JP2014026165A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、分離ローラーにおける用紙の分離性能を維持しつつ、定着ローラーの寿命を向上させる。
【解決手段】
定着ローラー３１を加圧ローラー３２で押圧して形成された定着ニップＮｆに、記録シートＳを通紙して熱定着する定着部３０を備えるプリンター１であって、定着ニップＮｆよりも記録シートＳ搬送方向の下流側において、定着ローラー３１を押圧して分離ニップＮｓを形成する分離ローラー１３３と、これを回転駆動させる分離ローラー駆動源１５０と、分離ローラー１３３を、定着ローラー３１の回転方向に対してトレーリング方向に回転させ、記録シートＳ先端の位置が分離ニップＮｓから所定の範囲内になると（Ｓ２２）、分離ローラー１３３を、定着ローラー３１の回転方向に対してカウンター方向に回転させる反転動作を開始する（Ｓ２３）ように分離ローラー駆動源１５０を制御する制御部６とを備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、分離ローラーを用いて定着ローラーなどの加熱回転体から用紙を分離する機構を有する定着器を備える画像形成装置に関し、特に、加熱回転体の長寿命化に関する。

電子写真式の画像形成装置の定着装置として、ハロゲンヒーター等の熱源を内蔵した定着ローラーなどの加熱回転体を加圧ローラーで押圧し、これらの間に形成された定着ニップに、未定着画像の形成された用紙を通紙して熱定着する構成が一般的である。
このような定着装置では、加熱回転体への用紙の巻付きを防止するため、定着ニップよりも用紙搬送方向下流側に分離ローラーを設け、当該分離ローラーで加熱回転体を押圧すると共に、加熱回転体の回転方向に対してカウンター方向に回転させることにより、加熱回転体の外周面から用紙を分離するものがある（例えば、特許文献１）。

特開平３−１６８６７４号公報

しかしながら、特許文献１の定着装置では、分離ローラーが、加熱回転体を押圧しつつ、加熱回転体の回転方向に対してカウンター方向に回転するため、加熱回転体と分離ローラーとの間に摩擦が生じ、加熱回転体の表面が摩耗し、寿命が短くなるという問題がある。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、分離ローラーによる用紙の分離性能を維持しつつ、加熱回転体の長寿命化が可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る画像形成装置は、加熱回転体を加圧部材で相対的に押圧して、これらの間に形成された定着ニップに、未定着画像の形成されたシートを通紙して熱定着する定着装置を備える画像形成装置であって、前記定着ニップよりもシート搬送方向の下流側において、前記加熱回転体を押圧して分離ニップを形成する分離ローラーと、前記分離ローラーを回転駆動させる駆動手段と、前記加熱回転体の回転方向に対してトレーリング方向に回転している前記分離ローラーを、シート先端の位置が前記分離ニップから所定の範囲内になると、前記分離ローラーを、前記加熱回転体の回転方向に対してカウンター方向に回転させる反転動作を開始するように前記駆動手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。

また、前記制御手段は、前記分離ローラーの前記カウンター方向における周速が、前記加熱回転体の周速よりも大きくなるように前記駆動手段を制御することが望ましい。
ここで、前記制御手段は、前記反転動作を実行するにあたり、シート先端が前記定着ニップを通過してから前記分離ニップに到達する前までに、前記分離ローラーを停止させ、その後所定時間経過後に、前記分離ローラーを前記カウンター方向に回転させることが望ましい。

また、前記定着ニップよりもシート搬送方向の下流側であって、かつ、前記分離ニップよりも上流側に配設され、シートの先端が通過したことを検出するシート先端検出部を備え、前記反転動作において、前記分離ローラーを停止させるタイミングは、前記シート先端検出部の検出タイミングに基づいて決定されることが望ましい。
そして、前記駆動手段は、前記分離ローラーを駆動する駆動源と、前記分離ローラーと前記駆動源との間に介在するクラッチとを有し、前記制御手段は、前記クラッチにおける動力伝達を遮断して、前記分離ローラーを前記加熱回転体に従動させることにより、前記トレーリング方向に回転させることが望ましい。

さらに、前記分離ローラーと前記加熱回転体との押圧状態を解除する解除手段を備え、前記制御部は、前記分離ローラーを前記カウンター方向に回転させてから所定時間経過後に、前記分離ローラーと前記加熱回転体との押圧状態を解除するとしてもよい。
また、定着ニップにおけるシートの通紙速度を指標する速度指標値を取得する速度指標値取得手段を備え、前記駆動源は、回転速度が変更可能となっており、前記制御手段は、取得された速度指標値に応じて、前記加熱回転体の周速に対する前記分離ローラーの前記カウンター方向における周速の比が一定に保たれるように、前記分離ローラーの前記カウンター方向の回転速度を変更することが望ましい。

ここで、前記速度指標値は、前記加熱回転体の温度、前記加熱回転体の外径、シートの厚み、シートのサイズおよび通紙枚数のうちの少なくとも一つであることが望ましい。
もしくは、前記加熱回転体の外径を指標する外径指標値を取得する外径指標値取得手段と、前記加熱回転体に前記分離ローラーを弾性力により相対的に付勢する付勢部材とを備え、前記制御手段は、取得された外径指標値に応じて、前記付勢部材の付勢力を調整することが望ましい。

ここで、前記外径指標値は、前記加熱回転体の温度、前記加熱回転体の外径、シートの厚み、シートのサイズおよび通紙枚数のうちの少なくとも一つであることが望ましい。
また、前記定着ニップに通紙されるシートの幅を取得するシート幅取得手段と、前記分離ローラーは、それぞれ回転軸が同一直線上に存し、通紙領域に設けられた第１の分離ローラーと非通紙領域に設けられた第２の分離ローラーとからなり、前記クラッチは、第１の分離ローラーへの動力伝達を入り切りする第１のクラッチと、第２の分離ローラーへの動力伝達経を入り切りする第２のクラッチとからなり、前記制御手段は、定着ニップに通紙されるシートが、通紙領域内で通紙可能な幅の場合には、前記反転動作の対象から第２の分離ローラーを除外することが望ましい。

そして、前記定着ニップよりもシート搬送方向の下流側であって、かつ、前記分離ニップよりも上流側に配設され、前記シート先端の前記加熱回転体の表面からの浮きを検出するシート浮き検出部を備え、前記制御手段は、前記所定時間を、前記浮きが検出されなかったときよりも、前記浮きが検出されたときの方が短くなるようにすることが望ましい。

上記構成により、分離ローラーは、シート先端の位置が前記分離ニップから所定の範囲内になるまで、加熱回転体の回転方向に対してトレーリング方向に回転しているので、分離ローラーと加熱回転体との間の摩擦は軽減もしくは解消されて、加熱回転体の表面の摩耗の発生が抑制され、分離ローラーを加熱回転体の回転方向に対して常時カウンター方向に回転させていた従来よりも長寿命化を図ることができる。

本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の概略断面図である。 上記画像形成装置において、分離ローラーが設けられた定着部の構成を示す斜視図である。 上記画像形成装置の制御部とこれの制御対象とを示すブロック図である。 上記制御部において実行される分離ローラーの駆動制御の実行手順を示すフローチャートである。 （ａ）〜（ｄ）は、上記定着部および分離ローラーの動作図である。 （ａ）は、上記分離ローラーにおける周速の時間的変化を示す図であり、（ｂ）は、その部分拡大図である。 上記分離ローラーの駆動制御において、分離ローラーの停止時間を大きくして、積極的に記録シートにループ形成させた状態を示す図である。 （ａ）〜（ｃ）は、本発明の第２の実施形態に係る定着部における、定着ローラーおよび分離ローラーの動作図である。 （ａ）〜（ｃ）は、本発明の第２の実施形態に係る画像形成装置において、記録シートが非固着状態で検出位置Ｐ１を通過した場合における分離ローラーの動作図である。 （ａ）〜（ｃ）は、本発明の第２の実施形態に係る分離ローラーの周速の時間的変化を示す図である。 （ａ）および（ｂ）は、本発明の第３の実施形態に係る分離ローラーの押圧力調整機構を示す図である。 本発明の第３の実施形態に係る制御部において実行される押圧力維持処理の内容を示すフローチャートである。 本発明の第３の実施形態に係る定着ローラーの分離ニップにおける半径を推定する半径推定テーブルを示す図である。 （ａ）および（ｂ）は、本発明の第３の実施形態に係る押圧力調整機構のもう一つの構成例を示す図である。 本発明の変形例に係る定着部における分離ローラーの動作図である。

（１）第１の実施形態
以下、本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置について、図面を参照しながら説明する。
（１−１）画像形成装置の構成
図１は、本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の一例であるプリンターの構成を説明するための概略断面図である。

