JP3599087B2 - 画像形成装置の定着装置の制御方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面にトナー画像が転写された用紙を挟持して搬送するとともに、用紙表面のトナーを加熱して溶融定着する画像形成装置の定着装置の制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機、プリンタ、ファクシミリ装置などの画像形成装置では、装置上面に設けられた原稿台に原稿を載置し、この原稿画像に光を照射し、原稿から反射してくる光に基づいて原稿画像の読み取りを行う。この読み取られた原稿画像に基づいて、感光体ドラムの表面に静電潜像を形成する。感光体ドラムは、主帯電装置により、所定の極性に帯電させられており、原稿画像に基づいて光が照射されると、その部分の電荷が除去されて静電潜像となる。
【０００３】
内部にトナーを収納する現像装置が感光体ドラムに隣接して設けられている。この現像装置内部に収納されているトナーは、感光体ドラムと同極性に帯電されており、現像装置と感光体ドラムとの近接位置において、感光体ドラムの電荷のない部分に吸着される。したがって、感光体ドラム周面に形成されている静電潜像が、トナー画像に顕像化されることとなる。
【０００４】
また、感光体ドラムに隣接して転写装置が設けられている。この転写装置は、感光体ドラムとの間に搬送されてくる用紙に対して、用紙の裏面からトナーと逆極性の電圧を印加して、感光体ドラム周面のトナーを用紙上に引きつけてトナー画像を転写する。
【０００５】
転写装置の用紙搬送方向下流側には、分離装置が配置されている。この分離装置は、用紙が感光体ドラムに巻き付かないように、用紙を裏面側から吸引するものであって、たとえば、所定の電圧が印加される分離針が採用される。
【０００６】
このあと、表面にトナー画像が形成された用紙を定着装置に搬送し、トナー画像を加熱して溶融定着している。
【０００７】
定着装置には、内部にヒータを内蔵する加熱ローラと、加熱ローラに圧接される加圧ローラとが設けられており、この加熱ローラと加圧ローラとの間に用紙を挟持して搬送するとともに、加熱ローラによりヒータの熱を伝達して、用紙表面のトナー画像を溶融定着している。
【０００８】
定着装置の用紙搬送方向下流側には、用紙を排出するための排出口が設けられており、この排出口の外方には排出される用紙を受ける排出トレイが設けられている。排出口には、互いに周面が圧接して用紙を挟持しながら排出トレイ側に用紙を搬送する排出ローラ対が設けられている。排出トレイは、排出されてくる用紙を多数ストックするためにある程度の深さを有しており、底面の用紙排出方向上流側の端部が排出口よりも下方に位置するように設定されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような装置において、定着装置の加熱ローラに内蔵されているヒータは、通常、加熱ローラの幅方向に均一に加熱するようなものが採用されている。したがって、加熱ローラの表面が幅方向にほぼ均一な温度に設定され、用紙上に転写されたトナー画像が均一な温度で加熱されることなる。
【００１０】
しかしながら、加熱ローラの幅はその装置において画像形成が可能な最大サイズの用紙幅に合わせて設定されており、これよりも小さいサイズの用紙が通過する際には、用紙と当接しない領域もヒータによる加熱されていることとなる。たとえば、中央合わせの装置において、Ａ３サイズが画像形成可能な最大サイズであるとすると、Ａ４Ｒの用紙を通紙すると、加熱ローラの幅方向の中央領域に用紙が当接するものの、加熱ローラの幅方向両側端部に用紙と当接しない部分が生じる。これにより、加熱ローラの中央領域においては用紙に熱が奪われ、この奪われた熱をヒータの加熱により補って所定の温度に保とうとするが、加熱ローラの両端部では用紙に熱を奪われることなく温度が上昇する。画像形成処理を連続して行う場合には、この傾向が大きくなる。加熱ローラの幅方向両端部における温度が上昇している状態で、最大サイズの用紙に処理を行った場合、オフセットが生じるなどの問題がある。
【００１１】
このような問題点に鑑みて、加熱ローラの幅方向中央領域を一定温度に加熱する第１ヒータと、加熱ローラの幅方向全域を一定温度に加熱する第２ヒータとを加熱ローラ内部に設け、所定サイズ以下の用紙の場合には第１ヒータをオンし、所定サイズを超える用紙の場合には第２ヒータをオンするように構成することが考えられる。なお、この場合、加熱ローラの両端部における放熱が中央領域よりも大きいと考えられるため、第２ヒータは中央部から両端にかけて熱量が大きくなるように設定することが好ましい。
【００１２】
このように構成した場合には、例えば、画像形成可能な用紙サイズがＡ３サイズとして、Ａ４Ｒおよびそれ以下のサイズの用紙の場合には第１ヒータをオンして定着を行い、Ａ４Ｒを超えるサイズの用紙の場合には第２ヒータをオンして定着を行う。このことにより、加熱ローラの両端部のおける温度上昇がなく、オフセットが発生するおそれも少なくなる。
【００１３】
しかしながら、ここで用いられる第１ヒータおよび第２ヒータは、ともに消費電力の大きなヒータである。したがって、装置の電源投入時に突入電流が大きくなり、突入電流を規定する規格に沿うことが困難となる。
【００１４】
本願発明の目的は、装置の電源投入時の突入電流を極力抑え、かつ加熱ローラを適切な温度に制御する画像形成装置の定着装置の制御方法を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る画像形成装置の定着装置の制御方法は、用紙表面に転写されたトナー画像を加熱するためのヒータを内蔵する加熱ローラと、加熱ローラに圧接される加圧ローラとを備え、用紙を挟持して搬送するとともに、用紙表面のトナーを加熱して溶融定着する画像形成装置の定着装置を制御する方法である。そして、ヒータが、加熱ローラの幅方向における所定領域を加熱するメインヒータと、加熱ローラの幅方向における所定領域以外を加熱するサブヒータとより構成されており、所定サイズを超える用紙に対する画像形成処理を行う場合には、メインヒータとサブヒータを同時にオンして加熱ローラを幅方向に均一な温度に加熱する。また、所定サイズ以下の用紙に対する画像形成処理を行う際に、メインヒータをオンした後に、加熱ローラの中央領域の温度を検知するとともに、検知温度が所定温度に達していない場合には、メインヒータをオンしてから所定時間経過後にサブヒータをオンし、検知温度が所定温度に達した後に所定の画像形成動作を実行させる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１に本発明の一実施形態が採用される複写機の縦断面図を示す。この複写機１は、本体１０と、本体１０の上部に開閉自在に装着された原稿押さえ１１とを有している。
【００１７】
本体１０には、その上部に位置して、原稿が載置される原稿台１５が配置されている。本体１０の内部には、正面から見て左側の端部で上下方向のほぼ中央に画像形成部１６が設けられている。また、下部には、画像形成部１６に原稿を供給するための給紙部１７が設けられている。
【００１８】
給紙部１７には、本体１０に着脱自在に取り付けられ、用紙を収納する給紙カセット１８，１９と、その上方に設けられるスタックバイパス２０とを備えている。
【００１９】
原稿台１５の下方には、原稿台１５上に載置された原稿の画像情報を読み取るための光学系２１が設けられている。光学系２１は、原稿台１５上に載置された原稿表面に光を照射するための光源２２と、原稿表面から反射した光を偏向するためのミラー２３，２４，２５と、ミラー２５からの光を収束させるためのレンズ２６と、レンズ２６によって収束された光を受光して原稿画像に対応する画像データ信号を生成するＣＣＤセンサなどの撮像素子２７とを備えている。
【００２０】
画像形成部１６は、表面に静電潜像が形成される感光体ドラム３０を有し、さらに感光体ドラム３０の周囲に配置された主帯電装置３１、現像装置３２、転写ローラ３３およびクリーニング装置３４を有している。
【００２１】
主帯電装置３１は、感光体ドラム３０の表面を帯電させるための装置であり、感光体ドラム３０の右斜め上方に配置されている。主帯電装置３１から所定の間隙をあけて感光体ドラム３０の右斜め下方に感光体ドラム３０上にトナー像を形成する現像装置３２が配置されている。現像装置３２は、内部にトナーを収納し、感光体ドラム３０に形成されている静電潜像をトナーによって顕像化するものである。また、転写ローラ３３は、感光体ドラム３０上のトナー像を用紙に転写するための装置であり、感光体ドラム３０の左側方に配置されている。クリーニング装置３４は、感光体ドラム３０表面の残留トナーなどを除去するための装置であり、感光体ドラム３０の上方に配置されている。
【００２２】
感光体ドラム３０の右側方には、感光体ドラム３０の周面に静電潜像を形成するためのレーザユニット３５が設けられている。レーザユニット３５は、撮像素子２７から得られる画像データ信号に基づいて感光体ドラム３０周面に静電潜像を形成する。
【００２３】
給紙部１７には、各給紙カセット１８，１９から画像形成部１６方向に用紙を搬送するための縦搬送路４１と、スタックバイパス２０から画像形成部１６方向に用紙を搬送するバイパス搬送路４２とが設けられている。各給紙カセット１８，１９およびスタックバイパス２０には、収納されている用紙を取り出すためのピックアップローラ４３，４４，４５および用紙を１枚ずつ搬送路に送り出すための給紙ローラ対４６，４７，４８が設けられている。縦搬送路４１には、搬送ローラ対４９，５０が設けられており、バイパス搬送路４２には搬送ローラ対５１が設けられている。縦搬送路４１とバイパス搬送路４２は、感光体ドラム３０と転写ローラ３３とが対向する転写位置の下方で合流している。この合流した個所には、搬送されてくる用紙を所定位置に待機させるためのレジストローラ５２が設けられている。
【００２４】
感光体ドラム３０および転写ローラ３３の上方には、用紙上に転写されたトナーを溶融定着するための定着装置５３が設けられている。定着装置５３は、ヒータを内蔵する加熱ローラ５４と加熱ローラ５４に圧接する加圧ローラ５５とが設けられており、両ローラ間に用紙を挟持して搬送するとともに、用紙表面に形成されたトナー画像を加熱定着するものである。
【００２５】
定着装置５３のさらに上方には、分岐部５６が設けられている。分岐部５６の右側方には、排出ローラ対６０を介して用紙が排出される排出トレイ５７と、排出トレイ５７の上方に配置され、排出ローラ対６１を介して用紙が排出されるサブ排出トレイ５８とが配置されている。また、分岐部５６の左下方には両面コピーの際に用紙を反転させるためのスイッチバック部５９が配置されている。分岐部５６には、用紙搬送方向を排出トレイ５７方向とスイッチバック部５９方向とに切り換えるための分岐爪６２が設けられている。分岐爪６２の左側方には、２つの分岐爪６３、６４が設けられている。この２つの分岐爪６３，６４の下方にはスイッチバック部５９に用紙を案内するスイッチバック搬送路６５が設けられ、上方にはサブ排出トレイ５８へ用紙を案内するサブトレイ搬送路６６が設けられ、また、２つの分岐爪６３，６４の中間には図示しないソータやステープルソータなどのフィニッシャに用紙を搬送するフィニッシャ搬送路６７が設けられている。分岐爪６３，６４は、搬送されてくる用紙をスイッチバック搬送路６５、サブトレイ搬送路６６またはフィニッシャ搬送路６７のいずれかに案内するように切り換え可能となっている。
【００２６】
〔スタックバイパス〕
スタックバイパス２０の詳細を図２、図３に基づいて説明する。このスタックバイパス２０は、基体８１と基体８１に回動可能に支持される蓋部材８２とを有している。基体８１は、上面に用紙が載置される載置板８６を備えたトレイ形状であり、載置板８６の左端部上方に位置して用紙を引き出すためのピックアップローラ４５と、用紙を１枚ずつ搬送路に送り出すための給紙ローラ対４８とが設けられている。給紙ローラ対４８の左側方には用紙をバイパス搬送路４２側に案内する案内面８７が設けられている。また、基体８１の両側部（本体１０の前後方向）には、被案内レール８４と案内ローラ８５とを備える被案内部８３，８３を有している。これに対応して、本体１０内部には、被案内レール８４の下面を案内するための案内ローラ７３を有する案内レール７２が設けられている。基体８１は、この案内レール７２に案内されて、本体１０の右側方に設けられた開口７１から引き出すことが可能となっている。
【００２７】
載置板８６には、案内溝８８が設けられており、この案内溝８８に係合して用紙の左右方向の位置合わせを行う仕切板８９，８９が取り付けられている。また、載置板８６は支軸９０を介して基体８１に対して回動可能となっており、収納される用紙の先端位置を上方に押し上げる方向に付勢されている。この例では、載置板８６の左端部下面にバネ９１が設けられており、載置板８６の左端部を上方に付勢している。
【００２８】
また、載置板８６の上面にはカム部材９２が当接している。このカム部材９２は、ピックアップローラ４５の回転軸の両端部に取り付けられており、用紙搬送方向下流側の端部において載置板８６上面に当接している。このカム部材９２は、非駆動時には図に示すようにバネ９１の付勢力に抗して載置板８６の上面をピックアップローラ４５から離間させる。また、カム部材９２は回転に伴ってカム面が上昇する。これに伴って、載置板８６はバネ９１の付勢力によりその上面がピックアップローラ４５に近接あるいは圧接する位置まで移動するように構成されている。
【００２９】
蓋部材８２は、基体８１の右端部において回動自在に支持されており、基体８１が本体１０内の所定位置に収納されるとき、開口７１を閉止可能となっている。
【００３０】
このスタックバイパス２０に収納される用紙は、急激な方向転換することなく、バイパス搬送路４２を介して画像形成部１６に搬送される。したがって、このスタックバイパス２０は、厚紙やＯＨＰシート、表面コート紙などのいわゆるマテリアル紙を画像形成部１６に給紙するのに適している。
【００３１】
また、このスタックバイパス２０は、載置板８６上にＡ４横サイズの用紙を収納して、蓋部材８２が閉止可能となっている。通常使用する用紙サイズとしてはＡ４サイズが多いと考えられるため、このような用紙を載置板８６上に載置して蓋部材８２を閉止すれば、いわゆるバイパストレイに用紙をセットした状態で、本体１０の側方に突出する部分がなくなる。さらにこのスタックバイパス２０は、給紙カセット１８，１９、排出トレイ５７、サブ排出トレイ５８、原稿台１５と平面視重合する位置に配置されているため、設置面積を極力小さくすることが可能となる。
