JP2012137652A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】記録媒体のカールを効果的に矯正することができる定着装置を提供する。
【解決手段】加熱源によって加熱される定着部材２１と、定着部材２１に当接して定着ニップを形成する対向部材２２と、定着部材２１に当接し定着ニップを通過した記録媒体を定着部材２１から分離する分離部材２３ａ〜２３ｄを備え、分離部材２３ａ〜２３ｄを定着部材２１に対して接離可能に構成した定着装置におけるものである。定着ニップを通過した記録媒体を、定着部材２１から離間させた分離部材２３によって当該記録媒体のカールした方向とは反対方向に押すように構成した。
【選択図】図２

Description

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。

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、用紙等の記録媒体上のトナー画像を定着させる定着装置として、トナー画像に熱を加えて着する熱定着方式のものが広く採用されている。しかし、この種の定着装置では、熱によって記録媒体がカールすることがあり、これによって記録媒体の搬送性や積載性等が悪化するといった問題がある。

そのため、一般的には、定着装置の記録媒体搬送方向の下流側に、搬送ローラとそれに圧接する圧接部材から成るデカーラ手段を設け、搬送ローラと圧接部材との湾曲した圧接面間に記録媒体を通過させることで、カールの向きとは逆向きに記録媒体を湾曲させてカールを矯正することが行われている。

例えば、特許文献１には、定着装置の記録媒体搬送方向の下流側に設けた排紙ローラ対の一方を、上記圧接部材として他方に圧接させてデカーラ手段を構成した定着装置が開示されている。さらに、この定着装置では、定着ローラから記録媒体を分離する分離板の配置角度と、排紙経路と、排紙ローラ対のニップ形状とを調整することによって、あらゆる記録媒体においてカールを矯正できるとしている。

ところで、紙等の記録媒体は温度が高い方がクセがつきやすい。このため、カールの矯正はなるべく記録媒体の温度が高い状態で行うことが好ましい。しかしながら、上記特許文献１に記載のカール矯正方法では、記録媒体が排紙ローラ対に至るまでカールを矯正することができないため、記録媒体の温度が下がりクセがつきにくくなった状態で、カールを矯正することになる。従って、この方法でカールを矯正するには、記録媒体をより大きく変形させる必要があり、その結果、排紙経路において記録媒体の詰まり等が生じる確率が増すことになるといった問題がある。

本発明は、斯かる事情に鑑み、記録媒体のカールを効果的に矯正することができる定着装置、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。

請求項１の発明は、加熱源によって加熱される定着部材と、前記定着部材に当接して定着ニップを形成する対向部材と、前記定着部材に当接し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する分離部材を備え、前記分離部材を前記定着部材に対して接離可能に構成した定着装置において、前記定着ニップを通過した記録媒体を、前記定着部材から離間させた前記分離部材によって当該記録媒体のカールした方向とは反対方向に押すように構成したものである。

これにより、定着部材から離間させた分離部材によって、定着ニップに近い位置で記録媒体をカールした方向とは反対方向に押すことができるので、カールを効果的に矯正することができる。

請求項２の発明は、請求項１に記載の定着装置において、前記分離部材を記録媒体の幅方向に渡って複数配設し、それらの分離部材のうち、全部又は一部を前記定着部材から離間させて、前記定着ニップを通過した記録媒体をそのカールした方向とは反対方向に押すように構成したものである。

これにより、定着部材から離間させる分離部材を適宜変更することで、カールの種類に応じてカール矯正力を発揮できるようになる。

請求項３の発明は、請求項２に記載の定着装置において、前記複数の分離部材のうち、記録媒体幅方向の両端部側に位置する分離部材を前記定着部材から離間させて、前記定着ニップを通過した記録媒体をそのカールした方向とは反対方向に押すように構成したものである。