プリンター１は、画像形成部１０と、給紙部２０と、定着部３０と、制御部６とを備える。
給紙部２０は、収容トレイ２１と、繰り出しローラー２２と、捌きローラー対２３と、タイミングローラー対２４などを有している。
収容トレイ２１は、記録シートＳを収容するものである。

繰り出しローラー２２は、収容トレイ２１の最上位の記録シートＳに接触して、これを原稿の搬送路に繰り出すものである。
捌きローラー対２３は、一方が駆動ローラー、他方が従動ローラーであって、互いに接触して捌きニップを形成しており、当該従動ローラーにはトルクリミッターが取着され、原稿に対して搬送方向とは逆向きの力を与えている。

これにより、連れ送りされた記録シートＳがあれば、後方に押し戻され、記録シートＳは、捌かれて１枚に分離される。
タイミングローラー対２４は、制御部６から指示されたタイミングで記録シートＳをシート搬送方向における下流側（以下、単に、「下流側」という。）に送り出すものである。

画像形成部１０は、同図に示すように、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色のそれぞれに対応する作像ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋと、これら作像ユニット内に設けられた感光体ドラムとそれぞれ対向する一次転写ローラー１４と、中間転写ベルト１３、二次転写ローラー１５等を備えている。
作像ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋは、同図に示すように、当該中間転写ベルト１３に沿って、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋの順序で所定の間隔をおいて直列に配置されている。

作像ユニット１１Ｋは、感光体ドラム１２並びに、当該感光体ドラム１２の周囲に配置された帯電器１６、露光部１７、現像器１８及びクリーナー１９を備える。
作像ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃも作像ユニット１１Ｋと同様の構成であるので、ここでの説明は省略する。
露光部１７は、レーザダイオードなどの発光素子及びレンズ等を備え、ＬＡＮなどを介して外部から取得された画像データによって読み取られた原稿画像データにもとづいて制御部６が生成した駆動信号を取得し、感光体ドラム１２を露光するためのレーザ光を出射して、感光体ドラム１２上を主走査方向に露光走査させる。

感光体ドラム１２は、上記露光を受ける前に各クリーナー１９で表面の残存トナーが除去され、不図示のイレーサーランプに照射されて除電された後、帯電器１６により一様に帯電されており、このように一様に帯電した状態で、上記レーザ光による露光を受けると、感光体ドラム１２の表面に静電潜像が形成される。
各静電潜像は、各色の現像器１８により現像され、これにより感光体ドラム１２表面にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの現像剤像としてのトナー像が作像される。

各色の作像動作は、そのトナー像が中間転写ベルト１３上の同じ位置に重ね合わせて転写されるようにタイミングをずらして実行され、一次転写ローラー１４による静電力を受けて中間転写ベルト１３上に多重転写されフルカラーのトナー像が形成される。
中間転写ベルト１３上の重ね合わされた各色トナー像は、中間転写ベルト１３の回転により二次転写位置に移動する。

一方、中間転写ベルト１３の移動タイミングに合わせて、給紙部２０からは、タイミングローラー対２４を介して記録シートＳが給送されて来ており、二次転写位置において、二次転写ローラー１５に印加された電圧により生じた静電力によって、中間転写ベルト１３上のトナー像が記録シートＳ上に二次転写される。
一方、トナー画像が二次転写された記録シートＳは、定着部３０へ搬送される。

定着部３０は、並行配置された定着ローラー３１および加圧ローラー３２を有しており、定着ローラー３１と加圧ローラー３２間で定着ニップＮｆが形成される。
そして、定着ローラー３１には、制御部６によって温調制御されるヒーター３１ａ（ハロゲンランプ）が内蔵されており、これにより定着ローラー３１が加熱される。
記録シートＳは、上記定着ニップＮｆを通過するのに伴い、トナー像が加熱、加圧されて記録シートＳに定着される。

定着ローラー３１は、両端に回転軸が設けられた金属製の円筒体をシリコーンゴムなどの弾性体で覆い、さらに、その外表面にＰＦＡなどの離型層を設けたものである。
この離型層は、摩擦係数が小さく、離型性に優れているが、それでも、溶融したトナーが定着ローラー３１の表面に固着して、記録シートＳが定着ローラー３１の周面から剥離しないおそれがある。

本実施形態では、定着ローラー３１の周面に固着した記録シートＳを分離する分離ローラー１３３が設けられている。
これにより、記録シートＳは、一対のガイド板４１の間に突入し、不都合なく下流側へと案内され、一対の排出ローラー４２を介して排紙トレイ４３に排紙される。
なお、定着部３０には、定着ローラー３１の温調制御用の温度センサー３４が、当該定着ローラー３１の長手方向（紙面奥行方向）の中央部に近接する位置に設けられおり、検出した温度の情報を制御部６に出力する。

制御部６は、プリンター１を統括的に制御し、画像形成処理、画像安定化処理および定着ローラー３１の温調制御などを実行する。
さらに、本実施形態に係るプリンター１は、定着ローラー３１の摩耗を低減しつつ、定着ローラー３１および分離ローラー１３３を駆動させる定着部駆動処理を実行する。
なお、プリンター１には、テンキーおよびタッチパネルなどからなり、操作者からの指示を受け付けると共に、操作者に対して情報を表示する操作パネル７が設けられている。
（１−２）定着部３０の構成
図２は、定着部３０の構成を説明するための斜視図である。

上述したように、定着ローラー３１および加圧ローラー３２が並行配置された状態で、互いが相対的に押圧し、これにより定着ニップＮｆが形成されている。
定着ローラー３１は、モーターなどの定着ローラー駆動源４０によって回転駆動されており、加圧ローラー３２は、これに従動するようになっている。
なお、上記駆動および従動の関係が逆転していても構わない。

分離ローラー１３３は、同図に示すように、直線上に設けられた、径の等しい分離サブローラー１３３ａ、１３３ｂ、１３３ｃおよび１３３ｄからなる。
分離サブローラー１３３ａ〜１３３ｄは、いずれも回転軸をシリコーンゴムなどの円筒状の弾性体で覆ったものであり、その外周面の摩擦係数は、定着ローラー３１の外周面よりも大きく設定されている。

ここで、分離サブローラー１３３ａおよび１３３ｂ同士は、第１クラッチ１３４ａを介して連結されており、また、分離サブローラー１３３ｃおよび１３３ｄ同士は、第２クラッチ１３４ｂを介して連結されている。
また、分離サブローラー１３３ｂおよび１３３ｃ同士は、第１ギヤ１３５を挟んだ状態で連結されている。

さらに、分離サブローラー１３３ａおよび１３３ｄの回転軸は、図２に示すように、それぞれ一方の端部が支持部材１３１に軸支されていると共に、第１クラッチ１３４ａおよび１３４ｂが、支持部材１３１のそれぞれ突出部１３１ｃおよび１３１ｄの下面側に固定されており、これにより、分離ローラー１３３の個々のサブローラーが同軸上に回転自在に保持されている。

また、第１ギヤ１３５と噛み合う第２ギヤ１３６が、第３クラッチ１３４ｃを介して分離ローラー駆動源１５０に連結されている。
第３クラッチ１３４ｃは、支持部材１３１の折り曲げ部１３１ｅに固定されており、また、分離ローラー駆動源１５０は、突出部１３１ｄの上面側に固定されている。
第１クラッチ１３４ａ、第２クラッチ１３４ｂおよび第３クラッチ１３４ｃは、電磁クラッチであって、制御部６によりＯＮ・ＯＦＦ制御される。

また、分離ローラー駆動源１５０は、ステッピングモーターなど回転速度や回転方向を変更可能なモーターである。
支持部材１３１は、定着ローラー３１の回転軸方向に延びる板状の部材であって、当該回転軸方向に沿って延びる支軸１３２を有しており、プリンター１の本体側に設けられた不図示のフレームに揺動自在に軸支されている。

これにより、支持部材１３１で保持されている分離ローラー１３３は、上下に揺動することができ、定着ローラー３１との距離が変更可能な構成となっている。
また、支持部材１３１は、長手方向の中央部において、ばね座１３１ｂを有しており、当該ばね座１３１ｂに、ばね１４２の下端が取着されている。
一方、プリンター１の本体側のフレーム１４１においても、ばね座１３１ｂと対向する部分に、これと同様のばね座１４１ａが設けられており、当該ばね座１４１ａにばね１４２の上端が取着されている。

ばね１４２は、分離ローラー１３３を定着ローラー３１に向けて付勢している。
定着部３０に導入された記録シートＳは、下方から定着ニップＮｆに突入し、定着ローラー３１への固着が生じなければ、そのまま上方に搬送されるが、固着が生じると、同図に示すように、先端が定着ローラー３１の表面に沿ってカーブし、やがて分離ニップＮｓに突入し、その後、分離ローラー１３により定着ローラー３１から分離される。

