JP5315012B2 - 定着装置及びそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置に用いる定着装置及びそれを備えた画像形成装置に関し、特に、加熱部材と加圧部材のニップ圧を変更可能な定着装置及びそれを備えた画像形成装置に関するものである。

従来から、定着装置では、圧接される加熱部材と加圧部材とを有し、加熱部材と加圧部材の圧接部であるニップ部で、未定着トナー像を担持する記録材を挟持搬送させて熱と圧力で定着画像を得ることが行われている。

上記のような定着装置においては、加熱部材の温度と、ニップ部のニップ圧は、記録材へのトナー定着性を考慮し設定される。しかし、普通紙等のシート状の記録材などへのトナー定着性を考慮して設定した加熱・加圧の条件下で、それとは種類の異なる特殊紙などの記録材を通紙して未定着トナー像を定着するようにした場合、その記録材にシワが発生しやすい。例えば、封筒状の記録材を、ニップ部で加熱・加圧しながら挟持搬送して未定着トナー像を定着するようにした場合、その記録材にシワが発生することがある。封筒状の記録材は、例えば、一枚の紙を折り重ねて糊付けされたものであり、表面と裏面の紙で、縮み方向に違いがあると、加熱して収縮した時の歪みの逃げ場がなくなるため、シワが発生し易い。

そこで、定着する記録材の種類に応じて加熱部材と加圧部材との圧力を可変にした定着装置がある。特許文献１には、ヒータを有する加熱ローラと加圧ローラ間のニップ部で未定着画像を担持した記録材を挾持搬送して定着を行う定着装置において、板部材を介してバネの加圧力を加圧ローラに作用させて、ユーザーがレバーを操作すると、板部材が回転し、ニップ部に通常のニップ圧を発生させる第１の位置と特殊紙用のニップ圧を発生させる第２の位置とに切り替えることが可能であり、封筒等の定着を行う際には、第２位置に切り替え、ニップ圧を減少させる定着装置が開示されている。

しかしながら、上述した従来技術では、ユーザーのレバー操作によっては、板部材の停止位置が第２位置から外れることがあり、第２位置から外れると、所定のニップ圧力にならず、ニップ部で挟持搬送される封筒状の記録材のシワを確実にとることが難しい。また、所定の位置に正確に合わせるには、微妙なレバー操作が必要になり、操作に時間がかかるという不具合があった。

また、特許文献２には、加熱部材を保持し、支軸を中心に上下揺動自在な加圧アームと、支軸を中心に加圧アームを上方へ回動付勢させるバネと、第１から第３の位相を有する回転自在で加圧アームに接離するカム部材とを有し、カム部材の回転制御に応じて、加圧アームがカム部材の各位相のカム高さでバネに抗して押し下げられると、ニップ部のニップ圧が減圧される。第１の位相では、普通紙の定着を行い、第２の位相では封筒状の記録材の定着を行い、さらに第３の位相ではジャム処理を行っている。

しかしながら、上述した従来技術では、カム部材を所定の位相に正確に合わせるには、モータをステッピングモータ等で高精度に回転制御することが必要になり、製造コストがかかるという不具合があった。
特開平６−３３７６１２号公報（段落［００２０］〜［００２４］、図１） 特開２００７−７９１６０号公報（段落［００３６］〜［００４６］、図３）

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、簡単な構成で、確実に加熱部材と加圧部材のニップ圧を変更可能である定着装置及びそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、加圧機構で圧接される加熱部材と加圧部材を有し、前記加熱部材と前記加圧部材のニップ部で未定着画像を担持した記録材を挟持搬送して加熱する定着装置において、前記加圧機構は、前記加圧部材と前記加熱部材の一方側を付勢する複数の弾性部材と、前記複数の弾性部材の少なくともひとつの弾性部材の前記一方側に対する付勢力の解除により前記ニップ部のニップ圧を変更する切り替え部材とを備えることを特徴としている。

この構成によれば、普通紙がニップ部に挟持搬送されるときには、複数の弾性部材によってニップ部が加圧されて、普通紙上に担持された未定着画像が溶融定着される。封筒等の特殊紙がニップ部に挟持搬送されるときには、切り替え部材が少なくともひとつの弾性部材の付勢力を解除し、残りの弾性部材によってニップ部が加圧されて、特殊紙上に担持された未定着画像が溶融定着される。

また、請求項１に記載の発明では、前記加圧機構は、支軸を中心に揺動自在に保持されて前記加圧部材と前記加熱部材の一方を保持するアーム部材を備え、前記複数の弾性部材は、第１の位置と、前記第１の位置に対して前記支軸から離れた第２の位置とで前記アーム部材を付勢し、前記切り替え部材は、前記第２位置に配置される弾性部材の付勢力を解除することを特徴としている。この構成によれば、普通紙がニップ部に挟持搬送されるときには、第１及び第２の位置で付勢する弾性部材によってニップ部が加圧される。第２の位置にある弾性部材は支軸から離れた位置で作用するので付勢力は小さくても、適切なニップ圧となる。また、特殊紙がニップ部に挟持搬送されるときには、切り替え部材が第２の位置にある弾性部材の付勢力を解除する。第２の位置にある弾性部材の付勢力は小さいので、この解除力は小さくてもよい。

また、請求項１に記載の発明では、前記切り替え部材は、操作部と、前記弾性部材に該付勢力によって当接するとともに前記アーム部材に接離自在である作動部と、前記操作部の操作力を前記作動部に伝える伝動部とを備え、前記操作部の操作によって、前記作動部が前記アーム部材から離反し、前記弾性部材の付勢力を解除することを特徴としている。この構成によれば、アーム部材は作動部に当接し弾性部材によって付勢されているが、操作部を操作すると、伝動部を介して伝わる操作力によって、作動部がアーム部材から離反し、弾性部材の付勢力がアーム部材に作用しなくなる。

