JP2018124505A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着部材の使用開始直後の表面の傷の広がりを抑えて画像不良を防止すると共に、定着部材の耐久性及び良好な画像品質を維持する。【解決手段】プリンターの定着装置１３は、トナー像が形成された用紙に接触して用紙を加熱する回転可能な定着ローラー２１と、定着ローラー２１との間を通過する用紙を加圧する回転可能な加圧ローラー２２と、定着ローラー２１の表面に接触し、定着ローラー２１の回転軸方向にスラスト動作可能に設けられ、用紙を定着ローラー２１から分離する複数の分離爪２９と、を備える。そして、各分離爪２９は、定着ローラー２１が使用開始から所定の開始条件を満たすまでは、定着ローラー２１の回転軸方向において初期位置に固定されていて、定着ローラー２１が所定の開始条件を満たしたときに、定着ローラー２１の回転軸方向へのスラスト動作を開始する。【選択図】図３

Description

本発明は、記録媒体にトナー像を定着させる定着装置及びこの定着装置を備えた画像形成装置に関する。

複写機やプリンター等の電子写真方式の画像形成装置は、用紙等の記録媒体にトナー像を定着させる定着装置を備える。定着装置は、例えば、記録媒体に接触して加熱する定着部材と、定着部材との間を通過する記録媒体を加圧する加圧部材とを備え、記録媒体上に形成されたトナーを加熱溶融してトナー像を記録媒体に定着させる。また、定着装置は、定着部材の表面に接触して記録媒体を定着部材から分離する分離爪を備える。

例えば、特許文献１の定着装置は、記録紙に形成された画像を定着させる定着ローラー（定着部材）と、定着ローラーに接触して記録紙を定着ローラーから分離させる分離部材（分離爪）と、分離部材を定着ローラーの軸方向に移動させる移動手段とを備える。

特許文献２の剥離爪保有定着装置は、定着ローラー（定着部材）から記録紙（記録媒体）を剥離するために設けられる複数の剥離爪（分離爪）と、定着ローラーを通過して定着処理される記録紙の処理枚数を検出する処理枚数検出手段と、複数の剥離爪を定着ローラーの軸線方向に対して平行に移動させる剥離爪駆動手段と、処理枚数検出手段の検出出力に応じて、剥離爪と定着ローラーとの相対位置が変化するように剥離爪駆動手段の動作を制御する制御手段とを含む。

実開平５−８５７４号公報 特開２００６−３３０６１８号公報

定着装置では、定着処理が繰り返されて分離爪が固定位置で定着部材との接触を続けると、定着部材の分離爪との接触部分に負荷が集中して摩耗し、定着部材の表面が削れ、トナー離型性が低下してトナーが付着し、画像不良を生じさせてしまう。このような定着部材の損傷を防ぐために、上記したように、分離爪を定着部材の回転軸方向にスラスト動作させる定着装置がある。

しかしながら、定着装置への組み立て直後の分離爪は、定着部材に接触する先端に微小な傷や金属等の異物が付着していることがある。分離爪の傷や異物は、定着処理（印字処理）が繰り返されると、記録媒体との接触が繰り返されることで取り除かれるが、定着部材の表面に微小な傷を発生させることがある。ここで、分離爪をスラスト動作させる場合には、分離爪の傷や異物が、スラスト動作の範囲に亘って定着部材の表面に微小な傷を発生させてしまう。このように定着部材の表面の広い範囲に傷が発生した場合、記録媒体上に定着される画像のベタ領域やハーフトーン領域が光の干渉で白く見えるような現象（画像白筋）が発生してしまう。なお、このような現象を回避するために分離爪のスラスト動作を行わない場合には、上記したように、定着部材の損傷による耐久性の低下や、それに伴う画像品質の低下が生じてしまう。

そこで、本発明は上記事情を考慮し、定着部材の使用開始直後の表面の傷の広がりを抑えて画像不良を防止すると共に、定着部材の耐久性及び良好な画像品質を維持することを目的とする。

本発明の定着装置は、トナー像が形成された記録媒体に接触して前記記録媒体を加熱する回転可能な定着部材と、前記定着部材との間を通過する前記記録媒体を加圧する回転可能な加圧部材と、前記定着部材の表面に接触し、前記定着部材の回転軸方向にスラスト動作可能に設けられ、前記記録媒体を前記定着部材から分離する分離爪と、を備え、前記分離爪は、前記定着部材が使用開始から所定の開始条件を満たすまでは、前記定着部材の回転軸方向において初期位置に固定されていて、前記定着部材が前記所定の開始条件を満たしたときに、前記定着部材の回転軸方向へのスラスト動作を開始することを特徴とする。