この場合、記録媒体の幅方向両端部が画像面側（定着部材側）に曲がったカールを矯正することが可能である。

請求項４の発明は、請求項２に記載の定着装置において、前記複数の分離部材のうち、記録媒体幅方向の中央部側に位置する分離部材を前記定着部材から離間させて、前記定着ニップを通過した記録媒体をそのカールした方向とは反対方向に押すように構成したものである。

この場合、記録媒体の幅方向両端部が非画像面側（対向部材側）に曲がったカールを矯正することが可能である。

請求項５の発明は、請求項２に記載の定着装置において、前記複数の分離部材のうち、記録媒体幅方向の両端部側と中央部側に位置する分離部材を前記定着部材から離間させて、前記定着ニップを通過した記録媒体をそのカールした方向とは反対方向に押すように構成したものである。

この場合、記録媒体の搬送方向先端部が画像面側（定着部材側）に曲がったカールを矯正することが可能である。

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、前記分離部材が前記定着部材から離間した際に当該分離部材が記録媒体に接触する接触部の移動軌跡が、記録媒体が前記分離部材によって前記定着部材から分離された直後の前記定着ニップからの記録媒体の排出経路と交差するように構成したものである。

このように構成することで、分離部材によって定着ニップ通過後の記録媒体を押すことが可能となる。

請求項７の発明は、請求項１から６のいずれか１項に記載の定着装置において、前記分離部材が前記定着部材から離間した際に当該分離部材が記録媒体に接触する接触部の移動軌跡が、前記定着ニップの出口部とそれよりも記録媒体搬送方向下流側に配設されたローラ対のニップの入口部とを結ぶ直線と交差するように構成したものである。

このように構成することで、定着ニップとそれよりも記録媒体搬送方向下流側のローラ対のニップ間で記録媒体が張られた状態で搬送される際に、分離部材によって記録媒体を押すことが可能となる。

請求項８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、前記分離部材に記録媒体に回転可能なコロを設け、前記分離部材を前記定着部材から離間させた状態で、前記コロにより前記定着ニップを通過した記録媒体をそのカールした方向とは反対方向に押すように構成したものである。

回転可能なコロにより記録媒体をそのカールした方向とは反対方向に押すことにより、記録媒体に傷をつけることなくカールを矯正することが可能となる。

請求項９の発明は、請求項８に記載の定着装置において、前記分離部材が前記定着部材から離間した際に前記コロの記録媒体に接触する接触部の移動軌跡が、記録媒体が前記分離部材によって前記定着部材から分離された直後の前記定着ニップからの記録媒体の排出経路と交差するように構成したものである。

このように構成することで、コロによって定着ニップ通過後の記録媒体を押すことが可能となる。

請求項１０の発明は、請求項８又は９に記載の定着装置において、前記分離部材が前記定着部材から離間した際に前記コロの記録媒体に接触する接触部の移動軌跡が、前記定着ニップの出口部とそれよりも記録媒体搬送方向下流側に配設されたローラ対のニップの入口部とを結ぶ直線と交差するように構成したものである。

このように構成することで、定着ニップとそれよりも記録媒体搬送方向下流側のローラ対のニップ間で記録媒体が張られた状態で搬送される際に、コロによって記録媒体を押すことが可能となる。

請求項１１の発明は、請求項１から１０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。

画像形成装置が請求項１から１０のいずれか１項に記載の定着装置を備えているので、これらの定着装置による上記効果が得られる。

本発明によれば、分離部材を定着部材から離間させることにより、分離部材によって記録媒体をカールした方向とは反対方向に押すことができるので、記録媒体のカールを効果的に矯正することが可能である。すなわち、本発明では、従来に比べて、定着ニップに近い位置で記録媒体を押すことができるので、記録媒体の温度が高くクセのつきやすい状態で記録媒体のカールを矯正することができる。しかも、既存の分離部材を用いてカール矯正を行うことができるため、専用のカール矯正手段を設ける必要がなくなり、装置の小型化や低コスト化を図ることもできる。

