JP6229418B2 - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、加熱しながら加圧することによってトナー像を用紙等の記録媒体に定着させる定着装置に関する。また、本発明は、この定着装置を用いた画像形成装置に関する。

画像形成装置では、帯電させた感光体を画像データに基づいて露光して静電潜像を形成し、この感光体に現像剤（トナー）を付着させることにより静電潜像をトナー像として現像する。そして、このトナー像を用紙等の記録媒体（以下、用紙という）に転写し、定着装置において、トナー像が転写された用紙を加熱及び加圧することによって、トナー像を用紙に定着させる。

定着装置では、例えば加熱ローラで構成される定着部材とローラによって構成される加圧部材との間のニップ部によって、未定着のトナー像を担持した用紙を加熱及び加圧しながら搬送することでトナー像を用紙に定着させる方式が広く採用されている。

このような定着装置では、従来、加圧部材への用紙の巻き込みを防ぐためにニップ部を通過した用紙を加圧部材から分離する分離爪を設ける構成が用いられている（特許文献１参照）。

さらに、トナーの粘着力によって用紙が定着部材に巻き付くジャムを防止するために、定着部材と用紙との間に圧縮した空気を吹き付け、用紙の定着部材からの分離を促す、いわゆるエア分離方式が採用されている（特許文献２参照）。

特開２００６−１１１７４号公報 特開２０１２−６３７４３号公報

ところで、エア分離方式では圧縮した空気を定着部材と用紙との間に噴射するため、用紙が、用紙のエアー吹き付け面と反対側に設けられている分離爪側に押し付けられる。噴射される圧縮空気による用紙の分離爪への押し付けられ方は、用紙の厚さのみならず、用紙の剛性（いわゆる「こし」）によって異なる。なお、用紙の「こし」は、用紙の銘柄、筋目方向、トナーの付着量、使用環境によっても異なってくるものである。

噴射される圧縮空気の風量の設定によっては、こしの小さい用紙を用いた場合に、用紙が分離爪や用紙を支持するガイド板に強く押し付けられ画像ノイズ（爪すじ）の原因となる。また、用紙が分離爪に強く押し付けられた場合、分離爪が加圧部材に押し付けられることにより加圧部材表面にも傷が発生し、これが画像ノイズの原因となる。

そこで、本発明は、エア分離方式を採用した定着装置において、用紙の剛性にかかわらず画像ノイズを抑制することができる定着装置、及び、この定着装置を用いた画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明の定着装置は、定着部材と、加圧部材と、分離爪と、ノズルと、ガイド板と、検出センサと、制御部とを備える。定着部材は、所定の温度に加熱される。加圧部材は、定着部材に圧接される部材である。そして、本発明では、定着部材と加圧部材とで形成されたニップ部に未定着のトナー現像を担持する記録媒体を通過させて、トナー現像を記録媒体に定着させる。分離爪は、ニップ部を通過した記録媒体を加圧部材から分離する。ノズルは、ニップ部を通過した記録媒体と定着部材との間に空気を噴射する。ガイド板は、ニップ部を通過した記録媒体を支持する。検出センサは、記録媒体の分離爪、又は、ガイド板への接触状態を検出する。制御部は、検出センサの検出値が閾値を超えた場合には、記録媒体の分離爪側への押圧力が弱くなるように制御する。

本発明の定着装置では、ニップ部を通過し、ニップ部から排出された記録媒体の分離爪又は／及びガイド板への接触状態を検出する。そして、その検出値に基づいて、記録媒体が分離爪に強く接触しないように制御する。すなわち、検出センサの検出値に基づいて記録媒体の分離爪側への押圧力が制御される。

また、本発明の画像形成装置は、上記定着装置を備える。

本発明によれば、分離爪による記録媒体への爪スジや、定着部材及び加圧部材の表面への傷を防止でき、画像ノイズを防ぐことができる。また、定着部材及び加圧部材の表面への傷の発生を防止できるので、装置の劣化を防ぐことができる。

本発明の第１の実施形態に係る定着装置の概略構成図である（一部、ブロック図で示す）。 第１の実施形態の定着装置における分離爪とガイド板とを上面から見たときの概略構成図である 第１の実施形態における定着装置において、ニップ部を通過した用紙Ｓが分離爪及びガイド板上を搬送される様子を示す図である。 第１の実施形態に係る定着装置の制御方法の一例を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態に係る定着装置の要部の概略構成図である。 第２の実施形態の定着装置における分離爪とガイド板とを上面から見たときの図である。 第２の実施形態の定着装置において、ニップ部を通過した用紙が分離爪及びガイド板上を搬送される様子を示す図である。 本発明の第３の実施形態に係る定着装置の要部の概略構成図である。 第３の実施形態の定着装置における分離爪とセンサ用爪部とガイド板とを上面から見たときの概略構成図である。 第３の実施形態の定着装置において、ニップ部を通過した用紙Ｓが分離爪及びガイド板上を搬送される様子を示す図である。 本発明の第４の実施形態に係る定着装置の要部の概略構成図である 第４の実施形態に係る定着装置の調整部材の斜視図である。 第４の実施形態に係る定着装置において、ニップ部を通過した用紙Ｓが分離爪及びガイド板上を搬送される様子を示す図である。 第４の実施形態に係る定着装置の制御方法の一例を示すフローチャートである。 本発明の第５の実施形態に係る定着装置の要部の概略構成図である。 第５の実施形態に係る定着装置の調整部材の斜視図である。 第５の実施形態に係る定着装置において、ニップ部を通過した用紙Ｓが分離爪及びガイド板上を搬送される様子を示す図である。 本発明の第６の実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。