また、請求項１に記載の発明では、前記伝動部は、前記弾性部材の付勢力によって操作部の操作方向で前記作動部に当接するとともに、前記操作部に設けたカム歯に噛合可能なカム歯と、装置本体の係止部に係合可能な突部先端とを有し、前記操作部が操作方向の下方に押されると、前記操作部のカム歯と前記伝動部のカム歯は噛合し、前記伝動部は回転しながら下方に移動し、前記突部先端は前記係止部に係合することを特徴としている。この構成によれば、操作部が操作方向の下方に押されると、操作部のカム歯と伝動部のカム歯が噛合する。互いのカム歯の噛合によって、伝動部は下方に移動しながら回転し、伝動部の下方への移動によって作動部がアーム部材から離反したときに、突部先端が係止部に係合し、伝動部はこの状態で保持され、弾性部材の付勢力がアーム部材に作用しなくなる。

また、請求項２に記載の発明では、装置本体にスイッチを有し、前記操作部は、操作方向への移動によって、前記スイッチを切り替える切り替え片を有することを特徴としている。

また、請求項３に記載の発明では、上記構成の定着装置において、前記複数の弾性部材は前記加圧部材を付勢することを特徴としている。

また、請求項４に記載の発明では、上記の構成の定着装置が搭載された画像形成装置である。

請求項１に記載の発明によれば、普通紙がニップ部に挟持搬送されるときには、複数の弾性部材によってニップ部が加圧されて、普通紙上に担持された未定着画像が溶融定着される。封筒等の特殊紙がニップ部に挟持搬送されるときには、切り替え部材が少なくともひとつの弾性部材の付勢力を解除し、残りの弾性部材によってニップ部が加圧されて、特殊紙上に担持された未定着画像が溶融定着される。従って、弾性部材の付勢力を解除するという簡単な構成で、特殊紙を定着するときには、普通紙の定着に比べてニップ圧が小さく、またニップ圧が安定し、常に記録紙のシワの発生を防止することができる。

また、請求項１に記載の発明によれば、普通紙がニップ部に挟持搬送されるときには、第１及び第２の位置で付勢する弾性部材によってニップ部が加圧される。第２の位置にある弾性部材は支軸から離れた位置で作用するので付勢力は小さくても、適切なニップ圧とすることができる。また、特殊紙がニップ部に挟持搬送されるときには、切り替え部材が第２の位置にある弾性部材の付勢力を解除する。第２の位置にある弾性部材の付勢力は小さいので、この解除力は小さくてもよい。従って、弾性部材の形状やバネ定数の設定に自由度が増し、弾性部材を簡単な構成とすることができ、また解除力が小さくて良いので、手動操作するときには、操作性が向上し、モータ、ソレノイド等の駆動部材で作動させるときには、駆動負荷が小さくなる。

また、請求項１に記載の発明によれば、アーム部材は作動部に当接し弾性部材によって付勢されているが、操作部を操作すると、伝動部を介して伝わる操作力によって、作動部がアーム部材から離反し、弾性部材の付勢力がアーム部材に作用しなくなるので、簡単な構成によって、ニップ圧を変更することができる。

また、請求項１に記載の発明によれば、操作部が操作方向の下方に押されると、操作部のカム歯と伝動部のカム歯が噛合する。互いのカム歯の噛合によって、伝動部は下方に移動しながら回転し、伝動部の下方への移動によって作動部がアーム部材から離反したときに、突部先端が係止部に係合し、伝動部はこの状態で保持され、弾性部材の付勢力がアーム部材に作用しなくなる。これによって、簡単な手動操作でニップ圧を変更することができる。

また、請求項２に記載の発明によれば、装置本体にスイッチを有し、操作部は、操作方向の移動によって、スイッチを切り替える切り替え片を有するので、このスイッチを液晶等の表示器の駆動制御部に接続して、表示器に普通紙または封筒等の特殊紙の記録紙に応じた表示を行うと、誤操作するおそれがない。

また、請求項３に記載の発明によれば、複数の弾性部材は加圧部材を付勢するので、簡単な構成で、確実にニップ圧を変更することができる。

また、請求項４に記載の発明によれば、簡単な構成で、確実に加熱部材と加圧部材のニップ圧を変更可能である定着装置を備える画像形成装置にすることができる。

以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明するが、本発明は、この実施形態に限定されない。本発明の実施形態は発明の最も好ましい形態を示すものであり、また発明の用途やここで示す用語等はこれに限定されるものではない。

（第１実施形態）
図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体構成を示す概略平面図である。図１に示すように、画像形成装置１は、その下部に配設された給紙部２と、この給紙部２の側方に配設された用紙搬送部３と、この用紙搬送部３の上方に配設された画像形成部４と、画像形成部３の右方で装置外に配設された手差しトレイ２５と、画像形成部４よりも排出側に配設された定着装置５と、画像形成部４及び定着装置５の上方に配設された画像読取部６を備えている。

給紙部２は、普通紙である記録材９を収容する複数の給紙カセット７を備えており、給紙ローラ８の回転動作により、複数の給紙カセット７のうち選択された給紙カセット７から記録材９を１枚ずつ確実に用紙搬送部３に送り出す。

手差しトレイ２５は、給紙カセット７に収容された記録材９とは異なるサイズの普通紙、またはＯＨＰシートや封筒等の記録材が載置され、ＯＨＰシートや封筒等の記録材９を用紙搬送部３に送り出す。

