JP5942341B2 - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、加熱・加圧によりトナー像を用紙に定着させる熱定着装置に関するものである。

従来、画像形成装置において、用紙等の記録媒体（以下、用紙という）に転写されたトナー像を定着させる装置として、熱源により加熱される定着部材（例えば定着ローラ）と、当該定着部材を加圧する加圧部材（例えば加圧ローラ）で形成されたニップ部によって未定着トナー像を担持した用紙を挟持搬送しながら、加熱・加圧によりトナー像を用紙に定着させる熱定着装置が知られており、広く採用されている。

定着部材として無端状の定着ベルトを用いるベルト定着装置も周知であり、定着ベルトの熱容量が小さいことからウォーミングアップタイムを短縮出来、省エネ性に優れるという利点を有している。

以上のような熱定着装置においては、用紙に融着したトナー画像が定着ローラ／定着ベルトに接触するので、定着ローラ／定着ベルトは、離型性に優れたフッ素系樹脂を表面にコーティングされ、用紙分離には分離爪が用いられている。分離爪の大きな欠点はローラやベルトに接触するためにローラやベルトの表面に爪跡（爪キズ）をつけ易く、その場合には出力された画像にスジが発生するということである。

一般的にモノクロ画像形成装置の場合、定着ローラは金属ローラの表面にテフロン（登録商標）コーティングしたものであり、分離爪が接触しても傷に成り難く、寿命も長かった。

しかしながら、カラー画像形成装置の場合には、色の発色性をよくするために、表層をシリコーンゴムにフッ素コートしたもの（一般的には数十ミクロン程度のＰＦＡチューブを使用する）か、シリコーンゴムの表面にオイルを塗布したものを使用している。ただ、このような構成では表層が軟らかく傷が付き易い。表層に傷がつくと定着画像にスジ状の傷が生じることから、今ではカラー画像形成装置では分離爪のような接触手段をほとんど用いず、大半は非接触分離を行っている。

非接触分離では、トナーと定着部材との粘着力が高いと定着後の用紙がローラまたはベルトに巻きつくため、容易に巻きつきジャムが発生するようになる。特にカラー画像形成では何層ものトナー層が積層されており、粘着力が高まるために巻きつきジャムが発生しやすい。

現在、カラー画像形成装置における用紙分離では主に次の方式が用いられている。
１）定着ローラ／ベルトとの間に微小なギャップ（約０．２ｍｍ〜１．０ｍｍ）を開け、定着ローラ／定着ベルトの長手方向及び幅方向に並行に延在する分離板を用いる非接触分離板方式。
２）定着ローラ／定着ベルトとの間に微小なギャップ（約０．２ｍｍ〜１．０ｍｍ）を開け、所定間隔で配された分離爪を用いる非接触分離爪方式。
３）用紙の腰の強さと定着ローラ／定着ベルトの湾曲部弾性とで自然に剥離させるようにしたセルフストリッピング方式。

また、空気を用紙分離位置に吹き付ける機構を伴わない、分離板のみの技術が、たとえば、特開２００９−３１７５９号公報（特許文献１）に開示されている。
しかしながら、いずれの方式でも、定着出口と用紙案内板との隙間が開いているため、薄紙や先端余白が少ない用紙を通紙するとき、あるいは写真等のベタ画像を通紙するときは、用紙が定着ローラ／定着ベルトに密着したまま隙間を通過してしまい、用紙巻きつきジャムが発生したり、分離板や分離爪に突き当たってジャムが発生することがある。

そこで、非接触の分離手段として、空気を用紙分離位置に吹き付けることが提案され、使用に供されている。たとえば、特開昭５１−１０４３５０号公報（特許文献２）、特許第２８７６１２７号公報（特許文献３）、特開平１１−３３４１９１号公報（特許文献４）、特開２００７−１８７７１５号公報（特許文献５）、特開２００７−２４０９２０号公報（特許文献６）、特開２００８−１０２４０８号公報（特許文献７）にそれぞれ開示されている。これらは、空気を、用紙の定着後にトナー像と定着部材の間に吹きつけ、用紙を強制的に定着部材から剥離するものである。

ところで、一般的に定着分離に関して、定着ニップにて溶融したトナーの接着力が用紙と定着部材の分離の抵抗力として働くため、分離の抵抗力は転写以前の工程にて作像された未定着トナー像の濃度（単位面積あたりの画像面積＝画像面積比率）と大きく関係がある。未定着トナー像の濃度が高いほうが分離しづらく、低いほど分離しやすい。例えば、ベタ画像は分離しづらく、白紙は分離しやすい。

よって、用紙を分離する力となるエアー噴射の圧力、流量のパラメータの設定は、最も分離しづらいベタ画像や分離しづらい用紙を分離させるときにでも必要十分な設定にしておく。その設定であれば、それよりも分離しやすいトナー濃度の低い画像については問題なく分離が可能であると言うことができ、画像や用紙により分離ジャムが発生することは無い。