また、上述したように、定着ローラー３１の外周面に近接する位置に温度センサー３４が設けられており、定着ローラー３１の表面温度を検出している。
さらに、本実施形態に係る定着部３０には、光学センサー１６３が、定着ニップＮｆの下流側の直近に設けられている。
この光学センサー１６３は、反射型光電センサーであって、定着ローラー３１表面に光を照射して反射光の受光し、その強度を検出しており、記録シートＳが通過していない初期状態においては、出射光が反射率の低い定着ローラー３１表面に照射され、受光強度が低くなるが、記録シートＳの先端が到達すると、反射率が高い部分に照射されるので、受光強度が高くなるため、検出位置Ｐ１を記録シートＳの先端が通過したことを検出する。

（１−３）制御部の構成
図３は、プリンター１における制御部６の構成と、これの制御対象となる主構成要素との関係を示す図である。
制御部６は、主な構成要素として、ＣＰＵ（Central Processing Unit）６１、タイマー６２、ＲＯＭ（Read Only Memory）６３、ＲＡＭ（Random Access Memory）６４、不揮発性メモリー６５、通信インターフェース（Ｉ／Ｆ）部６６などを備えている。

通信Ｉ／Ｆ部６６は、ＬＡＮカード、ＬＡＮボードといったＬＡＮに接続するためのインターフェースである。
ＲＯＭ６３には、プリントの実行に関連する制御を行うための制御プログラムなどが格納されている。
ＲＡＭ６４は、揮発性のメモリーであって、ＣＰＵ６１におけるプログラム実行時のワークエリアとなる。

不揮発性メモリー６５は、例えば、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）などであって、ＣＰＵ６１のデータ保存エリアとなる。
ＣＰＵ６１は、ＲＯＭ６３に格納されている制御プログラムを実行することにより、プリント動作を実行する。
このプリント動作には、分離ローラー１３３および定着ローラー３１間の摩耗を低減しつつ、双方のローラーを回転駆動させる定着部駆動処理が含まれている。

（１−４）定着部駆動処理の内容
以下、本実施形態に係る、制御部６において実行される定着部駆動処理について、図４のフローチャートおよび図５（ａ）〜（ｄ）の動作図に基づき説明する。
ＣＰＵ６１は、図４に示すように、プリントショブを受け付けるまで待機する（ステップＳ１１：ＮＯ）。

そして、通信Ｉ／Ｆ部６６を介して外部端末からプリントジョブを受け付けると（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、プリントジョブに含まれているＡ４などのシートサイズを取得する（ステップＳ１２）。
続いて、ＣＰＵ６１は、第１クラッチ１３４ａ、第２クラッチ１３４ｂおよび第３クラッチ１３４ｃを動力の伝達が遮断された状態（以後、「ＯＦＦ状態」という。）にする（ステップＳ１３）。

反対に、これらのクラッチに動力が伝達されている状態をＯＮ状態という。
次に、ＣＰＵ６１は、記録シートＳを定着ニップＮｆに導入するために、定着ローラー駆動源４０を駆動させて、定着ローラー３１を回転させる（ステップＳ１４）。
このとき、第１クラッチ１３４ａ、第２クラッチ１３４ｂおよび第３クラッチ１３４ｃは、全てＯＦＦ状態となっているので、定着ローラー３１に従動してトレーリング方向に回転する。（図５（ａ）参照）
この従動状態においては、分離サブローラー１３３ａ、１３３ｂ、１３３ｃおよび１３３ｄと定着ローラー３１との間に摩擦力が殆ど生じないため、双方のローラーの摩耗の発生が抑制され、定着ローラー３１の寿命が延びる。

次に、ＣＰＵ６１は、ステップＳ１２で取得したシートサイズにもとづいて、シート幅Ｗａを取得する（ステップＳ１５）。
なお、上述のようにシート幅Ｗａを取得するには、予めシートサイズとシート幅とを対応づけたテーブルをＲＯＭ６３に記憶しておき、必要に応じて当該テーブルを参照すればよい。

そして、ＣＰＵ６１は、光学センサー１６３の出力値が変化するまで待機し（ステップＳ１６：ＮＯ）、当該出力値が変化すると、即ち、図５（ｂ）に示すように、記録シートＳの先端が位置Ｐ１を通過したことが検出されると（ステップＳ１６：ＹＥＳ）、その検出タイミングで計時を開始し（ステップＳ１７）、以下のようにして、分離ローラー１３３の停止動作を実行する。

即ち、記録シートＳの幅Ｗａが、分離サブローラー１３３ａおよび１３３ｄ同士の間隔Ｗ１よりも大きい場合には（ステップＳ１８：ＹＥＳ）、第１クラッチ１３４ａ、第２クラッチ１３４ｂおよび第３クラッチ１３４ｃを全てＯＮ状態にして（ステップＳ１９）、分離ローラー駆動源１５０を停止して（ステップＳ２０）、分離サブローラー１３３ａ、１３３ｂ、１３３ｃおよび１３３ｄを全て停止させる。

ここで、上述した分離ローラー駆動源１５０の停止は、ステッピングモーターの特定の極を通電状態にして、外力が加わっても回転しないようにしている。
一方、記録シートＳの幅Ｗａが、分離サブローラー１３３ａおよび１３３ｄ同士の間隔Ｗ１以下の場合には（ステップＳ１８：ＮＯ）、第３クラッチ１３４ｃのみをＯＮ状態にして（ステップＳ２１）、上記同様に分離ローラー駆動源１５０を停止し（ステップＳ２０）、分離サブローラー１３３ｂおよび１３３ｃのみを停止させる。

つまり、分離サブローラー１３３ａおよび１３３ｄに接触することのない幅の狭い記録シートＳでは、分離サブローラー１３３ａおよび１３３ｄを従動状態のままにして、分離サブローラー１３３ａおよび１３３ｄと定着ローラー３１間の摩耗を極力小さくするようにしている。
次に、ＣＰＵ６１は、計時された時間ｔａが所定時間ｔｓよりも大きいか否を判定する（ステップＳ２２）。

ここで、所定時間ｔｓは、記録シートＳの先端が位置Ｐ１を通過してから分離ニップに確実に到達するまでの時間である。（図５（ｂ）→図５（ｃ）参照）
そして、ＣＰＵ６１は、計時時間ｔａが所定時間ｔｓよりも大きくなったタイミングで（ステップＳ２２：ＹＥＳ）、分離ローラー駆動源１５０を所定時間逆転駆動させて（ステップＳ２３）、駆動力が伝達されている分離サブローラーを、定着ローラー３１の回転方向に対してカウンター方向に回転させる。（図５（ｄ）参照）
このとき、定着ローラー３１に従動回転した分離ローラー１３３の周速をＶ１とすると、逆転駆動しているときの周速を、Ｖ１の２倍に設定することにより、記録シートＳが確実に分離できるようにしている。

そして、記録シートＳの先端が、一対のガイド板４１（図１参照）に突入すると、当該記録シートＳの搬送経路が安定し、シートの腰によって、分離ローラー１３３と接触しなくなるので、第１クラッチ１３４ａ、第２クラッチ１３４ｂおよび第３クラッチ１３４ｃをＯＦＦ状態にして（ステップＳ２４）、分離サブローラー１３３ａ、１３３ｂ、１３３ｃおよび１３３ｄを定着ローラー３１に従動させる。

つまり、ステップＳ２３でいう所定時間とは、記録シートＳの先端が、一対のガイド板４１に突入するまでの時間のことである。
次にＣＰＵ６１は、プリントすべき次の記録シートＳがあるか否かを判定し、次の記録シートＳがなければ（ステップＳ２５：ＮＯ）、定着ローラー駆動源４０を停止し、本定着部駆動処理を終了する。

また、プリントすべき次の記録シートＳがある場合には（ステップＳ２５：ＹＥＳ）、ステップＳ１５以降の処理を繰り返し実行する。
以下、分離ローラー１３３の周速について説明する。
図６（ａ）は、分離ローラー１３３と定着ローラー３１における周速の時間的変化を示す図であり、また、図６（ｂ）は、図６（ａ）の部分拡大図である。

図６（ａ）中の二点鎖線Ｌ１は、定着ローラー３１の周速を示し、一方、実線Ｌ２は、分離サブローラー１３３ｂおよび１３３ｃの周速を示す。
なお、分離サブローラー１３３ａおよび１３３ｄの周速については、上記ステップＳ１５の判断結果によって異なり、ステップＳ１６に進んだ場合には分離サブローラー１３３ｂおよび１３３と同様の周速変化になり、また、ステップＳ１８に進んだ場合には、定着ローラー３１と共に一定の周速を維持する。