前記所定の開始条件は、前記定着部材の所定の累積駆動時間の経過でよい。

前記所定の開始条件は、前記定着部材の所定の累積印字枚数の経過でよい。

本発明の画像形成装置は、上記した定着装置を備えていることを特徴とする。

本発明によれば、定着部材の使用開始直後の表面の傷の広がりを抑えて画像不良を防止すると共に、定着部材の耐久性及び良好な画像品質を維持することが可能となる。

本発明の一実施形態に係るプリンターを概略的に示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る定着装置を前方から示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る定着装置の定着ローラー駆動機構及び分離爪駆動機構を示す正面図である。 本発明の一実施形態に係る定着装置の支軸、分離爪及び分離爪駆動機構を示す右側面図である。 本発明の一実施形態に係る定着装置の電気的構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る定着装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の他の実施形態に係る定着装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の他の実施形態に係る定着装置の動作を示すフローチャートである。

先ず、本発明の実施形態に係るプリンター１（画像形成装置）の全体の構成について図１を参照しながら説明する。図１は、プリンター１の装置奥行き方向（前後方向）において手前側（前側）から見たプリンター１の断面図を示す。各図では、プリンター１の装置幅方向（左右方向）の右側及び左側をそれぞれ矢印Ｌ及び矢印Ｒで示し、プリンター１の装置高さ方向（上下方向）の上側及び下側をそれぞれ矢印Ｕ及び矢印Ｌｏで示し、プリンター１の装置奥行き方向（前後方向）の手前側（前側）及び奥側（後側）をそれぞれ矢印Ｆｒ及び矢印Ｒｒで示す。

プリンター１は、箱型形状のプリンター本体２を備える。プリンター本体２の下部には、用紙（記録媒体）を収納する給紙カセットが収容され、プリンター本体２の上面には、排紙トレイが設けられる。

プリンター本体２の上部には、レーザー・スキャニング・ユニット（ＬＳＵ）で構成される露光器が排紙トレイの下方に配置され、露光器の下方には、画像形成部３が設けられる。画像形成部３には、像担持体である感光体ドラム５が回転可能に設けられる。感光体ドラム５の周囲には、帯電器と、現像器と、転写ローラー６と、クリーニング装置とが、感光体ドラム５の回転方向に沿って配置される。現像器の上方には、トナーを収容するトナーコンテナが配置され、トナーコンテナは現像器に接続されている。

プリンター本体２の内部には、用紙の搬送経路１０が設けられる。プリンター１では、装置幅方向が用紙搬送方向（用紙長さ方向）であり、装置奥行き方向が用紙幅方向である。搬送経路１０の上流端には給紙部が給紙カセットの近傍に設けられる。搬送経路１０の中流部には一対のレジストローラー１１が設けられ、搬送経路１０において一対のレジストローラー１１よりも下流側には感光体ドラム５と転写ローラー６とからなる転写部１２が設けられる。搬送経路１０の下流部には定着装置１３が設けられ、搬送経路１０の下流端には排紙部１４が排紙トレイの近傍に設けられる。また、プリンター本体２の内部には、定着装置１３を制御する制御装置１５が備えられる。

次に、このような構成を備えたプリンター１の画像形成動作について説明する。プリンター１は、外部のコンピューター等から画像データが入力され、印刷開始の指示がなされると、画像形成動作を開始する。先ず、画像形成部３において、感光体ドラム５の表面が、帯電器によって帯電された後、露光器によって画像データに基づいて露光され、感光体ドラム５の表面に静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像器によってトナーによりトナー像に現像される。

一方、給紙カセットに収納された用紙は、給紙部によって取り出されて搬送経路１０上を搬送される。搬送経路１０上の用紙は、一対のレジストローラー１１によって所定のタイミングで転写部１２へと搬送され、転写部１２によって感光体ドラム５上のトナー像が用紙に転写される。トナー像を転写された用紙は、定着装置１３へと搬送され、定着装置１３によって用紙にトナー像が定着される。トナー像が定着された用紙は、排紙部１４から排紙トレイに排出される。なお、画像形成部３において、感光体ドラム５上に残留したトナーは、クリーニング装置によって回収される。

次に、定着装置１３について説明する。定着装置１３は、図２に示すように、フレーム２０と、定着ローラー２１（定着部材）と、加圧ローラー２２（加圧部材）と、第１ヒーター２３と、第２ヒーター２４と、第１温度センサー２５と、第２温度センサー２６と、出力センサー２７と、支軸２８と、複数（例えば、４つ）の分離爪２９とを備える。更に、定着装置１３は、図３や図４に示すように、定着ローラー駆動機構３０と、分離爪駆動機構３１とを備える。