以下に、本発明の実施形態に係る定着装置及び画像形成装置の一例を、図面を参照しながら説明する。なお、本発明は以下の例に限定されるものではない。

〈１．第１の実施形態：検出センサと分離爪とを一体に構成し、風量を制御する定着装置の例〉
図１は、本発明の第１の実施形態に係る定着装置１の概略構成図であり、一部ブロック図で示す。図１に示すように、本実施形態の定着装置１は、定着ベルト２と、加圧部材である加圧ローラ３とを備える。さらに、本実施形態の定着装置１は、定着ベルト２及び加圧ローラ３のニップ部１７よりも用紙搬送方向下流側に設けられた、ノズル７と、分離爪８と、ガイド板９と、検出センサ１０とを備え、また、検出センサ１０からの信号が送られる制御部１１を備える。

定着ベルト２は、無端状の弾性部材で構成されており、駆動ローラである定着ローラ４と従動ローラである加熱ローラ５及びテンションローラ６とに支持張架されている。なお、本実施形態の定着ベルト２、定着ローラ４、加熱ローラ５、及び、テンションローラ６で本発明の定着部材を構成する。

定着ベルト２は、例えばＰＩ（ポリイミド）で構成される基体表層にＰＦＡ（テトラフルオロエチレン）がコーティングされた弾性部材で構成される。定着ローラ４は外径５０〜９０ｍｍの円柱状の部材で構成され、芯金上に例えば１０〜３０ｍｍの厚さの弾性層を有する。加熱ローラ５は、内部にハロゲンヒータ１３を内蔵した外径５０〜９０ｍｍの円柱状の部材で構成され、表面にＰＦＴＥ（ポリテトラフルオロエチレン）がコーティングされている。テンションローラ６は、中心の外径が１０〜２０ｍｍの逆クラウン形状の円柱部材で構成され、定着ローラ４と加熱ローラ５に張架する定着ベルト２の内側に配置されている。

加熱ローラ５がハロゲンヒータ１３に加熱されることによって定着ベルト２が加熱される。このとき、定着ベルト２は１６０℃〜２１０℃に制御される。そして、加熱された定着ベルト２は、定着ローラ４が回転駆動することによって図面時計回りに回転走行する。また、定着ベルト２はテンションローラ６によって所定のテンション、例えば１００〜５００Ｎが付与される。

加圧ローラ３は、外径５０〜９０ｍｍの円柱状の部材で構成され、芯金上に例えば１〜２０ｍｍの厚さの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２を挟んで定着ローラ４に圧接するように設けられている。加圧ローラ３は、回転走行する定着ベルト２に連動して回転する。本実施形態では、加圧ローラ３の表面の線速度は２２０〜５００ｍｍ／ｓである。

なお、本実施形態では、加圧ローラ３は定着ベルト２に従動する例としたが、加圧ローラ３を駆動ローラとして構成してもよい。また、加圧ローラ３に加熱するヒータを設けてもよい。

そして、定着ベルト２と加圧ローラ３とが当接する部分でニップ部１７が形成される。トナー像を担持した用紙がニップ部１７を通過することで、所定の温度に制御された定着ベルト２と加圧ローラ３によってトナーが溶融し、用紙に定着する。

ノズル７は、ニップ部１７の下流側に設けられ、ノズル７からニップ部１７近傍、特にニップ部１７を通過した用紙のトナー付着面と定着ベルト２表面との間に所定の風速のエアーが噴射されるように構成されている。より詳細には、ノズル７から、定着ベルト２の表面に沿うようにエアーを噴射し、用紙のトナー面を定着ベルト２から離すように構成されている。

ノズル７先端の開口は、定着ローラ４の長軸方向に沿って細長い形状に構成されており、その長手方向が、定着ローラ４の長軸方向に沿ってニップ部１７とほぼ平行となるよう設けられている。これにより、ニップ部１７を通過した用紙に一様に空気を噴射することができる。ノズル７から噴出される空気の風量は、ノズル７の後端に設けられているファン１２の回転数を変えて噴出される空気の風速を変えることで調整することができる。

分離爪８は、ニップ部１７の下流側に設けられ、その先端が加圧ローラ３に摺接し、支軸１４を回転軸として揺動可能に支持されている。図２は、本実施形態の定着装置１における分離爪８とガイド板９とを上面から見たときの概略構成図である。図２に示すように、分離爪８は、後述するガイド板９の切り込み部９ａに配置されており、加圧ローラ３の長手方向に沿って複数（図２では５個）設けられている。そして、分離爪８は、図示しないバネにより、３ｇ程度の軽い力で加圧ローラ３に押圧されている。また、分離爪８は、その断面が、先端に行くにしたがって薄くなるような三角形状の部材で構成されており、用紙と接する側の表面が、ガイド板９の表面とほぼ面一となるように設けられている。

分離爪８が設けられることによって、加圧ローラ３に付着した用紙を分離できるので、ニップ部１７を通過した用紙が加圧ローラ３に巻き込まれるのを防ぐことができる。また、分離爪８は、先端側が薄く構成されることで、ニップ部１７を通過した用紙を加圧ローラ３から分離する際に分離爪８先端に用紙の先端が衝突してしまうのを防ぐことができる。また、分離爪８の先端とは反対側の端部を肉厚にすることで、分離爪８の強度を保つことができる。

ガイド板９は、加圧ローラ３の長軸方向に沿って設けられた板状の部材で構成されており、図２に示すように、ニップ部１７側において、分離爪８が配置される切り込み部９ａが複数（図２では５箇所）設けられた櫛歯状の部材で構成されている。このとき、ガイド板９の加圧ローラ３側の端部は、分離爪８の先端よりも下流側に位置するように構成されている。また、ガイド板９は、支軸１５で支持され、ニップ部１７の下流側に固定されている。そして、ニップ部１７を通過して分離爪８によって加圧ローラ３から分離された用紙は、ガイド板９に沿って搬送される。