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。 本実施形態に係る定着装置の斜視図である。 本発明に係る定着装置の概略構成図である。 本発明に係る定着装置の概略構成図である。 カールの種類を説明するための図である。 分離モードの状態を示す図である。 カール矯正モードの状態を示す図である。 別のカール矯正モードの状態を示す図である。 さらに別のカール矯正モードを示す図である。 分離部材の接離動作範囲を説明するための図である。 分離部材の接離動作範囲を説明するための図である。 記録媒体の分離処理及びカール矯正処理の制御を示すフローチャートである。 本発明の定着装置の他の実施形態の構成を示す図である。 本発明の定着装置の他の実施形態の構成を示す図である。

以下、添付の図面に基づき、本発明について説明する。なお、本発明を説明するための各図面において、同一の機能もしくは形状を有する部材や構成部品等の構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すことにより一度説明した後ではその説明を省略する。

まず、図１に基づいて、本発明を適用する画像形成装置の全体構成について説明する。
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本体１００には、画像形成ユニットとしての４つのプロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋが着脱可能に装着されている。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（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）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。

具体的には、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋは、像担持体（潜像担持体）としてのドラム状の感光体２と、感光体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。

各プロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋの上方には、感光体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。露光装置６は、光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラー等を有し、画像データに基づいて各感光体２の表面へレーザ光を照射するようになっている。

また、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、支持部材としての駆動ローラ９と従動ローラ１０に張架されており、駆動ローラ９が図の反時計回りに回転することによって、中間転写ベルト８は図の矢印に示す方向に周回走行（回転）するように構成されている。

４つの感光体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。各一次転写ローラ１１は、図示しない電源に接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）及び／又は交流電圧（ＡＣ）が一次転写ローラ１１に印加されるようになっている。

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。二次転写ローラ１２は、一次転写ローラ１１と同様に、図示しない電源に接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）及び／又は交流電圧（ＡＣ）が二次転写ローラ１２に印加されるようになっている。

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。

画像形成装置本体１００の下部には、紙やＯＨＰ等のシート状の記録媒体Ｐを収容した給紙カセット１５が配設されている。給紙カセット１５には、収容されている記録媒体Ｐを送り出す給紙ローラ１６が設けてある。一方、画像形成装置本体１００の上部には、記録媒体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。

また、画像形成装置本体１００内には、記録媒体Ｐを給紙カセット１５から二次転写ニップを通って排紙トレイ１８へ搬送するための搬送路Ｒが配設されている。搬送路Ｒにおいて、二次転写ローラ１２の位置よりも記録媒体搬送方向上流側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の位置よりも記録媒体搬送方向下流側には、定着装置２０が配設されている。

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に当接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から記録媒体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。

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２の表面に静電潜像が形成される。このとき、各感光体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。

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。また、中間転写ベルト８に転写しきれなかった各感光体２上のトナーは、クリーニングブレード５によって除去される。そして、図示しない除電手段によって、感光体２の表面が除電され、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。

また、作像動作が開始されると、給紙ローラ１６が回転して、給紙カセット１５から記録媒体Ｐが送り出される。送り出された記録媒体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と中間転写ベルト８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には、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媒体Ｐ上に一括して転写される。その後、記録媒体Ｐは定着装置２０へと搬送され、定着ローラ２１と加圧ローラ２２によって記録媒体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媒体Ｐは、分離部材２３によって定着ローラ２１から分離され、排紙ローラ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。

以上の説明は、記録媒体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。

図２は、本実施形態に係る定着装置の斜視図である。
図２に示すように、本実施形態に係る定着装置２０には、定着ローラ２１の軸方向に渡って４つの分離部材２３ａ〜２３ｄ設けられている。ただし、分離部材２３の個数は、４つに限定されるものではない。各分離部材２３ａ〜２３ｄは支点（支軸）２５ａ〜２５ｄを中心に上下方向に回転可能に支持されており、これにより各分離部材２３ａ〜２３ｄの先端が定着ローラ２１に対して接離可能となっている。ここでは、各分離部材２３の先端は定着ローラ２１に対して（互いに独立して）当接離間するようになっている。