【００３２】
さらに、このスタックバイパス２０は、本体１０の右側方に設けられた開口７１から引き出し可能にとなっているため、載置板８６上に用紙をセットする作業が容易となり、はがきなどの小型サイズの用紙であってもセッティングが容易となる。スタックバイパス２０を本体１０の側方に引き出す際には、ピックアップローラ４５、給紙ローラ対４８、載置板８６を上下動させる機構などが一体的に引き出されるため、給紙に関わる各機構の位置決め精度を損なうことがない。
【００３３】
〔レジストローラ〕
レジストローラ５２は、図４に示すように、モータなどの駆動源から駆動力が伝達される駆動ローラ１０１と、駆動ローラ１０１に圧接される従動ローラ１０２とにより構成されている。駆動ローラ１０１は、その回転軸１０４がフレーム１０３に支持されて回転可能となっており、ギヤおよびクラッチ（図示せず）を介してモータと接続されている。従動ローラ１０２は、その回転軸１０５が幅方向両端に設けられる軸受部材１０６に支持されて回転可能となっている。従動ローラ１０２の幅方向両端側方には、圧着ばね１０７が設けられている。この圧着ばね１０７は、両端がフレーム１０３に取付られ、中央部が軸受部材１０６に係合して、従動ローラ１０２の回転軸１０５を駆動ローラ１０１側に付勢している。このことにより、従動ローラ１０２の周面が駆動ローラ１０１の周面に圧接するように構成されている。
【００３４】
また、従動ローラ１０２の回転軸１０５には、軸受部材１０６とともに回転軸１０５を支持する取付部材１０８が設けられている。取付部材１０８は、回転軸１０５が挿通される貫通孔を有する側板１０９と、側板１０９間に従動ローラ１０２と平行に配置される底板１１０とを備えており、底板１１０の従動ローラ１０２に対向する面には従動ローラ１０２の周面に当接して従動ローラ１０２の周面をクリーニングするスポンジ１１１が取り付けられている。
【００３５】
従動ローラ１０２は圧着ばね１０７によって、駆動ローラ１０１に圧接されており、駆動ローラ１０１とともに用紙を挟持して搬送することができる。また、従動ローラ１０２の周面に当接しているスポンジ１１１は、従動ローラ１０２の回転軸１０５に取り付けられた取付部材１０８に取付られているため、従動ローラ１０２が移動しても、従動ローラ１０２とスポンジ１１１の相対位置が変化することなく、スポンジ１１１によるクリーニング効果は常に安定する。
【００３６】
スポンジ１１１に代えて、起毛されたクリーニングブラシを用いることも可能であり、先端が従動ローラ１０２の周面に当接するクリーニングブレードを用いることも可能である。
【００３７】
〔定着装置〕
定着装置５３の詳細を図５に示す。定着装置５３は、内部にヒータ１２１，１２２を有する加熱ローラ５４と、加熱ローラ５４に圧接する加圧ローラ５５とを備えている。加圧ローラ５５は、合成樹脂、金属その他の材料で構成される円筒状のローラ基体と、ローラ基体の周面を被覆するフッ素系樹脂材料でなる被覆チューブとで構成され、回転軸１２３を中心に回転するように構成されている。この加圧ローラ５５の回転軸１２３は、幅方向両端に設けられる支持部材１２４に回動自在に支持されている。
【００３８】
支持部材１２４は、導電性材料で構成されており、その一端が支軸１２５に支持されて、定着ハウジング１２６に回動可能に取り付けられている。支持部材１２４の他端側には、支持部材１２４を加熱ローラ５４側に付勢するばね１２７が取り付けられている。また、支持部材１２４には、除電ブラシ１２８が取り付けられている。
【００３９】
この除電ブラシ１２８は、図６に示すように、加圧ローラ５５とほぼ同一の幅を有する基体１２９と、基体１２９に繊維状に植設されたブラシ部１３０とを有している。基体１２９およびブラシ部１３０は、ともに導電性材料が採用され、たとえば、基体１２９としてアルミニウム、ＳＵＳなどが採用され、ブラシ部１３０としてＳＵＳなどが採用され得る。
【００４０】
除電ブラシ１２８は、ブラシ部１３０の先端と加圧ローラ５５の周面との間隙が所定の距離となるように、幅方向両端側がボルト１３１によって支持部材１２４に固定されている。ブラシ部１３０の先端と加圧ローラ５５の周面との間隙は、１ｍｍ〜３ｍｍ程度に設定されることが好ましい。
【００４１】
支持部材１２４には、さらに、アース電極１３２が取り付けられている。このアース電極１３２はボルト１３３によって支持部材１２４に取り付けられ、フレームなどの所定位置に配線されて、支持部材１２４を電気的に接地するものである。
【００４２】
加熱ローラ５４と加圧ローラ５５との間に搬送されてくる用紙から加圧ローラ５５に電荷が移動することにより、加圧ローラ５５は帯電することとなるが、除電ブラシ１２８により除電される。加圧ローラ５５から除電ブラシ１２８に移動した電荷は、支持部材１２４、アース電極１３２を介してアースに逃がされる。
【００４３】
このようにした、定着装置５３では、加圧ローラ５５を除電するための除電ブラシ１２８が、ブラシ部１３０の先端が加圧ローラ５５の周面と所定の間隙を開けて配置されており、除電ブラシ１２８先端と加圧ローラ５５との間にトナーかすが滞留することがなく、トナーによる用紙裏面の汚損を防止することができる。
【００４４】
また、除電ブラシ１２８が加圧ローラ５５を支持する支持部材１２４に取り付けられているため、加圧ローラ５５が移動しても加圧ローラ５５と除電ブラシ１２８との相対距離が変化することがなく、除電ブラシ１２８のブラシ部１３０先端と加圧ローラ５５周面との間隙が一定に保たれる。したがって、加熱ローラ５４と加圧ローラ５５との間に搬送されてくる用紙の厚さに関係なく、除電ブラシによる除電効果を一定に維持することが可能となる。
【００４５】
（実験例１）
加圧ローラ５５を−３０００Ｖに帯電させた後、加圧ローラ５５を１回転させることにより除電を行い、図７に示すような静電気測定器１４１を用いて残留電圧を測定した結果を表１に示す。
【００４６】
【表１】
【００４７】
ここでは、除電ブラシ１２８として、アルミニウム製の基体１２９に長さ１０ｍｍのＳＵＳ３０４でなる電極を４ｍｍ間隔で植設したブラシ部１３０を設けたものと、アルミニウム製の基体１２９に長さ１０ｍｍのアモルファス金属繊維（Ｃｏ−Ｆｅ−Ｃｒ−Ｓｉ−Ｂ系合金：ユニチカ社製アモルファス金属繊維ボルファ使用）でなる電極を４ｍｍ間隔で植設したブラシ部１３０を設けたものとを用意し、それぞれブラシ部１３０と加圧ローラ５５周面との間隙（ＧＡＰ）＝０ｍｍ、１ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍ、５ｍｍ、７ｍｍ、１０ｍｍとした場合について、加圧ローラ５５の残留電圧を測定している。それぞれの場合について、３回づつ測定を行った結果、ブラシ部１３０と加圧ローラ５５との間隙（ＧＡＰ）が小さいほど残留電圧が小さくなり、間隙（ＧＡＰ）が５ｍｍ以下で初期の帯電量の半分以下となることがわかった。この結果、ブラシ部１３０と加圧ローラ５５との間隙（ＧＡＰ）は５ｍｍ以下、好ましくは１〜３ｍｍ程度に設定することにより、除電ブラシ１２８による除電効果を得ることが可能となる。
【００４８】
〔加圧ローラ剥離爪〕
図８に示すように、定着装置５３の加熱ローラ５４近傍には、剥離爪１５１が設けられている。剥離爪１５１は、熱変形の少ない合成樹脂材料で形成されており、先端が鋭利に形成されるとともに加熱ローラ５４周面に圧接するように設けられている。
【００４９】
加圧ローラ５５の近傍には、加熱ローラ５４と加圧ローラ５５との間を通過する用紙を案内するための用紙ガイド１５２が設けられている。用紙ガイド１５２には、剥離爪１５３が取り付けられている。
【００５０】
用紙ガイド１５２は、図９に示すように、加熱ローラ５４および加圧ローラ５５とほぼ同等の幅を有する板状の基体１５４と、基体１５４の一方の面に立設された案内リブ１５５、１５６とを有している。案内リブ１５５は所定距離離間して２つずつ配置されており、図９上面に位置して用紙を案内するための案内面１５７を有し、基体１５４よりも加圧ローラ５５側に突出する突部１５８を有している。また、案内リブ１５６は、２つの案内リブ１５５の中間に位置して設けられており、案内リブ１５５と同様にして図９上面に位置して用紙を案内するための案内面１５９を有し、基体１５４よりも加圧ローラ５５側および下面に突出する突部１６０を有している。基体１５４および案内リブ１５５，１５６は、熱変形の少ない合成樹脂材料で一体成型により構成されている。
【００５１】
剥離爪１５３は、案内リブ１５６の突部１６０を受け入れる切欠部１６１を有している。また、剥離爪１５３は、後端部１６３が基体１５４の下面であって用紙搬送方向下流側に取り付けられており、先端部１６２は基体１５４および案内リブ１５６の突部１５８よりも用紙搬送方向上流側に突出して、加圧ローラ５５の周面に当接するように配置されている。また、この剥離爪１５３は、可撓性を有するＳＵＳなどの板ばね部材で構成されており、先端部１６２が加圧ローラ５５周面から離間する方向に撓むことが可能となっている。
【００５２】
この場合、剥離爪１５３によって、加圧ローラ５５に用紙が巻き付くことを防止し、用紙ガイド１５２の案内リブ１５５，１５６の案内面１５７，１５９により用紙を搬送方向に確実に案内できる。ここで、剥離爪１５３はＳＵＳで構成されており、合成樹脂材料で構成する場合に比してコストを低減することが可能となる。
【００５３】
また、加熱ローラ５４と加圧ローラ５５の用紙搬送方向下流側において、用紙ジャムが発生したとき、蛇腹状に変形した用紙が用紙ガイド１５２を押圧する場合がある。このとき、用紙ガイド１５２の上面に案内リブ１５５，１５６が突出しており、蛇腹状になった用紙がこの案内リブ１５５，１５６に当接して直接剥離爪１５３を押圧することがなくなる。したがって、剥離爪１５３がジャムを起こした用紙に押圧されて変形したり、加圧ローラ５５に食い込んで損傷したりすることを防止できる。
【００５４】
さらに、この定着装置５３においてジャムが発生した場合には、ジャムを起こした用紙を排出方向に引き出すことによってこの用紙を除去するジャム処理が行われる。このジャム処理時に、用紙を引き出すのに伴って加熱ローラ５４および加圧ローラ５５が回転することとなる。このとき、可撓性を有する剥離爪１５３は、切欠部１６１に案内リブ１５６の突部１６０を受け入れるとともに先端部１６２が加圧ローラ５５周面から離間する方向に撓むことが可能となっている。したがって、剥離爪１５３の先端部１６２が加圧ローラ５５の周面に食い込んでこれを損傷することがなく、剥離爪１５３が塑性変形してしまうこともなくなる。
【００５５】
〔排出トレイ〕
排出トレイ５７の１実施形態を図１０に示す。排出トレイ５７は、装置に固定されるトレイ本体１７１と、トレイ本体１７１に対して回動可能に取り付けられたリブガイド１７２とを有している。
【００５６】
トレイ本体１７１は、排出ローラ対６０が設けられる排出口１７３から下方に延設される側板１７４と、側板１７４から用紙搬送方向下流側に延設される本体底板１７５とを備えている。本体底板１７５は、用紙搬送方向上流側から下流側にかけて上方に向けて傾斜しており、リブガイド１７２を受け入れるための複数の切欠部１７６が設けられている。リブガイド１７２は、排出口１７３から排出される用紙の幅方向に離間して複数設けられており、用紙搬送方向下流側において支持軸１７７によってそれぞれが連結されるとともに、回動可能に支持されている。リブガイド１７２の上面は排出口１７３から排出される用紙を支持するための支持面１７８を構成しており、用紙搬送方向下流側においてこの支持面１７８は、本体底板１７５の上面とほぼ同じ高さ位置となるように設定されている。リブガイド１７２は、支持軸１７７を中心に回動可能となっており、用紙搬送方向上流側において支持面１７８が排出口１７３近傍の高さ位置と本体底板１７５の上面とほぼ同じ高さ位置との間で移動可能となっている。
【００５７】
また、リブガイド１７２は、用紙搬送方向上流側において支持面１７８が排出口１７３近傍の高さ位置になるように、バネ１７９によって付勢されている。このバネ１７９は、リブガイド１７２の支持面１７８上にストックされる用紙の枚数に応じてその重量によりリブガイド１７２の用紙搬送方向上流側が下方に移動するように、その強さが設定されている。これにより、リブガイド１７２の支持面１７８上にストック可能な最大枚数の用紙が載置されるとき、リブガイド１７２が回動して切欠部１７６に埋没し、リブガイド１７２の支持面１７８が本体底板１７５の上面とほぼ同一かわずかに上方に位置するようになる。
【００５８】
このようにした場合、排出トレイ５７に用紙がない場合、リブガイド１７２の支持面１７８は用紙搬送方向上流側において、排出口１７３の高さ位置に近く、排出される用紙の落下距離が短くなる。リブガイド１７２の支持面１７８上に用紙が排出されるにつれて、リブガイド１７２が回動して支持面１７８の用紙搬送方向上流側が低くなっていく。これにより、リブガイド１７２の支持面１７８上にストックされた用紙の最上面が常に排出口１７３の高さ位置近傍となり、排出される用紙の落下距離はほぼ一定に保たれる。したがって、排出口１７３から排出される用紙が位置ずれを起こすことが少なく、ストック性能を高く維持することが可能である。また、最下層に位置する用紙は、リブガイド１７２の支持面１７８に支持されており、本体底板１７５の上面から離間しているため、用紙下面に手を挿入して用紙を取り出すことが容易である。
【００５９】
〔排出トレイの他の実施形態〕
図１１に示すような排出トレイを用いることも可能である。排出トレイ１８０は、装置に固定されるトレイ本体１８１と、トレイ本体１８１に対して下方に移動可能に取り付けられた可動板１８２とを有している。
【００６０】
トレイ本体１８１は、排出ローラ対（図示せず）が設けられる排出口１８３から下方に延設される側板１８４と、側板１８４から用紙搬送方向下流側に延設される本体底板１８５とを備えている。本体底板１８５は、用紙搬送方向上流側から下流側にかけて上方に向けて傾斜しており、可動板１８２を受け入れるために切欠部１８６が設けられている。
【００６１】