分離爪８及びガイド板９は、耐熱性及び離型性に優れた材料を用いて形成され、例えば、ＰＦＡコーティングや、ＰＴＦＥコーティングがなされた材料を用いて形成することができる。これにより、分離爪８及びガイド板９に用紙上のトナーが付着して、そのトナーが固着することを防ぐことができる。

検出センサ１０は、図２に破線で示すように、複数の分離爪８のうち、例えば中心部分に位置する１つの分離爪８に一体に構成されており、分離爪８の後端に設けられた突出部１６に接触するように設けられている。また、検出センサ１０は、ガイド板９上を搬送される用紙の搬送経路を妨げない位置に設けられ、例えば、分離爪８の用紙と接する面とは反対側の面側に設けられている。この検出センサ１０では、用紙が分離爪８表面を通過する際に分離爪８先端にかかる荷重を検出する。

図３は、定着装置１のニップ部１７を通過した用紙Ｓが分離爪８及びガイド板９上を搬送される様子を示す図である。図３に示すように、用紙Ｓの分離爪８側への荷重が大きい場合には、用紙Ｓが矢印Ａ１で示す方向に分離爪８を押圧するため、分離爪８は矢印Ａ２で示すように支軸１４を中心に回動する。分離爪８が回動することで検出センサ１０にかかる荷重が変化するので、この変化分が検出センサ１０で検出される。そして、検出センサ１０では、図２の一点鎖線ｘで示す部分にかかる荷重を検出することができる。

検出センサ１０としては、分離爪８先端にかかる荷重を検出できるセンサであればよく、例えばロードセル、ひずみゲージ、圧電素子等を用いることができる。なお、本実施形態では、検出センサ１０は分離爪８の回転中心となる支軸１４に対して分離爪８先端とは反対側に設けられる。したがって、検出センサ１０では、分離爪８先端への荷重の増加分は荷重の減少分として検出される。

制御部１１は、検出センサ１０で検出された値に基づき、ノズル７から噴射される空気の風量を制御する。例えば、検出センサ１０において、閾値を超える荷重を計測した場合には、ノズル７から噴射される空気の風量を下げるように、ファン１２の回転数を制御する。

次に、本実施形態の定着装置１の制御方法について説明する。図４は、本実施形態の定着装置１の制御方法の一例を示すフローチャートである。

未定着のトナー像を担持した用紙Ｓが定着装置１に送り込まれると、定着ベルト２及び加圧ローラ３の回転により、用紙Ｓがニップ部１７に狭持されて搬送される。そして、ニップ部１７を通過した用紙Ｓは、ノズル７から噴出される空気によって分離爪８側に押圧されながら搬送されてくる。そして、ニップ部１７から排出された用紙Ｓが分離爪８を押圧するタイミングでセンサチェックを行う（ステップＳ１）

センサチェックでは、ニップ部１７から排出された用紙Ｓによって分離爪８にかかった荷重を検出センサ１０によって検出する。そして、検出された荷重は電気信号に変換され、その電気信号が制御部１１に送られる。

次に、制御部１１において、送られてきた電気信号に基づいて、検出センサ１０によって検出された荷重が、設定されてある所定の閾値よりも高いか否かを判断する（ステップＳ２）。ここで、「閾値」は、ニップ部１７を通過した用紙Ｓが分離爪８やガイド板９に強く接触することに起因する爪スジや、加圧ローラ３への傷の発生が起こらない値に設定されている。検出された荷重が閾値以上である場合（ステップＳ２でＹＥＳ）には、制御部１１は、ノズル７から噴出される風量を下げるようにファン１２の回転数を制御する（ステップＳ３）。

ファン１２の回転数は、風量が予め決められた風量（例えば１／２や１／３）となるように制御してもよいし、また、荷重が閾値を下回るように段階的又は連続的に下がるように制御してもよい。その他、分離爪８にかかる荷重と風量とを対応づけたテーブルを参照して、荷重が閾値を下回るようにファン１２の回転数を制御してもよい。

風量を下げた後は、再度センサチェックを行い、前述と同様にして分離爪８にかかる荷重と所定の閾値との比較を行う。そして、検出センサ１０によって検出された荷重が閾値よりも下回った場合（ステップＳ２でＮＯ）には、風量をそのままの値で維持する。

また、センサチェックは、例えば０．１秒毎に行い、検出結果を随時風量の制御に反映させるようにしてもよい。この場合には、１枚の用紙が分離爪８上を搬送される期間中、用紙Ｓの分離爪８等への接触状態を最適に保つことができる。したがって、１枚の用紙Ｓの中でトナーの付着量の違いによって、用紙Ｓの「こし」が各領域で異なる場合にも、随時風量を最適に維持しながら用紙Ｓを搬送することができる。

また、図４では、ステップ２で「ＮＯ」の場合にはセンサチェックは終了となっているが、用紙Ｓの分離爪８への接触状態をより最適に保つ為に、「ＮＯ」の場合でも絶えずセンサチェックを行うようにしても良い。したがって、ステップＳ２の結果に関わらず、例えば０．１秒毎に絶えずセンサチェックを行うことで、用紙Ｓと分離爪との接触状態をより最適に保つことができる。

風量の下げ量は、分離爪８にかかる荷重が閾値を下回るように設定されればよいが、より好ましくは、閾値よりも低く設定した「目標値」を下回るように設定されるのが好ましい。例えば、爪スジや、加圧ローラ３への傷が起こらないように設定された閾値を５ｇｆとした場合、目標値を４ｇｆに設定する。このように、閾値よりも低い目標値を設定し、分離爪８にかかる荷重が目標値を下回るように風量を制御することで、トナーの付着量の違いなどによって急に分離爪８にかかる荷重が大きくなった場合にも爪スジや加圧ローラ３への傷の発生を抑制することができる。この「目標値」は、「閾値」と、最低限必要な「風量」とを考慮して決定される。