未定着トナー像の濃度により定着部材からの用紙分離抵抗が異なることは前述したが、画像の条件においてはむしろ、加圧部材への巻きつきが生じることもある。これは、定着側より加圧側の分離抵抗が高くなったときに生じる現象であり、たとえば両面印刷を行った場合などに良く生じる。

例えば、第一面にベタ画像等の分離抵抗の高い画像が印刷され、それが両面反転装置を介した後、第二面として白紙（画像無し）あるいは画像が少ない等の分離抵抗の低いトナー像が転写され、そのトナー像を定着する場合である。このような場合、定着部材側には用紙と定着部材の間にトナー層が少なく（もしくは無く）、ほとんど分離抵抗力は働かない。一方、加圧部材側には、用紙と加圧部材の間に（第一面の）トナー層が存在し、分離抵抗力が定着部材側より大きくなることにより、用紙先端が加圧部材側へ巻きつく挙動を呈する。

エアー分離方式では無い場合、先端余白がある為、先端余白分は、分離抵抗力が無い（もしくは極めて弱い）ため、加圧部材側の分離部材を省略したり、あるいは非接触式の分離爪で分離の対応をすることが出来る。

しかし、エアー分離方式の場合、先端余白の部分にもエアーの力が作用するため、前述したように定着部材側に分離抵抗力が無い（または弱い）場合、分離部材を設けていないか、もしくは非接触の分離爪方式では、加圧ローラ側に巻きつく恰好でジャムが発生することがある。また、ジャムに至らなかった場合でも、用紙がエアーの作用で、加圧側の分離部材や搬送ガイドに強く擦り付けられ、加圧側の画像面を傷つけたり、分離部材や搬送ガイドをトナーで汚染してしまうことが有る。

本発明は、エア噴射方式の定着分離における上述の加圧部材側に用紙が巻き付くことに起因する問題を解決し、ジャム発生および加圧側画像面の傷付きや搬送ガイド等の汚染を防止することのできる定着装置及び画像形成装置を提供することを課題とする。

前記の課題は、本発明により、加熱手段により加熱される定着部材と、該定着部材に圧接される加圧部材とを有し、未定着トナー像を担持する記録媒体を前記定着部材と前記加圧部材により形成されるニップ部に挟持して搬送し、前記トナー像を記録媒体に定着させる定着装置において、圧縮空気供給回路より供給された圧縮空気を前記定着部材に沿って前記略ニップ方向に噴射させる少なくとも１つのノズルを有するとともに、先端部が前記加圧部材表面に摺接することにより記録媒体を前記加圧部材から分離させる少なくとも１つの加圧分離爪を備え、前記加圧分離爪が、前記ノズルからの圧縮空気の噴射位置よりも下流側で記録媒体を剥離する位置に配置され、通紙する記録媒体の厚さが所定の厚さよりも厚い場合、前記ノズルから圧縮空気を噴射しないように制御し、通紙する記録媒体の厚さが所定の厚さ以下である場合は、定着面に形成された画像のトナー濃度に基づいて前記ノズルからの圧縮空気の噴射を制御することにより解決される。

また、前記加圧分離爪は、前記加圧部材長手方向の幅が、紙送り方向下流に行くにしたがって次第に広くなるように設けられていると好ましい。
また、前記加圧分離爪は、前記加圧部材長手方向における最狭部の幅が１．０ｍｍ以上であると好ましい。

また、前記加圧分離爪の素材がフッ素系樹脂であると好ましい。
また、前記加圧分離爪の少なくとも用紙搬送面側表面にフッ素樹脂のコーティングが施されていると好ましい。

また、前記加圧分離爪の紙送り方向下流側に配置された用紙搬送ガイド部材を有すると好ましい。
また、前記用紙搬送ガイド部材の用紙搬送面にフッ素樹脂のシート材が貼り付けられるかフッ素樹脂のコーティングが施されていると好ましい。

また、前記用紙搬送ガイド部材の用紙搬送面に少なくとも１つのリブが設けられていると好ましい。
また、前記リブの素材がフッ素系樹脂であると好ましい。

また、記録媒体の両面に未定着トナー像を形成し定着させる場合に、第１面に未定着トナー像が形成された記録媒体を前記ニップ部を通過させた後に、第２面にトナー像が形成された記録媒体を前記ニップ部を通過させる定着装置であって、前記第１面に形成された画像のトナー濃度が第１の所定値よりも高い場合は、該第１面の定着時に前記ノズルから圧縮空気を噴射させ、前記第２面に形成された画像のトナー濃度が第２の所定値よりも低い場合は、該第２面の定着時に前記ノズルから圧縮空気を噴射しないように制御すると好ましい。

また、前記の課題は、本発明により、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の定着装置を備える画像形成装置により解決される。
また、用紙種類と該用紙上に形成された画像濃度とに基づいてエア分離のエア噴射の実施又は非実施を制御すると好ましい。