時刻ｔ１は、光学センサー１６３が、記録シートＳの先端を検出した時刻であり、それ以前では、図６（ａ）に示すように、分離ローラー１３３は定着ローラー３１に従動し、共に周速Ｖ１で回転している。（上記ステップＳ１４に対応）
時刻ｔ１において、光学センサー１６３が記録シートＳの先端を検出すると、クラッチがＯＮ状態となって駆動力が伝達されている分離サブローラーの停止動作が開始され、駆動源となるステッピングモーターの停止トルクを受けて、時刻ｔ２には、完全に停止する。（上記ステップＳ２０に対応）
ここで、光学センサー１６３の検出位置から分離ニップＮｓに至るまでの距離と、記録シートＳの搬送速度とに基づき、記録シートＳの先端が分離ニップＮｓに到達する標準的な時刻ｔ３が予め求められている。（図６（ｂ）参照）
この時刻ｔ３に検出誤差などを考慮して、記録シートＳの先端が確実に分離ニップＮｓに到達した状態だと考えられる時刻ｔ４が決められている。

つまり、上述の所定時間ｔｓは、時刻ｔ１から時刻ｔ４に至るまでの時間に設定されている。
このように、記録シートＳの先端を、反転中の分離ローラー１３３にいきなり接触させるのではなく、停止中の分離ローラー１３３と接触させているのは、以下の理由による。
記録シートＳは、熱定着に伴いカールが生じ易く、また、発生するカールの形状も、記録シートＳの搬送方向と直交する方向から見て、中央部が浮き上がるものと、搬送方向の延長線上から見て、中央分が浮き上がるものとがある。

後者のカールが生じている記録シートＳは、先端側の縁部が弓なりに変形しており、このような状態で、分離ローラー１３３に近づくと、シート幅方向における縁部の位置により、分離ローラー１３３と接触する時間に差が生じる。
定着ローラー３１と分離ローラー１３３との位置関係にもよるが、通常、上記縁部における両端部が中央部よりも早く分離ローラー１３３に接触するため、接触時に分離ローラー１３３を反転させていると、当該両端部が分離ローラー１３３の回転方向に沿って跳ね上げられ、接触していない中央部では進行方向を維持しようとするため、先端側の両端部が折れ曲がるいわゆる耳折れが生じることがある。

この耳折れの発生を防止するために、記録シートＳの先端を、一旦停止中の分離ローラー１３３に接触させてから、分離ローラー１３３の反転を開始させるのが良い。
また、分離ローラー１３３は、上述したように、周面の摩擦係数が定着ローラー３１よりも大きく設定されているので、分離ニップＮｓに突入した記録シートＳの先端部は、分離ローラー１３３との摩擦でそれ以上移動できなくなる。

このため、所定時間ｔｓを長くするにつれ、図７に示すように、定着ニップＮｆと分離ニップＮｓとの間において、記録シートＳの先端部にループが形成され易くなる。
このように、記録シートＳの先端部にループを形成した場合、記録シートＳを定着ローラー駆動源４０から分離する性能（以下、「シート分離性能」という。）の向上が期待できる。

もっとも、薄紙の場合には、腰が弱いために、ループが形成される過程で、先端が局部的に折れ曲がる可能性があるので、記録シートＳが普通紙や厚紙の場合のみにループが形成されるように、ｔｓの値を調整してもよい。
特に、厚紙などの腰の強い記録シートＳが、定着部３０に通紙された場合には、先端に受けた力が後端側に伝わり易く、その分、大きなループが形成され、定着ローラー３１から剥離し易くなるので、所定時間ｔｓを通常よりも少し大きく設定してもよい。

導入される記録シートＳが、厚紙であるか否かを認識するには、収容トレイ２１に対応するシートサイズと厚みの両方を不揮発性メモリー６５に記憶させておき、収容トレイ２１が選択されたときに、選択された収容トレイ２１に対応づけられている記録シートＳの厚みに関する情報を参照すればよい。
図６（ａ）に戻って、記録シートＳの先端が確実に分離ニップＮｓに到達する時刻ｔ４から、反転動作が開始され（上記ステップＳ２３に対応）、時刻ｔ５において目標の周速である２×Ｖ１に達している。

なお、図６（ａ）では、回転方向が従動方向と逆になっている場合、負の符号を付している。
このように、分離ローラー１３３の逆転させているときの周速を、定着部３０に従動しているときの周速よりも速く設定しているのは、以下の理由による。
即ち、反転している分離ローラー１３３に記録シートＳの先端が接触しているうちは、シート先端が分離ローラー１３３の上記反転方向に沿って進んで行く。

しかしながら、シート先端が、重力や静電気力・風の流れなどの影響を受けると、分離ローラー１３３から次第に離れてしまう場合がある。
このように、シート先端が、分離ローラー１３３から離れて、更に撓みが生じると、定着ニップＮｆ側に向かって進むようなことも起こり得るので、紙詰りが発生する事態に成りかねない。

このような観点から、分離ローラー１３３の逆転速度が速い方が望ましく、本実施形態では従動時の２倍の周速に設定している。
このように設定することにより、机上では、時刻ｔ６には、分離ニップＮｓ付近における記録シートＳの弛みが略解消する。（図６（ｄ）参照）
記録シートＳの先端が、一対のガイド板４１（図１参照）に突入する時刻ｔ７まで、分離ローラー１３３の反転動作を継続し、時刻ｔ７に達すると、第１クラッチ１３４ａ、第２クラッチ１３４ｂおよび第３クラッチ１３４ｃを全てＯＦＦ状態にして、分離ローラー１３３を定着ローラー３１に従動させる。（上記ステップＳ２４に対応）
以上のように、本実施形態におけるプリンター１では、分離ローラー１３３を、初期状態において定着ローラー３１に従動させておき、記録シートＳの先端位置が分離ニップＮｓから所定の範囲内になると、分離ローラー１３３を、定着ローラー３１の回転方向に対してカウンター方向に反転させて、記録シートＳを定着ローラー３１から分離するため、分離ローラー１３３と定着ローラー３１との間で摩擦が生じている時間が、従来よりも短くなり、定着ローラー３１の摩耗を低減することができる。

（２）第２の実施形態
（２−１）画像形成装置の構成
以下、本発明の第２の実施形態に係る画像形成装置の一例であるプリンター２００について、図８（ａ）〜（ｃ）を参照しながら説明する。
第２の実施形態に係るプリンター２００の構成は、基本的に上記第１の実施形態に係るプリンター１と共通するが、第２の実施形態に係るプリンター２００では、光学センサー１６３の代わりに、変位センサー２６３が設けられている点と、定着部駆動処理の内容の一部が、第１の実施形態に係るプリンター１とは異なる。

以下では、共通の構成部分には第１の実施形態と同じ符号を付して、その説明は省略し、相違する点を中心に説明する。
（２−２）定着部の構成
図８（ａ）〜（ｃ）は、第２の実施形態に係るプリンター２００の定着部２３０における要部構成とその動作を示す概略図である。

同図に示すように、記録シートＳの先端を検出すると共に、記録シートＳのループ量を計測する検出部として、変位センサー２６３が設けられている。
変位センサー２６３は、分解能が１μｍ程度の光学式変位センサーであって、出射光の出射角度に対する反射光の受光角と、その受光強度とに基づき、当該変位センサー２６３と検出位置Ｐ１までの距離を検出するものである。

記録シートＳの先端が検出位置Ｐ１に到達すると、変位センサー２６３において、図８（ａ）に示すように、それまで検出されていた距離Ｄ０から、記録シートＳの厚み分が減少した距離Ｄ１が検出されるので、制御部６は、第１の実施形態の光学センサー１６３と同様に、記録シートＳの先端の検出を行うことができる。
さらに、制御部６は、記録シートＳにループが形成されたとき、光学センサー１６３により検出される距離が徐々に大きくなって行く。

そして、図８（ｂ）に示すように、光学センサー１６３により検出された距離Ｄ２をその前に計測された距離Ｄ１から差し引くことにより、記録シートＳのループ高さＨを求めることができる。
第１の実施形態では、ループが形成されていることを実際には把握できなかったため、分離ローラー１３３を反転させる時刻ｔ４に遅めに設定、即ち、所定時間ｔｓを長めに設定せざるを得なかったのに対し、第２実施形態では、記録シートＳのループの形成状況を直接確認できるため、時間基準でなく、距離Ｄ２が所定の値となったときに、分離ローラー１３３の反転動作を開始すればよく、より効率的な反転動作の実施が可能となる。（図８（ｃ）参照）
また、本発明の第２の実施形態に係るプリンター２００の構成では、定着部駆動処理の内容の一部を以下のように変更して、記録シートＳをより円滑に搬送することもできる。