以上のように、本実施形態の定着装置１によれば、ノズル７から噴出する風量を下げることによって用紙Ｓが分離爪８側に押される力を低減できる。これにより、用紙Ｓへの爪スジや、分離爪８が用紙Ｓに押圧されることによる加圧ローラ３への傷を抑制することができる。そして、用紙の銘柄、筋目方向、トナーの付着量、使用環境によって使用する用紙Ｓのこしが異なる場合にも、随時、検出センサ１０で分離爪８と用紙Ｓとの接触状態を検出することで、爪スジや、加圧ローラ３への傷の発生を防止することができる。

以上のように、本実施形態の定着装置１では、エア分離方式で用紙Ｓを分離する場合においても、検出センサ１０を備えることで、画像への爪スジや、加圧ローラ３への傷を防止することができ、画像ノイズの抑制を図ることができる。さらに、加圧ローラ３への傷の発生が防止されるので、装置の劣化を防ぐことができる。

本実施形態の定着装置１では、複数の分離爪８のうち１つの分離爪８に対して１つの検出センサ１０を設ける構成としたが、複数の分離爪８のうち、選択された複数の分離爪８に対してそれぞれ検出センサ１０を設けてもよい。その他、全ての分離爪８に対して１つずつ検出センサ１０を設けてもよい。

複数の検出センサ１０を設けた場合には、それぞれの検出センサ１０で検出された荷重の平均を取って、その平均値に基づいて風量を制御しても良いし、複数の検出センサ１０のうち、検出された最大の荷重と最小の荷重に基づいて風量を制御してもよい。

また、本実施形態の定着装置１では、加圧ローラ３の長軸方向に沿った噴出口を有するノズル７を１つ設けたが、複数のノズルを加圧ローラ３の長軸方向に沿って設けてもよい。複数のノズルを設ける場合には、複数の検出センサ１０で場所毎の荷重を検出し、その検出結果に基づいて、ノズル毎に風量を制御することができる。

本実施形態の定着装置１は、定着部材として定着ベルト２を用いたベルト定着方式としたが、定着部材として定着ローラのみを用いたローラ定着方式であっても、本実施形態と同様の構成を適用することができる。また、定着部材の加熱手段は、ハロゲンランプなどのヒータに限られるものではなく、誘導加熱方式も採用可能である。

また、本実施形態では、検出センサ１０として荷重を検出するセンサを用いたが、分離爪への接触状態が検出できるセンサであれば、種々の構成を用いることができる。たとえば、用紙Ｓの分離爪８への接触面積を検出することで、用紙Ｓの分離爪８への接触状態を測る構成としてもよい。この場合には、検出センサ１０として例えば圧力センサ等を用いることができる。さらに、本実施形態では、ガイド板９は支軸１５で固定される例としたが、支軸１５を回転軸として揺動可能に取り付けてもよい。

〈２．第２の実施形態：検出センサとガイド板とを一体に構成し、風量を制御する定着装置の例〉
次に、本発明の第２の実施形態に係る定着装置について説明する。図５は、本実施形態の定着装置２０の要部の概略構成図である。また、図６は、本実施形態の定着装置２０における分離爪８とガイド板９とを上面から見たときの図である。本実施形態の定着装置２０は、検出センサ２１を設ける位置が第１の実施形態における定着装置１と異なる例である。また、本実施形態の定着装置２０は、分離爪８が支軸１４によって固定支持されており、ガイド板９が支軸１５を回転軸として揺動可能に支持されている点で、第１の実施形態における定着装置１と異なる。その他の構成は図１と同様であるから図示を省略する。また、図５及び図６において、図１及び図２に対応する部分には同一符号を付し、重複説明を省略する。

本実施形態の定着装置２０は、検出センサ２１がガイド板９と一体に構成されている。検出センサ２１は、搬送される用紙の搬送経路を妨げない位置に設けられ、例えば、ガイド板９の用紙と接する面とは反対側の面に接して設けられている。また、本実施形態では、図６において破線で示すように、検出センサ２１は、例えばガイド板９の長手方向の中心位置に一つ設けられている。この検出センサでは、用紙がガイド板９表面を通過する際のガイド板９先端にかかる荷重が検出される。

検出センサ２１としては、ガイド板９先端にかかる荷重を検出できるセンサであればよく、例えばロードセル、ひずみゲージ、圧電素子等を用いることができる。なお、本実施形態では、検出センサ２１はガイド板９の回転中心となる支軸１４に対してガイド板９先端側とは反対側に設けられる。したがって、検出センサ２１では、ガイド板９先端への荷重の増加分は、実際には荷重の減少分として検出される。

図７は、定着装置２０において、ニップ部１７を通過した用紙Ｓが分離爪８及びガイド板９上を搬送される様子を示す図である。図７に示すように、用紙Ｓのガイド板９側への荷重が大きい場合には、用紙Ｓが矢印Ａ１で示す方向にガイド板９を押圧するため、ガイド板９は矢印Ａ２で示すように支軸１５を中心に回動する。ガイド板９が回動することで検出センサ２１にかかる荷重が変化するので、この変化分が検出センサ２１で検出される。そして、検出センサ２１では、図６の一点鎖線ｘで示す部分にかかる荷重を検出することができる。

本実施形態の定着装置２０においても、図４を用いて説明した制御方法と同様にして風量を制御する。第１の実施形態では、用紙Ｓの搬送時において、用紙Ｓが分離爪８側に押圧されることによる分離爪８先端にかかる荷重を測定したが、本実施形態では、ガイド板９先端にかかる荷重を測定することで風量が制御される。