本発明の定着装置ならびに画像形成装置によれば、圧縮空気供給回路より供給された圧縮空気を前記定着部材に沿って前記略ニップ方向に噴射させる少なくとも１つのノズルを有するとともに、先端部が前記加圧部材表面に摺接することにより記録媒体を前記加圧部材から分離させる少なくとも１つの加圧分離爪を備えるので、エア分離のためのエアによって定着ニップから出た用紙が加圧部材側に押された場合でも、加圧分離爪が加圧部材表面に接触して設けられているために用紙の加圧部材への巻き付が防止され、ジャムすることが無い。また、用紙分離性に適した噴射制御を行なうことができる。
また、用紙を不必要に加圧側に押しやることがなく、用紙が所定以下の薄さの場合は、画像のトナー濃度を組み合わせた制御を行うことにより、最適な条件で用紙を分離できるとともに、加圧側でのコスレ跡などを防ぐことができる。

請求項２の構成により、加圧分離爪は、紙送り方向下流に行くにしたがって次第に幅が広くなるように設けられているので、先端部で用紙を良好に分離できるとともに、次第に幅が広くなることで用紙との接触圧が高くならず、コスレ傷の発生を抑制でき、また、安定した用紙搬送を実現できる。

請求項３の構成により、加圧分離爪は最狭部の幅が１．０ｍｍ以上であるので、トナー面が爪と接触し摺動する際の接触圧が緩和され、コスレキズが顕著とならない。
請求項４の構成により、加圧分離爪の離型性を高め、用紙が加圧分離爪に強く擦られてもコスレキズを抑制することができる。また、分離爪へのトナー付着も軽減することができる。

請求項５の構成により、加圧分離爪の離型性を高め、用紙が加圧分離爪に強く擦られてもコスレキズを抑制することができる。また、分離爪へのトナー付着も軽減することができる。

請求項６の構成により、加圧分離爪の紙送り方向下流側に配置された用紙搬送ガイド部材を有するので、加圧分離爪で分離した用紙の再巻き付きを防ぐとともに、安定した用紙搬送を行うことができる。

請求項７の構成により、用紙搬送ガイド部材の離型性を高め、画像のコスレキズを抑制し、また、ガイド部材へのトナー付着も軽減することができる。
請求項８の構成により、用紙搬送ガイド部材の用紙搬送面に少なくとも１つのリブを設けたので、用紙搬送性を良好にすることができる。

請求項９の構成により、リブの離型性を高め、リブによるコスレキズを抑制することができる。また、リブへのトナー付着も軽減することができる。

請求項１２の構成により、用紙分離性を維持しつつ加圧分離爪によるコスレ跡発生を良好に抑制することができる。

本発明に係る定着装置の一例における要部構成を示す断面図である。 加圧分離爪とその支持部を加圧ローラとともに示す斜視図である。 加圧分離爪の幅と画像コスレ跡の相関を表すグラフである。 エア分離部のノズル付近の構成を示す斜視図である。 定着ニップ付近を拡大して示す断面図である。 用紙厚さと画像のトナー濃度の組み合わせによるエア噴射制御の一例を示すフローチャートである。 本発明に係る定着装置を搭載した画像形成装置の一例を示す断面構成図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る定着装置の一例における要部構成を示す断面図である。この図に示す定着装置は定着ベルトを用いるベルト定着方式であるが、本発明はベルト定着装置に限らず、定着ローラを用いるローラ定着方式であっても何ら問題なく適用可能である。

図１に示す定着装置６０において、定着部材としての定着ベルト６１は、駆動ローラである定着ローラ６２と従動ローラである加熱ローラ６３とに支持張架され、図中時計回りに回転走行する。定着ローラ６２は芯金上に弾性層を有しており、図示しない駆動機構により回転駆動される。加熱ローラ６３の内部には熱源としての定着ヒータ６４が配置され、この定着ヒータ６４により加熱ローラ６３が加熱され、その加熱ローラ６３によって定着ベルト６１が加熱される。

加圧ローラ６６は弾性層を有しており、図示しない加圧機構により定着ベルト６１を挟んで定着ローラ６２に圧接するように設けられる。定着ベルト６１は定着ローラ６２が回転駆動されることにより回転走行し、加圧ローラ６６は定着ベルト６１に連れ回りする。なお、加圧ローラ６６に駆動をかけてもよい。また、加圧ローラ６６を加熱するヒータを備えていてもよい。

定着ベルト６１の表面温度が図示しない温度検知手段により検知され、その温度検知手段の出力値に基づいて図示しない温度制御部が定着ヒータ６４を、定着ベルト６１の表面温度が所定の設定温度になるように制御する。