即ち、これまでは、記録シートＳが定着ローラー３１に固着している状態だけを想定していたが、例えば、厚紙などでは、図９（ａ）に示すように、検出位置Ｐ１に至るまでに、自らの腰の強さによって、先端が定着ローラー３１から浮き上る、即ち、定着ローラー３１に固着していない状態（以下、「非固着状態」という。）となることも考えられる。
このような場合、変位センサー２６３の検出距離は、Ｄ０からＤ３に瞬時に大きく切り替わるので、制御部６は、検出距離が徐々に増加するループ形成ではなく、非固着状態であることを認識できる。

第１および第２の実施形態では、いずれも記録シートＳの先端が、分離ローラー１３３に接触するまでは、分離ローラー１３３の反転動作を行わないで停止させていた。
しかしながら、このような停止状態の分離ローラー１３３に、一点鎖線Ｓ１のように記録シートＳの先端が突き当たると、記録シートＳの先端が折れ曲がる虞がある。
本発明の第２の実施形態に係るプリンター２００では、このような記録シートＳの先端の折れ曲がりを防止するために、図８（ｂ）に示すように、変位センサー２６３が記録シートＳの非固着状態を検出したときに、直ぐに分離ローラー１３３の反転動作を開始させて、記録シートＳの先端が、分離ローラー１３３に突き当たったときには、図９（ｃ）に示すように、記録シートＳの先端を上方に跳ねあげるようにしている。

図１０は、このような制御を行ったときの、分離ローラー１３３と定着ローラー３１における周速の時間的変化を示す図である。
実線Ｌ３が、時刻ｔ１において、記録シートＳの非固着状態を検出した場合の定着ローラー３１における周速の時間的変化である。
この場合、記録シートＳの先端が分離ニップＮｓに到達しないので、分離ローラー１３３を一旦停止状態に保持する必要がない。

このため、制御部６は、上記非固着状態を検出した時刻ｔ１において、分離ローラー１３３を周速Ｖ１で定着ローラー３１に従動している状態から、反対方向に一気に回転させて、目標の周速である２×Ｖ１に移行させている。
以上のように、第２の実施形態に係るプリンター２００では、実際に記録シートＳのループの高さや非固着状態などを検出して、反転動作の移行タイミングを決定することで、シート分離性能の向上や記録シートＳの先端部の折れ曲がりの防止を図ることができる。

（３）第３の実施形態
（３−１）画像形成装置の構成
以下、本発明の第３の実施形態に係る画像形成装置の一例であるプリンター３００について、図面を参照しながら説明する。
第３の実施形態に係るプリンター３００の構成は、定着ローラー３１の温度変化に伴う外径変化により、定着ローラー３１および分離ローラー１３３間の押圧力が変化して、分離ローラー１３３の分離性能や定着ローラー３１の寿命が変動するのを抑制することに特徴があり、構造的には基本的に上記第１の実施形態に係るプリンター１と共通するが、定着ローラー３１に対する分離ローラー１３３の押圧力の変動を抑制する押圧力調整機構３３０および記録シートＳの厚みを計測する厚み計測部２６０を備える点、ＲＯＭ６３に後述の半径推定テーブル３４０格納されている点、および、制御部６によって実施される制御内容の一部が、第１の実施形態に係るプリンター１とは異なる。

以下では、共通の構成部分には第１の実施形態と同じ符号を付して、その説明は省略し、相違する点を中心に説明する。
まず、本実施形態に係るプリンター３００において、前提となる条件について説明する。
本実施形態に係るプリンター３００では、厚紙や大サイズなどの比較的熱容量の大きな記録シートを連続通紙してプリントする場合には、ヒーター３１ａの加熱が間に合わずに、温度が徐々に低下し、定着ローラー３１の温度が所定の温度を下回ったときに、プリントジョブを一旦中断して、目標温度まで回復するのを待ち、温度回復後に再び、プリントジョブを再開する温調制御が実施される。

このように、プリントジョブ実行中に定着ローラー３１の温度が低下して、定着ローラー３１の外径が次第に小さくなると、構造上、板ばね２４２の付勢力も小さくなり、定着ローラー３１に対する分離ローラー１３３の押圧力も徐々に低下する。
分離ローラー１３３の押圧力が減少する方向に変化すると、分離ローラー１３３の反転動作中、定着ローラー３１および分離ローラー１３３間の摩擦力が減少するため、定着ローラー３１寿命が延びる反面、シート分離性能が低下する。

そこで、本実施形態に係るプリンター３００では、上記押圧力を一定に保つ押圧力調整機構３３０が設けられている。
なお、定着ローラー３１は、内蔵するヒーター３１ａにより内周面全体が加熱されるのに対し、分離サブローラー１３３ａ〜１３３ｄは、分離ニップＮｓからの熱流入によって加熱されるのみであるため、温度上昇幅も小さく、また、弾性体の厚みも比較的薄いため、分離ローラー１３３の熱膨張は、無視できるほど軽微であり、ここでは考慮していない。

（３−２）押圧力調整機構の構成
図１１は、押圧力調整機構３３０の構成を説明するための概略図である。
同図に示すように、支持部材１３１において、第１の実施形態におけるコイル状のばね１４２の代わりに、板ばね２４２が設けられており、その上方には、アクチュエーター３３１が設けられている。

アクチュエーター３３１は、例えば、サーボアクチュエータなどであって、駆動パルスを与えられると、与えられた駆動パルスに相当する長さだけ伸縮するロッド３３１ａを有し、当該ロッド３３１ａの先端が板ばね２４２に接触して、これを支持部材１３１側に押圧するものである。
さらに、本実施形態におけるプリンター３００には、定着ニップＮｆの上流側に、記録シートＳの厚みｔｍを計測する厚み計測部２６０が設けられている。

厚み計測部２６０は、一対の変位センサー２６３が、記録シートＳの搬送路を挟んで、互いが対向する位置に設けられてなる。
なお、変位センサー２６３については、第２の実施形態において説明しているので、ここでの説明は省略する。
双方の変位センサー２６３における出射光の光軸は、同一直線上にあり、当該出射光が記録シートＳの表面に直角に照射されると共に、それぞれのサンプリングのタイミングが一致するように設定されている。

以上の構成により、記録シートＳの表面側に設けられた変位センサー２６３（図１１（ａ）における左側）は、当該表面までの距離Ｄ４を計測し、また、記録シートＳの裏面側に設けられた変位センサー２６３（図１１（ａ）における右側）は、当該裏面までの距離Ｄ５を計測することができる。
これにより、制御部６は、一対の変位センサー２６３同士の離間距離Ｄ６から、上述の距離Ｄ４および距離Ｄ５を差し引くことにより、記録シートＳの厚みｔｍを取得することができる。

ここで、Ａ４普通紙が連続通紙されるとき、このうちの或るシートが熱定着されているときの平均的な定着ローラー３１の半径をＲｓ１とし、その中でも１枚目が熱定着されているときの平均的な定着ローラー３１の半径を、基準半径Ｒ０とする。
また、Ａ４薄紙が連続通紙されるとき、このうちの或るシートが熱定着されているときの平均的な定着ローラー３１の半径をＲｓ２とすると、Ａ４普通紙とＡ４薄紙とが同じ枚数通紙された状態を比較すると、Ｒｓ２＞Ｒｓ１となり、Ａ４普通紙のときよりもＡ４薄紙のときの方が、分離ローラー１３３が上方に押しやられて付勢力が増加する。

このように定着ローラー３１の半径が大きくなるのは、Ａ４薄紙がＡ４普通紙よりも熱容量が小さく、定着ローラー３１から熱を奪いにくいからである。
板ばね２４２の付勢力は、もともとＡ４普通紙１枚を熱定着する状態（以下、「基準状態」という。）を基準にして設定されたものであり、よって、基準状態ではない状態では定着ローラー３１の外径が変化しているため、付勢力が想定したものと異なってくる。

この付勢力の変動量を求めるために、分離ローラー１３３と定着ローラー３１との軸間距離の平均的な変化量ｘ１を求めている。
ここで、変化量ｘ１は、以下の式１で示される。
［式１］ ｘ１＝Ｒｓ２−Ｒ０
なお、変化量ｘ１は、記録シートＳの厚みによって変化するが、シートサイズによっても変化する。

このため、本実施形態では、後述の半径推定テーブル３４０を用いて、記録シートＳの厚みやサイズに応じて、定着ローラー３１の半径を推定している。
なお、変化量ｘ１を、ロッド３３１ａの伸縮方向（鉛直方向）の変位量ｙ１に換算する式は、以下のように示される。
［式２］ ｙ１＝ｘ１×ｓｉｎθ１
ここで、θ１は、図１１（ｂ）に示すように、定着ローラー３１と分離ローラー１３３の回転中心同士を結んだ直線と水平線とが成す角度のことである。