図２に示すように、フレーム２０は、箱型状に形成され、用紙の導入口２０ａを右側に備えると共に、用紙の導出口２０ｂを左側に備える。フレーム２０は、搬送経路１０が導入口２０ａ及び導出口２０ｂを通ってフレーム２０を貫通するように、プリンター本体２に取り付けられる。

定着ローラー２１は、例えば、円筒状の芯金２１ａと、芯金２１ａを被覆する離型層２１ｂとからなり、装置奥行き方向（前後方向）に長い略円筒状に形成される。芯金２１ａは、例えば、アルミニウムや鉄等の金属製の外径３０ｍｍの薄肉管で形成される。離型層２１ｂは、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）やＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等のフッ素樹脂からなり、用紙の皺を抑えるために、回転軸方向において両端から中央へと外径が小さくなる逆クラウン形状に形成される。定着ローラー２１は、この離型層２１ｂを備えることで、トナーの付着防止と帯電の抑制等を実現している。離型層２１ｂは、例えば、耐久性を向上させるために、耐摩耗材（例えば、炭化ケイ素）を混入したフッ素樹脂で構成されてよく、また、離型性を向上させるために、耐摩耗材を減らしたりなくしたりしてよい。なお、他の異なる実施形態では、定着ローラー２１が芯金２１ａと離型層２１ｂとの間に弾性層（図示せず）を積層してもよい。

定着ローラー２１は、装置奥行き方向を回転軸方向として、フレーム２０内の上部に回転可能に取り付けられる。定着ローラー２１の後端には、定着ローラー駆動機構３０の定着ローラー駆動ギヤ３０ｃ（図３参照）が同軸に接続されていて、定着ローラー駆動ギヤ３０ｃが回転駆動力を受けて回転することで、定着ローラー２１が回転する。

ところで、プリンター１では、省エネを達成する為に、低融点のポリエステルトナーを使用する場合がある。この場合、定着ローラー２１の離型層２１ｂは、初期は良好なトナー離型性を維持していても、表面の経時変化や紙粉の付着に起因して離型性が低下してトナーが付着することがある。この現象は定着ローラー２１の温度が比較的高い場合により顕著に発生する。また、プリンター１が間欠印字等を行う際に加圧ローラー２２の温度が上昇した場合、定着装置１３の定着性は向上するが、定着ローラー２１の温度が比較的低い場合でも離型性が低下する。これに対して、定着ローラー２１の離型性を上げるため、耐摩耗材を減らしたりなくしたりした離型層２１ｂを適用する場合がある。耐摩耗性を減らした離型層２１ｂは耐久性が低下するため、各分離爪２９が繰り返し接触することで摩耗、損傷することがある。

加圧ローラー２２は、例えば、円柱状の芯金２２ａと、芯金２２ａに周設される弾性層２２ｂと、弾性層２２ｂを被覆する離型層２２ｃとからなり、装置奥行き方向（前後方向）に長い円柱状に形成される。芯金２２ａは、例えば、ステンレスや鉄等の金属によって外径１２ｍｍで形成される。弾性層２２ｂは、例えば、シリコンゴムやシリコンスポンジによって厚さ９ｍｍで形成される。離型層２２ｃは、例えばＰＦＡ等のフッ素系樹脂によって形成される。

加圧ローラー２２は、装置奥行き方向を回転軸方向として、フレーム２０内の下部に回転可能に取り付けられる。特に、加圧ローラー２２は、定着ローラー２１と互いの外周面が対向するように、例えば、定着ローラー２１の左下側に配置される。加圧ローラー２２は、定着ローラー２１との間に定着ニップＮが形成されるように、定着ローラー２１に加圧され、定着ローラー２１の回転に従動して回転する。

第１ヒーター２３及び第２ヒーター２４は、例えば、それぞれ６００Ｗ及び４００Ｗのハロゲンヒーターからなる熱源である。第１ヒーター２３及び第２ヒーター２４は、電源４２（図５参照）から電力を供給された電圧供給部（図示せず）からの電圧印加により通電されることで発熱する。第１ヒーター２３は、定着ローラー２１の芯金２１ａの内部で、用紙搬送方向の上流側且つ用紙幅方向の中央（通紙領域の中央）に配置され、定着ローラー２１の回転軸方向の中央を加熱する。第２ヒーター２４は、定着ローラー２１の芯金２１ａの内部で、用紙搬送方向の下流側且つ用紙幅方向の両端（両端の非通紙領域）に配置され、定着ローラー２１の回転軸方向の両端を加熱する。定着ローラー２１の回転に伴い、第１ヒーター２３及び第２ヒーター２４によって加熱される定着ローラー２１の周方向の箇所は変動する。