未定着トナー像を表面に担持する用紙Ｐは、図の右から左方向に搬送されて定着ベルト６１と加圧ローラ６６とが圧接されて形成されるニップ部に搬入され、所定の温度に制御されている定着ベルト６１と加圧ローラ６６とのニップ部においてトナーが溶融定着され、外部に送り出される。なお、加圧部材は、本例では加圧ローラを用いたが、加圧ベルトなどを用いても良い。

定着ローラ６２と加熱ローラ６３の間のベルト外側にはテンションローラ６６が配置され、定着ベルト６１に所定のテンションが付与される。なお、テンションローラは、本例ではベルトの外側に配置したが、ベルト内側または外側のどちらに配置するレイアウトでも差し支えない。

そして、定着ニップの出口近傍には、圧縮空気を噴射するノズル８０が配置されている。図１では、ノズル先端部のみを簡略的に示している。なお、ノズル８０は、図４に示すように、定着ローラ軸方向に複数個を並列に配置しても良い。また、複数個のノズル８０の間に分離板（非接触分離爪）を配置して、ノズルと分離板とを並列させても良い。

上記ノズル８０から圧縮空気を噴射させ、定着ニップ方向（略ニップ方向）に向けて吹き付けることにより、用紙Ｐの先端は噴射された圧縮空気の流れによって強制的に定着ベルトから分離される。制御手段９０は、ノズル８０からの圧縮空気の噴射実施と非実施を制御するものである。なお、ノズルの個数や配置間隔は任意である。また、ノズルの形状等も適宜なものを使用可能である。

また、本例の定着装置６０は加圧側に分離爪を備えている。この加圧分離爪６７は、先端がクサビ形状をしており、その先端部は加圧ローラ６６の回転方向とカウンター方向に設置されていて、支軸を回転中心として揺動可能に設けられ、爪先端と反対側端部に係止された付勢部材６８により、爪先端が加圧ローラ６６に圧接されて摺動する。なお、加圧分離爪６７は少なくとも１個が設けられ、本例では図２に示すように、加加圧ローラ６６の長手方向に（ローラ軸と平行に）複数個の加圧分離爪６７が配置される。

加圧分離爪６７は、ＰＴＦＥやＰＦＡといった耐熱性と離型成に優れたフッ素系樹脂素材とし、主に射出成型にて成型したものが採用される。もしくは、ＰＩ、ＰＥＥＫ、ＰＥＫ、ＰＰＳなどといった耐熱性に優れた樹脂を素材とし、主に射出成型にて成型し、二次加工にて表面にＰＥＡやＰＴＤＦＥコートを施したものが採用される。

そして、加圧分離爪６７の下流には、加圧側の用紙搬送ガイド６９が設置されている。用紙搬送ガイド６９は、金属もしくは樹脂を基材とし、用紙搬送面には少なくとも１つのリブ６９ａが凸設されている。リブ６５ａの素材はＰＦＡやＰＴＦＥ等のフッ素系樹脂の素材とする。なお、用紙搬送ガイド６９の用紙搬送面にリブを設けず、用紙搬送面にＰＦＡやＰＴＦＥのシート部材を貼り付けたり、ＰＦＡやＰＴＦＥなどのフッ素系樹脂のコーティングを施しても良い。

ところで、図１では、用紙第一面にトナー濃度（画像面積比率）の高い画像が既に定着され、図示しない両面反転装置を介して用紙の表裏が反転された後、第二面にトナー濃度（画像面積比率）が低い画像を定着する場合を模式的に示してある。このような場合であると、用紙先端は加圧ローラ側に巻き付いていく挙動を示すことがあるが、エアー分離方式の場合、エアーの作用により加圧ローラへの巻きつきを更に助長する恰好になる。

しかしながら、本例の定着装置では、加圧分離爪６７が加圧ローラ６６の表面に接触して設けられているため、加圧分離爪６７の先端クサビ形状にて用紙は強制的に加圧ローラ６６から剥離され、用紙が加圧ローラに巻きついてジャムすることがない。

ここで、加圧ローラ表面に加圧分離爪の表面が接触している構成の場合、加圧ローラの周上に傷が発生することがあるが、定着部材の場合と違い、定着の際に、トナー像に直接傷の形状を転写してしまうことが無く、画像品質も良好である。

また、加圧ローラへの用紙巻きつきが助長された場合、加圧分離爪や、搬送ガイドへの擦りつけも助長され、第一面（加圧側）の画像にコスレ傷が生じたり、加圧分離爪や搬送ガイドが、擦り落としたトナーで汚染される問題点が生じる場合があるが、本例の定着装置では、加圧分離爪６７や搬送ガイド６９の表面は離型性の良いフッ素系樹脂であるため、そのような問題点を未然に防止することが出来る。

図２は、加圧分離爪とその支持部を加圧ローラとともに示す斜視図である。
この図に示すように、加圧分離爪６７は、加圧ローラ６６の軸方向に複数個設置されており、本例では７個の加圧分離爪を備えている。この加圧分離爪６７の先端は、加圧ローラ６６の表面に接触している。加圧と脱圧を行うために加圧ローラ６６が付図示のカム機構などにより動作する場合は、加圧された通紙時の状態のみ、加圧分離爪６７の先端が加圧ローラ６６の表面に接触していればよい。