例えば、Ａ４薄紙が熱定着されると、基準状態に対して、ｘ１×ｓｉｎθ１分だけ、分離ローラー１３３が上方に移動して、基準状態よりも板ばね２４２の平均的な押圧力が増加する。
本実施形態におけるプリンター３００の制御部６は、分離ローラー１３３が鉛直方向にｘ１×ｓｉｎθ１の距離移動することによる上記押圧力の変動を相殺するように、アクチュエーター３３１のロッド３３１ａを移動させる処理（以下、「押圧力維持処理」という。）を実施する。

なお、記録シートＳの先端部が分離ニップＮｓに突入しても、当該先端部が分離ニップＮｓの一部に食い込むだけで、大部分の分離ニップＮｓは、定着ローラー３１と分離ローラー１３３との接触を維持するため、記録シートＳの厚みを軸間距離の変化量ｘ１に加算していない。
（３−３）押圧力維持処理について
以下、押圧力維持処理について、図１２のフローチャートに基づいて説明する。

制御部６は、図４におけるステップＳ１４とステップＳ１５の間であって、ステップＳ２５からジャンプして戻る位置よりも下流側において、以下のサブルーチンを実行する。
即ち、ＣＰＵ６１は、厚み計測部２６０から記録シートＳの厚みｔｍを取得し（ステップＳ３１）、定着ローラー３１の半径を予測する半径推定テーブル３４０を参照し、上記厚みｔｍと図４のステップＳ１２において取得したシートサイズとに基づいて特定される半径を取得し（ステップＳ３２）、これを式１および式２に当てはめて、鉛直方向の変位量ｙ１を求め、例えば、この変位量ｙ１分だけ分離ローラー１３３を逃がす方向に移動するように、ロッド３３１ａを移動させる（ステップＳ３４）。

なお、ロッド３３１ａの実際の移動量は、変位量ｙ１と、定着ローラー３１、分離ローラー１３３および支持部材１３１の支軸１３２位置関係に基づいて、幾何学的に求められるため、ここでの説明は省略する。
図１３は、半径推定テーブル３４０の内容を示す図である。
半径推定テーブル３４０は、複数のサブテーブルｓｔ１、ｓｔ２、ｓｔ３、・・・ｓｔｎからなる。

これらのサブテーブルは、連続通紙が行われることを想定し、プリントの順番に対応して設けられたものであり、先にプリントされるものほど、図中の上位に位置する。
また、各サブテーブルの左上の欄、例えば、サブテーブルｓｔ１の左上欄３４１に示されている「１枚目」は、１つのプリントジョブ中において、１枚目のプリントに対応するサブテーブルであることを意味する。

ここで、各サブテーブルの中央の欄、例えば、サブテーブルｓｔ１の中央欄３４２には、Ａ４普通紙に転写されたトナー像を熱定着する場合の定着ローラー３１の平均的な半径Ｒｓ１が示されている。
連続通紙が行われる場合、プリントの順番が後になるほど、定着ローラー３１の温度が低下し、熱収縮して半径Ｒｓ１の値が小さい値になる。

そこで、各サブシートの右上の欄には、例えば、サブテーブルｓｔ１の右上欄３４３に、半径Ｒｓ１の値をプリントの実行順序に応じて見直すための式が示されている。
この右上の欄だけは、説明の都合上便宜的に設けられた欄であり、実施には、ここで示される値が、各サブテーブルの中央の欄（例えば、中央欄３４２）に示されていることを意味する。

例えば、２枚目のプリントに対応するサブテーブルｓｔ２の右上欄３５３には、「Ｒｓ１＝Ｒ０×（１−ｓ１／１００）」と示されている。
右辺の式は、実際には実験等により求められるＲｓ１の値であって、ここでは、各サブシートにおける半径Ｒｓ１の大小関係を比較し易いように、理論式に置き換えて表現しているに過ぎない。

また、他の欄についても、これと同様に、式が示されている部分は、実際には実験等を行って求められた数値が示されている。
ここで、サブテーブルｓｔ２の右上欄３５３に示されているｓ１は、２枚目が通紙されたことによる定着ローラー３１の温度低下により生じる収縮の割合を意味しており、また、サブテーブルｓｔ３〜ｓｔｎの右上欄におけるｓ２、・・ｓ（ｎ−１）についても、これと同様である。

サブテーブルｓｔ１に戻って、中央欄３４２の１つ上の欄において、Ａ４サイズの薄紙を１枚目に熱定着する場合の定着ローラー３１の平均的な半径Ｒｓ２を示す値が、理論式「Ｒｓ２＝Ｒｓ１×（１＋ｂ０／１００）」によって便宜的に示されている。
この右辺の式に示されるように、薄紙の場合、普通紙よりも熱容量が小さく、定着ローラー３１から熱を奪いにくくなるため、Ａ４普通紙を熱定着する場合の定着ローラー３１の半径Ｒｓ１よりも大きい半径になる。

また、中央欄３４２の１つ下の欄には、Ａ４サイズの厚紙を１枚目に熱定着する場合の定着ローラー３１の平均的な半径Ｒｓ３の値が、理論式によって示されているが、この場合、薄紙とは逆の傾向となる。
続いて、中央欄３４２の１つ左の欄に着目すると、ここには、Ｂ５サイズの普通紙を１枚目に熱定着するときの定着ローラー３１の平均的な半径の値が、理論式「Ｒｓ１×（１＋ａ１／１００）」によって示されている。

Ａ４よりもシートサイズの小さなＢ５の記録シートが通紙された場合、定着ローラー３１の温度低下および熱収縮は、Ａ４の記録シートが通紙されたときよりも小さくなり、上記半径はＡ４のときよりも大きくなる。
このように、ａ１は、Ａ４普通紙が通紙されたときにおける定着ローラー３１の平均的な半径の増加割合を示している。

そして、サイズが小さくなるＡ５普通紙では、理論式「Ｒｓ１×［１＋（ａ１＋ａ２）／１００］で示されるように、Ａ４普通紙よりもさらに上記半径が大きくなる。
なお、Ａ４よりもシートサイズが大きくなるＢ４普通紙などでは、上記と逆の傾向になるように示されている。
ここまで、記録シートの厚みをパラメーターとする半径の理論式と、シートサイズをパラメーターとする半径の理論式について、それぞれ説明してきたが、Ａ５薄紙などのように、基準となるＡ４普通紙に対して、厚みおよびサイズが共に異なる場合には、同図に示すように、これらの欄に示される実際の値は、上記理論式を組み合わせることにより得られた値に略等しいものと考えられる。

なお、本実施形態における半径推定テーブル３４０は、用紙サイズや厚みに応じて定着ローラー３１の平均的な半径を特定するための値が示されていたが、これに限らず、直接、アクチュエーター３３１のロッド３３１ａの移動量が示されていても構わない。
このようにすることで、わざわざ式１および式２等を用いた計算を行う必要がなくなり、ＣＰＵ６１の演算時間およびＲＡＭ６４の記憶容量の節約に資する。

また、本実施形態に係るプリンター３００では、記録シートの厚みを取得するために、１対の変位センサー２６３を用いていたが、予め、ユーザーが、収容トレイ２１と記録シートの厚みとの対応づけた情報を、操作パネル７を介して不揮発性メモリー６５に記憶させておくことで、１対の変位センサー２６３を設けなくても、選択された収容トレイ２１に基づいて記録シートの厚みを取得することができ、低コスト化に資する。
＜変形例＞
本発明は、上述のような実施形態に限られるものではなく、次のような変形例も実施することができる。

（１）上記第１〜３の実施形態では、定着部駆動処理において、図４のステップＳ１３およびステップＳ２４において、第１クラッチ１３４ａ、第２クラッチ１３４ｂおよび第３クラッチ１３４ｃを、全てＯＦＦ状態にすることにより、分離サブローラー１３３ａ〜１３３ｄを定着ローラー３１に従動させて、双方のローラー間における摩擦の発生を抑制し、定着ローラー３１の寿命を延ばしていたが、これに限らない。

例えば、第１クラッチ１３４ａ、第２クラッチ１３４ｂおよび第３クラッチ１３４ｃを全てＯＮ状態にして、分離ローラー駆動源１５０により、分離サブローラー１３３ａ〜１３３ｄを定着ローラー３１の回転方向に対してトレーリング方向に定着ローラー３１と同一の周速で回転駆動させれば、双方のローラー間における摩擦の発生をさらに軽減することができる。