また、各分離部材２３ａ〜２３ｄに対応して、分離部材２３ａ〜２３ｄの定着ローラ２１への当接を解除する４つの当接解除部材２７ａ〜２７ｄが設けられている。４つの当接解除部材２７ａ〜２７ｄのうち、定着ローラ２１の軸方向両端側に配設された２個の当接解除部材２７ａ，２７ｄは、支点（支軸）２８ａを中心に回転可能に支持されている。一方、定着ローラ２１の軸方向中央部側に配設された２個の当接解除部材２７ｂ，２７ｃは、別の支点（支軸）２８ｂを中心として回転可能に支持されている。

以下、図３、図４に基づいて、本実施形態に係る定着装置と分離部材の接離機構について詳しく説明する。なお、上記４つの分離部材２３ａ〜２３ｄ及びそれらの接離機構は、基本的に同様の構成であるので、説明を簡略化するため１個の分離部材とその接離機構についてのみ説明する。

図３又は図４に示すように、定着装置２０が有する定着ローラ２１は、内部に配設された加熱源２４によって加熱されるようになっている。そして、この加熱源２４によって定着ローラ２１が所定の目標温度まで加熱された状態で、未定着画像を担持した記録媒体Ｐが、図の矢印の方向に回転する定着ローラ２１と加圧ローラ２２との間の定着ニップＮに進入することにより、記録媒体Ｐ上のトナーが溶融され、画像が定着される。

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。

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。

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。

定着ニップＮよりも記録媒体搬送方向の下流側（図３又は図４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。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。図３は分離部材２３の先端２３０が定着ローラ２１に対して離間している状態を示し、図４は分離部材２３の先端２３０が定着ローラ２１に対して当接している状態を示す。

また、図４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２３０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媒体Ｐの挙動を確認し、記録媒体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２３０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が記録媒体Ｐを分離する際に生じる負荷を低減することができ、記録媒体Ｐへのダメージを小さくすることが可能となる。

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。

分離部材２３の先端２３０とは反対側の基端２３１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、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。

また、分離部材２３の基端２３１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２７０は分離部材２３の基端２３１に対して接近離間するようになっている。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。

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。

当接解除部材２７に駆動連結された図示しないリンク部材には、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。なお、図３、図４においては、模式的に当接解除部材２７の基端２７１に当接解除方向付勢手段２９を配設している。当接解除方向付勢手段２９により当接解除部材２７の基端２７１が引っ張られることによって、当接解除部材２７の先端２７０は分離部材２３の基端２３１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。

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に駆動連結された図示しないリンク部材に連結されている。なお、図３、図４においては、模式的に当接解除部材２７の基端２７１にプランジャ３２を連結させている。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。

分離部材２３の図の上側には、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、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。

定着ニップＮよりも記録媒体搬送方向の上流側（図３又は図４の下側）には、記録媒体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は記録媒体Ｐの搬送路Ｒに交差した位置に配設されており（図３参照）、搬送される記録媒体Ｐが検知部３６に接触することで検知部３６が揺動し（図４参照）、記録媒体Ｐを検知する仕組みとなっている。また、記録媒体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。

記録媒体Ｐが検知部３６と接触することによって記録媒体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、記録媒体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。

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、記録媒体Ｐの搬送姿勢に傾き（スキュー）が生じる虞はない。

また、定着ニップＮの記録媒体搬送方向の上流側で記録媒体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。

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。搬送される記録媒体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。

図３に示す分離部材２３が定着ローラ２１から離間している状態では、ソレノイド３０に駆動力は生じておらず、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２７１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２７０は、分離部材２３の基端２３１を図の下方に押圧した状態となっている。

当接解除部材２７が分離部材２３の基端２３１を図の下方に押圧していることにより、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によって分離部材２３の基端２３１が図の上方に引っ張られていることにより、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、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、分離部材２３の先端２３０は定着ローラ２１から離間した状態となっている。