また、本実施例では、加圧分離爪６７の幅が、紙送り方向下流にいくに従って広くなるように、紙送りの方向に対して、分離爪稜線を略２０〜４５度の角度を付けているが、これは稜線のコスレ跡が極力発生しないようにしたもので、幅が変化せず角度がない構成でも差し支えはない。

また後述するように、加圧分離爪６７は、その最狭箇所の幅が１．０ｍｍ未満であると、加圧ローラ側のトナー像のコスレ跡が著しく顕著になる。そのため、本実施例では加圧分離爪６７の最狭箇所（本例では先端部）の幅：Ｗを１．０ｍｍ以上とした。

また、加圧側用紙搬送ガイド６９は、基材をＰＥＴ＋ＧＦにて、射出成型で作成され、加圧側用紙搬送ガイド６９の表面にはＰＦＡにて射出成型されたリブ６９ａを設置している。加圧側用紙搬送ガイド６９の基材は金属でも差し支えない。図２は、リブ６９ａを７個設置した例であり、用紙のコスレ跡を可能な限り軽減させるため、用紙送りの方向に対して、略２０〜４５度の角度を付けてリブを設けている。

図３は、本実施例の定着装置を用いて実施した、加圧分離爪の幅と画像コスレ跡の相関を表すグラフであり、横軸が分離爪幅（分離爪先端部の幅＝図２のＷ）、縦軸がコスレ傷のランク値である。なお、定着側分離はエアー分離を行なっている。また、コスレ傷のランク値は、以下の官能評価によって決定される。
ランク１: コスレキズでトナーが剥がれ、白スジになっている
ランク２：コスレキズが画像上顕著に目視できる
ランク３：コスレキズが画像上軽微に目視できる
ランク４：コスレキズがほとんど目視できない。光をかざした角度によっては目視できる。
ランク５：キズは全く発生していない
以上の５段階で評価を行い、「ランク４」以上が製品搭載可能なレベルであり、図４に網掛け表示している。

実験は両面反転装置を使用し、第一面をトナー濃度が最高のベタ画像、第二面をトナー濃度が最低の白紙とし印刷を行った。第二面印刷時には、定着ベルト６１側は白紙、加圧ローラ６２側にベタ画像が向く恰好であり、加圧側の分離抵抗力が最大、かつ定着ベルト側の分離抵抗力が最低と言うことができ、最も加圧ローラ側に巻き付きやすく、加圧側の画像面が加圧分離爪６４に擦りやすい条件といえる。用紙による依存性は、紙厚が薄いほどコスレランクが不利であるため、画像形成装置で通常使用される最も薄い用紙（坪量約５０ｇ／ｍ^２ ）のデータである。

図３のグラフに示すように、「ランク４」以上を達成可能な分離爪幅（図２のＷ）の値は、１．０ｍｍ以上であった。最狭部の幅が１．０ｍｍ未満であると、トナー面が爪と接触し摺動する際の接触圧が高くなり、コスレキズが顕著となる発生メカニズムといえる。そして、最狭部の幅が１．０ｍｍ以上であると、トナー面が爪と接触し摺動する際の接触圧が緩和され、コスレキズが顕著とならない。したがって、本実施形態では、加圧分離爪６７の最狭箇所（本例では先端部）の幅：Ｗを１．０ｍｍ以上とした。

図４は、定着部材（本例では定着ベルト６１）から用紙を分離させるエア分離部のノズル付近の構成を示す斜視図である。また、図５は、定着ニップ付近を拡大して示す断面図である。

ノズル８０は耐熱性を考慮してＰＰＳ，ＰＥＥＫ，ＰＥＴ，ＰＥＳなどの材質が用いられる。また、ノズル先端部のトナー汚れ付着を抑制したい場合には、材質をＰＦＡにするか、汚れが付着する個所にのみＰＥＡコートやＰＴＦＥコートを施すと良い。そのコート手法を焼成とする場合、焼成に耐えうるＰＥＫ，ＰＩ，ＬＣＰ等の材質を選択すると良い。

ノズル８０は、定着ローラ長手方向の中央付近に１個、もしくは、長手方向に複数個を並べて配置する。本例では複数個のノズル８０を配設した例を示す。ノズル８０の先端穴（エア噴出し口）は、０．５×０．５ｍｍあるいはφ０．５ｍｍ〜２．０×２．０ｍｍあるいはφ２ｍｍ程度の大きさが好適である。