用紙搬送部３に送られた記録材９は、用紙供給経路１０を経由して画像形成部４に向けて搬送される。画像形成部４は、電子写真プロセスによって、記録材９にトナー像を形成するものであり、所定の方向（図中の矢印方向）に回転可能に軸支された感光体１１と、この感光体１１の周囲にその回転方向に沿って、帯電装置１２、露光装置１３、現像装置１４、転写装置１５、クリーニング装置１６、及び除電装置１７を備えている。

帯電装置１２は、高電圧を印加される帯電ワイヤを備えており、この帯電ワイヤからのコロナ放電によって感光体１１表面に所定電位を与えると、感光体１１表面が一様に帯電させられる。そして、画像読取部６によって読み取られた原稿の画像データに基づくレーザ光が、露光装置１３により感光体１１に照射される。照射されたレーザ光によって、感光体１１の表面電位が選択的に減衰され、感光体１１表面に静電潜像が形成される。次いで、現像装置１４が感光体１１表面の静電潜像を現像し、感光体１１表面にトナー像が形成される。このトナー像が転写装置１５によって感光体１１と転写装置１５との間に供給された記録材９に転写される。

トナー像が転写された記録材９は、画像形成部４の用紙搬送方向の下流側に配置された定着装置５に向けて搬送される。定着装置５では、加熱ローラ１８と加圧ローラ１９によって、記録材９が加熱加圧され、記録材９上にトナー像が溶融定着される。次いで、トナー像を定着した記録材９は、排出ローラ対２０によって排出トレイ２１上に排出される。

転写装置１５による転写後、感光体１１表面に残留しているトナーは、クリーニング装置１６により除去され、また感光体１１表面の残留電荷は、除電装置１７により除去される。そして、感光体１１は帯電装置１２によって再び帯電され、以下同様にして画像形成が行われることになる。

定着装置５について図２、図３に基づいて詳しく説明する。図２は上述の画像形成装置１に用いられる定着装置５の概略の構成を示す平面図であり、図３は定着装置の構成を示す斜視図である。

図２に示すように定着装置５は、ローラ定着方式であり、加熱部材である加熱ローラ１８と、加圧部材である加圧ローラ１９と、熱源であるヒータ４３、及びモータと減速ギアを有する駆動源４２とを備える。

加熱ローラ１８は、熱伝導性に優れたアルミや鉄等の金属からなる円筒形状の芯金上に、フッ素樹脂のコーティングやチューブを被覆したものが用いられる。加熱ローラ１８の芯金内部にハロゲンランプやキセノンランプ等のヒータ４３が設けられる。

加圧ローラ１９は、合成樹脂、金属その他材料から構成される円筒形状の基材上にシリコンゴム等の弾性層が形成され、この弾性層の表面がフッ素樹脂等の離形性に優れた樹脂で覆われたものが用いられる。加圧ローラ１９が加熱ローラ１８に当接する部分には、ニップ部Ｎが形成される。加圧ローラ１９が加熱ローラ１８に当接すると、弾性層が弾性変形し、ニップ部Ｎには、この弾性変形の圧力によるニップ圧が作用する。

駆動源４２は、加熱ローラ１８にギア接続され、ギアを介してモータからの駆動力を加熱ローラ１８に伝達する。モータが回転駆動すると、加熱ローラ１８が図２の矢印方向に回転する。加熱ローラ１８の回転により、加熱ローラ１８に圧接する加圧ローラ１９が図２示す矢印方向に従動回転し、加熱ローラ１８と加圧ローラ１９が互いに逆回転することになる。尚、駆動源４２が加熱ローラ１８にギア接続する構成に替えて、駆動源４２が加圧ローラ１９に接続され、加圧ローラ１９の回転により加熱ローラ１８を従動回転させる構成にしてもよい。

記録材９が搬送ガイド４０に案内されて、ニップ部Ｎに搬送挟持され、ニップ部Ｎにおいて、加熱ローラ１８と加圧ローラ１９によって加熱及び加圧されることにより、記録材９上の粉体状態のトナーが加圧溶融して定着される。さらに加熱ローラ１８と加圧ローラ１９との回転により、記録材９が加熱ローラ１８から分離して、図２の左方に搬送される。

図３に示すように、加熱ローラ１８及び加圧ローラ１９は装置本体７１の長手方向に回転可能に軸支され、図示しない駆動源４２とヒータ４３が装置本体７１に固定保持されている。装置本体７１の長手方向両端部には、一対の加圧機構５０が配設される。

加圧機構５０は、加圧ローラ１９と加熱ローラ１８とを圧接させ、圧接するニップ部でニップ圧を発生させるものであり、アーム部材５１と、第１弾性部材５２と、第２弾性部材５３、及びニップ圧の大きさを変える切り替え部材５５とを備える。

加圧機構５０について図４〜図７に基づいて詳しく説明する。図４は加圧機構の構成を示す平面図であり、図５は加圧機構における操作部の構成を示す斜視図であり、図６は加圧機構の構成部材を分解して示す斜視図であり、図７は弾性部材の付勢力を解除した状態にある加圧機構を示す平面図である。

図４に示すように、アーム部材５１は鉄等の金属で板形状に構成される。アーム部材５１の略中央部には、Ｕ字状の溝からなる軸受５１ａが設けられ、この軸受５１ａは加圧ローラ１９の回転軸１９ａを回転可能に軸支している。この軸受５１ａの左方でアーム部材５１の一端部には、Ｕ字状の溝からなる軸受５１ｄが設けられ、この軸受５１ｄは装置本体７１に固設された回転支軸７２を嵌装している。従って、アーム部材５１は、回転支軸７２を中心として揺動自在に保持されている。