ところで、用紙上のトナーの付着量によっても、風量による用紙Ｓのガイド板９側への押し付けられ方は変わるため、ニップ部１７を通過した用紙Ｓのガイド板９側への接触状態は加圧ローラ３の長軸方向において一定ではない。ガイド板９は、一枚の部材で構成されるため、用紙Ｓからの押圧が最大となる部分の荷重が検出センサ２１に反映される。このため、本実施形態では、ガイド板９への荷重が最大の部分に合わせて風量を制御し、爪スジや、加圧ローラ３への傷を、加圧ローラ３の長軸方向に沿って全体的に抑制することができる。

なお、本実施形態では、分離爪８は支軸８で固定される例としたが、支軸１４を回転軸として揺動可能に取り付けてもよい。その他、第１の実施形態と同様、種々の変更が可能である。

〈３．第３の実施形態：検出センサを隣り合う分離爪間に設け、風量を制御する定着装置の例〉
次に、本発明の第３の実施形態に係る定着装置について説明する。図８は、本実施形態の定着装置３０の要部の概略構成図である。本実施形態の定着装置３０は、検出センサ３１の構成が第１の実施形態と異なる例である。また、本実施形態の定着装置３０は、分離爪８及びガイド板９が、それぞれの支軸１４，１５によって固定支持されている。その他の構成は図１と同様であるから図示を省略する。また、図８において、図１に対応する部分には同一符号を付し、重複説明を省略する。

本実施形態では、検出センサ３１は、隣合う分離爪８の間に設けられたセンサ用爪部３２に一体に設けられており、センサ用爪部３２は支軸３３を回転軸として揺動可能に支持されている。図９は、本実施形態の定着装置３０における分離爪８とセンサ用爪部３２とガイド板９とを上面から見たときの概略構成図である。

図９に示すように、センサ用爪部３２は、分離爪８と同様、ガイド板９の加圧ローラ３側先端に設けられた切り込み部９ａに配置されており、センサ用爪部３２の先端はガイド板９先端よりも加圧ローラ３側に突出するように構成されている。また、図８に示すように、センサ用爪部３２は、分離爪８と同様、その断面が先端に行くにしたがって薄くなるような三角形状の部材で構成されており、用紙と接する側の表面がガイド板９の表面とほぼ面一となるように設けられている。本実施形態において、センサ用爪部３２は加圧ローラ３に摺接していてもしていなくてもよい。

本実施形態において、検出センサ３１では、用紙がセンサ用爪部３２の表面を通過する際のセンサ用爪部３２の先端にかかる荷重が検出される。そして、センサ用爪部３２の先端にかかる荷重を検出することで、分離爪８側にかかる荷重を検出する。検出センサ３１としては、第１の実施形態及び第２の実施形態と同様のセンサを用いることができる。

図１０は、定着装置３０のニップ部１７を通過した用紙Ｓが分離爪８及びガイド板９上を搬送される様子を示す図である。図１０に示すように、用紙Ｓのセンサ用爪部３２側への荷重が大きい場合には、用紙Ｓが矢印Ａ１で示す方向にセンサ用爪部３２を押圧するため、センサ用爪部３２は矢印Ａ２で示すように支軸３３を中心に回動する。センサ用爪部３２が回動することで検出センサ３１にかかる荷重が変化するので、この変化分が検出センサ３１で検出される。そして、検出センサ３１では、図９の一点鎖線ｘで示す部分にかかる荷重を検出することができる。

本実施形態の定着装置３０においても、図４を用いて説明した制御方法と同様にして風量を制御する。第１の実施形態では、用紙Ｓの搬送時において、用紙Ｓが分離爪８側に押圧されることによる分離爪８先端にかかる荷重を測定したが、本実施形態では、センサ用爪部３２先端にかかる荷重を測定し、この結果に基づいて風量を制御する。

以上のように、本実施形態では、検出センサ３１を分離爪８とは別途形成したセンサ用爪部３２に一体に形成する。このように、センサ用爪部３２を分離爪８とは別に形成する場合、センサ用爪部３２を分離爪８よりも揺動しやすく構成できる。このため、本実施形態では、第１の実施形態のように検出センサ１０を分離爪８と一体に形成する場合に比べて、接触状態に対する感度を高めることができ、用紙Ｓへの爪スジや、加圧ローラ３に傷が発生するのをより早い段階で防止することができる。

なお、本実施形態では、分離爪８及びガイド板９は、それぞれ、支軸１４，１５で固定される例としたが、支軸１４，１５を回転軸として揺動可能に取り付けてもよい。その他、第１の実施形態と同様、種々の変更が可能である。

〈４．第４の実施形態：検出センサと分離爪とを一体に構成し、分離爪を制御する定着装置の例〉
次に、本発明の第４の実施形態に係る定着装置について説明する。図１１は、本実施形態の定着装置４０の要部の概略構成図である。本実施形態の定着装置４０は、分離爪８の位置を調整するための調整部材４１を有し、分離爪８の位置を制御する点で第１の実施形態の定着装置１と異なる例であり、その他の構成は図１と同様であるから図示を省略する。また、図１１において、図１に対応する部分には同一符号を付し、重複説明を省略する。

図１１に示すように、本実施形態の定着装置４０における分離爪８の支軸１４は調整部材４１の開口部４２に挿通されており、アクチュエータ（図示を省略する）によって開口部４２内を摺動移動するように構成されている。

図１２は、調整部材４１の斜視図である。図１２に示すように、調整部材４１は、例えばコ字状の部材で構成され、調整部材４１の向かい合う側壁面には、開口部４２が設けられている。この開口部４２は、用紙Ｓの搬送方向に対して斜め下側に傾斜した細長い形状の孔で形成されている。本実施形態では、分離爪８の支軸１４が調整部材４１の開口部４２を摺動移動することで分離爪８の先端が加圧ローラ３から退避するように移動する。