ノズル８０は支軸８１に支持されている。この支軸８１はパイプ状の管であり、各ノズル８０に圧縮空気を供給するための穴が、ノズルの個数分だけ穿ってある。なお、以下では、支軸８１を管路（圧縮空気配管を形成する管路）とも呼ぶことがある。管路８１は、ＳＵＳかアルミニウム合金等の腐食に強い材料が望ましい。圧縮気体の取り扱いではどうしてもドレン（排水）が発生するため、ドレンによる腐食を防止したいからである。ＳＵＭなどを用いる場合は、管路の内壁にも腐食防止のメッキが施されなければならない。

また、ローラ軸方向における管路８１の片側端部は、管路内径にねじ込まれたネジ８２でシールされている。ネジ８２には薄手のＰＴＦＥシートを巻いたり粘着剤を塗布したりするとシール性を高めることができる。本例ではシール部材としてネジを用いているが、管路の穴を塞ぐことができればよく、溶接や接着などの手法を用いても良い。

そして、ネジ８２によりシールされた側と反対側の開口部８１ａから圧縮空気が矢印方向の流れで供給される。なお、圧縮空気は、エアポンプ（コンプレッサ），エアタンク，電磁弁等から構成される図示しない圧縮空気供給装置より図示しない管路を経て供給される。

支軸８１は、例えばＤカット形状などにより、ステー８３に対して回転しないように固定支持されている。そのステー８３の両端部には、突当板８６，８６が固定されている。この突当板８６，８６が、定着部材（本例では定着ベルト６１）に通紙領域外で接触されて定着部材と摺動することで、ノズル８０を定着部材に非接触で位置決め支持させる。

さらに、ステー８３の外側にフレーム８４が設けられる。ステー８３を貫通した支軸８１が図示しない軸受けを介してフレーム８４に回動可能に装着され、これによって、ステー８３（とそれに固定的に支持されるノズル８０）がフレーム８４に対して回動可能に支持される。フレーム８４とステー８３の間には引っ張りスプリング８５，８５が掛け渡され、ステー８３に設けた突当板８６の先端が定着部材に圧接するように（図５で軸８１を中心にノズル８０が反時計回りに回動する方向に）付勢する。フレーム８４は図示しない定着装置筐体にネジにより固定される。

ところで、エアー分離方式においては、ノズルから噴射されるエアーの作用で用紙が加圧側に押され、用紙が分離爪に擦り付けられる場合がある。したがって、加圧分離爪によるトナー像のコスレ跡発生を防止するという観点からは、なるべくエア噴射をしない方が好ましいということになる。

そこで、用紙を定着部材から分離しやすい条件の場合にはエア噴射をしないように制御し、分離性を上げたい条件の場合にはエア噴射を行うように制御すると好適である。一例として、通紙する用紙種類（用紙厚さ）と用紙上に形成された画像のトナー濃度の組み合わせによってエア噴射を制御する例を説明する。

通紙する用紙が厚紙の場合は、分離性に優れるため、エア噴射をしないよう（非実施）に制御する。この場合、厚紙のため定着側への用紙巻き付きは起こりにくく、問題はない。また、エア噴射をしないために用紙が加圧側に押されず、加圧分離爪によるコスレ跡発生も防止できる。

用紙厚さが所定値以下の薄紙（所定以下の薄紙）の場合は、第１面と第２面でエア噴射の条件を異ならせる。第１面印刷時は、画像濃度（トナー濃度）が第１の所定値よりも高い場合はエア噴射を実施する。第２面印刷時は、画像濃度（トナー濃度）が第２の所定値よりも低い場合にエア噴射を停止し、第２の所定値以上の場合にエア噴射を実施する。

図６に上記制御のフローチャートを示す。Ｓ１で用紙厚さを判断し、所定値より大きい場合はＳ６に進んでエア噴射をしないように制御する。用紙厚さが所定値以下の場合は、Ｓ２に進んで両面記録かどうか判断する。片面記録の場合は、Ｓ３で画像のトナー濃度を判断し、トナー濃度（画像濃度）が第１の所定値より高ければエア噴射を実施し（Ｓ７）、所定値以下であればエア噴射をしないように制御する（Ｓ６）。

一方、両面記録の場合はＳ４に進み、第１面の定着動作かどうかを判断する。第１面（表面）の場合は片面記録と同じであり、Ｓ３に進んで画像のトナー濃度を判断し、トナー濃度に応じた制御を行なう。そして、第２面（裏面）の定着動作の場合はＳ５に進んで、第２面画像のトナー濃度が第２の所定値より低いかどうか判断する。トナー濃度が低ければエア噴射をしないように制御し（Ｓ９）、トナー濃度が第２の所定値以上であればエア噴射を実施する（Ｓ８）。

このような制御により、用紙分離性を維持しつつ加圧分離爪によるコスレ跡発生を良好に抑制することができる。なお、用紙種類の判断は、画像形成装置の操作パネルからの紙種指定や接続したパソコン等からの印刷設定を基に判断できる。あるいは、画像形成装置のトレイに設けた用紙設定から判断してもよいし、検知手段を設けることも可能である。また、画像濃度は、デジタル方式の複写機では原稿を読み取って変換した画像情報から、プリンタでは入力された画像情報から、ファクシミリでは受信した画像情報から判断できる。