第１温度センサー２５及び第２温度センサー２６は、例えば、定着ローラー２１に対して非接触で設けられるサーミスタ等によって構成される。第１温度センサー２５及び第２温度センサー２６は、制御装置１５に接続されていて（図５参照）、検知した温度を制御装置１５へと送信する。第１温度センサー２５は、フレーム２０内において定着ローラー２１の外径側（例えば、上側）且つ用紙幅方向の中央に配置され、定着ローラー２１の回転軸方向の中央の温度を検知する。第２温度センサー２６は、フレーム２０内において定着ローラー２１の外径側（例えば、上側）且つ用紙幅方向の両端に配置され、定着ローラー２１の回転軸方向の両端の温度を検知する。

出力センサー２７は、用紙搬送方向において定着ローラー２１と加圧ローラー２２の間の定着ニップＮよりも下流側に配置され、定着処理後に出力される用紙を検出する。

支軸２８は、定着ローラー２１の回転軸方向に長い形状の金属部材であり、フレーム２０内の搬送経路１０よりも定着ローラー２１側で、定着ローラー２１よりも用紙搬送方向の下流側に配置される。支軸２８は、フレーム２０に対して装置奥行き方向（定着ローラー２１の回転軸方向）にスラスト動作可能に取り付けられる。

例えば、支軸２８は、装置奥行き方向の両端がフレーム２０に軸支される。図４に示すように、支軸２８の装置奥行き方向の手前側の端面（前端面）には、フレーム２０に対して支軸２８を奥側へと付勢するコイルばね等の第１付勢部材２８ａが設けられ、奥側の端面（後端面）には、支軸２８が手前側への押圧力を受ける被押圧部２８ｂが設けられる。また、支軸２８には、複数の分離爪２９をそれぞれ取り付けるための樹脂製の複数のホルダー２８ｃが用紙幅方向において互いに所定間隔を空けて設けられる。

各分離爪２９は、支軸２８に取り付けられる基部２９ａと、支軸２８から離間する方向に基部２９ａから突出した先端部２９ｂとを有する。各分離爪２９は、例えば、ポリイミド樹脂やＰＥＫ（ポリエーテルケトン）等の樹脂材料からなり、ＰＦＡ等のフッ素樹脂からなるコート層で被覆されて形成され、このコート層を備えることでトナーの付着防止を実現している。

複数の分離爪２９は、先端部２９ｂが定着ニップＮの近傍で定着ローラー２１に接触するように、支軸２８の複数のホルダー２８ｃにそれぞれ取り付けられる。例えば、各分離爪２９は、基部２９ａから用紙幅方向両側に延びている揺動軸２９ｃが、各ホルダー２８ｃに軸支され、用紙幅方向の軸周りに揺動可能になっている。各分離爪２９には、ねじりコイルばね等の第２付勢部材２９ｄが設けられ、各分離爪２９は、先端部２９ｂが定着ローラー２１に接近するように各ホルダー２８ｃに対して付勢されている。

このように、第２付勢部材２９ｄによる一定荷重を受けて定着ローラー２１に接触する各分離爪２９の先端部２９ｂによって、定着ローラー２１に張り付いた用紙は分離される（剥がされる）。各分離爪２９は、各ホルダー２８ｃや第２付勢部材２９ｄによって支軸２８に固定されて支軸２８と一体になって動作するので、良好な耐久性を維持することができる。そして、支軸２８のスラスト動作に伴って、複数の分離爪２９も装置奥行き方向（定着ローラー２１の回転軸方向）にスラスト動作を行う。

定着ローラー駆動機構３０は、図３に示すように、モーター等の駆動部３０ａと、駆動部３０ａに接続された定着駆動入力ギヤ３０ｂと、定着駆動入力ギヤ３０ｂに噛合された定着ローラー駆動ギヤ３０ｃとを備える。定着駆動入力ギヤ３０ｂ及び定着ローラー駆動ギヤ３０ｃは、装置奥行き方向を回転軸方向として回転可能に設けられる。定着ローラー駆動機構３０の各部は、例えば、装置奥行き方向の奥側（後側）でフレーム２０（その内部又は外側）に取り付けられる。制御装置１５から駆動信号を入力した駆動部３０ａが稼働すると、駆動部３０ａで発生した回転駆動力が定着駆動入力ギヤ３０ｂ及び定着ローラー駆動ギヤ３０ｃを介して、定着ローラー駆動ギヤ３０ｃに接続された定着ローラー２１へと伝達される。

分離爪駆動機構３１は、図３に示すように、分離爪駆動入力ギヤ３１ａと、入力切換部３１ｂと、第１速度調整ギヤ３１ｃと、第２速度調整ギヤ３１ｄとを備え、図４に示すように、ウォーム３１ｅと、ウォームホイール３１ｆと、カム３１ｇとを備える。