図１３は、定着装置４０のニップ部１７を通過した用紙Ｓが分離爪８及びガイド板９上を搬送される様子を示す図である。図１３に示すように、用紙Ｓの分離爪８側への荷重が大きい場合には、用紙Ｓが矢印Ａ１で示す方向に分離爪８を押圧するため、分離爪８は矢印Ａ２で示すように支軸１４を中心に回動する。分離爪８が回動することで検出センサ１０にかかる荷重が変化するので、この変化分が検出センサ１０で検出される。

次に、本実施形態の定着装置４０の制御方法について説明する。図１４は、本実施形態の定着装置４０の制御方法の一例を示すフローチャートである。

未定着のトナー像を担持した用紙が定着装置４０に送り込まれると、定着ベルト２及び加圧ローラ３の回転により、用紙Ｓがニップ部１７に狭持されて搬送される。そして、ニップ部１７を通過した用紙Ｓは、ノズル７から噴出される空気によって分離爪８側に押圧されながら搬送されてくる。そして、ニップ部１７から排出された用紙Ｓが分離爪８を押圧するタイミングでセンサチェックを行う（ステップＳ１０）

センサチェックでは、排出された用紙Ｓによって分離爪８にかかった荷重を検出センサ１０によって検出する。そして、検出された荷重は電気信号に変換され、その電気信号が制御部１１に送られる。

次に、制御部１１において、送られてきた電気信号に基づいて、検出センサ１０によって検出された荷重が、設定されてある所定の閾値よりも高いか否かを判断する（ステップＳ１１）。ここで、「閾値」は、ニップ部１７を通過した用紙Ｓが分離爪８やガイド板９に強く接触することに起因する爪スジや、加圧ローラ３への傷の発生が起こらない値に設定されている。検出された荷重が閾値以上である場合（ステップＳ１１でＹＥＳ）には、制御部１１はアクチュエータを制御し、分離爪８を加圧ローラ３から退避させる（ステップＳ１２）。

分離爪８の退避位置は、分離爪８にかかる用紙Ｓの荷重が閾値を下回る位置に制御されればよく、調整部材４１の開口部４２を分離爪８の支軸１４が摺動移動することで調整される。分離爪８を移動した後は、再度センサチェックを行い、前述と同様にして分離爪８にかかる荷重と所定の閾値との比較を行う。そして、検出センサ１０によって検出された荷重が閾値よりも下回った場合（ステップＳ２でＮＯ）には、分離爪８はそのままの位置で維持する。

本実施形態においても第１の実施形態と同様、図１４のステップＳ１２において、分離爪８の位置は分離爪にかかる荷重が閾値を下回るように制御されればよいが、より好ましくは、閾値よりも低く設定した「目標値」を下回るように設定されるのが好ましい。「目標値」の設定については、第１の実施形態と同様である。

本実施形態では、分離爪８を加圧ローラ３から離れるように退避させる（図１３参照）ことで、用紙Ｓから分離爪８にかかる押圧力を弱めることができる。これにより、爪スジや、加圧ローラ３への傷の発生を防止することができる。

〈５．第５の実施形態：検出センサと分離爪とを一体に構成し、分離爪を制御する定着装置の例〉
次に、本発明の第５の実施形態に係る定着装置について説明する。図１５は、本実施形態の定着装置５０の要部の概略構成図である。本実施形態の定着装置５０は、分離爪８の位置を調整するための調整部材５１の構成が第４の実施形態の定着装置４０と異なる例であり、その他の構成は図１１と同様であるから図示を省略する。また、図１５において、図１及び図１１に対応する部分には同一符号を付し、重複説明を省略する。

図１５に示すように、本実施形態の定着装置５０における分離爪８の支軸１４は調整部材５１の開口部５２に挿通されており、アクチュエータ（図示を省略する）によって開口部５２内を摺動するように構成されている。

図１６は、調整部材５１の斜視図である。図１６に示すように、調整部材５１は、例えばコ字状の部材で構成され、調整部材５１の向かい合う側壁面には、開口部５２が設けられている。この開口部５２は、加圧ローラ３の円周に沿って弧を描くような弓状の形状の孔で構成されている。本実施形態では、分離爪８の支軸１４が調整部材５１の開口部５２を摺動移動することで分離爪８の先端が加圧ローラ３から退避するように移動する。そして、本実施形態では、調整部材５１の開口部５２が弓状に形成されているので、分離爪８の先端は加圧ローラ３の外周面に沿って移動する。

図１７は、定着装置５０のニップ部１７を通過した用紙Ｓが分離爪８及びガイド板９上を搬送される様子を示す図である。図１７に示すように、用紙Ｓの分離爪８側への荷重が大きい場合には、用紙Ｓが矢印Ａ１で示す方向に分離爪８を押圧するため、分離爪８は矢印Ａ２で示すように支軸１４を中心に回動する。分離爪８が回動することで検出センサ１０にかかる荷重が変化するので、この変化分が検出センサ１０で検出される。

本実施形態の定着装置５０においても、図１４を用いて説明した制御方法と同様にして分離爪８の位置を制御する。本実施形態では、分離爪８は、加圧ローラ３の外周面に沿って加圧ローラ３から退避するように移動することができる。このため、加圧ローラ３に対する分離爪８の角度が変わりにくく、分離爪８の移動により分離爪８の先端が加圧ローラ３に刺さることを防ぐことができる。その他、本実施形態においても第１及び第４の実施形態と同様の効果を得ることができる。