また、このような場合、少なくとも第３クラッチ１３４ｃを設ける必要がなくなり、装置の構成から省略することができ、コスト低減化に資する。
また、場合によっては、分離サブローラー１３３ａ、１３３ｂ、１３３ｃおよび１３３ｄにそれぞれ専用の駆動源を設けて、第１クラッチ１３４ａ、第２クラッチ１３４ｂおよび第３クラッチ１３４ｃを省略した構成としてもよいであろう。

（２）上記第１〜３の実施形態では、分離ローラー１３３で定着ローラー３１を押圧して分離ニップＮｓを形成していたが、これに限られない。
近年、定着ローラー内にヒーターを内蔵させるのではなく、無端状の定着ベルトの走行軌跡の内側に、これの内径よりも僅かに外径の小さなローラーを遊嵌して、当該定着ベルトの発熱層を誘導加熱する所謂ゆるばめ式の定着装置が考えられている。

本構成では、定着ベルトにおける外周の一部のみをローラーの外周面に接触させているため断熱効率が高く、ウォーミングアップ時間を短縮することができるというメリットがある。
当該ゆるばめ式の定着装置では、分離ローラー１３３で直接押圧している回転体としては、定着ローラーではなく定着ベルトとなる。このように、回転体としては、様々なものが考えられるため、加熱回転体であれば、どのようなものであっても構わない。

（３）また、上記第１〜第３の実施形態では、定着ニップを形成するために、定着ローラー３１と加圧ローラー３２とを圧接させていたが、これに限らない。
例えば、加圧ローラーの代わりに、表面が低摩擦材料などで覆われた加圧パッドなどを定着ローラーに圧接させる構成としてもよく、要するに、定着ローラー３１を加圧する加圧部材としては、表面に適当な摺動性を有して加圧できるものであれば、どのようなものであってもよい。

（４）上記第１〜第３の実施形態では、分離ローラー１３３の停止を開始させるタイミングは、光学センサー１６３や変位センサー２６３において記録シートの先端が検出されるタイミングとしたが、記録シートの先端の検出タイミングと分離ローラー１３３の停止タイミングとを必ずしも一致させる必要はなく、記録シートの先端が分離ニップＮｓに突入する前までに分離ローラー１３３の停止が間に合う範囲で、適宜決定すればよい。

（５）上記第１〜第３の実施形態では、図４のステップＳ１３およびステップＳ２４において、第１クラッチ１３４ａ、第２クラッチ１３４ｂおよび第３クラッチ１３４ｃの全てをＯＦＦ状態にしているが、これに限らず、第３クラッチ１３４ｃだけをＯＦＦ状態にすることだけでも、分離サブローラー１３３ａ〜１３３ｄを定着ローラー３１に従動させることができるので、このようにしてもよい。

（６）上記第１〜第３の実施形態では、記録シートの幅に応じて、分離サブローラー１３３ａ〜１３３ｄのうち、反転動作を行わずに定着ローラー３１との従動状態を維持するものを決定しているが、これに限らない。
例えば、第１クラッチ１３４ａおよび第２クラッチ１３４ｂを省略して、分離サブローラー１３３ａ〜１３３ｄが同じ動きをする構成にしても構わず、この場合、分離ローラー１３３全体の動きは、分離サブローラー１３３ｂおよび１３３ｃの動きに従うことになる。

（７）また、上記第３の実施形態では、熱定着される記録シートのシートサイズおよび厚みと、半径推定テーブル３４０とに基づき、分離ニップにおける定着ローラー３１の半径を推定していたが、これに限らず、推定精度が落ちるが、シートサイズのみ、または、厚みのみをパラメーターにして、分離ニップにおける定着ローラー３１の半径を推定してもよい。

ここで、パラメーターの値として無視したものは、半径推定テーブル３４０を参照する際に、使用される環境下において、統計的に最も頻繁にプリントが行われている記録シートのサイズまたは厚みに設定しておくことが望ましい。
（８）また、上記第３の実施形態では、アクチュエーター３３１のロッド３３１ａと分離ローラー１３３との間に板ばね２４２を介在させ、主に、当該板ばね２４２の弾性力により、分離ニップにおいて押圧力を得ていたが、定着ローラー３１に設けられた弾性体の弾性力で、上記押圧力を得る構成としてもよい。

図１４（ａ）および（ｂ）は、このような構成を説明する側面図であり、また、動作図も兼ねている。
本変形例に係るプリンターの構成は、基本的に上記第３の実施形態に係るプリンター３００と共通するが、第３の実施形態に係るプリンター３００において設けられた板ばね２４２が省略されている点、アクチュエーター３３１の代わりに、回転角度制御可能な駆動源４７０が設けられている点などが、第３の実施形態に係るプリンター３００とは異なる。

図１４（ａ）に示すように、プリンター１の本体側に設けられたフレーム４４０に、ステッピングモーターなどの回転角度制御可能な駆動源４７０が支持されている。
当該駆動源４７０の回転軸の先端部に、ねじ歯車７０ａが形成されている。
また、支持部材１３１の両端に位置する支軸１３２の一方に、はす歯歯車２３３が取着されており、当該はす歯歯車２３３に、ねじ歯車７０ａが噛み合って、ウォームギヤを構成する。

図１４（ａ）は、Ａ４普通紙をｎ枚通紙したときの定着ローラー３１の状態が示されており、温度の低下が大きいために熱収縮量も大きくなり、外径が小さくなっている。
一方、図１４（ｂ）は、熱容量がＡ４普通紙も小さいシートＡ４薄紙などをｎ枚通紙したとき定着ローラー３１の状態が示されており、温度低下が少ないため、図１４（ａ）よりも定着ローラー３１の外径が大きくなっている。

本変形例では、上記構成により、このような定着ローラー３１の外径変化に起因する定着ローラー３１と分離ローラー１３３との間の押圧力の変動を吸収するように、分離ローラー１３３を上下に揺動させている。
無論、その揺動量は、第３の実施形態のプリンター３００と同様に、半径推定テーブル３４０と、記録シートＳの厚みおよびサイズとに基づいて決められた位置である。

なお、本変形例では、定着ローラー３１の半径が変化した場合、板ばね２４２が設けられた第３の実施形態に係るプリンター３００よりも、定着ローラー３１と分離ローラー１３３との間の押圧力が大きく変化するため、大きな減速比が得られ、よりきめ細かな位置調整が可能なウォームギヤを備える本構成は有用である。
（９）また、図１４（ａ）に示した構成を用いれば、分離ローラー１３３を定着ローラー３１から離間させることもできる。

つまり、第１から第３の実施形態において、分離ローラー１３３を定着ローラー３１に従動させている期間において、分離ローラー１３３を定着ローラー３１から離間させておけば、この間、分離ローラー１３３に起因する定着ローラー３１の摩耗は完全に防止できる。
しかしながら、分離ローラー１３３を定着ローラー３１に押し当てる動作（以下、「復帰動作」という。）の実行に伴い、定着ローラー３１に衝撃が与えられると、衝撃の振動が記録シートに伝播し、熱定着中のトナーに位置ずれが生じて、定着品質が劣化する虞がある。

したがって、定着ローラー３１にできるだけ衝撃を与えないように、上記復帰動作中は、分離ローラー１３３を定着ローラー３１と従動可能な状態にした上で、ゆっくりと行う必要がある。
以下、分離ローラー１３３の離間動作および復帰動作について、図１５（ａ）〜（ｄ）に示す動作図を用いて説明する。

本変形例では、圧接動作に充てる時間を長く設定できるように、図１５（ａ）に示すように、定着ニップＮｆよりも上流側の位置Ｐ２を検出位置とする光学センサー１６３が設けられており、位置Ｐ２を記録シートＳの先端が通過したときに、分離ローラー１３３を従動可能な状態で、二点鎖線で示す位置（離間位置）からゆっくりと定着ローラー３１に圧接する位置（圧接位置）まで移動させる。

そして、図１５（ｂ）に示すように、記録シートＳが、分離ニップＮｓに到達する前までに、分離ローラー１３３を停止させて、この停止状態の分離ローラー１３３に記録シートＳの先端を当接させ、直ぐに、図１５（ｃ）に示すように、分離ローラー１３３を反転させて、定着ローラー３１から記録シートＳを分離する。
そして、上記反転動作により記録シートＳの弛みがある程度解消することで、分離ローラー１３３の助けを借りずに、記録シートＳの腰のみで上流側に案内可能な状態（以下、「分離後安定状態」という。）となったときに、図１５（ｄ）に示すように、分離ローラー１３３を定着ローラー３１から離間させる。

上述した分離ローラー１３３の反転開始時間、離間開始時間は、いずれも位置Ｐ２を記録シートＳの先端が通過したときを基準に、試験等を行って、予め決められた時間である。
ここで、離間位置における分離ローラー１３３と定着ローラー３１との接線Ｌ３が、分離ローラー１３３と接する位置をＰ３とすると、分離後安定状態は、例えば、図１５（ｄ）に示すように、記録シートＳの先端が、位置Ｐ３を通過した状態のことをいう。