可動板１８２は、本体底板１８５の切欠部１８６に位置する場合、その上面が本体底板１８５の上面と面一になるように構成されている。また、可動板１８２は、図示しないばねなどの付勢手段により上方に付勢されるとともに、本体底板１８５の上面と面一となる位置で上方への移動が規制されている。したがって、可動板１８２は通常状態では、その上面が本体底板１８５の上面と面一となっており、付勢手段の付勢力に抗して押し下げることによって、図１１の２点鎖線で示すように、下方に移動することが可能となっている。
【００６２】
このようにした場合、排出トレイ１８０の上面は、本体底板１８５と可動板１８２とにより滑らかに構成されており、排出口１８３から排出される用紙が引っかかってストック性能が低下することを防止できる。また、排出トレイ１８０にストックされた用紙を取り出す際には、可動板１８２を下方に押し下げることによって、最下層に位置する用紙の下方に間隙を作ることができ、この間隙に手を挿入することによって用紙の取り出しを容易に行うことができる。
【００６３】
〔排出ローラ〕
排出ローラ対６０のうち、下方に位置する排出ローラを図１２に示す構成とすることができる。排出ローラ１９１は、回転軸１９２に互いに離間して取り付けられる複数のローラ部材１９３、１９３を備えている。回転軸１９２は導電性材料で構成されており、たとえばステンレススチールなどの金属材料で構成され、図示しない配線により電気的に接地されている。また、ローラ部材１９３は、少なくとも周面が弾性を有する合成樹脂材料で形成され、たとえばフッ素系樹脂で構成されている。
【００６４】
回転軸１９２には、ローラ部材１９３の間隙に位置して、除電ブラシ１９４が取り付けられている。この除電ブラシ１９４は、回転軸１９２に固定される基体１９５と、基体１９５に植設された繊維状のブラシ部１９６とから構成されている。ブラシ部１９６の先端は、図１３に示すように、ローラ部材１９３の周面よりも外側に位置するように構成されている。この除電ブラシ１９４の基体１９５およびブラシ部１９６はともに導電性材料で構成されており、回転軸１９２とは電気的な導通が可能となるように結合されている。
【００６５】
排出ローラ１９１が回転すると、回転軸１９２に取り付けられた除電ブラシ１９４も一体的に回転する。このとき、除電ブラシ１９４のブラシ部１９６はその先端がローラ部材１９３の周面よりも外側に位置しているため、排出ローラ１９１によって搬送される用紙表面にブラシ部１９６の先端が当接する。除電ブラシ１９４は導電性材料で構成されているため、用紙の帯電電荷が除電ブラシ１９４のブラシ部１９６に移動し、基体１９５および回転軸１９２を介してアースに流れることとなる。このことによって、用紙の帯電電荷が除去されて、排出された用紙の処理が容易となる。
【００６６】
排出トレイとして図１１に示すような排出トレイ１８０を用いた場合、排出される用紙が排出口１８３に引っかかってしまうおそれがある。しかしながら、除電ブラシ１９４のブラシ部１９６先端が、引っかかった用紙を押圧しながら回転し、用紙を本体底板１８５上に落下させることができる。
【００６７】
除電ブラシ１９４は、各ローラ部材１９３の間隙において、回転軸１９２の周面１カ所または２カ所以上設けることが可能である。
【００６８】
排出ローラ対６０は、それぞれ１つの回転軸に設けられる駆動ローラと従動ローラとで構成することが可能であり、駆動ローラの長さ方向に並列に設けられそれぞれ独立して駆動ローラに圧接される複数の従動コロとで構成することも可能である。
【００６９】
また、同様の構成は、中間トレイを有する装置において中間トレイへの排出部分、自動原稿搬送装置を備える装置において原稿の排出部分などに適用することが可能である。
【００７０】
〔分離装置〕
図１４に示すように、感光体ドラム３０に対して開閉自在な開閉ユニット２０１が設けられている。開閉ユニット２０１には、搬送ローラ対５０のうち図左側に配置される搬送ローラ５０Ｂ、レジストローラ５２のうち図左側に配置されるレジストローラ５２Ｂおよび転写ローラ３３などが軸支されている。開閉ユニット２０１の図右側面は縦搬送路４１を構成しており、感光体ドラム３０に近接する閉止状態となったとき、搬送ローラ５０Ｂを搬送ローラ５０Ａに圧接し、レジストローラ５２Ｂをレジストローラ５２Ａに圧接し、転写ローラ３３を感光体ドラム３０に圧接する。開閉ユニット２０１は支持軸２０２を中心に回動自在に支持されており、矢印Ａ方向に回動させることによって、搬送ローラ５０Ｂ、レジストローラ５２Ｂおよび転写ローラ３３をそれぞれ搬送ローラ５０Ａ、レジストローラ５２Ａおよび感光体ドラム３０から離間させるとともに、縦搬送路４１を外方に露出させることが可能となっている。
【００７１】
感光体ドラム３０と転写ローラ３３とのニップ位置から用紙搬送方向下流側（図１４上方）に位置して、開閉ユニット２０１には用紙ガイド２０３が形成されている。この用紙ガイド２０３は、感光体ドラム３０と転写ローラ３３との間を通過した用紙を定着装置側に搬送するためのものであり、感光体ドラム３０に対向する用紙案内面２０５を備えている。用紙ガイド２０３の感光体ドラム３０に近接する位置に分離針２０４が取り付けられている。
【００７２】
分離針２０４の詳細を図１５に示す。分離針２０４は、導電性材料で形成された板状部材の幅方向に鋸歯状電極２０８が形成されたものであって、所定の電圧が印加されるように構成されている。この分離針２０４の両端部は、開閉ユニット２０１に取り付けられる支持部材２０６、２０６に支持されている。この支持部材２０６は、分離針２０４の端部を受け入れて鋸歯状電極２０８が用紙ガイド２０３の用紙案内面２０５に対して出没可能となるように、分離針２０４を案内する。
【００７３】
分離針２０４の鋸歯状電極２０８に対して反対側の端部には、絶縁性材料で構成される被押圧部材２０９が取り付けられている。この被押圧部材２０９には、鋸歯状電極２０８が用紙案内面２０５よりも内方に埋没する方向に分離針２０４を付勢するばね２１０、２１０が取り付けられている。
【００７４】
被押圧部材２０９には、押圧ローラ２１１、２１１が当接可能となっている。この押圧ローラ２１１は、押圧ロッド２１２に回動自在に支持されている。また、押圧ロッド２１２は支持軸２１３を中心に回動可能に軸支されている。このことから、押圧ロッド２１２の回動に伴って押圧ローラ２１１が被押圧部材２０９の表面を回動しながら移動して、被押圧部材２０９を押圧することが可能となっている。
【００７５】
押圧ロッド２１２，２１２は、係合ロッド２１４によって係合されており、この係合ロッド２１４が左右に移動するのに伴って同期して回動するように構成されている。係合ロッド２１４は、その一端において略Ｌ字形状の作動部材２１５の一端に取り付けられている。作動部材２１５は支持軸２１６を中心に回動可能となっている。また、作動部材２１５の他端側の当接部２１７は、開閉ユニット２０１の外面に露出しており、開閉ユニット２０１が閉止状態となったとき、装置に固定されているフレームの一部に当接して矢印Ｂ方向に回動し、所定位置に位置決めされる。
【００７６】
開閉ユニット２０１を閉止状態とした場合には、作動部材２１５の当接部２１７がフレームの一部に当接して矢印Ｂ方向に回動し、同時に係合ロッド２１４が矢印Ｃ方向に移動する。これに伴って押圧ロッド２１２が支持軸２１３の周りに回動して押圧ローラ２１１が被押圧部材２０９を押圧する。このことにより、ばね２１０の付勢力に抗して分離針２０４が図１５上方に移動し、分離針２０４の鋸歯状電極２０８が用紙案内面２０５よりも外方に突出することとなる。したがって、開閉ユニット２０１が閉止状態である場合には、分離針２０４の鋸歯状電極２０８が感光体ドラム３０側に突出した状態であり、所定の電圧が印加されることによって、搬送されてくる用紙を裏面側から引きつけることができる。
【００７７】
開閉ユニット２０１を解放状態とした場合には、作動部材２１５の当接部２１７は位置規制が解かれることとなる。ばね２１０の付勢力により分離針２０４を図下方に押し下げる力が、押圧ローラ２１１、押圧ロッド２１２および係合ロッド２１４を介して作動部材２１５にかかっているが、作動部材２１５の位置規制が解かれることによって、ばね２１０の付勢力に抗する力がなくなり、分離針２０４が図下方に移動することとなる。したがって、開閉ユニット２０１を解放状態にすることによって、分離針２０４の鋸歯状電極２０８は、自動的に用紙案内面２０５よりも内方に位置する待避位置となる。
【００７８】
以上のような構成とすることにより、用紙ジャムが発生した場合に、開閉ユニット２０１を解放状態にして用紙を取り除くジャム処理を行う際に、分離針２０４の鋸歯状電極２０８が外方に突出することがなく、分離針２０４が操作者の衣服や身体に引っかかって損傷させることがなくなる。
【００７９】
〔分岐部〕
定着装置５３の用紙搬送方向下流側には、排出トレイ５７、サブ排出トレイ５８、スイッチバック部５９、フィニッシャ搬送路６７のいずれかに用紙を搬送するための分岐部５６が設けられている。分岐部５６には、分岐爪６２を備える第１分岐部２２１と、分岐爪６３，６４を備える第２分岐部２２２とが設けられている。
【００８０】
第１分岐部２２１は、定着装置５３から第１分岐部２２１に至る第１搬送路２２３と、第１分岐部２２１から排出ローラ対６０に至る排出搬送路２２４と、第１分岐部２２１から第２分岐部２２２に至る第２搬送路２２５との接続点に位置し、分岐爪６２が回動することによって、第１搬送路２２３と排出搬送路２２４、搬出搬送路２２４と第２搬送路２２５または第１搬送路２２３と第２搬送路２２５を接続することが可能となっている。
【００８１】
第２分岐部２２２は、第２搬送路２２５、スイッチバック搬送路６５、サブトレイ搬送路６６、フィニッシャ搬送路６７の接続点に位置し、分岐爪６３，６４が回動することによって、第２搬送路２２５とスイッチバック搬送路６５、第２搬送路２２５とサブトレイ搬送路６６または第２搬送路２２５とフィニッシャ搬送路６７を接続することが可能となっている。
【００８２】
通常の画像形成処理の場合、定着装置５３を通過した用紙は、排出トレイ５７に排出される。この場合、第１分岐部２２１の分岐爪６２は、図１６に示すような回動位置となっている。このことにより、第１搬送路２２３と排出搬送路２２４とが接続され、定着装置５３から搬送されてくる用紙は、排出搬送路２２４を通過して排出ローラ対６０側に搬送され、排出トレイ５７に排出される。このとき、第２分岐部２２２の分岐爪６３，６４の位置は任意である。なお、用紙の両面に対して画像形成処理を行う場合に、第２面の画像形成処理が終了した場合もこの状態で排出トレイ５７に排出する。
【００８３】
用紙の両面に対して画像形成を行う場合に、第１面の画像形成処理が終了した用紙を搬送する際には、まず、分岐爪６２を図１６に示すような位置とする。この状態で、用紙を排出ローラ対６０により排出方向に搬送し、用紙後端が排出ローラ対６０を通過してしまう直前で停止させる。その後、第１分岐部２２１の分岐爪６２および第２分岐部２２２の分岐爪６３を図１７に示すような位置とする。このとき、排出搬送路２２４、第２搬送路２２５およびスイッチバック搬送路６５が連結されることとなる。この状態で、排出ローラ対６０を反転駆動すれば、用紙が排出搬送路２２４、第２搬送路２２５およびスイッチバック搬送路６５を介して搬送され、用紙の第２面に対して画像形成処理を行うことが可能となる。
【００８４】
フィニッシャ（図示せず）を備えており、このフィニッシャに用紙を搬送してソーティングやステープル処理を行う場合には、画像形成処理が終了した用紙をフィニッシャ搬送路６７側に搬送する。この場合には、第１分岐部２２１の分岐爪６２、第２分岐部２２２の分岐爪６３，６４を図１８に示すように位置させる。この場合には、第１搬送路２２３、第２搬送路２２５、フィニッシャ搬送路６７が連結される。したがって、定着装置５３から搬送される用紙は、第１搬送路２２３，第２搬送路２２５およびフィニッシャ搬送路６７を介して搬送されることとなる。
【００８５】
サブ排出トレイ５８に用紙を排出する場合には、第１分岐部２２１の分岐爪６２、第２分岐部２２２の分岐爪６３，６４を図１９に示すように位置させる。この場合には、第１搬送路２２３、第２搬送路２２５およびサブトレイ搬送路６６が連結されることとなる。したがって、定着装置５３から搬送される用紙は、第１搬送路２２３、第２搬送路２２５およびサブトレイ搬送路６６を介して排出ローラ対６１に搬送され、サブ排出トレイ５８に排出されることとなる。
【００８６】
サブ排出トレイ５８に用紙を排出する場合としては、装置が電話回線に接続されて外部のファクシミリ装置からのデータを受信可能な場合に、受信したデータをプリントアウトし、この用紙を通常の複写処理を行った用紙と区別する場合が考えられる。また、装置がネットワークに接続されてパーソナルコンピュータやワープロなどから送られてくるデータをプリントアウト可能な場合に、受信したデータをプリントアウトした、この用紙を通常の複写処理を行った用紙と区別するような場合も考えられる。このような割り込み処理が生じた場合に、プリントアウトした用紙を、サブ排出トレイ５８に排出することによって、排出トレイ５７に排出される通常複写動作による用紙と区別することができる。
【００８７】
上述のように構成した場合、通常の画像形成処理を行った用紙は、第１分岐部２２１のみを通過するので、分岐爪６３，６４を操作する必要がなく、摩耗や故障の発生が少なくなる。また、割り込みなどの通常とは異なる画像形成処理を行った場合にも、サブ排出トレイ５８に用紙を排出することで、通常の画像形成処理を行った用紙と区別することができる。この場合、サブ排出トレイ５８への搬送路の分岐がスイッチバック搬送路６５への分岐点である第２分岐部２２２で行われているため、処理頻度の高い排出トレイ５７への排出経路に摩耗や故障などの影響を与えることは少なくなる。
【００８８】
〔転写装置〕
図２０に示すように、レジストローラ５２の近傍には、レジストローラ５２によって待機させられている用紙があるか否かを検出するレジストスイッチ２３１が設けられている。給紙カセット１８，１９またはスタックバイパス２０から給紙を開始して、所定時間内にレジストスイッチ２３１による用紙の検出がなされなかった場合に、給紙搬送路における用紙ジャムが発生したと見なされる。また、用紙に対するトナー画像の転写を行う際に、レジストローラ５２に用紙が実際に待機させられているか否かを、レジストスイッチ２３１によって判別する。
【００８９】
レジストローラ５２と転写ローラ３３との間には、用紙の通過を検出するための転写前センサ２３２が設けられている。この転写前センサ２３２は、反射型の光電センサ、透過型の光電センサ、マイクロスイッチなどが採用される。