以上、第１〜第５の実施形態について説明したが、適宜組み合わせて実施することも可能である。例えば、検出センサの検出結果に基づいて、制御部において風量及び分離爪の位置を制御することで、用紙から分離爪側にかかる押圧力を弱める構成としてもよい。また、検出センサはガイド板及び分離爪の両方に設けても良い。その他、種々の組み合わせが可能である。

〈６．第６の実施形態：画像形成装置〉
次に、上述した定着装置を用いた画像形成装置について説明する。
図１８は、本発明の第６の実施形態に係る画像形成装置１００の概略構成図である。本実施形態の画像形成装置１００は、電子写真方式により用紙に画像を形成するものであり、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｂｋ）の４色のトナーを重ね合わせるタンデム形式のカラー画像形成装置である。また、本実施形態の画像形成装置は、第１の実施形態における定着装置１を有する。

図１８に示すように、本実施形態の画像形成装置１００は、原稿搬送部１１０と、用紙収納部１２０と、画像読取部１３０と、画像形成部１４０と、中間転写ベルト１５０と、２次転写部１７０と、定着装置１とを備える。

原稿搬送部１１０は、原稿をセットする原稿給紙台１１１と、複数のローラ１１２とを有している。原稿搬送部１１０の原稿給紙台１１１にセットされた原稿Ｇは、複数のローラ１１２によって、画像読取部１３０の読み取り位置に１枚ずつ搬送される。画像読取部１３０は、原稿搬送部１１０によって搬送された原稿Ｇ又は原稿台１１３に載置された原稿の画像を読み取って、画像信号を生成する。

用紙収納部１２０は、装置本体の下部に配置されており、用紙Ｓのサイズに応じて複数設けられている。この用紙Ｓは、給紙部１２１により給紙されて搬送部１２３に送られ、搬送部１２３によって転写位置である２次転写部１７０に搬送される。また、用紙収納部１２０の近傍には、手差部１２２が設けられている。この手差部１２２からは、用紙収納部１２０が収納されていないサイズの用紙やタグを有するタグ紙、ＯＨＰシート等の特殊紙が転写位置へ送られる。

画像読取部１３０と用紙収納部１２０の間には、画像形成部１４０と中間転写ベルト１５０が配置されている。画像形成部１４０は、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のトナー像を形成するために、４つの画像形成ユニット１４０Ｙ，１４０Ｍ，１４０Ｃ，１４０Ｋを有する。

第１の画像形成ユニット１４０Ｙはイエローのトナー像を形成し、第２の画像形成ユニット１４０Ｍはマゼンダのトナー像を形成する。また、第３の画像形成ユニット１４０Ｃは、シアンのトナー像を形成し、第４の画像形成ユニット１４０Ｋは、ブラックのトナー像を形成する。これら４つの画像形成ユニット１４０Ｙ，１４０Ｍ，１４０Ｃ，１４０Ｋは、それぞれ同一の構成を有しているため、ここでは代表して第１の画像形成ユニット１４０Ｙについて説明する。

第１の画像形成ユニット１４０Ｙは、ドラム状の感光体１４１と、感光体の周囲に配置された帯電部１４２と、露光部１４３と、現像部１４４と、クリーニング部１４５を有している。感光体１４１は、駆動モータ（図示を省略する）によって半時計回りに回転する。帯電部１４２は感光体１４１に電荷を与え感光体１４１の表面を一様に帯電する。露光部１４３は、原稿Ｇから読み取られた画像データに基づいて、感光体１４１の表面に対して露光検査を行い感光体１４１に静電潜像を形成する。

現像部１４４は、感光体１４１に形成された静電潜像にイエローのトナーを付着させる。これにより、感光体１４１の表面は、イエローのトナー像が形成される。なお、第２の画像形成ユニット１４０Ｍの現像部１４４は、感光体１４１にマゼンダのトナーを付着させ、第３の画像形成ユニット１４０Ｃの現像部１４４は、感光体１４１にシアンのトナーを付着させる。そして、第４の画像形成ユニット１４０Ｋの現像部１４４は、感光体１４１にブラックのトナーを付着させる。

感光体１４１上に付着したトナーは、中間転写ベルト１５０に転写される。クリーニング部１４５は、中間転写ベルト１５０に転写した後感光体１４１の表面に残留しているトナーを除去する。

中間転写ベルト１５０は、無端状に形成されており、駆動モータ（図示を省略する）で感光体１４１の回転方向とは逆方向の時計回りに回転する。中間転写ベルト１５０における各画像形成ユニット１４０Ｙ，１４０Ｍ，１４０Ｃ，１４０Ｋの感光体１４１と対向する位置には、１次転写部１５１が設けられている。この１次転写部１５１は、中間転写ベルト１５０にトナーと反対の極性を印加することで、感光体１４１上に形成されたトナー像を中間転写ベルト１５０に転写させる。

そして、中間転写ベルト１５０が回転することで、中間転写ベルト１５０の表面には、４つの画像形成ユニット１４０Ｙ，１４０Ｍ，１４０Ｃ，１４０Ｋで形成されたトナー像が順次転写される。これにより、中間転写ベルト１５０上には、イエロー、マゼンダ、シアン及びブラックのトナー像が重なり合いカラー画像が形成される。

中間転写ベルト１５０の近傍で、かつ搬送部１２３の上流側には、２次転写部１７０が配置されている。２次転写部１７０は、ローラ状に形成されており、搬送部１２３によって送られてきた用紙Ｓを中間転写ベルト１５０側に押圧する。そして、２次転写部１７０は、搬送部１２３によって送られてきた用紙Ｓ上に中間転写ベルト１５０に形成されたカラーのトナー画像を転写する。クリーニング部１５２は、用紙Ｓに転写した後中間転写ベルト１５０の表面に残留しているトナーを除去する。