また、アーム部材５１はバネ受け５１ｅと折り曲げ部５１ｃとを有する。バネ受け５１ｅは、加圧ローラ１９の軸受５１ａに対して回転支軸７２の反対側の位置で下方に配置され、第１弾性部材５２に当接し、またアーム部材５１本体から下方に舌片状に延びて第１弾性部材５２を保持している。

第１弾性部材５２は圧縮コイルバネからなる。第１弾性部材５２の上方のバネ座面はバネ受け５１ｅに当接し、第１弾性部材５２の下方のバネ座面は装置本体７１の受け穴に当接している。互いのバネ座面がバネ圧縮状態で当接しているので、第１弾性部材５２は、図４の矢印Ｐ１のバネ力をバネ受け５１ｅに付与する。これにより、アーム部材５１は、回転支軸７２を中心に反時計回りの付勢力を受け、軸受５１ａを介して加圧ローラ１９をニップ部Ｎ側に付勢し、ニップ部Ｎにニップ圧を発生させる。

折り曲げ部５１ｃは、アーム部材５１の他端部で紙面方向に垂直に折り曲げられ、Ｕ字溝５１ｂ（図６参照）を有する。折り曲げ部５１ｃは、その下面で後述する作動体５８のフランジ５８ｂを介して第２弾性部材５３に当接することができる。

第２弾性部材５３は圧縮コイルバネからなる。第２弾性部材５３の上方のバネ座面は作動体５８のフランジ５８ｂに当接し、第２弾性部材５３の下方のバネ座面は装置本体７１の受け穴に当接している。互いのバネ座面がバネ圧縮状態で当接しているので、第２弾性部材５３は、図４の矢印Ｐ２のバネ力をフランジ５８ｂに付与する。これにより、アーム部材５１は、折り曲げ部５１ｃから回転支軸７２を中心に反時計回りの付勢力を受け、軸受５１ａを介して加圧ローラ１９をニップ部Ｎ側に付勢し、ニップ部Ｎにニップ圧を発生させる。

従って、ニップ部Ｎには、加圧ローラ１９の弾性層による弾性変形の圧力とともに、バネ力Ｐ１及びＰ２の付勢によるニップ圧が作用する。バネ力Ｐ２は、バネＰ１に比べて、加圧ローラ１９の回転軸１９ａから離れた位置で作用するので、バネ力Ｐ２の力を小さくしても、バネ力Ｐ２の付勢によるニップ圧は、大きく作用することになる。また、後述する切り替え部材によって、アーム部材５１に作用しているバネ力Ｐ２の付勢力を解除して、弾性層の圧力とバネ力Ｐ１の付勢によるニップ圧でニップ部Ｎを圧接することが可能である。

切り替え部材について、図４〜図６に基づいて詳しく説明する。図４に示すように、切り替え部材５５は、操作部５６と、伝動部である回転伝動軸５７と、作動部である作動体５８とを備える。図４の上方から、操作部５６、操作部５６と当接可能な回転伝動軸５７、回転伝動軸５７と当接する作動体５８が配列される。

操作部５６は、図４の矢印Ａ方向に押す操作が可能である押圧釦５６ａと、その下方に延びるカム歯筒５６ｂと、切り替え片５６ｃと、抜け止め片５６ｄとを有する。

カム歯筒５６ｂは、装置本体７１の嵌装孔７１ａに嵌合し、押圧釦５６ａの矢印Ａ方向への押す操作によって、装置本体７１の嵌装孔７１ａ内を下方に摺動する。カム歯筒５６ｂの下端面上には、三角形状の複数のカム歯が連設されている。

抜け止め片５６ｄは、押圧釦５６ａから下方に延び、その先端部にフックを有する。図５に示すように、このフックは装置本体７１から突出する凸部７１ｄに係合し、押圧釦５６ａが装置本体７１から外れるのを防いでいる。

切り替え片５６ｃは、押圧釦５６ａから下方に延び板状に構成され、装置本体７１の凹部に嵌まり、押圧釦５６ａの上下動を案内する。また、押圧釦５６ａの押す操作に応じて、切り替え片５６ｃの先端は、装置本体７１に取り付けた回路基板７３のスイッチ７４を切り替える。このスイッチ７４は図示しない液晶等の表示器の駆動制御部に接続され、表示器では、スイッチ７４の切り替えに基づいて、記録紙に応じた定着ニップ圧の状態が表示される。

図６に示すように、回転伝動軸５７は、その上端面上に連設された三角形状の複数のカム歯を有するカム歯筒５７ｂと、カム歯筒５７ｂの周面上に形成された複数の突部先端５７ｃと、カム歯筒５７ｂの下端に形成される鍔状の作動体当接面５７ａと有する。尚、カム歯筒５７ｂのカム歯がカム歯筒５６ｂのカム歯の位相と周方向に異なるように、カム歯筒５６ｂとカム歯筒５７ｂが互いに取り付けられる。

カム歯筒５７ｂは装置本体７１の嵌装孔７１ａ内を摺動自在に嵌合している（図４参照）。押圧釦５６ａの押す操作によって、カム歯筒５６ｂが下方に移動すると、カム歯筒５６ｂ、５７ｂの互いのカム歯が噛合し、カム歯筒５７ｂが装置本体７１の嵌装孔７１ａ内を下方に摺動することができる。

複数の突部先端５７ｃは、作動体当接面５７ａから上方に延びて、その先端に斜面が形成されている。押圧釦５６ａの押す操作により、突部先端５７ｃは、装置本体７１に形成されたガイド溝７１ｂに案内され、回転伝動軸５７が下方に直進移動することが可能である。さらに、回転伝動軸５７が下方に移動して、突部先端５７ｃがガイド溝７１ｂから外れると、カム歯筒５６ｂ、５７ｂの各カム歯の位相ズレによって、回転伝動軸５７が位相ズレだけ回転し、突部先端５７ｃが係止部である係止溝７１ｃに対向することになる。