【００９０】
レジストローラ５２に待機させられている用紙は、感光体ドラム３０のトナー画像が所定の位置に転写されるように、感光体ドラム３０と同期して感光体ドラム３０側に搬送される。レジストローラ５２からの２次給紙を開始して、所定時間内に転写前センサ２３２による用紙検出がなされた場合、転写ローラ３３に所定電圧を印加して、感光体ドラム３０周面に形成されたトナー画像の用紙上への転写を開始する。また、レジストローラ５２からの２次給紙を開始して、所定時間内に転写前センサ２３２による用紙検出がなされなかった場合、レジストローラ５２と転写ローラ３３との間で用紙ジャムが発生したと判断して、転写ローラ３３への電圧印加を中止する。
【００９１】
このことにより、感光体ドラム３０と転写ローラ３３との間に実際に用紙が搬送されてきていない場合には、感光体ドラム３０の周面に形成されているトナー画像が、転写ローラ３３に転写されることなく、転写ローラ３３が汚損されることがなくなる。
【００９２】
また、転写前センサ２３２により搬送されてくる用紙の先端を検出した際の検出信号により、転写ローラ３３への電圧印加を開始する制御信号を作成することも可能である。この場合には、レジストローラ５２からの２次給紙を開始するタイミングから転写ローラ３３への電圧印加を開始する制御信号を作成する場合には比して、感光体ドラム３０周面のトナー画像と搬送される用紙とをより正確に同期させることができ、用紙上に形成されるトナー画像の位置ずれを極力少なくすることができる。
【００９３】
さらに、レジストローラ５２からの２次給紙を開始して、所定時間内に転写前センサ２３２による用紙検出がなされなかった場合、転写ローラ３３への電圧印加を中止するとともに、感光体ドラム３０周面に形成されている静電潜像の顕像化を中止するように構成できる。たとえば、現像装置３２の現像バイアスを下げることにより、現像装置３２から感光体ドラム３０周面にトナーが吸着されないようにすることができる。このことにより、感光体ドラム３０周面に余分なトナーを付着させることなく、クリーニング３４または現像装置３２によって感光体ドラム３０周面のトナーを回収することも極力少なくできる。
【００９４】
〔加熱ローラ〕
図２０、図２１に示すように、定着装置５３の加熱ローラ５４には、メインヒータ２４１とサブヒータ２４２のふたつのヒータが内蔵されている。
【００９５】
メインヒータ２４１は、Ａ４Ｒサイズの用紙幅にほぼ対応して発熱する加熱領域２４３を有しており、加熱領域２４３の両端部に位置して非加熱領域２４４が設けられている。このようなメインヒータ２４１は、例えば、中央部に位置する加熱領域２４３においてコイルの巻き数を密にし、両端部に位置する非加熱領域２４４においてコイルの巻き数を疎にすることで構成できる。
【００９６】
また、サブヒータ２４２は、メインヒータ２４１の非加熱領域２４４にほぼ対応する両端部に発熱する加熱領域２４５，２４５が設けられ、メインヒータ２４１の加熱領域２４３にほぼ対応して中央部に非加熱領域２４６が設けられている。このようなサブヒータ２４２は、例えば、メインヒータ２４１の場合と逆に、両端部に位置する加熱領域２４５においてコイルの巻き数を密にし、中央部に位置する非加熱領域２４６においてコイルの巻き数を疎にすることで構成できる。
【００９７】
メインヒータ２４１の加熱領域２４３はほぼＡ４Ｒサイズの用紙幅（約２２０ｍｍ）に設定されており、消費電力は６００Ｗ以下に設定される。また、サブヒータ２４２の加熱領域２４５は、メインヒータ２４１の加熱領域２４３と合わせてほぼＡ３サイズの用紙幅（約３００ｍｍ）になるようにそれぞれが約４０ｍｍに設定され、消費電力は３００Ｗ以下となっている。
【００９８】
さらに、メインヒータ２４１の加熱領域２４３とサブヒータ２４２の加熱領域２４５とは、単位長さあたりの発熱量が同一に設定されており、メインヒータ２４１およびサブヒータ２４２をともにオンにした場合、図２２に示すように、加熱ローラ５４の幅方向全域にわたって均等な温度に加熱するような配熱特性を得ることができる。
【００９９】
この加熱ローラ５４には、中央部付近の温度を検出するためのメインサーミスタ２４７と端部付近の温度を検出ための予備サーミスタ２４８が設けられている。
【０１００】
〔制御系〕
複写機１の内部には、図２３に示すように、制御部２５１が設けられている。制御部２５１は、ＣＰＵ，ＲＡＭ，ＲＯＭ，各種ドライバなどを含むマイクロコンピュータシステムで構成されている。制御部２５１には、各種操作指示をおこなうための操作パネル２５２が接続されている。操作パネル２５２は、テンキーやその他指令キーを含む入力キー部および液晶表示素子やＬＥＤなどで構成される表示部などを含んでおり、複写動作の開始を指示するためのスタートキーなども含まれている。
【０１０１】
制御部２５１には、さらに、画像読取部２５３が接続されている。画像読取部２５３は、前述した光学系２１などを含み、原稿台１５上に載置された原稿に光を照射して、原稿から反射する光を撮像素子２７で読み取って画像データ信号に変換する。また、制御部２５１には、撮像素子２７から出力される画像データ信号を受け取って画像処理を行う画像処理部２５４が接続されている。
【０１０２】
制御部２５１には、レーザユニット３５を含む露光部２５５が接続されている。露光部２５５では、画像処理部２５４によって処理される画像情報に基づいて、レーザユニット３５からレーザ光を照射し、感光体ドラム３０周面に静電潜像を形成する。
【０１０３】
さらに、制御部２５１には、感光体ドラム３０、現像装置３２、転写ローラ３３などを含む画像形成部１６、画像形成部１６に用紙を搬送する給紙部１７、画像形成部１６で用紙表面に転写されたトナー画像を加熱して溶融定着する定着装置５３が接続されている。定着装置５３は、前述したように、メインヒータ２４１、サブヒータ２４２、メインサーミスタ２４７、予備サーミスタ２４８などを備えている。制御部２５１には、さらに他の入出力部が接続されている。
【０１０４】
〔定着部ヒータ制御〕
定着装置５３において、加熱ローラ５４のヒータ制御は、図２４に示すフローチャートに基づいて行われる。
【０１０５】
複写機１の電源が投入されると、図２４ステップＳ１において各種パラメータおよび装置全体の初期化を行う。ステップＳ２では、ステップＳ１の初期化作業と同時に、加熱ローラ５４に内蔵されるメインヒータ２４１およびサブヒータ２４２を同時にオンして定着装置５３の予熱を行う。ここで、メインヒータ２４１およびサブヒータ２４２はともに消費電力が６００Ｗ以下であり、電源投入時の突入電流が、所定値以上になることがない。
【０１０６】
ステップＳ３では、定着装置５３が所定の予熱温度になったか否かを判別する。たとえば、メインサーミスタ２４７および予備サーミスタ２４８が検出する温度が所定の温度に到達したとき、定着装置５３が予熱温度になったと判断してステップＳ４に移行する。
【０１０７】
ステップＳ４では、複写動作の指示がなされたか否かを判別する。ここでは、操作パネル２５２のスタートキーが操作されたとき、複写動作の指示がなされたと判断してステップＳ５に移行する。
【０１０８】
ステップＳ５では、指示された複写動作がＡ４Ｒサイズ以下の用紙に対するものかそれ以上のサイズの用紙に対するものかを判断する。この場合、操作パネル２５２から指示される用紙サイズまたは原稿台１５に載置された原稿のサイズから自動的に選択した用紙サイズに基づいて、画像形成を行う用紙がＡ４Ｒ以下かＡ４Ｒを超えるかを判断する。画像形成を行う用紙がＡ４Ｒを超える場合には、ステップＳ６に移行する。
【０１０９】
ステップＳ６では、加熱ローラ５４に内蔵されるメインヒータ２４１およびサブヒータ２４２をともにオンする。ステップＳ７では、定着装置５３が所定の定着温度に到達したか否かを判別する。ここでは、メインサーミスタ２４７および予備サーミスタ２４８の検出する温度が所定温度に到達したとき、定着装置５３が所定の定着温度に到達したと判断してステップＳ８に移行する。ステップＳ８では、操作パネル２５２からの指示に従って、所定の画像形成動作を実行する。このとき、定着装置５３では、メインヒータ２４１およびサブヒータ２４２によって加熱ローラ５４の幅方向全域にわたって均等な定着温度に設定されている。ステップＳ８における画像形成動作が終了すると、ステップＳ９に移行して他の処理を実行する。
【０１１０】
ステップＳ５において、画像形成を行う用紙がＡ４Ｒ以下の用紙であると判断した場合、ステップＳ１０に移行する。ステップＳ１０では、加熱ローラ５４に内蔵されるヒータのうち、メインヒータ２４１のみをオンする。ステップＳ１１では加熱ローラ５４の中央領域の温度が所定の定着温度に到達したか否かを判別する。ここでは、メインサーミスタ２４７が検出する温度が所定温度に達したとき、加熱ローラ５４の中央領域の温度が所定の定着温度になったと判断して、ステップＳ８に移行し、所定の画像形成動作を実行する。この場合、加熱ローラ５４のうち用紙が通過しない両端部を加熱するサブヒータ２４２がオンしておらず、加熱ローラ５４を過剰に加熱することがない。
【０１１１】
ステップＳ１１において、メインサーミスタ２４７が検出する温度が所定温度に到達していない場合には、ステップＳ１２に移行する。ステップＳ１２では、メインヒータ２４１をオンしてから所定時間経過したか否かを判別する。例えば、メインヒータ２４１をオンしてから１５００ｍsec経過していなければ、ステップＳ１１に戻り、メインヒータ２４１をオンしてから１５００ｍsec経過していれば、ステップＳ１３に移行する。ステップＳ１３では、サブヒータ２４２をオンする。ステップＳ１４では、定着装置５３が所定の定着温度に到達したか否かを判別する。ここでは、メインサーミスタ２４７および予備サーミスタ２４８の検出する温度が所定温度に到達したときに、定着装置５３が所定の定着温度に到達したと判断して、ステップＳ８に移行して、所定の画像形成動作を実行する。このようにしたときは、メインヒータ２４１のみにより充分な定着温度が得られない場合であっても、サブヒータ２４２の発熱量で定着に必要な温度を得ることが可能となる。
【０１１２】
以上のように、定着装置５３のヒータを制御することによって、電源投入時における突入電流を小さく抑えることができ、これを規定する規格を満たすことが可能となる。また、Ａ４Ｒを超えるサイズの用紙に画像形成を行う際には、メインヒータ２４１およびサブヒータ２４２を同時にオンすることにより、加熱ローラ５４の配熱特性を幅方向全域でフラットにすることができ、大きなサイズの用紙に対しても充分な定着温度を得ることができる。さらに、Ａ４Ｒ以下のサイズの用紙に対しては、メインヒータ２４１のみをオンして加熱ローラ５４の中央領域のみ加熱しており、用紙が通過しない両端部において加熱ローラ５４が過剰に加熱されることなく、消費電力を削減できるとともに、オフセットの発生を防止できる。
【０１１３】
図２４においてステップＳ１２〜Ｓ１４を省略することも可能である。また、画像形成可能な最大用紙サイズおよびメインヒータ２４１の加熱領域２４３で加熱可能な用紙サイズは、上述したものに限定されるものではない。さらに、用紙の幅方向の基準位置が中央である中央合わせの装置に限定されるものではなく、一方に片寄って設けられていてもよい。この場合、メインヒータ２４１およびサブヒータ２４２の加熱領域および非加熱領域は、装置の設定に応じてそれぞれ設定されるべきである。
【０１１４】
〔他の実施形態〕
搬送ローラ対４９，５０，５１に、上述のレジストローラ５２の構成を適用して、従動ローラ周面の紙粉を除去するクリーニング部材を設けることが可能である。
【０１１５】
【発明の効果】
本発明によれば、加熱ローラの幅方向における所定領域を加熱するメインヒータと、所定領域以外を加熱するサブヒータとよりなるヒータを備えているため、装置の電源投入時における突入電流を抑えることができ、また、画像形成を行う用紙サイズに応じてオン・オフ制御を行うことで、加熱ローラを過剰に加熱することなく、オフセットの発生を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施形態を採用した複写機の縦断面概略図。
【図２】その要部拡大図。
【図３】その分解斜視図。
【図４】レジストローラの説明用斜視図。
【図５】定着装置の要部拡大図。
【図６】その要部斜視図。
【図７】加圧ローラの残留電圧を測定する実験方法を示す説明図。
【図８】定着装置の要部説明図。
【図９】用紙ガイドおよび剥離爪を示す斜視図。
【図１０】排出トレイの斜視図。
【図１１】排出トレイの他の実施形態の斜視図。
【図１２】排出ローラの斜視図。
【図１３】排出ローラの側面図。
【図１４】開閉ユニットの側面図。
【図１５】分離装置の説明用斜視図。
【図１６】分岐部の説明図。
【図１７】分岐部の説明図。
【図１８】分岐部の説明図。
【図１９】分岐部の説明図。
【図２０】レジストローラから定着装置に至る搬送経路を示す模式図。
【図２１】加熱ローラに内蔵されるヒータの説明図。
【図２２】その配熱特性図。
【図２３】１実施形態の制御ブロック図。
【図２４】その制御フローチャート。
【符号の説明】
１ 複写機
１０ 本体
１５ 原稿台
１６ 画像形成部
１７ 給紙部
２０ スタックバイパス
２１ 光学系
３０ 感光体ドラム
３２ 現像装置
３３ 転写ローラ
４２ バイパス搬送路
５３ 定着装置
５４ 加熱ローラ
５５ 加圧ローラ
５６ 分岐部
５７ 排出トレイ
５８ サブ排出トレイ
６０ 排出ローラ対
６１ 排出ローラ対
２３１ レジストスイッチ
２３２ 転写前センサ
２４１ メインヒータ
２４２ サブヒータ
２５１ 制御部
２５２ 操作パネル
２５３ 原稿読取部
２５４ 画像処理部
２５５ 露光部
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面にトナー画像が転写された用紙を挟持して搬送するとともに、用紙表面のトナーを加熱して溶融定着する画像形成装置の定着装置の制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機、プリンタ、ファクシミリ装置などの画像形成装置では、装置上面に設けられた原稿台に原稿を載置し、この原稿画像に光を照射し、原稿から反射してくる光に基づいて原稿画像の読み取りを行う。この読み取られた原稿画像に基づいて、感光体ドラムの表面に静電潜像を形成する。感光体ドラムは、主帯電装置により、所定の極性に帯電させられており、原稿画像に基づいて光が照射されると、その部分の電荷が除去されて静電潜像となる。