なお、駆動源４７０のようにウォームギヤを用いる構成では、減速比が大きいために動作速度が遅くなるが、分離ローラー１３３の離間は、双方のローラーが接触しない最小の範囲で行えばよく、よって、移動量も小さいので、動作速度が遅いことに起因する問題は生じない。
（１０）上記変形例（８）においては、定着ローラー３１の熱膨張に起因する定着ローラー３１および分離ローラー１３３間の押圧力の変化を、できだけ一定に保つように制御したが、定着ローラー３１が駆動ローラーとなっている場合、当該定着ローラー３１に熱膨張もしくは収縮が生じると、反転動作中の分離ローラー１３３に対する定着ローラー３１の周速比も変化する。

ここで、上記周速比が大きくなると、シート分離性能は大きくなるが、定着ローラー３１と分離ローラー１３３との間の摩擦が大きくなり、定着ローラー３１の寿命が短く成り易い。
一方、上記周速比が小さい場合は、その逆の傾向になる。
このような不都合を解消するために、変形例（８）で示した半径推定テーブル３４０（図１３参照）と定着ローラー駆動源４０の角速度とに基づいて、定着ローラー３１周速を推定し、分離ローラー１３３の反転動作中における上記周速比が一定になるように、修正すべき分離ローラー駆動源１５０の回転速度を算出し、当該回転速度を制御しても構わない。

その場合、上記テーブルは、定着ローラー３１の半径を示す値の代わりに、分離ローラー駆動源１５０の角速度が直接示されていてもよい。
（１１）また、上記変形例（８）および（１０）では、温度変化による定着ローラー３１の外径の変化を推定するためにテーブルを用いたが、これに限らず、温度センサー３４で検出された定着ローラー３１の温度値と定着ローラー３１の熱膨張係数とに基づいて、上記外径の変化を推定してもよい。

その場合、記録シートＳの通紙に伴い、定着ローラー３１の温度が刻一刻と変化するので、温度センサー３４は、応答性の良い温度センサーを用いることが望ましい。
このため、定着ローラー３１に近接タイプの温度センサーではなく、応答性のよい接触させるタイプの温度センサーを用いてもよい。
このように、定着ローラー３１の温度を直接検出することにより、途中で定着ローラー３１の温調が入ったとしても、定着ローラー３１の外径の変化を推測することができる。

また、図８に示すように、変位センサー２６３が設けられている構成では、記録シートＳが通紙されていない間、定着ローラー３１の表面との距離を検出しているので、当該変位センサー２６３を用いて、定着ローラー３１の外径を直接検出してもよい。
もしくは、定着ローラー３１の外径を計測する目的で、記録シートＳが通過しない位置を検出位置とする変位センサーを別途設けてもよいであろう。

（１２）なお、上記実施形態では、本発明に係る画像形成装置をタンデム型カラープリンターに適用した場合の例を説明したが、これに限らず、モノクロ式プリンターに適用してもよく、要するに、加熱回転体とこれを押圧する分離ローラーとが設けられた定着装置を備える画像形成装置一般に適用することができる。
また、上記実施形態および上記変形例の内容をそれぞれ組み合わせるとしてもよい。

本発明は、加熱回転体とこれを押圧する分離ローラーとが設けられた定着装置を備える画像形成装置に広く適用することができる。

１，２００，３００ プリンター
６ 制御部
７ 操作パネル
１０ 画像形成部
１６ 光学センサー
３０，２３０ 定着部
３１ 定着ローラー
３１ａ ヒーター
３２ 加圧ローラー
３４ 温度センサー
４０ 定着ローラー駆動源
６１ ＣＰＵ
６２ タイマー
６３ ＲＯＭ
６４ ＲＡＭ
６５ 不揮発性メモリー
６６ 通信Ｉ／Ｆ部
７０ａ ねじ歯車
１３１ 支持部材
１３１ｂ，１４１ａ ばね座
１３１ｃ，１３１ｄ 突出部
１３１ｅ 折り曲げ部
１３２ 支軸
１３３ 分離ローラー
１３３ａ〜１３３ｄ 分離サブローラー
１３４ａ〜１３４ｃ クラッチ
１３５，１３６ ギヤ
１４１，４４０ フレーム
１５０ 分離ローラー駆動源
１６３ 光学センサー
２３３ はす歯歯車
２６０ 厚み計測部
２６３ 変位センサー
３３０ 押圧力調整機構
３３１ アクチュエーター
３３１ａ ロッド
３４０ 半径推定テーブル
４７０ 駆動源

Claims (12)

1. 加熱回転体を加圧部材で相対的に押圧して、これらの間に形成された定着ニップに、未定着画像の形成されたシートを通紙して熱定着する定着装置を備える画像形成装置であって、
   前記定着ニップよりもシート搬送方向の下流側において、前記加熱回転体を押圧して分離ニップを形成する分離ローラーと、
   前記分離ローラーを回転駆動させる駆動手段と、
   前記加熱回転体の回転方向に対してトレーリング方向に回転している前記分離ローラーを、シート先端の位置が前記分離ニップから所定の範囲内になると、前記分離ローラーを、前記加熱回転体の回転方向に対してカウンター方向に回転させる反転動作を開始するように前記駆動手段を制御する制御手段と
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御手段は、前記分離ローラーの前記カウンター方向における周速が、前記加熱回転体の周速よりも大きくなるように前記駆動手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御手段は、前記反転動作を実行するにあたり、シート先端が前記定着ニップを通過してから前記分離ニップに到達する前までに、前記分離ローラーを停止させ、その後所定時間経過後に、前記分離ローラーを前記カウンター方向に回転させることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記定着ニップよりもシート搬送方向の下流側であって、かつ、前記分離ニップよりも上流側に配設され、シートの先端が通過したことを検出するシート先端検出部を備え、
   前記反転動作において、前記分離ローラーを停止させるタイミングは、前記シート先端検出部の検出タイミングに基づいて決定されることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記駆動手段は、
   前記分離ローラーを駆動する駆動源と、
   前記分離ローラーと前記駆動源との間に介在するクラッチとを有し、
   前記制御手段は、前記クラッチにおける動力伝達を遮断して、前記分離ローラーを前記加熱回転体に従動させることにより、前記トレーリング方向に回転させることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記分離ローラーと前記加熱回転体との押圧状態を解除する解除手段を備え、
   前記制御部は、前記分離ローラーを前記カウンター方向に回転させてから所定時間経過後に、前記分離ローラーと前記加熱回転体との押圧状態を解除することを特徴する請求項１から５のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 定着ニップにおけるシートの通紙速度を指標する速度指標値を取得する速度指標値取得手段を備え、
   前記駆動源は、回転速度が変更可能となっており、
   前記制御手段は、取得された速度指標値に応じて、前記加熱回転体の周速に対する前記分離ローラーの前記カウンター方向における周速の比が一定に保たれるように、前記分離ローラーの前記カウンター方向の回転速度を変更することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
8. 前記速度指標値は、前記加熱回転体の温度、前記加熱回転体の外径、シートの厚み、シートのサイズおよび通紙枚数のうちの少なくとも一つであることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記加熱回転体の外径を指標する外径指標値を取得する外径指標値取得手段と、
   前記加熱回転体に前記分離ローラーを弾性力により相対的に付勢する付勢部材とを備え、
   前記制御手段は、取得された外径指標値に応じて、前記付勢部材の付勢力を調整することを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の画像形成装置。
10. 前記外径指標値は、前記加熱回転体の温度、前記加熱回転体の外径、シートの厚み、シートのサイズおよび通紙枚数のうちの少なくとも一つであることを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
11. 前記定着ニップに通紙されるシートの幅を取得するシート幅取得手段と、
    前記分離ローラーは、それぞれ回転軸が同一直線上に存し、通紙領域に設けられた第１の分離ローラーと非通紙領域に設けられた第２の分離ローラーとからなり、
    前記クラッチは、第１の分離ローラーへの動力伝達を入り切りする第１のクラッチと、第２の分離ローラーへの動力伝達経を入り切りする第２のクラッチとからなり、
    前記制御手段は、定着ニップに通紙されるシートが、通紙領域内で通紙可能な幅の場合には、前記反転動作の対象から第２の分離ローラーを除外することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
12. 前記定着ニップよりもシート搬送方向の下流側であって、かつ、前記分離ニップよりも上流側に配設され、前記シート先端の前記加熱回転体の表面からの浮きを検出するシート浮き検出部を備え、
    前記制御手段は、前記所定時間を、前記浮きが検出されなかったときよりも、前記浮きが検出されたときの方が短くなるようにすることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。

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