また、図４に示す分離部材２３が定着ローラ２１に当接した状態では、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２７１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２７０が分離部材２３の基端２３１から離間し、当接解除部材２７による分離部材２３の押圧が解除される。

当接解除部材２７による分離部材２３の押圧が解除されると、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、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２３０が定着ローラ２１に当接する。そして、定着ニップＮを通過した記録媒体Ｐが、分離部材２３によって定着ローラ２１から分離される。

その後、ソレノイド３０に印加されていた電流が遮断されることにより、プランジャ３２の吸引力が解除されると、再び当接解除部材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）によって分離部材２３を押圧する。そして、その押圧力によって、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、分離部材２３は図の反時計回りに回転し、それぞれの先端２３０が定着ローラ２１から離間して図３の状態に戻る。

以下、本発明の特徴部分について説明する。
本発明に係る定着装置では、記録媒体のカールを矯正するために分離部材を用いる。すなわち、本発明は、上記のように分離部材２３によって定着ローラ２１から記録媒体を分離する分離モードと、分離部材２３によって記録媒体のカールを矯正するカール矯正モードを有している。さらに、本実施形態では、図５（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す３種類カールに応じて異なるカール矯正モードを設定している。図５において（ａ）は記録媒体Ｐの幅方向両端部が画像面側（定着ローラ２１側）に曲がったカール、（ｂ）は記録媒体Ｐの幅方向両端部が非画像面側（加圧ローラ２２側）に曲がったカール、（ｃ）は記録媒体Ｐの搬送方向先端部が画像面側（定着ローラ２１側）に曲がったカールを示す。

図６（ａ）は、上記分離モードの状態の定着装置の側面図、同図の（ｂ）は、それを上方から見た平面図である。
分離モードの場合は、４つの分離部材２３ａ〜２３ｄの全てを定着ローラ２１に当接させる。これにより、定着ニップを通過した記録媒体Ｐは分離部材２３ａ〜２３ｄによって定着ローラ２１から分離される。

図７（ａ）は、上記図５（ａ）に示すカールを除去するためのカール除去モードの状態の定着装置の側面図、同図の（ｂ）は、それを上方から見た平面図である。
このカール除去モードの場合は、４つの分離部材２３ａ〜２３ｄのうち、記録媒体Ｐの幅方向両端部側に位置する分離部材２３ａ，２３ｄのみを定着ローラ２１から離間させ、それらの分離部材２３ａ，２３ｄによって記録媒体Ｐの幅方向両端部側を非画像面側（加圧ローラ２２側）に押す。これにより、記録媒体Ｐの幅方向両端部がカールする方向とは反対側に曲げられるので、カールが矯正される。

図８（ａ）は、上記図５（ｂ）に示すカールを除去するためのカール除去モードの状態の定着装置の側面図、同図の（ｂ）は、それを上方から見た平面図である。
このカール除去モードの場合は、４つの分離部材２３ａ〜２３ｄのうち、記録媒体Ｐの幅方向中央部側に位置する分離部材２３ｂ，２３ｃのみを定着ローラ２１から離間させ、それらの分離部材２３ｂ，２３ｃによって記録媒体Ｐの幅方向中央部側を非画像面側（加圧ローラ２２側）に押す。これにより、記録媒体Ｐの幅方向中央部がカールする方向とは反対側に曲げられ、カールが矯正される。

図９（ａ）は、上記図５（ｃ）に示すカールを除去するためのカール除去モードの状態の定着装置の側面図、同図の（ｂ）は、それを上方から見た平面図である。
このカール除去モードの場合は、４つの分離部材２３ａ〜２３ｄの全てを定着ローラ２１から離間させ、それらの分離部材２３ａ〜２３ｄによって記録媒体Ｐの幅方向全体に渡って（幅方向中央部側と両端部側）を非画像面側（加圧ローラ２２側）に押す。これにより、記録媒体Ｐがカールする方向とは反対側に曲げられ、カールが矯正される。