【０００３】
内部にトナーを収納する現像装置が感光体ドラムに隣接して設けられている。この現像装置内部に収納されているトナーは、感光体ドラムと同極性に帯電されており、現像装置と感光体ドラムとの近接位置において、感光体ドラムの電荷のない部分に吸着される。したがって、感光体ドラム周面に形成されている静電潜像が、トナー画像に顕像化されることとなる。
【０００４】
また、感光体ドラムに隣接して転写装置が設けられている。この転写装置は、感光体ドラムとの間に搬送されてくる用紙に対して、用紙の裏面からトナーと逆極性の電圧を印加して、感光体ドラム周面のトナーを用紙上に引きつけてトナー画像を転写する。
【０００５】
転写装置の用紙搬送方向下流側には、分離装置が配置されている。この分離装置は、用紙が感光体ドラムに巻き付かないように、用紙を裏面側から吸引するものであって、たとえば、所定の電圧が印加される分離針が採用される。
【０００６】
このあと、表面にトナー画像が形成された用紙を定着装置に搬送し、トナー画像を加熱して溶融定着している。
【０００７】
定着装置には、内部にヒータを内蔵する加熱ローラと、加熱ローラに圧接される加圧ローラとが設けられており、この加熱ローラと加圧ローラとの間に用紙を挟持して搬送するとともに、加熱ローラによりヒータの熱を伝達して、用紙表面のトナー画像を溶融定着している。
【０００８】
定着装置の用紙搬送方向下流側には、用紙を排出するための排出口が設けられており、この排出口の外方には排出される用紙を受ける排出トレイが設けられている。排出口には、互いに周面が圧接して用紙を挟持しながら排出トレイ側に用紙を搬送する排出ローラ対が設けられている。排出トレイは、排出されてくる用紙を多数ストックするためにある程度の深さを有しており、底面の用紙排出方向上流側の端部が排出口よりも下方に位置するように設定されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような装置において、定着装置の加熱ローラに内蔵されているヒータは、通常、加熱ローラの幅方向に均一に加熱するようなものが採用されている。したがって、加熱ローラの表面が幅方向にほぼ均一な温度に設定され、用紙上に転写されたトナー画像が均一な温度で加熱されることなる。
【００１０】
しかしながら、加熱ローラの幅はその装置において画像形成が可能な最大サイズの用紙幅に合わせて設定されており、これよりも小さいサイズの用紙が通過する際には、用紙と当接しない領域もヒータによる加熱されていることとなる。たとえば、中央合わせの装置において、Ａ３サイズが画像形成可能な最大サイズであるとすると、Ａ４Ｒの用紙を通紙すると、加熱ローラの幅方向の中央領域に用紙が当接するものの、加熱ローラの幅方向両側端部に用紙と当接しない部分が生じる。これにより、加熱ローラの中央領域においては用紙に熱が奪われ、この奪われた熱をヒータの加熱により補って所定の温度に保とうとするが、加熱ローラの両端部では用紙に熱を奪われることなく温度が上昇する。画像形成処理を連続して行う場合には、この傾向が大きくなる。加熱ローラの幅方向両端部における温度が上昇している状態で、最大サイズの用紙に処理を行った場合、オフセットが生じるなどの問題がある。
【００１１】
このような問題点に鑑みて、加熱ローラの幅方向中央領域を一定温度に加熱する第１ヒータと、加熱ローラの幅方向全域を一定温度に加熱する第２ヒータとを加熱ローラ内部に設け、所定サイズ以下の用紙の場合には第１ヒータをオンし、所定サイズを超える用紙の場合には第２ヒータをオンするように構成することが考えられる。なお、この場合、加熱ローラの両端部における放熱が中央領域よりも大きいと考えられるため、第２ヒータは中央部から両端にかけて熱量が大きくなるように設定することが好ましい。
【００１２】
このように構成した場合には、例えば、画像形成可能な用紙サイズがＡ３サイズとして、Ａ４Ｒおよびそれ以下のサイズの用紙の場合には第１ヒータをオンして定着を行い、Ａ４Ｒを超えるサイズの用紙の場合には第２ヒータをオンして定着を行う。このことにより、加熱ローラの両端部のおける温度上昇がなく、オフセットが発生するおそれも少なくなる。
【００１３】
しかしながら、ここで用いられる第１ヒータおよび第２ヒータは、ともに消費電力の大きなヒータである。したがって、装置の電源投入時に突入電流が大きくなり、突入電流を規定する規格に沿うことが困難となる。
【００１４】
本願発明の目的は、装置の電源投入時の突入電流を極力抑え、かつ加熱ローラを適切な温度に制御する画像形成装置の定着装置の制御方法を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る画像形成装置の定着装置の制御方法は、用紙表面に転写されたトナー画像を加熱するためのヒータを内蔵する加熱ローラと、加熱ローラに圧接される加圧ローラとを備え、用紙を挟持して搬送するとともに、用紙表面のトナーを加熱して溶融定着する画像形成装置の定着装置を制御する方法である。そして、ヒータが、加熱ローラの幅方向における所定領域を加熱するメインヒータと、加熱ローラの幅方向における所定領域以外を加熱するサブヒータとより構成されており、所定サイズを超える用紙に対する画像形成処理を行う場合には、メインヒータとサブヒータを同時にオンして加熱ローラを幅方向に均一な温度に加熱する。また、所定サイズ以下の用紙に対する画像形成処理を行う際に、メインヒータをオンした後に、加熱ローラの中央領域の温度を検知するとともに、検知温度が所定温度に達していない場合には、メインヒータをオンしてから所定時間経過後にサブヒータをオンし、検知温度が所定温度に達した後に所定の画像形成動作を実行させる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１に本発明の一実施形態が採用される複写機の縦断面図を示す。この複写機１は、本体１０と、本体１０の上部に開閉自在に装着された原稿押さえ１１とを有している。
【００１７】
本体１０には、その上部に位置して、原稿が載置される原稿台１５が配置されている。本体１０の内部には、正面から見て左側の端部で上下方向のほぼ中央に画像形成部１６が設けられている。また、下部には、画像形成部１６に原稿を供給するための給紙部１７が設けられている。
【００１８】
給紙部１７には、本体１０に着脱自在に取り付けられ、用紙を収納する給紙カセット１８，１９と、その上方に設けられるスタックバイパス２０とを備えている。
【００１９】
原稿台１５の下方には、原稿台１５上に載置された原稿の画像情報を読み取るための光学系２１が設けられている。光学系２１は、原稿台１５上に載置された原稿表面に光を照射するための光源２２と、原稿表面から反射した光を偏向するためのミラー２３，２４，２５と、ミラー２５からの光を収束させるためのレンズ２６と、レンズ２６によって収束された光を受光して原稿画像に対応する画像データ信号を生成するＣＣＤセンサなどの撮像素子２７とを備えている。
【００２０】
画像形成部１６は、表面に静電潜像が形成される感光体ドラム３０を有し、さらに感光体ドラム３０の周囲に配置された主帯電装置３１、現像装置３２、転写ローラ３３およびクリーニング装置３４を有している。
【００２１】
主帯電装置３１は、感光体ドラム３０の表面を帯電させるための装置であり、感光体ドラム３０の右斜め上方に配置されている。主帯電装置３１から所定の間隙をあけて感光体ドラム３０の右斜め下方に感光体ドラム３０上にトナー像を形成する現像装置３２が配置されている。現像装置３２は、内部にトナーを収納し、感光体ドラム３０に形成されている静電潜像をトナーによって顕像化するものである。また、転写ローラ３３は、感光体ドラム３０上のトナー像を用紙に転写するための装置であり、感光体ドラム３０の左側方に配置されている。クリーニング装置３４は、感光体ドラム３０表面の残留トナーなどを除去するための装置であり、感光体ドラム３０の上方に配置されている。
【００２２】
感光体ドラム３０の右側方には、感光体ドラム３０の周面に静電潜像を形成するためのレーザユニット３５が設けられている。レーザユニット３５は、撮像素子２７から得られる画像データ信号に基づいて感光体ドラム３０周面に静電潜像を形成する。
【００２３】
給紙部１７には、各給紙カセット１８，１９から画像形成部１６方向に用紙を搬送するための縦搬送路４１と、スタックバイパス２０から画像形成部１６方向に用紙を搬送するバイパス搬送路４２とが設けられている。各給紙カセット１８，１９およびスタックバイパス２０には、収納されている用紙を取り出すためのピックアップローラ４３，４４，４５および用紙を１枚ずつ搬送路に送り出すための給紙ローラ対４６，４７，４８が設けられている。縦搬送路４１には、搬送ローラ対４９，５０が設けられており、バイパス搬送路４２には搬送ローラ対５１が設けられている。縦搬送路４１とバイパス搬送路４２は、感光体ドラム３０と転写ローラ３３とが対向する転写位置の下方で合流している。この合流した個所には、搬送されてくる用紙を所定位置に待機させるためのレジストローラ５２が設けられている。
【００２４】
感光体ドラム３０および転写ローラ３３の上方には、用紙上に転写されたトナーを溶融定着するための定着装置５３が設けられている。定着装置５３は、ヒータを内蔵する加熱ローラ５４と加熱ローラ５４に圧接する加圧ローラ５５とが設けられており、両ローラ間に用紙を挟持して搬送するとともに、用紙表面に形成されたトナー画像を加熱定着するものである。
【００２５】
定着装置５３のさらに上方には、分岐部５６が設けられている。分岐部５６の右側方には、排出ローラ対６０を介して用紙が排出される排出トレイ５７と、排出トレイ５７の上方に配置され、排出ローラ対６１を介して用紙が排出されるサブ排出トレイ５８とが配置されている。また、分岐部５６の左下方には両面コピーの際に用紙を反転させるためのスイッチバック部５９が配置されている。分岐部５６には、用紙搬送方向を排出トレイ５７方向とスイッチバック部５９方向とに切り換えるための分岐爪６２が設けられている。分岐爪６２の左側方には、２つの分岐爪６３、６４が設けられている。この２つの分岐爪６３，６４の下方にはスイッチバック部５９に用紙を案内するスイッチバック搬送路６５が設けられ、上方にはサブ排出トレイ５８へ用紙を案内するサブトレイ搬送路６６が設けられ、また、２つの分岐爪６３，６４の中間には図示しないソータやステープルソータなどのフィニッシャに用紙を搬送するフィニッシャ搬送路６７が設けられている。分岐爪６３，６４は、搬送されてくる用紙をスイッチバック搬送路６５、サブトレイ搬送路６６またはフィニッシャ搬送路６７のいずれかに案内するように切り換え可能となっている。
【００２６】
〔スタックバイパス〕
スタックバイパス２０の詳細を図２、図３に基づいて説明する。このスタックバイパス２０は、基体８１と基体８１に回動可能に支持される蓋部材８２とを有している。基体８１は、上面に用紙が載置される載置板８６を備えたトレイ形状であり、載置板８６の左端部上方に位置して用紙を引き出すためのピックアップローラ４５と、用紙を１枚ずつ搬送路に送り出すための給紙ローラ対４８とが設けられている。給紙ローラ対４８の左側方には用紙をバイパス搬送路４２側に案内する案内面８７が設けられている。また、基体８１の両側部（本体１０の前後方向）には、被案内レール８４と案内ローラ８５とを備える被案内部８３，８３を有している。これに対応して、本体１０内部には、被案内レール８４の下面を案内するための案内ローラ７３を有する案内レール７２が設けられている。基体８１は、この案内レール７２に案内されて、本体１０の右側方に設けられた開口７１から引き出すことが可能となっている。
【００２７】
載置板８６には、案内溝８８が設けられており、この案内溝８８に係合して用紙の左右方向の位置合わせを行う仕切板８９，８９が取り付けられている。また、載置板８６は支軸９０を介して基体８１に対して回動可能となっており、収納される用紙の先端位置を上方に押し上げる方向に付勢されている。この例では、載置板８６の左端部下面にバネ９１が設けられており、載置板８６の左端部を上方に付勢している。
【００２８】
また、載置板８６の上面にはカム部材９２が当接している。このカム部材９２は、ピックアップローラ４５の回転軸の両端部に取り付けられており、用紙搬送方向下流側の端部において載置板８６上面に当接している。このカム部材９２は、非駆動時には図に示すようにバネ９１の付勢力に抗して載置板８６の上面をピックアップローラ４５から離間させる。また、カム部材９２は回転に伴ってカム面が上昇する。これに伴って、載置板８６はバネ９１の付勢力によりその上面がピックアップローラ４５に近接あるいは圧接する位置まで移動するように構成されている。
【００２９】
蓋部材８２は、基体８１の右端部において回動自在に支持されており、基体８１が本体１０内の所定位置に収納されるとき、開口７１を閉止可能となっている。
【００３０】
このスタックバイパス２０に収納される用紙は、急激な方向転換することなく、バイパス搬送路４２を介して画像形成部１６に搬送される。したがって、このスタックバイパス２０は、厚紙やＯＨＰシート、表面コート紙などのいわゆるマテリアル紙を画像形成部１６に給紙するのに適している。
【００３１】
また、このスタックバイパス２０は、載置板８６上にＡ４横サイズの用紙を収納して、蓋部材８２が閉止可能となっている。通常使用する用紙サイズとしてはＡ４サイズが多いと考えられるため、このような用紙を載置板８６上に載置して蓋部材８２を閉止すれば、いわゆるバイパストレイに用紙をセットした状態で、本体１０の側方に突出する部分がなくなる。さらにこのスタックバイパス２０は、給紙カセット１８，１９、排出トレイ５７、サブ排出トレイ５８、原稿台１５と平面視重合する位置に配置されているため、設置面積を極力小さくすることが可能となる。
【００３２】
さらに、このスタックバイパス２０は、本体１０の右側方に設けられた開口７１から引き出し可能にとなっているため、載置板８６上に用紙をセットする作業が容易となり、はがきなどの小型サイズの用紙であってもセッティングが容易となる。スタックバイパス２０を本体１０の側方に引き出す際には、ピックアップローラ４５、給紙ローラ対４８、載置板８６を上下動させる機構などが一体的に引き出されるため、給紙に関わる各機構の位置決め精度を損なうことがない。
【００３３】
〔レジストローラ〕