係止溝７１ｃは、ガイド溝７１ｂの溝の上方端より下方の位置で装置本体７１に形成されている。係止溝７１ｃの上面には、突部先端５７ｃと同じ方向の斜面が形成されている。突部先端５７ｃが係止溝７１ｃに対向する位置で、押圧ボタン５６ａの押す操作を止めると、第２弾性部材５３の作動体５８を介する付勢力によって、回転伝動軸５７は上方に移動し、突部先端５７ｃは係止溝７１ｃに当接すると、互いの斜面に沿って、回転しながら上方に移動し係止される。このとき、突部先端５７ｃがガイド溝７１ｂに案内されているより、回転伝動軸５７は下方位置で係止保持される。

作動体５８は、軸状に構成され、当接面５８ａと、フランジ５８ｂ、及びバネ受け５８ｃとを備える。

当接面５８ａは、作動体５８の上端に形成され、回転伝動軸５７の作動体当接面５７ａに当接する。回転伝動軸５７が下方に移動すると、この当接面５８ａが回転伝動軸５７に押されて、作動体５８は下方に移動し、また作動体５８が上方に移動すると、この当接面５８ａが回転伝動軸５７を上方に押し上げ、回転伝動軸５７は上方に移動する。

フランジ５８ｂは、作動体５８の周面に形成された鍔であり、作動体５８がＵ字溝５１ｂ内に収まると、アーム部材５１の折り曲げ部５１ｃの下面に当接する。

ばね受け５８ｃは、作動体５８の下端に形成され、第２弾性部材５３のバネ座面に当接し、また装置本体７１の受け穴とともに、第２弾性部材５３を保持している（図４参照）。

従って、図４に示すように、バネ力Ｐ１及びＰ２の付勢によるニップ圧がニップ部Ｎに作用しているときには、第２弾性部材５３のバネ力Ｐ２によって、作動体５８のフランジ５８ｂは、上方に付勢され、アーム部材５１の折り曲げ部５１ｃに当接している。また、回転伝動軸５７の突部先端５７ｃは装置本体７１のガイド溝７１ｂに嵌まっている。

ここで、押圧釦５６ａが図４の矢印Ａ方向に押されると、切り替え片５６ｃはスイッチ７４を切り替える。このスイッチの切り替えによって、表示器では、封筒等の特殊紙の定着が行われることが表示される。

また、押圧釦５６ａが図４の矢印Ａ方向に押されると、操作部５６のカム歯筒５６ｂは下方に移動し、カム歯は回転伝動軸５７のカム歯に噛合する。互いのカム歯の噛合によって、回転伝動軸５７は下方に移動する。このとき、突部先端５７ｃがガイド溝７１ｂに案内されている間は下方に直進するが、突部先端５７ｃがガイド溝７１ｂから外れると、カム歯筒５６ｂ、５７ｂの各カム歯の位相ズレによって、カム歯筒５７ｂは位相ズレだけ回転し、突部先端５７ｃは係止溝７１ｃに対向する位置にくる。ここで、押圧釦５６ａから指を離すと、第２弾性部材５３のバネ力Ｐ２によって、回転伝動軸５７は作動体５８に押し上げられて上方に移動する。回転伝動軸５７の上方への移動によって、突部先端５７ｃの先端は係止溝７１ｃの斜面に当接すると、互いの斜面に沿って、回転伝動軸５７は回転しながら上方に移動し係止される。このとき、突部先端５７ｃがガイド溝７１ｂに案内されている位置より、回転伝動軸５７は下方位置で係止保持される。この状態を図７に示す。

図７に示すように、突部先端５７ｃが係止溝７１ｃに係止されている状態では、回転伝動軸５７は図４の状態より下方位置で保持され、これによって、回転伝動軸５７に当接している作動体５８も下方位置で保持されることになり、作動体５８のフランジ５８ｂはアーム部材５１の折り曲げ部５１ｃから距離Ｄだけ離間する。従って、第２弾性部材５３は一層収縮するが、第２弾性部材５３のバネ力Ｐ２がアーム部材５１に作用せずに、第１弾性部材５２のバネ力Ｐ１がアーム部材５１に作用し、ニップ部Ｎを圧接することになる。この状態で封筒等の特殊紙の定着が行われる。

上記第１実施形態によれば、定着装置５は、加圧機構５０で圧接される加熱ローラ１８と加圧ローラ１９を有し、加熱ローラ１８と加圧ローラ１９のニップ部Ｎで未定着画像を担持した記録材を挟持搬送して加熱する。加圧機構５０は、加圧ローラ１９を付勢する第１及び第２弾性部材５２、５３と、第２弾性部材５３の加圧ローラ１９に対する付勢力Ｐ２の解除によりニップ部Ｎのニップ圧を変更する切り替え部材５５とを備える。

この構成によると、普通紙がニップ部Ｎに挟持搬送されるときには、第１及び第２弾性部材５２、５３によってニップ部Ｎが加圧されて、普通紙上に担持された未定着画像が溶融定着される。封筒等の特殊紙がニップ部Ｎに挟持搬送されるときには、切り替え部材５５が第２弾性部材５３の付勢力Ｐ２を解除し、第１弾性部材５２によってニップ部Ｎが加圧されて、特殊紙上に担持された未定着画像が溶融定着される。従って、第２弾性部材５３の付勢力Ｐ２を解除するという簡単な構成で、特殊紙を定着するときには、普通紙の定着に比べてニップ圧が小さく、またニップ圧が安定し、常に記録紙のシワの発生を防止することができる。