分離爪駆動入力ギヤ３１ａ、第１速度調整ギヤ３１ｃ、第２速度調整ギヤ３１ｄ及びウォーム３１ｅは、装置奥行き方向を回転軸方向として回転可能に設けられ、ウォームホイール３１ｆ及びカム３１ｇは、装置奥行き方向に交差する装置幅方向（又は装置上下方向）を回転軸方向として回転可能に設けられる。分離爪駆動機構３１の各部は、例えば、装置奥行き方向の奥側（後側）でフレーム２０（その内部又は外側）に取り付けられる。

分離爪駆動入力ギヤ３１ａは、定着ローラー駆動ギヤ３０ｃ及び第１速度調整ギヤ３１ｃに同時に噛合する入力状態（図３の実線参照）と、定着ローラー駆動ギヤ３０ｃ及び第１速度調整ギヤ３１ｃの少なくとも一方に噛合しない非入力状態（図３の破線参照）との間で移動可能に構成される。分離爪駆動入力ギヤ３１ａが入力状態の場合、定着ローラー駆動ギヤ３０ｃへと伝達された回転駆動力は、分離爪駆動入力ギヤ３１ａを介して第１速度調整ギヤ３１ｃにも伝達される。一方、分離爪駆動入力ギヤ３１ａが非入力状態の場合、定着ローラー駆動ギヤ３０ｃから第１速度調整ギヤ３１ｃへの回転駆動力は遮断されている。

入力切換部３１ｂは、各分離爪２９のスラスト動作の稼働及び停止の切り換えのために定着ローラー駆動ギヤ３０ｃからの回転駆動力の入力及び非入力を切り換える。本実施形態では、入力切換部３１ｂは、定着装置１３（定着ローラー２１）の組み立て直後（使用開始時）は、各分離爪２９のスラスト動作を停止するために（各分離爪２９を装置奥行き方向の初期位置に固定するために）、分離爪駆動入力ギヤ３１ａを非入力状態に設定している。また、入力切換部３１ｂは、制御装置１５から開始信号を受け取ると、各分離爪２９のスラスト動作を開始するために、分離爪駆動入力ギヤ３１ａを入力状態に切り換える。

例えば、入力切換部３１ｂは、軸支部材で分離爪駆動入力ギヤ３１ａを軸支していて、付勢部材等によって軸支部材を付勢することで分離爪駆動入力ギヤ３１ａを入力状態へと付勢する一方、ソレノイド等によって付勢力に抗して軸支部材を移動させることで分離爪駆動入力ギヤ３１ａを非入力状態へと移動させるように構成される。

第１速度調整ギヤ３１ｃは、第２速度調整ギヤ３１ｄに噛合されていて、第１速度調整ギヤ３１ｃへと伝達された回転駆動力は第２速度調整ギヤ３１ｄにも伝達される。分離爪駆動入力ギヤ３１ａ、第１速度調整ギヤ３１ｃや第２速度調整ギヤ３１ｄのギヤ比によって、第２速度調整ギヤ３１ｄに伝達される回転駆動力の速度（回転数）が調整される。

ウォーム３１ｅは、第２速度調整ギヤ３１ｄに同軸に接続されていて、更にウォームホイール３１ｆに噛合されている。ウォーム３１ｅ及びウォームホイール３１ｆによって、第２速度調整ギヤ３１ｄに伝達された回転駆動力は回転方向を変換されてウォームホイール３１ｆへと伝達される。

ウォームホイール３１ｆには、偏心した略楕円状のカム３１ｇが同軸に接続されている。分離爪駆動機構３１の各部は、カム３１ｇの外周面が支軸２８の被押圧部２８ｂに当接するように配置されていて、カム３１ｇの回転運動は、支軸２８（各分離爪２９）の直線運動（装置奥行き方向のスラスト動作）へと変換される。支軸２８及び各分離爪２９のスラスト動作は、楕円状のカム３１ｇの回転運動に基づくので、カム３１ｇの外周長さに対応する周期の往復運動となる。換言すれば、各分離爪２９の所望のスラスト動作範囲が得られるように設計したカム３１ｇが適用される。

このようにして、分離爪駆動機構３１は、分離爪駆動入力ギヤ３１ａが入力状態の場合に、定着ローラー２１の回転駆動に伴って、支軸２８及び各分離爪２９の装置奥行き方向のスラスト動作を行い、一方、分離爪駆動入力ギヤ３１ａが非入力状態の場合に、支軸２８及び各分離爪２９の装置奥行き方向の位置を固定している。なお、各分離爪２９の初期位置は、支軸２８及び各分離爪２９、並びに分離爪駆動機構３１の定着装置１３への組み立て時に設定してよい。

次に、定着装置１３を制御する制御装置１５の周辺の電気的構成について、図５を参照しながら説明する。なお、定着装置１３は、制御装置１５として、プリンター１を統括制御するメイン制御装置（図示せず）を適用してもよい。