レジストローラ５２は、図４に示すように、モータなどの駆動源から駆動力が伝達される駆動ローラ１０１と、駆動ローラ１０１に圧接される従動ローラ１０２とにより構成されている。駆動ローラ１０１は、その回転軸１０４がフレーム１０３に支持されて回転可能となっており、ギヤおよびクラッチ（図示せず）を介してモータと接続されている。従動ローラ１０２は、その回転軸１０５が幅方向両端に設けられる軸受部材１０６に支持されて回転可能となっている。従動ローラ１０２の幅方向両端側方には、圧着ばね１０７が設けられている。この圧着ばね１０７は、両端がフレーム１０３に取付られ、中央部が軸受部材１０６に係合して、従動ローラ１０２の回転軸１０５を駆動ローラ１０１側に付勢している。このことにより、従動ローラ１０２の周面が駆動ローラ１０１の周面に圧接するように構成されている。
【００３４】
また、従動ローラ１０２の回転軸１０５には、軸受部材１０６とともに回転軸１０５を支持する取付部材１０８が設けられている。取付部材１０８は、回転軸１０５が挿通される貫通孔を有する側板１０９と、側板１０９間に従動ローラ１０２と平行に配置される底板１１０とを備えており、底板１１０の従動ローラ１０２に対向する面には従動ローラ１０２の周面に当接して従動ローラ１０２の周面をクリーニングするスポンジ１１１が取り付けられている。
【００３５】
従動ローラ１０２は圧着ばね１０７によって、駆動ローラ１０１に圧接されており、駆動ローラ１０１とともに用紙を挟持して搬送することができる。また、従動ローラ１０２の周面に当接しているスポンジ１１１は、従動ローラ１０２の回転軸１０５に取り付けられた取付部材１０８に取付られているため、従動ローラ１０２が移動しても、従動ローラ１０２とスポンジ１１１の相対位置が変化することなく、スポンジ１１１によるクリーニング効果は常に安定する。
【００３６】
スポンジ１１１に代えて、起毛されたクリーニングブラシを用いることも可能であり、先端が従動ローラ１０２の周面に当接するクリーニングブレードを用いることも可能である。
【００３７】
〔定着装置〕
定着装置５３の詳細を図５に示す。定着装置５３は、内部にヒータ１２１，１２２を有する加熱ローラ５４と、加熱ローラ５４に圧接する加圧ローラ５５とを備えている。加圧ローラ５５は、合成樹脂、金属その他の材料で構成される円筒状のローラ基体と、ローラ基体の周面を被覆するフッ素系樹脂材料でなる被覆チューブとで構成され、回転軸１２３を中心に回転するように構成されている。この加圧ローラ５５の回転軸１２３は、幅方向両端に設けられる支持部材１２４に回動自在に支持されている。
【００３８】
支持部材１２４は、導電性材料で構成されており、その一端が支軸１２５に支持されて、定着ハウジング１２６に回動可能に取り付けられている。支持部材１２４の他端側には、支持部材１２４を加熱ローラ５４側に付勢するばね１２７が取り付けられている。また、支持部材１２４には、除電ブラシ１２８が取り付けられている。
【００３９】
この除電ブラシ１２８は、図６に示すように、加圧ローラ５５とほぼ同一の幅を有する基体１２９と、基体１２９に繊維状に植設されたブラシ部１３０とを有している。基体１２９およびブラシ部１３０は、ともに導電性材料が採用され、たとえば、基体１２９としてアルミニウム、ＳＵＳなどが採用され、ブラシ部１３０としてＳＵＳなどが採用され得る。
【００４０】
除電ブラシ１２８は、ブラシ部１３０の先端と加圧ローラ５５の周面との間隙が所定の距離となるように、幅方向両端側がボルト１３１によって支持部材１２４に固定されている。ブラシ部１３０の先端と加圧ローラ５５の周面との間隙は、１ｍｍ〜３ｍｍ程度に設定されることが好ましい。
【００４１】
支持部材１２４には、さらに、アース電極１３２が取り付けられている。このアース電極１３２はボルト１３３によって支持部材１２４に取り付けられ、フレームなどの所定位置に配線されて、支持部材１２４を電気的に接地するものである。
【００４２】
加熱ローラ５４と加圧ローラ５５との間に搬送されてくる用紙から加圧ローラ５５に電荷が移動することにより、加圧ローラ５５は帯電することとなるが、除電ブラシ１２８により除電される。加圧ローラ５５から除電ブラシ１２８に移動した電荷は、支持部材１２４、アース電極１３２を介してアースに逃がされる。
【００４３】
このようにした、定着装置５３では、加圧ローラ５５を除電するための除電ブラシ１２８が、ブラシ部１３０の先端が加圧ローラ５５の周面と所定の間隙を開けて配置されており、除電ブラシ１２８先端と加圧ローラ５５との間にトナーかすが滞留することがなく、トナーによる用紙裏面の汚損を防止することができる。
【００４４】
また、除電ブラシ１２８が加圧ローラ５５を支持する支持部材１２４に取り付けられているため、加圧ローラ５５が移動しても加圧ローラ５５と除電ブラシ１２８との相対距離が変化することがなく、除電ブラシ１２８のブラシ部１３０先端と加圧ローラ５５周面との間隙が一定に保たれる。したがって、加熱ローラ５４と加圧ローラ５５との間に搬送されてくる用紙の厚さに関係なく、除電ブラシによる除電効果を一定に維持することが可能となる。
【００４５】
（実験例１）
加圧ローラ５５を−３０００Ｖに帯電させた後、加圧ローラ５５を１回転させることにより除電を行い、図７に示すような静電気測定器１４１を用いて残留電圧を測定した結果を表１に示す。
【００４６】
【表１】
ここでは、除電ブラシ１２８として、アルミニウム製の基体１２９に長さ１０ｍｍのＳＵＳ３０４でなる電極を４ｍｍ間隔で植設したブラシ部１３０を設けたものと、アルミニウム製の基体１２９に長さ１０ｍｍのアモルファス金属繊維（Ｃｏ−Ｆｅ−Ｃｒ−Ｓｉ−Ｂ系合金：ユニチカ社製アモルファス金属繊維ボルファ使用）でなる電極を４ｍｍ間隔で植設したブラシ部１３０を設けたものとを用意し、それぞれブラシ部１３０と加圧ローラ５５周面との間隙（ＧＡＰ）＝０ｍｍ、１ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍ、５ｍｍ、７ｍｍ、１０ｍｍとした場合について、加圧ローラ５５の残留電圧を測定している。それぞれの場合について、３回づつ測定を行った結果、ブラシ部１３０と加圧ローラ５５との間隙（ＧＡＰ）が小さいほど残留電圧が小さくなり、間隙（ＧＡＰ）が５ｍｍ以下で初期の帯電量の半分以下となることがわかった。この結果、ブラシ部１３０と加圧ローラ５５との間隙（ＧＡＰ）は５ｍｍ以下、好ましくは１〜３ｍｍ程度に設定することにより、除電ブラシ１２８による除電効果を得ることが可能となる。
【００４８】
〔加圧ローラ剥離爪〕
図８に示すように、定着装置５３の加熱ローラ５４近傍には、剥離爪１５１が設けられている。剥離爪１５１は、熱変形の少ない合成樹脂材料で形成されており、先端が鋭利に形成されるとともに加熱ローラ５４周面に圧接するように設けられている。
【００４９】
加圧ローラ５５の近傍には、加熱ローラ５４と加圧ローラ５５との間を通過する用紙を案内するための用紙ガイド１５２が設けられている。用紙ガイド１５２には、剥離爪１５３が取り付けられている。
【００５０】
用紙ガイド１５２は、図９に示すように、加熱ローラ５４および加圧ローラ５５とほぼ同等の幅を有する板状の基体１５４と、基体１５４の一方の面に立設された案内リブ１５５、１５６とを有している。案内リブ１５５は所定距離離間して２つずつ配置されており、図９上面に位置して用紙を案内するための案内面１５７を有し、基体１５４よりも加圧ローラ５５側に突出する突部１５８を有している。また、案内リブ１５６は、２つの案内リブ１５５の中間に位置して設けられており、案内リブ１５５と同様にして図９上面に位置して用紙を案内するための案内面１５９を有し、基体１５４よりも加圧ローラ５５側および下面に突出する突部１６０を有している。基体１５４および案内リブ１５５，１５６は、熱変形の少ない合成樹脂材料で一体成型により構成されている。
【００５１】
剥離爪１５３は、案内リブ１５６の突部１６０を受け入れる切欠部１６１を有している。また、剥離爪１５３は、後端部１６３が基体１５４の下面であって用紙搬送方向下流側に取り付けられており、先端部１６２は基体１５４および案内リブ１５６の突部１５８よりも用紙搬送方向上流側に突出して、加圧ローラ５５の周面に当接するように配置されている。また、この剥離爪１５３は、可撓性を有するＳＵＳなどの板ばね部材で構成されており、先端部１６２が加圧ローラ５５周面から離間する方向に撓むことが可能となっている。
【００５２】
この場合、剥離爪１５３によって、加圧ローラ５５に用紙が巻き付くことを防止し、用紙ガイド１５２の案内リブ１５５，１５６の案内面１５７，１５９により用紙を搬送方向に確実に案内できる。ここで、剥離爪１５３はＳＵＳで構成されており、合成樹脂材料で構成する場合に比してコストを低減することが可能となる。
【００５３】
また、加熱ローラ５４と加圧ローラ５５の用紙搬送方向下流側において、用紙ジャムが発生したとき、蛇腹状に変形した用紙が用紙ガイド１５２を押圧する場合がある。このとき、用紙ガイド１５２の上面に案内リブ１５５，１５６が突出しており、蛇腹状になった用紙がこの案内リブ１５５，１５６に当接して直接剥離爪１５３を押圧することがなくなる。したがって、剥離爪１５３がジャムを起こした用紙に押圧されて変形したり、加圧ローラ５５に食い込んで損傷したりすることを防止できる。
【００５４】
さらに、この定着装置５３においてジャムが発生した場合には、ジャムを起こした用紙を排出方向に引き出すことによってこの用紙を除去するジャム処理が行われる。このジャム処理時に、用紙を引き出すのに伴って加熱ローラ５４および加圧ローラ５５が回転することとなる。このとき、可撓性を有する剥離爪１５３は、切欠部１６１に案内リブ１５６の突部１６０を受け入れるとともに先端部１６２が加圧ローラ５５周面から離間する方向に撓むことが可能となっている。したがって、剥離爪１５３の先端部１６２が加圧ローラ５５の周面に食い込んでこれを損傷することがなく、剥離爪１５３が塑性変形してしまうこともなくなる。
【００５５】
〔排出トレイ〕
排出トレイ５７の１実施形態を図１０に示す。排出トレイ５７は、装置に固定されるトレイ本体１７１と、トレイ本体１７１に対して回動可能に取り付けられたリブガイド１７２とを有している。
【００５６】
トレイ本体１７１は、排出ローラ対６０が設けられる排出口１７３から下方に延設される側板１７４と、側板１７４から用紙搬送方向下流側に延設される本体底板１７５とを備えている。本体底板１７５は、用紙搬送方向上流側から下流側にかけて上方に向けて傾斜しており、リブガイド１７２を受け入れるための複数の切欠部１７６が設けられている。リブガイド１７２は、排出口１７３から排出される用紙の幅方向に離間して複数設けられており、用紙搬送方向下流側において支持軸１７７によってそれぞれが連結されるとともに、回動可能に支持されている。リブガイド１７２の上面は排出口１７３から排出される用紙を支持するための支持面１７８を構成しており、用紙搬送方向下流側においてこの支持面１７８は、本体底板１７５の上面とほぼ同じ高さ位置となるように設定されている。リブガイド１７２は、支持軸１７７を中心に回動可能となっており、用紙搬送方向上流側において支持面１７８が排出口１７３近傍の高さ位置と本体底板１７５の上面とほぼ同じ高さ位置との間で移動可能となっている。
【００５７】
また、リブガイド１７２は、用紙搬送方向上流側において支持面１７８が排出口１７３近傍の高さ位置になるように、バネ１７９によって付勢されている。このバネ１７９は、リブガイド１７２の支持面１７８上にストックされる用紙の枚数に応じてその重量によりリブガイド１７２の用紙搬送方向上流側が下方に移動するように、その強さが設定されている。これにより、リブガイド１７２の支持面１７８上にストック可能な最大枚数の用紙が載置されるとき、リブガイド１７２が回動して切欠部１７６に埋没し、リブガイド１７２の支持面１７８が本体底板１７５の上面とほぼ同一かわずかに上方に位置するようになる。
【００５８】
このようにした場合、排出トレイ５７に用紙がない場合、リブガイド１７２の支持面１７８は用紙搬送方向上流側において、排出口１７３の高さ位置に近く、排出される用紙の落下距離が短くなる。リブガイド１７２の支持面１７８上に用紙が排出されるにつれて、リブガイド１７２が回動して支持面１７８の用紙搬送方向上流側が低くなっていく。これにより、リブガイド１７２の支持面１７８上にストックされた用紙の最上面が常に排出口１７３の高さ位置近傍となり、排出される用紙の落下距離はほぼ一定に保たれる。したがって、排出口１７３から排出される用紙が位置ずれを起こすことが少なく、ストック性能を高く維持することが可能である。また、最下層に位置する用紙は、リブガイド１７２の支持面１７８に支持されており、本体底板１７５の上面から離間しているため、用紙下面に手を挿入して用紙を取り出すことが容易である。
【００５９】
〔排出トレイの他の実施形態〕
図１１に示すような排出トレイを用いることも可能である。排出トレイ１８０は、装置に固定されるトレイ本体１８１と、トレイ本体１８１に対して下方に移動可能に取り付けられた可動板１８２とを有している。
【００６０】
トレイ本体１８１は、排出ローラ対（図示せず）が設けられる排出口１８３から下方に延設される側板１８４と、側板１８４から用紙搬送方向下流側に延設される本体底板１８５とを備えている。本体底板１８５は、用紙搬送方向上流側から下流側にかけて上方に向けて傾斜しており、可動板１８２を受け入れるために切欠部１８６が設けられている。
【００６１】
可動板１８２は、本体底板１８５の切欠部１８６に位置する場合、その上面が本体底板１８５の上面と面一になるように構成されている。また、可動板１８２は、図示しないばねなどの付勢手段により上方に付勢されるとともに、本体底板１８５の上面と面一となる位置で上方への移動が規制されている。したがって、可動板１８２は通常状態では、その上面が本体底板１８５の上面と面一となっており、付勢手段の付勢力に抗して押し下げることによって、図１１の２点鎖線で示すように、下方に移動することが可能となっている。
【００６２】
このようにした場合、排出トレイ１８０の上面は、本体底板１８５と可動板１８２とにより滑らかに構成されており、排出口１８３から排出される用紙が引っかかってストック性能が低下することを防止できる。また、排出トレイ１８０にストックされた用紙を取り出す際には、可動板１８２を下方に押し下げることによって、最下層に位置する用紙の下方に間隙を作ることができ、この間隙に手を挿入することによって用紙の取り出しを容易に行うことができる。
