トナー
【図１】
0003844198.tif 000002
【図２】
0003844198.tif 000003
【図３】
0003844198.tif 000004
【図４】
0003844198.tif 000005
【図５】
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【図６】
0003844198.tif 000007
【図７】
0003844198.tif 000008
【図８】
0003844198.tif 000009
【図９】
0003844198.tif 000010
【図１０】
0003844198.tif 000011