上記のように、記録媒体（用紙）の厚さに基づいてノズルからの圧縮空気の噴射を制御することで、用紙の分離性に応じた適切なエア噴射が可能となる。
記録媒体の厚さが所定の厚さよりも厚い場合は、ノズルから圧縮空気を噴射しないように制御することで、用紙を加圧側に押しやることがない。

記録媒体の厚さが所定の厚さ以下である場合には、定着面に形成された画像のトナー濃度に基づいてノズルからの圧縮空気の噴射を制御することで、画像状態による分離性に応じた適切なエア噴射が可能となる。

最後に、本発明に係る定着装置を搭載した画像形成装置の一例について説明する。
図６に示す画像形成装置は、タンデム方式を採用してフルカラー画像を形成可能なものであり、装置本体のほぼ中央部に無端ベルト状の中間転写体１０が設けられている。中間転写ベルト１０は複数の支持ローラに掛け回して、図中時計回りに回転搬送可能となっている。

中間転写ベルト１０の上部走行辺に沿って、ベルト搬送方向順にイエロー，マゼンタ，シアン，ブラックの４つの感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋが横に並べて配置されており、タンデム作像部を構成している。各感光体ドラムの周囲には帯電手段，現像装置、クリーニング手段、除電器等が配置されて作像ユニットを構成している。また、各感光体ドラム１に対向するように、中間転写ベルト１０のベルトループ内に一次転写手段としての転写ローラ１１が４つ配置されている。

中間転写ベルト１０の支持ローラのひとつが転写対向ローラ１６として設けられ、この向かい側に中間転写ベルト１０を挟んで二次転写手段としての転写ローラ３１が圧接され、二次転写部を形成している。その二次転写ローラ３１の用紙搬送方向下流側（図の左側）には搬送ベルト２４が配設され、二次転写部で転写された身定着トナー像を担持する用紙を、下流の定着装置６０に搬送する。定着装置６０は、上記説明したものである。

そして、タンデム作像部の上方には、露光装置２０が設けられている。さらにその上の装置最上部には、原稿画像を読み取るスキャナ５０が設けられている。また、装置本体の最下部は給紙部として設けられ、用紙Ｐを収納する給紙カセット４０が設けられる。さらに、給紙カセット４０の上方で定着装置６０の下側には、両面搬送部３３が設けられている。

本例のカラー複写機における画像形成動作について簡単に説明する。
上記タンデム作像部の各感光体ドラム１が図示しない駆動手段によって図中時計方向に回転駆動され、その感光体ドラム１の表面が帯電手段によって所定の極性に一様に帯電される。帯電された感光体表面には、露光装置２０からのレーザ光が照射され、これによって感光体ドラム１表面に静電潜像が形成される。このとき、各感光体ドラム１に露光される画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、マゼンタ、シアン及び黒の色情報に分解した単色の画像情報である。このように形成された静電潜像に現像装置から各色トナーが付与され、トナー像として可視化される。

また、中間転写ベルト１０が図中反時計回りに走行駆動され、各作像ユニットにおいては、一次転写ローラ１１の作用により感光体ドラム１から中間転写ベルト１０に各色トナー像が順次重ね転写される。このようにして中間転写ベルト１０はその表面にフルカラーのトナー像を担持する。

なお、作像ユニットのいずれかを使用して単色画像を形成したり、２色又は３色の画像を形成したりすることもできる。モノクロプリントの場合は、４個の作像ユニットのうち、図の一番右側の黒（Ｋ）ユニットを用いて画像形成を行う。

そして、トナー像を転写した後の感光体ドラム表面に付着する残留トナーは、クリーニング手段によって感光体ドラム表面から除去され、次いでその表面が除電器の作用を受けて表面電位が初期化されて次の画像形成に備える。

一方、給紙カセット４０あるいは手差しトレイ３４から用紙が給送され、レジストローラ対３６によって、中間転写ベルト１０上に担持されたトナー像とのタイミングを取って二次転写位置に向けて送出される。二次転写ローラ３１によって中間転写ベルト表面のトナー像が用紙上に一括して転写される。トナー像を転写された用紙は、定着装置６０を通過するとき、熱と圧力によってトナー像が用紙に熔融定着される。定着された用紙は、装置本体の側面に設けられた排紙トレイ３５に排出される。

用紙両面にプリントを行う場合は、用紙片面にトナー像を定着した用紙を、切換爪によって両面搬送部３３に送り込み、用紙の表裏を反転させて用紙をレジストローラ対３６へと再給紙する。再給紙された用紙裏面に中間転写ベルト１０からトナー像が転写され、その裏面画像を定着装置６０で定着することにより、表裏両面に画像を担持する用紙を、排紙トレイ３５に排出することで、両面プリントが完成する。