【００６３】
〔排出ローラ〕
排出ローラ対６０のうち、下方に位置する排出ローラを図１２に示す構成とすることができる。排出ローラ１９１は、回転軸１９２に互いに離間して取り付けられる複数のローラ部材１９３、１９３を備えている。回転軸１９２は導電性材料で構成されており、たとえばステンレススチールなどの金属材料で構成され、図示しない配線により電気的に接地されている。また、ローラ部材１９３は、少なくとも周面が弾性を有する合成樹脂材料で形成され、たとえばフッ素系樹脂で構成されている。
【００６４】
回転軸１９２には、ローラ部材１９３の間隙に位置して、除電ブラシ１９４が取り付けられている。この除電ブラシ１９４は、回転軸１９２に固定される基体１９５と、基体１９５に植設された繊維状のブラシ部１９６とから構成されている。ブラシ部１９６の先端は、図１３に示すように、ローラ部材１９３の周面よりも外側に位置するように構成されている。この除電ブラシ１９４の基体１９５およびブラシ部１９６はともに導電性材料で構成されており、回転軸１９２とは電気的な導通が可能となるように結合されている。
【００６５】
排出ローラ１９１が回転すると、回転軸１９２に取り付けられた除電ブラシ１９４も一体的に回転する。このとき、除電ブラシ１９４のブラシ部１９６はその先端がローラ部材１９３の周面よりも外側に位置しているため、排出ローラ１９１によって搬送される用紙表面にブラシ部１９６の先端が当接する。除電ブラシ１９４は導電性材料で構成されているため、用紙の帯電電荷が除電ブラシ１９４のブラシ部１９６に移動し、基体１９５および回転軸１９２を介してアースに流れることとなる。このことによって、用紙の帯電電荷が除去されて、排出された用紙の処理が容易となる。
【００６６】
排出トレイとして図１１に示すような排出トレイ１８０を用いた場合、排出される用紙が排出口１８３に引っかかってしまうおそれがある。しかしながら、除電ブラシ１９４のブラシ部１９６先端が、引っかかった用紙を押圧しながら回転し、用紙を本体底板１８５上に落下させることができる。
【００６７】
除電ブラシ１９４は、各ローラ部材１９３の間隙において、回転軸１９２の周面１カ所または２カ所以上設けることが可能である。
【００６８】
排出ローラ対６０は、それぞれ１つの回転軸に設けられる駆動ローラと従動ローラとで構成することが可能であり、駆動ローラの長さ方向に並列に設けられそれぞれ独立して駆動ローラに圧接される複数の従動コロとで構成することも可能である。
【００６９】
また、同様の構成は、中間トレイを有する装置において中間トレイへの排出部分、自動原稿搬送装置を備える装置において原稿の排出部分などに適用することが可能である。
【００７０】
〔分離装置〕
図１４に示すように、感光体ドラム３０に対して開閉自在な開閉ユニット２０１が設けられている。開閉ユニット２０１には、搬送ローラ対５０のうち図左側に配置される搬送ローラ５０Ｂ、レジストローラ５２のうち図左側に配置されるレジストローラ５２Ｂおよび転写ローラ３３などが軸支されている。開閉ユニット２０１の図右側面は縦搬送路４１を構成しており、感光体ドラム３０に近接する閉止状態となったとき、搬送ローラ５０Ｂを搬送ローラ５０Ａに圧接し、レジストローラ５２Ｂをレジストローラ５２Ａに圧接し、転写ローラ３３を感光体ドラム３０に圧接する。開閉ユニット２０１は支持軸２０２を中心に回動自在に支持されており、矢印Ａ方向に回動させることによって、搬送ローラ５０Ｂ、レジストローラ５２Ｂおよび転写ローラ３３をそれぞれ搬送ローラ５０Ａ、レジストローラ５２Ａおよび感光体ドラム３０から離間させるとともに、縦搬送路４１を外方に露出させることが可能となっている。
【００７１】
感光体ドラム３０と転写ローラ３３とのニップ位置から用紙搬送方向下流側（図１４上方）に位置して、開閉ユニット２０１には用紙ガイド２０３が形成されている。この用紙ガイド２０３は、感光体ドラム３０と転写ローラ３３との間を通過した用紙を定着装置側に搬送するためのものであり、感光体ドラム３０に対向する用紙案内面２０５を備えている。用紙ガイド２０３の感光体ドラム３０に近接する位置に分離針２０４が取り付けられている。
【００７２】
分離針２０４の詳細を図１５に示す。分離針２０４は、導電性材料で形成された板状部材の幅方向に鋸歯状電極２０８が形成されたものであって、所定の電圧が印加されるように構成されている。この分離針２０４の両端部は、開閉ユニット２０１に取り付けられる支持部材２０６、２０６に支持されている。この支持部材２０６は、分離針２０４の端部を受け入れて鋸歯状電極２０８が用紙ガイド２０３の用紙案内面２０５に対して出没可能となるように、分離針２０４を案内する。
【００７３】
分離針２０４の鋸歯状電極２０８に対して反対側の端部には、絶縁性材料で構成される被押圧部材２０９が取り付けられている。この被押圧部材２０９には、鋸歯状電極２０８が用紙案内面２０５よりも内方に埋没する方向に分離針２０４を付勢するばね２１０、２１０が取り付けられている。
【００７４】
被押圧部材２０９には、押圧ローラ２１１、２１１が当接可能となっている。この押圧ローラ２１１は、押圧ロッド２１２に回動自在に支持されている。また、押圧ロッド２１２は支持軸２１３を中心に回動可能に軸支されている。このことから、押圧ロッド２１２の回動に伴って押圧ローラ２１１が被押圧部材２０９の表面を回動しながら移動して、被押圧部材２０９を押圧することが可能となっている。
【００７５】
押圧ロッド２１２，２１２は、係合ロッド２１４によって係合されており、この係合ロッド２１４が左右に移動するのに伴って同期して回動するように構成されている。係合ロッド２１４は、その一端において略Ｌ字形状の作動部材２１５の一端に取り付けられている。作動部材２１５は支持軸２１６を中心に回動可能となっている。また、作動部材２１５の他端側の当接部２１７は、開閉ユニット２０１の外面に露出しており、開閉ユニット２０１が閉止状態となったとき、装置に固定されているフレームの一部に当接して矢印Ｂ方向に回動し、所定位置に位置決めされる。
【００７６】
開閉ユニット２０１を閉止状態とした場合には、作動部材２１５の当接部２１７がフレームの一部に当接して矢印Ｂ方向に回動し、同時に係合ロッド２１４が矢印Ｃ方向に移動する。これに伴って押圧ロッド２１２が支持軸２１３の周りに回動して押圧ローラ２１１が被押圧部材２０９を押圧する。このことにより、ばね２１０の付勢力に抗して分離針２０４が図１５上方に移動し、分離針２０４の鋸歯状電極２０８が用紙案内面２０５よりも外方に突出することとなる。したがって、開閉ユニット２０１が閉止状態である場合には、分離針２０４の鋸歯状電極２０８が感光体ドラム３０側に突出した状態であり、所定の電圧が印加されることによって、搬送されてくる用紙を裏面側から引きつけることができる。
【００７７】
開閉ユニット２０１を解放状態とした場合には、作動部材２１５の当接部２１７は位置規制が解かれることとなる。ばね２１０の付勢力により分離針２０４を図下方に押し下げる力が、押圧ローラ２１１、押圧ロッド２１２および係合ロッド２１４を介して作動部材２１５にかかっているが、作動部材２１５の位置規制が解かれることによって、ばね２１０の付勢力に抗する力がなくなり、分離針２０４が図下方に移動することとなる。したがって、開閉ユニット２０１を解放状態にすることによって、分離針２０４の鋸歯状電極２０８は、自動的に用紙案内面２０５よりも内方に位置する待避位置となる。
【００７８】
以上のような構成とすることにより、用紙ジャムが発生した場合に、開閉ユニット２０１を解放状態にして用紙を取り除くジャム処理を行う際に、分離針２０４の鋸歯状電極２０８が外方に突出することがなく、分離針２０４が操作者の衣服や身体に引っかかって損傷させることがなくなる。
【００７９】
〔分岐部〕
定着装置５３の用紙搬送方向下流側には、排出トレイ５７、サブ排出トレイ５８、スイッチバック部５９、フィニッシャ搬送路６７のいずれかに用紙を搬送するための分岐部５６が設けられている。分岐部５６には、分岐爪６２を備える第１分岐部２２１と、分岐爪６３，６４を備える第２分岐部２２２とが設けられている。
【００８０】
第１分岐部２２１は、定着装置５３から第１分岐部２２１に至る第１搬送路２２３と、第１分岐部２２１から排出ローラ対６０に至る排出搬送路２２４と、第１分岐部２２１から第２分岐部２２２に至る第２搬送路２２５との接続点に位置し、分岐爪６２が回動することによって、第１搬送路２２３と排出搬送路２２４、搬出搬送路２２４と第２搬送路２２５または第１搬送路２２３と第２搬送路２２５を接続することが可能となっている。
【００８１】
第２分岐部２２２は、第２搬送路２２５、スイッチバック搬送路６５、サブトレイ搬送路６６、フィニッシャ搬送路６７の接続点に位置し、分岐爪６３，６４が回動することによって、第２搬送路２２５とスイッチバック搬送路６５、第２搬送路２２５とサブトレイ搬送路６６または第２搬送路２２５とフィニッシャ搬送路６７を接続することが可能となっている。
【００８２】
通常の画像形成処理の場合、定着装置５３を通過した用紙は、排出トレイ５７に排出される。この場合、第１分岐部２２１の分岐爪６２は、図１６に示すような回動位置となっている。このことにより、第１搬送路２２３と排出搬送路２２４とが接続され、定着装置５３から搬送されてくる用紙は、排出搬送路２２４を通過して排出ローラ対６０側に搬送され、排出トレイ５７に排出される。このとき、第２分岐部２２２の分岐爪６３，６４の位置は任意である。なお、用紙の両面に対して画像形成処理を行う場合に、第２面の画像形成処理が終了した場合もこの状態で排出トレイ５７に排出する。
【００８３】
用紙の両面に対して画像形成を行う場合に、第１面の画像形成処理が終了した用紙を搬送する際には、まず、分岐爪６２を図１６に示すような位置とする。この状態で、用紙を排出ローラ対６０により排出方向に搬送し、用紙後端が排出ローラ対６０を通過してしまう直前で停止させる。その後、第１分岐部２２１の分岐爪６２および第２分岐部２２２の分岐爪６３を図１７に示すような位置とする。このとき、排出搬送路２２４、第２搬送路２２５およびスイッチバック搬送路６５が連結されることとなる。この状態で、排出ローラ対６０を反転駆動すれば、用紙が排出搬送路２２４、第２搬送路２２５およびスイッチバック搬送路６５を介して搬送され、用紙の第２面に対して画像形成処理を行うことが可能となる。
【００８４】
フィニッシャ（図示せず）を備えており、このフィニッシャに用紙を搬送してソーティングやステープル処理を行う場合には、画像形成処理が終了した用紙をフィニッシャ搬送路６７側に搬送する。この場合には、第１分岐部２２１の分岐爪６２、第２分岐部２２２の分岐爪６３，６４を図１８に示すように位置させる。この場合には、第１搬送路２２３、第２搬送路２２５、フィニッシャ搬送路６７が連結される。したがって、定着装置５３から搬送される用紙は、第１搬送路２２３，第２搬送路２２５およびフィニッシャ搬送路６７を介して搬送されることとなる。
【００８５】
サブ排出トレイ５８に用紙を排出する場合には、第１分岐部２２１の分岐爪６２、第２分岐部２２２の分岐爪６３，６４を図１９に示すように位置させる。この場合には、第１搬送路２２３、第２搬送路２２５およびサブトレイ搬送路６６が連結されることとなる。したがって、定着装置５３から搬送される用紙は、第１搬送路２２３、第２搬送路２２５およびサブトレイ搬送路６６を介して排出ローラ対６１に搬送され、サブ排出トレイ５８に排出されることとなる。
【００８６】
サブ排出トレイ５８に用紙を排出する場合としては、装置が電話回線に接続されて外部のファクシミリ装置からのデータを受信可能な場合に、受信したデータをプリントアウトし、この用紙を通常の複写処理を行った用紙と区別する場合が考えられる。また、装置がネットワークに接続されてパーソナルコンピュータやワープロなどから送られてくるデータをプリントアウト可能な場合に、受信したデータをプリントアウトした、この用紙を通常の複写処理を行った用紙と区別するような場合も考えられる。このような割り込み処理が生じた場合に、プリントアウトした用紙を、サブ排出トレイ５８に排出することによって、排出トレイ５７に排出される通常複写動作による用紙と区別することができる。
【００８７】
上述のように構成した場合、通常の画像形成処理を行った用紙は、第１分岐部２２１のみを通過するので、分岐爪６３，６４を操作する必要がなく、摩耗や故障の発生が少なくなる。また、割り込みなどの通常とは異なる画像形成処理を行った場合にも、サブ排出トレイ５８に用紙を排出することで、通常の画像形成処理を行った用紙と区別することができる。この場合、サブ排出トレイ５８への搬送路の分岐がスイッチバック搬送路６５への分岐点である第２分岐部２２２で行われているため、処理頻度の高い排出トレイ５７への排出経路に摩耗や故障などの影響を与えることは少なくなる。
【００８８】
〔転写装置〕
図２０に示すように、レジストローラ５２の近傍には、レジストローラ５２によって待機させられている用紙があるか否かを検出するレジストスイッチ２３１が設けられている。給紙カセット１８，１９またはスタックバイパス２０から給紙を開始して、所定時間内にレジストスイッチ２３１による用紙の検出がなされなかった場合に、給紙搬送路における用紙ジャムが発生したと見なされる。また、用紙に対するトナー画像の転写を行う際に、レジストローラ５２に用紙が実際に待機させられているか否かを、レジストスイッチ２３１によって判別する。
【００８９】
レジストローラ５２と転写ローラ３３との間には、用紙の通過を検出するための転写前センサ２３２が設けられている。この転写前センサ２３２は、反射型の光電センサ、透過型の光電センサ、マイクロスイッチなどが採用される。
【００９０】
レジストローラ５２に待機させられている用紙は、感光体ドラム３０のトナー画像が所定の位置に転写されるように、感光体ドラム３０と同期して感光体ドラム３０側に搬送される。レジストローラ５２からの２次給紙を開始して、所定時間内に転写前センサ２３２による用紙検出がなされた場合、転写ローラ３３に所定電圧を印加して、感光体ドラム３０周面に形成されたトナー画像の用紙上への転写を開始する。また、レジストローラ５２からの２次給紙を開始して、所定時間内に転写前センサ２３２による用紙検出がなされなかった場合、レジストローラ５２と転写ローラ３３との間で用紙ジャムが発生したと判断して、転写ローラ３３への電圧印加を中止する。