図１０、図１１は、分離部材の接離動作範囲を説明するための図である。
図１０において、一点鎖線Ａは、記録媒体が分離部材２３によって定着ローラ２１から分離された直後の定着ニップＮからの記録媒体の排出経路（以下、便宜的に「分離直後の排出経路」という。）、同図中の一点鎖線Ｂは、分離部材２３の先端２３０の移動軌跡である。図１０に示すように、分離部材２３の先端２３０の移動軌跡Ｂは、分離直後の排出経路Ａと交差している。このように、分離部材２３の先端２３０の移動軌跡Ｂが分離直後の排出経路Ａと交差するように、分離部材２３の先端位置及びその離間距離を設定しているため、分離部材２３の先端２３０によって定着ニップ通過後の記録媒体を押すことが可能となっている。また、本実施形態では、定着ローラ２１の外径を２４ｍｍ〜２６ｍｍ、加圧ローラ２２の外径を３０ｍｍ〜３２ｍｍとしており、分離部材２３の先端２３０と定着ニップＮの出口部との距離は５ｍｍ〜６ｍｍに設定している。なお、分離部材２３の先端２３０と定着ニップＮの出口部との距離は、定着ローラ２１又は加圧ローラ２２の外径、硬度差等に応じて適宜設定すればよい。

また、図１１において、一点鎖線Ｃは、定着ニップＮの出口部と排紙ローラ対１７のニップの入口部とを結んだ直線（以下、便宜的に「ニップ間の直線」という。）であり、同図中の一点鎖線Ｂは、上記と同様の分離部材２３の先端の移動軌跡である。図１１に示すように、分離部材２３の先端の移動軌跡Ｂは、ニップ間の直線Ｃと交差している。このように、分離部材２３の先端の移動軌跡Ｂがニップ間の直線Ｃと交差するように構成されていることで、定着ニップＮと排紙ローラ対１７のニップ間で記録媒体が張られた状態で搬送される際にも、分離部材２３の先端によって記録媒体を押すことが可能となっている。

なお、記録媒体を押す分離部材２３の箇所は、先端以外の部分であってもよい。例えば、分離部材２３の先端近傍に凸部を設け、その凸部によって記録媒体を押すようにすることも可能である。従って、分離部材２３が定着ローラ２１から離間した際に分離部材２３が記録媒体に接触する接触部の移動軌跡が、上記記録媒体の排出経路Ａ又は上記ニップ間を結ぶ搬送経路Ｃと交差すればよい。

図１２は、本実施形態の定着装置における記録媒体の分離処理及びカール矯正処理の制御を示すフローチャートである。
まず、印刷開始後、全ての分離部材を定着ローラに当接させて、分離モード（図６に示す状態）へと移行する。その後、未定着画像を担持した記録媒体が定着ニップを通過して画像が定着された後、分離部材によって記録媒体の先端が定着ローラから分離される。そして、記録媒体の先端を分離した直後に、複数の分離部材の一部又は全てを定着ローラから離間させて、記録媒体に生じるカールの種類に応じたカール矯正モード（図７〜図９に示す状態のいずれか）へと移行する。そして、定着ローラから離間した分離部材によって記録媒体のカールする方向とは反対方向に記録媒体が押されてカールが矯正された後、記録媒体は機外へと排出され印刷が終了する。

上記カールの種類の判断は、記録媒体のサイズや種類、周辺温湿度等の情報を取得することにより判断する。なお、これらの情報とカールの種類との関係を示す制御テーブルを、事前に実験等を通じて用意しておくことが望ましい。また、カール矯正モードへと移行するタイミングは、定着ニップの記録媒体搬送方向の上流側に配設された記録媒体検知手段３４によって記録媒体が検知されるタイミングから一定時間後に、記録媒体の先端が分離部材に到達したとして、これに基づき判断する。