制御装置１５は、ＣＰＵ等で構成される制御部４０と、ＲＯＭやＲＡＭ等からなる記憶部４１とを含む。また、制御装置１５は、上記の第１ヒーター２３、第２ヒーター２４、第１温度センサー２５、第２温度センサー２６及び出力センサー２７に接続される。更に、制御装置１５は、定着ローラー駆動機構３０の駆動部３０ａ、分離爪駆動機構３１の入力切換部３１ｂや、電源４２等の定着装置１３の各部に接続される。

電源４２は、定着装置１３の各部に接続されて電力供給を行い、例えば、接続された制御装置１５へと電力を供給する。なお、定着装置１３は、電源４２として、プリンター１の各部に電力を供給するメイン電源（図示せず）を適用してもよい。

制御装置１５は、第１ヒーター２３及び第２ヒーター２４の加熱制御機能や定着ローラー２１の温度検出機能、各分離爪２９のスラスト動作制御機能等の定着装置１３の各種機能を実行する。記憶部４１は、定着装置１３の各種機能を実現するプログラムやデータを記憶する。そして、制御装置１５は、記憶部４１に記憶された各プロクラム等に従って演算処理を実行して、制御装置１５に接続された各部を制御する。例えば、制御装置１５は、プリンター１にメイン電源が入れられると、電源４２から第１ヒーター２３や第２ヒーター２４に電圧を供給させて、定着ローラー２１を加熱させる。また、制御装置１５は、第１温度センサー２５や第２温度センサー２６によって定着ローラー２１の表面温度を監視していて、定着ローラー２１が定着処理可能な所定温度となるように第１ヒーター２３や第２ヒーター２４を制御する。

制御装置１５は、各分離爪２９のスラスト動作制御機能として、スラスト動作の稼働と停止との切り換えを制御する。制御装置１５は、プリンター１や定着装置１３（定着ローラー２１）が工場出荷後の初回起動、即ち、使用開始後から所定量、累積使用されたことを所定のスラスト動作開始条件（開始条件）とする。そして、制御装置１５は、所定のスラスト動作開始条件が満たされたときに、各分離爪２９のスラスト動作の稼働開始を指示する開始信号を、分離爪駆動機構３１（入力切換部３１ｂ）へと送信する。

例えば、制御装置１５は、所定のスラスト動作開始条件として、定着ローラー２１の所定の累積駆動時間の経過を設定する。制御装置１５は、定着ローラー２１の累積駆動時間を監視するために、駆動部３０ａが定着ローラー２１を駆動させる時間を検出して記憶部４１に記憶しておく。そして、制御装置１５は、定着ローラー２１が使用開始から所定の累積駆動時間（例えば、３時間）以上駆動されたときに、開始信号を分離爪駆動機構３１へと送信する。

このような各分離爪２９のスラスト動作制御について、図６のフローチャートを参照して説明する。定着装置１３では、定着ローラー２１の使用開始（ステップＳ１）から所定の累積駆動時間を経過するまでは（ステップＳ２：ＮＯ）、支軸２８のスラスト動作は行われず、各分離爪２９は初期位置に維持されている。そして、定着ローラー２１が所定の累積駆動時間以上駆動されると（ステップＳ２：ＹＥＳ）、定着装置１３では、支軸２８及び各分離爪２９のスラスト動作が開始される（ステップＳ３）。

本実施形態によれば、上述のように、プリンター１（画像形成装置）の定着装置１３は、トナー像が形成された用紙（記録媒体）に接触して用紙を加熱する回転可能な定着ローラー２１（定着部材）と、定着ローラー２１との間を通過する用紙を加圧する回転可能な加圧ローラー２２（加圧部材）と、定着ローラー２１の表面に接触し、定着ローラー２１の回転軸方向にスラスト動作可能に設けられ、用紙を定着ローラー２１から分離する複数の分離爪２９と、を備える。そして、各分離爪２９は、定着ローラー２１が使用開始から所定の開始条件を満たすまでは、定着ローラー２１の回転軸方向において初期位置に固定されていて、定着ローラー２１が所定の開始条件を満たしたときに、定着ローラー２１の回転軸方向へのスラスト動作を開始する。

これにより、使用開始直後の定着装置１３は、各分離爪２９を装置奥行き方向の初期位置に固定することで、各分離爪２９が定着ローラー２１の表面を損傷する装置奥行き方向の範囲を狭く抑制することができる。定着装置１３の使用開始直後では、定着ローラー２１をスラスト動作させると、使用開始直後の各分離爪２９に付着している微小な傷や異物によって、装置奥行き方向の広い範囲で定着ローラー２１に微小な傷が発生することがあり、これにより、用紙上に定着される画像のベタ領域やハーフトーン領域が光の干渉で白く見えるような現象（画像白筋）が発生することがある。しかしながら、本実施形態によれば、上記したように、使用開始直後の定着ローラー２１の表面には各分離爪２９による傷が広い範囲に広がらないので、このような現象を抑制することができる。