また、上記第１実施形態によると、加圧機構５０は、回転支軸７２を中心に揺動自在に保持され、加圧ローラ１９を保持するするアーム部材５１を備え、第１及び第２弾性部材５２、５３は、第１の位置と、第１の位置に対して回転支軸７２から離れた第２の位置とでアーム部材５１を付勢し、切り替え部材５５は、第２位置に配置される第２弾性部材５３の加圧ローラ１９に対する付勢力を解除する。これによって、普通紙がニップ部Ｎに挟持搬送されるときには、第１及び第２弾性部材５２、５３によってニップ部Ｎが加圧される。第２弾性部材５３は回転支軸７２から離れた位置で作用するので付勢力は小さくても、適切なニップ圧とすることができる。また、特殊紙がニップ部Ｎに挟持搬送されるときには、切り替え部材５５が第２弾性部材５３の付勢力Ｐ２を解除する。第２弾性部材５３の付勢力は小さいので、この解除力は小さくてもよい。従って、弾性部材の形状やバネ定数の設定に自由度が増し、弾性部材を簡単な構成とすることができ、また解除力が小さくて良いので、手動操作するときには、操作性が向上する。

また、上記第１実施形態によると、切り替え部材５５は、操作部５６と、第２弾性部材５３に該付勢力によって当接するとともにアーム部材５１に接離自在である作動体５８と、操作部５６の操作力を作動体５８に伝える回転伝動軸５７とを備え、操作部５６の操作によって、作動体５８がアーム部材５１から離反し、第２弾性部材５３の加圧ローラ１９に対する付勢力を解除する。これによって、操作部５６を操作すると、回転伝動軸５７を介して伝わる操作力によって、作動体５８がアーム部材５１から離反し、第２弾性部材５３の付勢力Ｐ２がアーム部材５１に作用しなくなるので、簡単な構成によって、ニップ圧を変更することができる。

また、上記第１実施形態によると、装置本体７１にスイッチ７４を有し、操作部５６は、操作方向への移動によって、このスイッチ７４を切り替える切り替え片５６ｃを有することによって、スイッチ７４を液晶等の表示器の駆動制御部に接続して、表示器に普通紙または封筒等の特殊紙の記録紙に応じた表示を行うと、誤操作するおそれがない。

（第２実施形態）
図８は、本発明の第２実施形態に係る定着装置の加圧機構を示す平面図である。第１実施形態と異なる、操作部と、操作部を駆動する駆動部について主に説明し、以降、第１実施形態と同じ部分の説明を省略する。

切り替え部材５５は、操作部５６と、伝動部である回転伝動軸５７と、作動部である作動体５８とを備える。回転伝動軸５７及び作動体５８は第１実施形態と同様の構成作用を備える。

操作部５６は、押圧釦５６ａと、その下方に延びるカム歯筒５６ｂと、抜け止め片５６ｄとを有する。カム歯筒５６ｂ及び抜け止め片５６ｄは第１実施形態と同様の構成作用を備える。

押圧釦５６ａはソレノイド１０２に接続される。ソレノイド１０２本体が装置本体７１に固設され、ソレノイド１０２のプランジャーが押圧釦５６ａに取り付けられている。ソレノイド１０２に電流を流すと、ソレノイド１０２は押圧釦５６ａを図８の矢印Ａ方向に押す。押圧釦５６ａの矢印Ａ方向への押す操作によって、カム歯筒５６ｂは、装置本体７１の嵌装孔７１ａ内を下方に摺動する。カム歯筒５６ｂが下方に移動すると、カム歯筒５６ｂのカム歯と回転伝動軸５７のカム歯とが噛合する。互いのカム歯の噛合によって、回転伝動軸５７は回転しながら下方に移動し、作動体５８がアーム部材５１から離反する。このときにソレノイド１０２の通電を遮断すると、プランジャーが元の位置に戻り、第２弾性部材５３の付勢力によって、回転伝動軸５７が上方に移動し、所定位置で係止される。これによって、第２弾性部材５３の付勢力がアーム部材５１に対して解除された状態に切り替わる。

駆動制御部１０１は、切り替えスイッチ１０３の信号に応じて、ソレノイド１０２の通電を切り替える。切り替えスイッチ１０３は、操作パネルに設けられる操作ボタン等であり、表示器の普通紙または封筒等の特殊紙の表示から記録材を選択し、操作ボタンが押されると、切り替えスイッチ１０３がオンして、駆動制御部１０１がソレノイド１０２へ通電をオンし、押圧釦５６ａを矢印Ａ方向に押すことになる。

このように、押圧釦５６ａを手動操作で切り替えること（第１実施形態）に替えて、ソレノイド等の駆動部材を用いて、第２弾性部材５３の付勢力を解除し、ニップ部のニップ圧を切り替えることができる。また、第２弾性部材５３は回転支軸７２から離れた位置で作用するので付勢力は小さくても、適切なニップ圧とすることができる。また、ソレノイド１０２が第２弾性部材５３の付勢力を解除する力は小さくしてもよいので、ソレノイド等の駆動部材の駆動負荷を小さくすることができる。

尚、上記実施形態では、加圧機構５０は加圧ローラ１９の長手方向両端部に設けられ、ソレノイド１０２を加圧ローラ１９の両端部に２個設ける構成を示したが、本発明はこれに限らず、加圧ローラ１９の両側端部の各押圧釦を長手方向に延びる中継部材で繋ぎ、この中継部材を押すと、各押圧釦が作動する構成として、中継部材をソレノイドで駆動させてもよい。また中継部材を指で押す等手動操作してもよい。

（第３実施形態）
図９は、本発明の第３実施形態に係る定着装置の加圧機構を部分的に示す平面図である。上記実施形態と異なる、操作部について主に説明する。尚、図９（ａ）は第１及び第２弾性部材によってニップ部が加圧されている状態を示し、図９（ｂ）は第２弾性部材の付勢力を解除した状態を示す。