図１３、図１４は、本発明の定着装置の他の実施形態の構成を示す図である。
図１３に示すように、この実施形態では、分離部材２３の先端２３０近傍にコロ３９を回転可能に設けている。また、図１３において、一点鎖線Ｅは、分離部材２３が定着ローラ２１から離間した際にコロ３９が記録媒体に接触する接触部の移動軌跡である。なお、 同図中の一点鎖線Ａは、上記と同様の分離直後の排出経路であり、一点鎖線Ｂは、上記と同様の分離部材２３の先端２３０の移動軌跡である。図１３に示すように、コロ３９の接触部の移動軌跡Ｅは、分離直後の排出経路Ａと交差するように構成されている。これにより、分離部材２３が定着ローラ２１から離間した際にコロ３９によって定着ニップＮから排出された記録媒体を押すことができるようになっている。一方、分離部材２３の先端２３０の移動軌跡Ｂは、分離直後の排出経路Ａと交差しないように構成している。従って、この実施形態では、定着ローラ２１から分離後の記録媒体に対して、分離部材２３の先端２３０は接触しないようになっている。

また、図１４において、一点鎖線Ｅ、Ｂ、Ｃは、それぞれ上記と同様のコロ３９の接触部の移動軌跡、分離部材２３の先端の移動軌跡、ニップ間の直線である。図１４に示すように、この実施形態では、コロ３９の接触部の移動軌跡Ｅは、ニップ間の直線Ｃと交差するように構成されているので、定着ニップＮと排紙ローラ対１７のニップ間で記録媒体が張られた状態で搬送される際にも、コロ３９によって記録媒体を押すことが可能となっている。一方、分離部材２３の先端の移動軌跡Ｂは、ニップ間の直線Ｃと交差していないので、定着ニップＮと排紙ローラ対１７のニップ間で記録媒体が張られた状態で搬送される際、分離部材２３の先端は記録媒体に接触しないようになっている。

上記のように構成されていることで、図１３及び図１４に示す実施形態では、定着ローラ２１から分離された後の記録媒体を、分離部材２３の先端ではなく回転可能なコロ３９によって押すことができる。これにより、記録媒体に傷をつけることなくカールを矯正することが可能となる。ただし、分離部材２３の先端で記録媒体を押す構成の方が、コロ３９で記録媒体を押す構成よりも、定着ニップＮから近い位置、すなわち記録媒体の温度がより高くクセの付きやすい状態で押すことができるため、カール矯正力を一層効果的に発揮できる点で優れている。従って、いずれの実施形態を選択するかについては、カール矯正力と分離部材の先端が接触することによる記録媒体の傷の度合いを考慮して決定すればよい。なお、図１３及び図１４に示す実施形態において、上記説明した点以外は、図１〜図１２を用いて説明した実施形態と同様であるので説明を省略する。

以上のように、本発明の各実施形態によれば、分離部材２３を定着ローラ２１から離間させることにより、分離部材２３（又はそれに設けたコロ３９）によって記録媒体をカールした方向とは反対方向に押すことができるので、記録媒体のカールを効果的に矯正することが可能である。すなわち、本発明の各実施形態では、従来に比べて、定着ニップに近い位置で記録媒体を押すことができるので、記録媒体の温度が高くクセのつきやすい状態で記録媒体のカールを矯正することができる。しかも、既存の分離部材を用いてカール矯正を行うことができるため、専用のカール矯正手段を設ける必要がなくなり、装置の小型化や低コスト化を図ることもできる。また、複数の分離部材２３のうち、定着ローラ２１から離間させる分離部材２３を適宜変更することにより、カールの種類に応じてカール矯正を行うことが可能である。

また、本実施形態では、複数の分離部材２３ａ〜２３ｄを一体的に接離可能に構成するのではなく、それぞれ独立して接離可能に構成しているので、各分離部材２３ａ〜２３ｄ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２３ａ〜２３ｄを定着ローラ２１の表面に確実に当接させることができ、良好な分離性を安定して得られる。また、本実施形態に係る定着装置２０は、複数の分離部材２３ａ〜２３ｄに当接する当接解除部材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２３ａ〜２３ｄを一様に接離操作することができる。このため、複数の分離部材２３ａ〜２３ｄ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２３ａ〜２３ｄ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。