２次転写部１７０の、用紙Ｓが搬送される上流側（排出側）には、定着装置１が設けられている。定着装置１では、用紙Ｓに転写されたトナー像を、加圧加熱により用紙Ｓに定着させる。定着装置１の構成については第１の実施形態で説明した通りである。

定着装置１の下流には、切換ゲート１２４が配置されている。切換ゲート１２４は、定着装置１を通過した用紙Ｓの搬送経路を切り換える。すなわち、切換ゲート１２４は、片面画像形成におけるフェースアップ排紙を行う場合に、用紙Ｓを直進させる。これにより、用紙Ｓは、一対の排紙ローラ１２５によって排紙される。また、切換ゲート１２４は、片面画像形成におけるフェースダウン排紙及び画面画像形成を行う場合に、用紙Ｓを下方に案内する。

フェースダウン排紙を行う場合は、切換ゲート１２４によって用紙Ｓを下方に案内した後に、用紙反転搬送部１２６によって表裏を反転して上方に搬送する。これにより、用紙Ｓは、一対の排紙ローラ１２５によって排紙される。両面画像形成を行う場合は、切換ゲート１２４によって用紙Ｓを下方に案内した後に、用紙反転搬送部１２６によって表裏を反転し、再給紙路１２７により再び転写位置へ送られる。

また、一対の排紙ローラ１２５の下流側に、用紙Ｓを折ったり、用紙Ｓに対してステーブル処理等を行ったりする後処理装置を配置してもよい。

本実施形態の画像形成装置１００では、定着装置１において、用紙Ｓへの爪スジや、加圧ローラ３に傷が発生することを防止することができるので、部品の劣化を防ぎ、故障の原因を防ぐことができる。

本実施形態では、定着装置１として、第１の実施形態に係る定着装置１を適用する例を示したが、その他、第２〜第５の実施形態に係る定着装置を適用することもできる。また、本実施形態ではカラー画像形成装置を例として説明したが、モノクロ画像形成装置に第１〜第５の実施形態の定着装置を適用することもできる。また、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。

１，２０，３０，４０，５０・・・定着装置、２・・・定着ベルト、３・・・加圧ローラ、４・・・定着ローラ、５・・・加熱ローラ、６・・・テンションローラ、７・・・ノズル、８・・・分離爪、９・・・ガイド板、９ａ・・・切り込み部、１０，２１，３１・・・検出センサ、１１・・・制御部、１２・・・ファン、１３・・・ハロゲンヒータ、１４・・・支軸、１５・・・支軸、１６・・・突出部、１７・・・ニップ部、３３・・・支軸、４１，５１・・・調整部材、４２，５２・・・開口部、１００・・・画像形成装置、１１０・・・原稿搬送部、１１１・・・原稿給紙台、１１２・・・ローラ、１１３・・・原稿台、１２０・・・用紙収納部、１２１・・・給紙部、１２２・・・手差部、１２３・・・搬送部、１２４・・・切換ゲート、１２５・・・排紙ローラ、１２６・・・用紙反転搬送部、１２７・・・再給紙路、１３０・・・画像読取部、１４０・・・画像形成部、１４０Ｃ・・・第３の画像形成ユニット、１４０Ｋ・・・第４の画像形成ユニット、１４０Ｍ・・・第２の画像形成ユニット、１４０Ｙ・・・画像形成ユニット、１４０Ｙ・・・第１の画像形成ユニット、１４１・・・感光体、１４２・・・帯電部、１４３・・・露光部、１４４・・・現像部、１４５・・・クリーニング部、１５０・・・中間転写ベルト、１５１・・・１次転写部、１５２・・・クリーニング部、１７０・・・２次転写部

Claims (10)

1. 所定の温度に加熱される定着部材と前記定着部材に圧接される加圧部材とで形成されたニップ部に未定着のトナー現像を担持する記録媒体を通過させて、前記トナー現像を前記記録媒体に定着させる定着装置において、
   前記ニップ部を通過した前記記録媒体を前記加圧部材から分離する分離爪と、
   前記ニップ部を通過した前記記録媒体と前記定着部材との間に空気を噴射するノズルと、
   前記ニップ部を通過した前記記録媒体を支持するガイド板と、
   前記記録媒体の前記分離爪、又は、前記ガイド板への接触状態を検出する検出センサと、
   前記検出センサの出力が閾値を超えた場合には、記録媒体の前記分離爪側への押圧力が弱くなるように制御する制御部と
   を備えることを特徴とする定着装置。
2. 前記制御部は、前記検出センサの出力が閾値を超えた場合には、前記分離爪を前記加圧部材から退避させる
   請求項１に記載の定着装置。
3. 前記制御部は、前記検出センサの出力が閾値を超えた場合には、前記ノズルから噴射される空気の風量を下げる
   請求項１に記載の定着装置。
4. 前記制御部は、前記検出センサの出力が閾値を超えた場合には、前記分離爪を前記加圧部材から退避させると共に、前記ノズルから噴射される空気の風量を下げる
   請求項１に記載の定着装置。
5. 前記検出センサは前記分離爪と一体に構成されている
   請求項１〜４のいずれかに一項に記載の定着装置。
6. 前記検出センサは前記ガイド板と一体に構成されている
   請求項１〜４のいずれかに一項に記載の定着装置。
7. 前記分離爪は前記加圧部材に沿って複数設けられており、前記検出センサは隣り合う分離爪間に設けられている
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の定着装置。
8. 前記分離爪は前記加圧部材の外周面に沿って可動する
   請求項２又は３に記載の定着装置。
9. 前記定着部材は、定着ローラと、前記定着ローラに張架する定着ベルトとを備える
   請求項１〜８のいずれか一項に記載の定着装置。
10. 請求項１〜９のいずれか一項に記載の定着装置を有する画像形成装置。

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