切り替え部材２５５は、指等で押圧操作可能な操作部２５６と、伝動部２５７と、作動部２５８と、係止片２５９とを備え、操作部２５６と伝動部２５７と作動部２５８及び係止片２５９を一体に形成されている。

伝動部２５７は、円柱形状であって操作部２５６から下方に延び、装置本体７１の嵌装孔に嵌合している。操作部２５６の下方向への押す操作によって、伝動部２５７は装置本体７１の嵌装孔内を下方に摺動する。

作動部２５８は伝動部２５７の下端面に鍔状に形成され、アーム部材５１の折り曲げ部５１ｃの下面に当接するとともに、第２弾性部材５３のバネ座面に当接している。この第２弾性部材５３のバネ力によって、作動部２５８は上方に付勢され、アーム部材５１の折り曲げ部５１ｃに当接することになる。

係止片２５９は、操作部２５６から下方に延び、その先端部にフックを有する。このフックは、装置本体７１から突出する凸部７１ｅの近傍上部に配設され、操作部２５６の下方向への押す操作によって、凸部７１ｅに係合することができる。

解除片２７５は、図９の左右方向に移動自在に装置本体７１に設けられ、図示しないバネによって左方向に付勢されている。解除片２７５をバネに抗して右方向に押す操作をすると、解除片２７５は係止片２５９のフック上方を右方向に移動させ、係止片２５９が凸部７１ｅに係合しているときには、この係合を解除することができる。

図９（ａ）の状態で、操作部２５６を下方向に押す。操作部２５６の下方向への押す操作によって、伝動部２５７は装置本体７１の嵌装孔内を下方に摺動し、また作動部２５８は、第２付勢部材５３を下方に押しながら、下方に移動する。所定の位置まで操作部２５６を下方向に押すと、係止片２５９のフックは、凸部７１ｅを乗り越えて、図９（ｂ）に示すように、凸部７１ｅに係合し、切り替え部材２５５はこの状態で保持される。この状態では、作動部２５８がアーム部材５１から離反し、第２弾性部材５３の付勢力がアーム部材５１に対して解除され、第１弾性部材５２のみがアーム部材５１を付勢している。この状態で封筒等の特殊紙の定着が行われる。

特殊紙から普通紙の定着に戻すには、図９（ｂ）の状態で、解除片２７５を右方に押すと、解除片２７５が係止片２５９のフック上方を右方向に移動させ、係止片２５９のフックは凸部７１ｅから外れ、第２付勢部材５３の付勢力によって、作動部２５８は上方に移動し折り曲げ部５１ｃに当接する。これによって、第２弾性部材５３はアーム部材５１を付勢し、第１及び第２弾性部材５２、５３の付勢力によって、ニップ部が加圧される。

上記第３実施形態によれば、切り替え部材２５５は、操作部２５６と伝動部２５７と作動部２５８及び係止片２５９を一体に形成され、簡単な構成にすることができる。

（第４実施形態）
図１０は、本発明の第４実施形態に係る定着装置の加圧機構を模式的に示す図である。上記実施形態と異なる、アーム部材に対する加圧ローラと弾性部材の配置について主に説明する。

図１０に示すように、アーム部材３５１の一端側に軸受３５１ａが設けられ、この軸受３５１ａは加圧ローラ１９の回転軸を回転可能に軸支する。アーム部材３５１の他端側には、端部側から順に第２弾性部材３５３と第１弾部材３５２が配設される。第１及び第２弾性部材３５２、３５３はアーム部材３５１を下方に付勢している。アーム部材３５１の左寄り中央部には、軸受３５１ｄが設けられ、この軸受３５１ｄは装置本体に固設された回転支軸３７２を嵌装している。従って、アーム部材３５１は、回転支軸３７２を中心として揺動自在に保持され、第１及び第２弾性部材３５２、３５３の付勢力によって、第１及び第２弾性部材３５２、３５３は、回転支軸３７２に対して反対側に配置された加圧ローラ１９のニップ部を加圧することになる。

切り替え部材３５５は支軸３５７を中心に回転可能なレバーで構成され、支軸３５７に対して、互いの反対側に一端部３５６と他端部３５８を備える。一端部３５６は支軸３５７を中心に回転操作可能である。他端部３５８は第２弾性部材３５３とアーム部材３５１との間に介在し、第２弾性部材３５３は端端部３５８を介してアーム部材３５１を付勢することになる。普通紙を定着するときには、第１及び弾性部材３５２、３５３の付勢力によって、ニップ部が加圧され、一方、封筒等の特殊紙を定着するときには、一端部３５６を時計回り方向に所定量回転させてロックすると、他端部３５８がアーム部材３５１から離反し、第２弾性部材３５３の付勢力がアーム部材３５１に対して解除され、第１弾性部材３５２がアーム部材３５１を付勢することになる。

このように、加圧ローラ１９と第１及び第２弾性部材３５２、３５３は、回転支軸３７２に対して互いに反対側に配置される構成においても、切り替え部材３５５によって第２弾性部材３５３の付勢力を解除するという簡単な構成で、ニップ圧を変更することができ、封筒等の特殊紙であっても、常に記録紙のシワの発生を防止することができる。

尚、上記実施形態では、第１及び第２弾性部材が加圧ローラの長手方向に直交する方向に並べて配置される構成を示したが、本発明はこれに限らず、第１及び第２弾性部材は加圧ローラの長手方向に並べて配置され、アーム部材は第１及び第２弾性部材によって付勢されて、封筒等特殊紙の定着のときには、一方の弾性部材の付勢力がアーム部材に対して解除される構成にしてもよい。この場合も上記同様の効果を奏することができる。