また、図４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状態では、当接解除部材２７を分離部材２３に接触させないことにより、分離部材２３は当接解除部材２７の影響を受けずに当接方向付勢手段２６の付勢力のみによって定着ローラ２１に当接する。これにより、分離部材２３を定着ローラ２１に対して適切な当接圧で当接させることが可能である。

また、本実施形態では、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。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可能である。

なお、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搭載する画像形成装置は、図１に示すカラー画像形成装置に限らず、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であってもよい。

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
３９ コロ
Ａ 分離直後の排出経路
Ｂ 分離部材の先端の移動軌跡
Ｃ ニップ間の直線
Ｅ コロの接触部の移動軌跡
Ｐ 記録媒体

特開２００７−２１７１８７号公報

Claims (11)

1. 加熱源によって加熱される定着部材と、前記定着部材に当接して定着ニップを形成する対向部材と、前記定着部材に当接し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する分離部材を備え、前記分離部材を前記定着部材に対して接離可能に構成した定着装置において、
   前記定着ニップを通過した記録媒体を、前記定着部材から離間させた前記分離部材によって当該記録媒体のカールした方向とは反対方向に押すように構成したことを特徴とする定着装置。
2. 前記分離部材を記録媒体の幅方向に渡って複数配設し、それらの分離部材のうち、全部又は一部を前記定着部材から離間させて、前記定着ニップを通過した記録媒体をそのカールした方向とは反対方向に押すように構成した請求項１に記載の定着装置。
3. 前記複数の分離部材のうち、記録媒体幅方向の両端部側に位置する分離部材を前記定着部材から離間させて、前記定着ニップを通過した記録媒体をそのカールした方向とは反対方向に押すように構成した請求項２に記載の定着装置。
4. 前記複数の分離部材のうち、記録媒体幅方向の中央部側に位置する分離部材を前記定着部材から離間させて、前記定着ニップを通過した記録媒体をそのカールした方向とは反対方向に押すように構成した請求項２に記載の定着装置。
5. 前記複数の分離部材のうち、記録媒体幅方向の両端部側と中央部側に位置する分離部材を前記定着部材から離間させて、前記定着ニップを通過した記録媒体をそのカールした方向とは反対方向に押すように構成した請求項２に記載の定着装置。
6. 前記分離部材が前記定着部材から離間した際に当該分離部材が記録媒体に接触する接触部の移動軌跡が、記録媒体が前記分離部材によって前記定着部材から分離された直後の前記定着ニップからの記録媒体の排出経路と交差するように構成した請求項１から５のいずれか１項に記載の定着装置。
7. 前記分離部材が前記定着部材から離間した際に当該分離部材が記録媒体に接触する接触部の移動軌跡が、前記定着ニップの出口部とそれよりも記録媒体搬送方向下流側に配設されたローラ対のニップの入口部とを結ぶ直線と交差するように構成した請求項１から６のいずれか１項に記載の定着装置。
8. 前記分離部材に記録媒体に回転可能なコロを設け、前記分離部材を前記定着部材から離間させた状態で、前記コロにより前記定着ニップを通過した記録媒体をそのカールした方向とは反対方向に押すように構成した請求項１から５のいずれか１項に記載の定着装置。
9. 前記分離部材が前記定着部材から離間した際に前記コロの記録媒体に接触する接触部の移動軌跡が、記録媒体が前記分離部材によって前記定着部材から分離された直後の前記定着ニップからの記録媒体の排出経路と交差するように構成した請求項８に記載の定着装置。
10. 前記分離部材が前記定着部材から離間した際に前記コロの記録媒体に接触する接触部の移動軌跡が、前記定着ニップの出口部とそれよりも記録媒体搬送方向下流側に配設されたローラ対のニップの入口部とを結ぶ直線と交差するように構成した請求項８又は９に記載の定着装置。
11. 請求項１から１０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。

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