なお、使用開始直後の各分離爪２９の傷や異物によって、装置奥行き方向の狭い範囲で定着ローラー２１の表面に傷がついても、上記の画像白筋等の現象を発生させることはなく、本実施形態では、画像に問題となるような欠陥は生じない。また、このような定着ローラー２１の表面の傷は、印字処理（定着処理）を繰り返すことで、用紙との摩擦によって緩和されて最終的には解消する。

また、使用開始直後に各分離爪２９に付着している微小な傷や異物は、定着処理を繰り返すことで、用紙や定着ローラー２１との摩擦によってなくなるので、所定量使用後の各分離爪２９をスラスト動作させても、定着ローラー２１の装置奥行き方向の広い範囲に傷をつけることはない。そのため、本実施形態では、所定量使用後に各分離爪２９をスラスト動作させることで、定着処理に伴って各分離爪２９と定着ローラー２１との接触位置が変化し、各分離爪２９による定着ローラー２１の一定箇所への負荷の集中を回避できる。これにより、各分離爪２９及び定着ローラー２１の経年使用により定着ローラー２１の表面が削れることを抑制し、定着ローラー２１の表面状態を良好に維持し、トナー付着や画像不良を抑制することができ、即ち、定着ローラー２１の耐久性及び良好な画像品質を維持することができる。

また、本実施形態では、定着ローラー２１の累積使用を判定するためのスラスト動作開始条件は、例えば、定着ローラー２１の所定の累積駆動時間の経過で設定される。これにより、連続印字、間欠印字等の様々な印字形態や、様々な用紙サイズの影響を受けることなく、使用開始直後の各分離爪２９の傷や異物が、定着ローラー２１を損傷するおそれのある期間を設定することができる。

なお、スラスト動作開始条件は、所定の累積駆動時間のみに限定されない。例えば、他の実施形態では、スラスト動作開始条件は、定着ローラー２１を用いた所定の累積印字枚数の経過で設定されてもよい。

この他の実施形態の各分離爪２９のスラスト動作制御について、図７のフローチャートを参照して説明する。制御装置１５は、定着ローラー２１の使用開始（ステップＳ１１）から、定着ローラー２１を用いた累積印字枚数を監視していて記憶部４１に記憶しておく。定着装置１３では、定着ローラー２１が所定の累積印字枚数（例えば、１０００枚）を経過するまでは（ステップＳ１２：ＮＯ）、支軸２８のスラスト動作は行われず、各分離爪２９は、初期位置に維持されている。そして、定着ローラー２１が所定の累積印字枚数以上駆動されると（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、定着装置１３では、支軸２８及び各分離爪２９のスラスト動作が開始される（ステップＳ１３）。

これにより、定着装置１３（定着ローラー２１）のウォームアップ等のように用紙を通過させずに駆動する時間の影響を受けることなく、使用開始直後の各分離爪２９の傷や異物が、定着ローラー２１を損傷するおそれのある期間を設定することができる。

あるいは、他の実施形態では、スラスト動作開始条件は、定着ローラー２１の所定の累積駆動時間の経過と定着ローラー２１を用いた所定の累積印字枚数の経過との両方で設定されてもよい。

この他の実施形態の各分離爪２９のスラスト動作制御について、図８のフローチャートを参照して説明する。制御装置１５は、定着ローラー２１の使用開始（ステップＳ１１）から、定着ローラー２１の累積駆動時間及び累積印字枚数を監視していて記憶部４１に記憶しておく。定着装置１３では、定着ローラー２１が所定の累積駆動時間（例えば、３時間）及び所定の累積印字枚数（例えば、１０００枚）を経過していない場合（ステップＳ１２：ＮＯ且つステップＳ１３：ＮＯ）、支軸２８のスラスト動作は行われず、各分離爪２９は、初期位置に維持されている。そして、定着ローラー２１が所定の累積駆動時間以上駆動され（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、且つ所定の累積印字枚数以上駆動されると（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、定着装置１３では、支軸２８及び各分離爪２９のスラスト動作が開始される（ステップＳ２４）。

これにより、各分離爪２９のスラスト動作開始条件として、定着ローラー２１の累積駆動時間及び累積印字枚数の両方を考慮することで、より適切な条件を設定することができる。