以上、本発明を図示例により説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、加圧分離爪の形状や個数などは任意である。加圧分離爪を支持する構成も適宜な構成を採用可能である。加圧ローラを加熱する熱源を設けても良い。また、ベルト定着方式に限らず、ヒートロール方式でも良い。定着部材の加熱手段は、ハロゲンランプ等のヒータに限らず、誘導加熱方式も採用可能である。

画像形成装置の各部構成も任意であり、例えばタンデム式に限らず、任意の作像方式を採用可能である。また、中間転写方式に限らず、直接転写方式も採用可能である。また、３色のトナーを用いるフルカラー機や、２色のトナーによる多色機、あるいはモノクロ装置にも本発明を適用することができる。もちろん、画像形成装置としては複写機に限らず、プリンタやファクシミリ、あるいは複数の機能を備える複合機であっても良い。

１ 感光体ドラム
１０ 中間転写ベルト
２０ 露光装置
３３ 両面搬送部
４０ 給紙カセット
５０ スキャナ
６０ 定着装置
６１ 定着ベルト（定着部材）
６２ 定着ローラ
６３ 加熱ローラ
６４ 定着ヒータ
６６ 加圧ローラ（加圧部材）
８０ 噴射ノズル
６７ 加圧分離爪
６８ 付勢部材
６９ 用紙搬送ガイド
６９ａ リブ
８１ 支軸
８３ ステー
８４ フレーム
８６ 突当板
９０ 制御手段

特開２００９−３１７５９号公報 特開昭５１−１０４３５０号公報 特許第２８７６１２７号公報 特開平１１−３３４１９１号公報 特開２００７−１８７７１５号公報 特開２００７−２４０９２０号公報 特開２００８−１０２４０８号公報

Claims (12)

1. 加熱手段により加熱される定着部材と、該定着部材に圧接される加圧部材とを有し、未定着トナー像を担持する記録媒体を前記定着部材と前記加圧部材により形成されるニップ部に挟持して搬送し、前記トナー像を記録媒体に定着させる定着装置において、
   圧縮空気供給回路より供給された圧縮空気を前記定着部材に沿って前記略ニップ方向に噴射させる少なくとも１つのノズルを有するとともに、
   先端部が前記加圧部材表面に摺接することにより記録媒体を前記加圧部材から分離させる少なくとも１つの加圧分離爪を備え、
   前記加圧分離爪が、前記ノズルからの圧縮空気の噴射位置よりも下流側で記録媒体を剥離する位置に配置され、
   通紙する記録媒体の厚さが所定の厚さよりも厚い場合、前記ノズルから圧縮空気を噴射しないように制御し、
   通紙する記録媒体の厚さが所定の厚さ以下である場合は、定着面に形成された画像のトナー濃度に基づいて前記ノズルからの圧縮空気の噴射を制御することを特徴とする定着装置。
2. 前記加圧分離爪は、前記加圧部材長手方向の幅が、紙送り方向下流に行くにしたがって次第に広くなるように設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の定着装置。
3. 前記加圧分離爪は、前記加圧部材長手方向における最狭部の幅が１．０ｍｍ以上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. 前記加圧分離爪の素材がフッ素系樹脂であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の定着装置。
5. 前記加圧分離爪の少なくとも用紙搬送面側表面にフッ素樹脂のコーティングが施されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の定着装置。
6. 前記加圧分離爪の紙送り方向下流側に配置された用紙搬送ガイド部材を有することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の定着装置。
7. 前記用紙搬送ガイド部材の用紙搬送面にフッ素樹脂のシート材が貼り付けられるかフッ素樹脂のコーティングが施されていることを特徴とする、請求項６に記載の定着装置。
8. 前記用紙搬送ガイド部材の用紙搬送面に少なくとも１つのリブが設けられていることを特徴とする、請求項６又は７に記載の定着装置。
9. 前記リブの素材がフッ素系樹脂であることを特徴とする、請求項８に記載の定着装置。
10. 記録媒体の両面に未定着トナー像を形成し定着させる場合に、第１面に未定着トナー像が形成された記録媒体を前記ニップ部を通過させた後に、第２面にトナー像が形成された記録媒体を前記ニップ部を通過させる定着装置であって、
    前記第１面に形成された画像のトナー濃度が第１の所定値よりも高い場合は、該第１面の定着時に前記ノズルから圧縮空気を噴射させ、
    前記第２面に形成された画像のトナー濃度が第２の所定値よりも低い場合は、該第２面の定着時に前記ノズルから圧縮空気を噴射しないように制御することを特徴とする、請求項１に記載の定着装置。
11. 請求項１〜１０のいずれか１項に記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
12. 用紙種類と該用紙上に形成された画像濃度とに基づいてエア分離のエア噴射の実施又は非実施を制御することを特徴とする、請求項１１に記載の画像形成装置。

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