【００９１】
このことにより、感光体ドラム３０と転写ローラ３３との間に実際に用紙が搬送されてきていない場合には、感光体ドラム３０の周面に形成されているトナー画像が、転写ローラ３３に転写されることなく、転写ローラ３３が汚損されることがなくなる。
【００９２】
また、転写前センサ２３２により搬送されてくる用紙の先端を検出した際の検出信号により、転写ローラ３３への電圧印加を開始する制御信号を作成することも可能である。この場合には、レジストローラ５２からの２次給紙を開始するタイミングから転写ローラ３３への電圧印加を開始する制御信号を作成する場合には比して、感光体ドラム３０周面のトナー画像と搬送される用紙とをより正確に同期させることができ、用紙上に形成されるトナー画像の位置ずれを極力少なくすることができる。
【００９３】
さらに、レジストローラ５２からの２次給紙を開始して、所定時間内に転写前センサ２３２による用紙検出がなされなかった場合、転写ローラ３３への電圧印加を中止するとともに、感光体ドラム３０周面に形成されている静電潜像の顕像化を中止するように構成できる。たとえば、現像装置３２の現像バイアスを下げることにより、現像装置３２から感光体ドラム３０周面にトナーが吸着されないようにすることができる。このことにより、感光体ドラム３０周面に余分なトナーを付着させることなく、クリーニング３４または現像装置３２によって感光体ドラム３０周面のトナーを回収することも極力少なくできる。
【００９４】
〔加熱ローラ〕
図２０、図２１に示すように、定着装置５３の加熱ローラ５４には、メインヒータ２４１とサブヒータ２４２のふたつのヒータが内蔵されている。
【００９５】
メインヒータ２４１は、Ａ４Ｒサイズの用紙幅にほぼ対応して発熱する加熱領域２４３を有しており、加熱領域２４３の両端部に位置して非加熱領域２４４が設けられている。このようなメインヒータ２４１は、例えば、中央部に位置する加熱領域２４３においてコイルの巻き数を密にし、両端部に位置する非加熱領域２４４においてコイルの巻き数を疎にすることで構成できる。
【００９６】
また、サブヒータ２４２は、メインヒータ２４１の非加熱領域２４４にほぼ対応する両端部に発熱する加熱領域２４５，２４５が設けられ、メインヒータ２４１の加熱領域２４３にほぼ対応して中央部に非加熱領域２４６が設けられている。このようなサブヒータ２４２は、例えば、メインヒータ２４１の場合と逆に、両端部に位置する加熱領域２４５においてコイルの巻き数を密にし、中央部に位置する非加熱領域２４６においてコイルの巻き数を疎にすることで構成できる。
【００９７】
メインヒータ２４１の加熱領域２４３はほぼＡ４Ｒサイズの用紙幅（約２２０ｍｍ）に設定されており、消費電力は６００Ｗ以下に設定される。また、サブヒータ２４２の加熱領域２４５は、メインヒータ２４１の加熱領域２４３と合わせてほぼＡ３サイズの用紙幅（約３００ｍｍ）になるようにそれぞれが約４０ｍｍに設定され、消費電力は３００Ｗ以下となっている。
【００９８】
さらに、メインヒータ２４１の加熱領域２４３とサブヒータ２４２の加熱領域２４５とは、単位長さあたりの発熱量が同一に設定されており、メインヒータ２４１およびサブヒータ２４２をともにオンにした場合、図２２に示すように、加熱ローラ５４の幅方向全域にわたって均等な温度に加熱するような配熱特性を得ることができる。
【００９９】
この加熱ローラ５４には、中央部付近の温度を検出するためのメインサーミスタ２４７と端部付近の温度を検出ための予備サーミスタ２４８が設けられている。
【０１００】
〔制御系〕
複写機１の内部には、図２３に示すように、制御部２５１が設けられている。制御部２５１は、ＣＰＵ，ＲＡＭ，ＲＯＭ，各種ドライバなどを含むマイクロコンピュータシステムで構成されている。制御部２５１には、各種操作指示をおこなうための操作パネル２５２が接続されている。操作パネル２５２は、テンキーやその他指令キーを含む入力キー部および液晶表示素子やＬＥＤなどで構成される表示部などを含んでおり、複写動作の開始を指示するためのスタートキーなども含まれている。
【０１０１】
制御部２５１には、さらに、画像読取部２５３が接続されている。画像読取部２５３は、前述した光学系２１などを含み、原稿台１５上に載置された原稿に光を照射して、原稿から反射する光を撮像素子２７で読み取って画像データ信号に変換する。また、制御部２５１には、撮像素子２７から出力される画像データ信号を受け取って画像処理を行う画像処理部２５４が接続されている。
【０１０２】
制御部２５１には、レーザユニット３５を含む露光部２５５が接続されている。露光部２５５では、画像処理部２５４によって処理される画像情報に基づいて、レーザユニット３５からレーザ光を照射し、感光体ドラム３０周面に静電潜像を形成する。
【０１０３】
さらに、制御部２５１には、感光体ドラム３０、現像装置３２、転写ローラ３３などを含む画像形成部１６、画像形成部１６に用紙を搬送する給紙部１７、画像形成部１６で用紙表面に転写されたトナー画像を加熱して溶融定着する定着装置５３が接続されている。定着装置５３は、前述したように、メインヒータ２４１、サブヒータ２４２、メインサーミスタ２４７、予備サーミスタ２４８などを備えている。制御部２５１には、さらに他の入出力部が接続されている。
【０１０４】
〔定着部ヒータ制御〕
定着装置５３において、加熱ローラ５４のヒータ制御は、図２４に示すフローチャートに基づいて行われる。
【０１０５】
複写機１の電源が投入されると、図２４ステップＳ１において各種パラメータおよび装置全体の初期化を行う。ステップＳ２では、ステップＳ１の初期化作業と同時に、加熱ローラ５４に内蔵されるメインヒータ２４１およびサブヒータ２４２を同時にオンして定着装置５３の予熱を行う。ここで、メインヒータ２４１およびサブヒータ２４２はともに消費電力が６００Ｗ以下であり、電源投入時の突入電流が、所定値以上になることがない。
【０１０６】
ステップＳ３では、定着装置５３が所定の予熱温度になったか否かを判別する。たとえば、メインサーミスタ２４７および予備サーミスタ２４８が検出する温度が所定の温度に到達したとき、定着装置５３が予熱温度になったと判断してステップＳ４に移行する。
【０１０７】
ステップＳ４では、複写動作の指示がなされたか否かを判別する。ここでは、操作パネル２５２のスタートキーが操作されたとき、複写動作の指示がなされたと判断してステップＳ５に移行する。
【０１０８】
ステップＳ５では、指示された複写動作がＡ４Ｒサイズ以下の用紙に対するものかそれ以上のサイズの用紙に対するものかを判断する。この場合、操作パネル２５２から指示される用紙サイズまたは原稿台１５に載置された原稿のサイズから自動的に選択した用紙サイズに基づいて、画像形成を行う用紙がＡ４Ｒ以下かＡ４Ｒを超えるかを判断する。画像形成を行う用紙がＡ４Ｒを超える場合には、ステップＳ６に移行する。
【０１０９】
ステップＳ６では、加熱ローラ５４に内蔵されるメインヒータ２４１およびサブヒータ２４２をともにオンする。ステップＳ７では、定着装置５３が所定の定着温度に到達したか否かを判別する。ここでは、メインサーミスタ２４７および予備サーミスタ２４８の検出する温度が所定温度に到達したとき、定着装置５３が所定の定着温度に到達したと判断してステップＳ８に移行する。ステップＳ８では、操作パネル２５２からの指示に従って、所定の画像形成動作を実行する。このとき、定着装置５３では、メインヒータ２４１およびサブヒータ２４２によって加熱ローラ５４の幅方向全域にわたって均等な定着温度に設定されている。ステップＳ８における画像形成動作が終了すると、ステップＳ９に移行して他の処理を実行する。
【０１１０】
ステップＳ５において、画像形成を行う用紙がＡ４Ｒ以下の用紙であると判断した場合、ステップＳ１０に移行する。ステップＳ１０では、加熱ローラ５４に内蔵されるヒータのうち、メインヒータ２４１のみをオンする。ステップＳ１１では加熱ローラ５４の中央領域の温度が所定の定着温度に到達したか否かを判別する。ここでは、メインサーミスタ２４７が検出する温度が所定温度に達したとき、加熱ローラ５４の中央領域の温度が所定の定着温度になったと判断して、ステップＳ８に移行し、所定の画像形成動作を実行する。この場合、加熱ローラ５４のうち用紙が通過しない両端部を加熱するサブヒータ２４２がオンしておらず、加熱ローラ５４を過剰に加熱することがない。
【０１１１】
ステップＳ１１において、メインサーミスタ２４７が検出する温度が所定温度に到達していない場合には、ステップＳ１２に移行する。ステップＳ１２では、メインヒータ２４１をオンしてから所定時間経過したか否かを判別する。例えば、メインヒータ２４１をオンしてから１５００ｍsec経過していなければ、ステップＳ１１に戻り、メインヒータ２４１をオンしてから１５００ｍsec経過していれば、ステップＳ１３に移行する。ステップＳ１３では、サブヒータ２４２をオンする。ステップＳ１４では、定着装置５３が所定の定着温度に到達したか否かを判別する。ここでは、メインサーミスタ２４７および予備サーミスタ２４８の検出する温度が所定温度に到達したときに、定着装置５３が所定の定着温度に到達したと判断して、ステップＳ８に移行して、所定の画像形成動作を実行する。このようにしたときは、メインヒータ２４１のみにより充分な定着温度が得られない場合であっても、サブヒータ２４２の発熱量で定着に必要な温度を得ることが可能となる。
【０１１２】
以上のように、定着装置５３のヒータを制御することによって、電源投入時における突入電流を小さく抑えることができ、これを規定する規格を満たすことが可能となる。また、Ａ４Ｒを超えるサイズの用紙に画像形成を行う際には、メインヒータ２４１およびサブヒータ２４２を同時にオンすることにより、加熱ローラ５４の配熱特性を幅方向全域でフラットにすることができ、大きなサイズの用紙に対しても充分な定着温度を得ることができる。さらに、Ａ４Ｒ以下のサイズの用紙に対しては、メインヒータ２４１のみをオンして加熱ローラ５４の中央領域のみ加熱しており、用紙が通過しない両端部において加熱ローラ５４が過剰に加熱されることなく、消費電力を削減できるとともに、オフセットの発生を防止できる。
【０１１３】
図２４においてステップＳ１２〜Ｓ１４を省略することも可能である。また、画像形成可能な最大用紙サイズおよびメインヒータ２４１の加熱領域２４３で加熱可能な用紙サイズは、上述したものに限定されるものではない。さらに、用紙の幅方向の基準位置が中央である中央合わせの装置に限定されるものではなく、一方に片寄って設けられていてもよい。この場合、メインヒータ２４１およびサブヒータ２４２の加熱領域および非加熱領域は、装置の設定に応じてそれぞれ設定されるべきである。
【０１１４】
〔他の実施形態〕
搬送ローラ対４９，５０，５１に、上述のレジストローラ５２の構成を適用して、従動ローラ周面の紙粉を除去するクリーニング部材を設けることが可能である。
【０１１５】
【発明の効果】
本発明によれば、加熱ローラの幅方向における所定領域を加熱するメインヒータと、所定領域以外を加熱するサブヒータとよりなるヒータを備えているため、装置の電源投入時における突入電流を抑えることができ、また、画像形成を行う用紙サイズに応じてオン・オフ制御を行うことで、加熱ローラを過剰に加熱することなく、オフセットの発生を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施形態を採用した複写機の縦断面概略図。
【図２】その要部拡大図。
【図３】その分解斜視図。
【図４】レジストローラの説明用斜視図。
【図５】定着装置の要部拡大図。
【図６】その要部斜視図。
【図７】加圧ローラの残留電圧を測定する実験方法を示す説明図。
【図８】定着装置の要部説明図。
【図９】用紙ガイドおよび剥離爪を示す斜視図。
【図１０】排出トレイの斜視図。
【図１１】排出トレイの他の実施形態の斜視図。
【図１２】排出ローラの斜視図。
【図１３】排出ローラの側面図。
【図１４】開閉ユニットの側面図。
【図１５】分離装置の説明用斜視図。
【図１６】分岐部の説明図。
【図１７】分岐部の説明図。
【図１８】分岐部の説明図。
【図１９】分岐部の説明図。
【図２０】レジストローラから定着装置に至る搬送経路を示す模式図。
【図２１】加熱ローラに内蔵されるヒータの説明図。
【図２２】その配熱特性図。
【図２３】１実施形態の制御ブロック図。
【図２４】その制御フローチャート。
【符号の説明】
１ 複写機
１０ 本体
１５ 原稿台
１６ 画像形成部
１７ 給紙部
２０ スタックバイパス
２１ 光学系
３０ 感光体ドラム
３２ 現像装置
３３ 転写ローラ
４２ バイパス搬送路
５３ 定着装置
５４ 加熱ローラ
５５ 加圧ローラ
５６ 分岐部
５７ 排出トレイ
５８ サブ排出トレイ
６０ 排出ローラ対
６１ 排出ローラ対
２３１ レジストスイッチ
２３２ 転写前センサ
２４１ メインヒータ
２４２ サブヒータ
２５１ 制御部
２５２ 操作パネル
２５３ 原稿読取部
２５４ 画像処理部
２５５ 露光部
Claims (1)
- 用紙表面に転写されたトナー画像を加熱するためのヒータを内蔵する加熱ローラと、前記加熱ローラに圧接される加圧ローラとを備え、前記用紙を挟持して搬送するとともに、前記用紙表面のトナーを加熱して溶融定着する画像形成装置の定着装置において、
前記ヒータが、前記加熱ローラの幅方向における所定領域を加熱するメインヒータと、前記加熱ローラの幅方向における前記所定領域以外を加熱するサブヒータとより構成され、
所定サイズを超える用紙に対する画像形成処理を行う場合には、前記メインヒータとサブヒータを同時にオンし、前記加熱ローラを幅方向に均一な温度に加熱し、
所定サイズ以下の用紙に対する画像形成処理を行う際に、前記メインヒータをオンした後に、前記加熱ローラの中央領域の温度を検知するとともに、前記検知温度が所定温度に達していない場合には、前記メインヒータをオンしてから所定時間経過後に前記サブヒータをオンし、前記加熱ローラの中央領域の温度が所定温度に達した後に所定の画像形成動作を実行させる、
画像形成装置の定着装置の制御方法。
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| JP16308498A JP3599087B2 (ja) | 1998-06-11 | 1998-06-11 | 画像形成装置の定着装置の制御方法 |
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