上記した実施形態では、分離爪駆動入力ギヤ３１ａが入力状態と非入力状態との間を移動可能で、入力切換部３１ｂが分離爪駆動入力ギヤ３１ａを移動させる構成を説明したが、定着ローラー駆動機構３０（定着ローラー駆動ギヤ３０ｃ）から分離爪駆動機構３１（第２速度調整ギヤ３１ｄ）への回転駆動力の伝達及び遮断を切り換える構成は、これに限定されない。例えば、他の実施形態では、分離爪駆動入力ギヤ３１ａは、定着ローラー駆動ギヤ３０ｃ及び第１速度調整ギヤ３１ｃに同時に噛合するように配置されていて、入力切換部３１ｂは、第１速度調整ギヤ３１ｃに搭載される電磁クラッチ等で構成されてもよい。この入力切換部３１ｂは、分離爪駆動入力ギヤ３１ａから回転駆動力を受ける第１速度調整ギヤ３１ｃの回転軸と、第２速度調整ギヤ３１ｄへと回転駆動力を伝達する第１速度調整ギヤ３１ｃの回転軸との連結及び非連結を切り換え可能に構成される。そして、入力切換部３１ｂは、制御装置１５からの制御信号に応じて、これらの回転軸の連結及び非連結を切り換える。

上記した実施形態では、第１付勢部材２８ａによって支軸２８を装置奥行き方向奥側へと付勢しつつ、回転する板カム状のカム３１ｇの外周面によって支軸２８を装置奥行き方向手前側へと押圧することで、支軸２８及び各分離爪２９のスラスト動作を行う構成を説明した。しかしながら、支軸２８及び各分離爪２９のスラスト動作を行う構成は、これに限定されない。例えば、他の実施形態では、フレーム２０が支軸２８を装置奥行き方向へ移動可能に軸支し、正面カム状のカム３１ｇの外周と支軸２８の被押圧部２８ｂとを従動節で連結することで、カム３１ｇの回転に応じて支軸２８及び各分離爪２９をスラスト動作させるように構成してもよい。

上記した実施形態では、定着ローラー２１を加熱する熱源として、ハロゲンヒーターの第１ヒーター２３及び第２ヒーター２４を備える構成を説明したが、熱源の構成はこれに限定されない。例えば、他の実施形態では、第１ヒーター２３及び第２ヒーター２４は、セラミックヒーターや他の熱源で構成されてもよい。

上記した実施形態では、定着ローラー２１を加熱する熱源として、定着ローラー２１の内側に２つの第１ヒーター２３及び第２ヒーター２４を備える構成を説明したが、熱源はこれに限定されない。例えば、他の実施形態では、定着ローラー２１の内側に１つのヒーターを熱源として備えてもよく、又は定着ローラー２１の外側にヒーターを熱源として備えてもよい。

本実施形態では、プリンター１に本発明の構成を適用する場合について説明したが、他の異なる実施形態では、複写機、ファクシミリ、複合機等の他の画像形成装置に本発明の構成を適用することも可能である。

１ プリンター（画像形成装置）
２ プリンター本体
３ 画像形成部
１３ 定着装置
１５ 制御装置
２１ 定着ローラー（定着部材）
２２ 加圧ローラー（加圧部材）
２８ 支軸
２８ａ 第１付勢部材
２８ｂ 被押圧部
２８ｃ ホルダー
２９ 分離爪
２９ａ 基部
２９ｂ 先端部
２９ｃ 揺動軸
２９ｄ 第２付勢部材
３０ 定着ローラー駆動機構
３０ａ 駆動部
３０ｂ 定着駆動入力ギヤ
３０ｃ 定着ローラー駆動ギヤ
３１ 分離爪駆動機構
３１ａ 分離爪駆動入力ギヤ
３１ｂ 入力切換部
３１ｃ 第１速度調整ギヤ
３１ｄ 第２速度調整ギヤ
３１ｅ ウォーム
３１ｆ ウォームホイール
３１ｇ カム

Claims (4)

1. トナー像が形成された記録媒体に接触して前記記録媒体を加熱する回転可能な定着部材と、
   前記定着部材との間を通過する前記記録媒体を加圧する回転可能な加圧部材と、
   前記定着部材の表面に接触し、前記定着部材の回転軸方向にスラスト動作可能に設けられ、前記記録媒体を前記定着部材から分離する分離爪と、
   を備え、
   前記分離爪は、前記定着部材が使用開始から所定の開始条件を満たすまでは、前記定着部材の回転軸方向において初期位置に固定されていて、前記定着部材が前記所定の開始条件を満たしたときに、前記定着部材の回転軸方向へのスラスト動作を開始することを特徴とする定着装置。
2. 前記所定の開始条件は、前記定着部材の所定の累積駆動時間の経過であることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記所定の開始条件は、前記定着部材の所定の累積印字枚数の経過であることを特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の定着装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。

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