また、上記第実施形態では、第１及び第２弾性部材がアーム部材を介して加圧ローラを付勢する構成を示したが、本発明はこれに限らず、第１及び第２弾性部材がアーム部材を介して加熱ローラを付勢する構成にしてもよい。また、弾性部材は２つに限らず３つ以上でもよく、また第２弾性部材に限らず、複数の弾性部材のひとつ、または２つの弾性部材の付勢力を解除するようにしてもよい。

本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置に用いる定着装置及びそれを備えた画像形成装置に利用することができ、特に、加熱部材と加圧部材のニップ圧を変更可能な定着装置及びそれを備えた画像形成装置に利用することができる。

は、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の全体構成を示す概略平面図である。 は、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置に用いられる定着装置の構成を示す概略平面図である。 は、本発明の第１実施形態に係る定着装置の構成を示す斜視図である。 は、本発明の第１実施形態に係る定着装置の加圧機構の構成を示す平面図である。 は、本発明の第１実施形態に係る定着装置の加圧機構における操作部の構成を示す斜視図である。 は、本発明の第１実施形態に係る定着装置の加圧機構の構成部材を分解して示す斜視図である。 は、本発明の第１実施形態に係る定着装置の弾性部材の付勢力を解除した状態の加圧機構を示す平面図である。 は、本発明の第２実施形態に係る定着装置の加圧機構を示す平面図である。 は、本発明の第３実施形態に係る定着装置の加圧機構を部分的に示す平面図である。 は、本発明の第４実施形態に係る定着装置の加圧機構を模式的に示す図である。

符号の説明

１ 画像形成装置
５ 定着装置
１８ 加熱ローラ（加熱部材）
１９ 加圧ローラ（加圧部材）
１９ａ 回転軸
５０ 加圧機構
５１、３５１ アーム部材
５１ａ、５１ｄ 軸受
５１ｂ Ｕ字溝
５１ｃ 折り曲げ部
５１ｅ バネ受け
５２、３５２ 第１弾性部材
５３、３５３ 第２弾性部材（弾性部材）
５５、２５５、３５５ 切り替え部材
５６、２５６ 操作部
５６ａ 押圧釦
５６ｂ カム歯筒
５６ｃ 切り替え片
５６ｄ 抜け止め片
５７ 回転伝動軸（伝動部）
５７ａ 作動体当接面
５７ｂ カム歯筒
５７ｃ 突部先端
５８ 作動体（作動部）
５８ａ 当接面
５８ｂ フランジ
５８ｃ バネ受け
７１ 装置本体
７１ａ 嵌装孔
７１ｂ ガイド溝
７１ｃ 係止溝（係止部）
７１ｄ、７１ｅ 凸部
７２、３７２ 回転支軸
７４ スイッチ
１０１ 駆動制御部
１０２ ソレノイド
２５７ 伝動部
２５８ 作動部
２５９ 係止片
２７５ 解除片

Claims (4)

1. 加圧機構で圧接される加熱部材と加圧部材を有し、前記加熱部材と前記加圧部材のニップ部で未定着画像を担持した記録材を挟持搬送して加熱する定着装置において、
   前記加圧機構は、前記加圧部材と前記加熱部材の一方側を付勢する複数の弾性部材と、前記複数の弾性部材の少なくともひとつの弾性部材の前記一方側に対する付勢力の解除により前記ニップ部のニップ圧を変更する切り替え部材と、支軸を中心に揺動自在に保持されて前記加圧部材と前記加熱部材の一方を保持するアーム部材とを備え、
   前記複数の弾性部材は、第１の位置と、前記第１の位置に対して前記支軸から離れた第２の位置とで前記アーム部材を付勢し、前記切り替え部材は前記第２位置に配置される弾性部材の付勢力を解除し、
   前記切り替え部材は、操作部と、前記弾性部材に該付勢力によって当接するとともに前記アーム部材に接離自在である作動部と、前記操作部の操作力を前記作動部に伝える伝動部とを備え、前記操作部の操作によって、前記作動部が前記アーム部材から離反し、前記弾性部材の付勢力を解除し、
   前記伝動部は、前記弾性部材の付勢力によって前記操作部の操作方向で前記作動部に当接するとともに、前記操作部に設けたカム歯に噛合可能なカム歯と、装置本体の係止部に係合可能な突部先端とを有し、前記操作部が操作方向の下方に押されると、前記操作部のカム歯と前記伝動部のカム歯は噛合し、前記伝動部は回転しながら下方に移動し、前記突部先端は前記係止部に係合することを特徴とする定着装置。
2. 加圧機構で圧接される加熱部材と加圧部材を有し、前記加熱部材と前記加圧部材のニップ部で未定着画像を担持した記録材を挟持搬送して加熱する定着装置において、
   前記加圧機構は、前記加圧部材と前記加熱部材の一方側を付勢する複数の弾性部材と、前記複数の弾性部材の少なくともひとつの弾性部材の前記一方側に対する付勢力の解除により前記ニップ部のニップ圧を変更する切り替え部材と、支軸を中心に揺動自在に保持されて前記加圧部材と前記加熱部材の一方を保持するアーム部材とを備え、
   前記複数の弾性部材は、第１の位置と、前記第１の位置に対して前記支軸から離れた第２の位置とで前記アーム部材を付勢し、前記切り替え部材は前記第２位置に配置される弾性部材の付勢力を解除し、
   前記切り替え部材は、操作部と、前記弾性部材に該付勢力によって当接するとともに前記アーム部材に接離自在である作動部と、前記操作部の操作力を前記作動部に伝える伝動部とを備え、前記操作部の操作によって、前記作動部が前記アーム部材から離反し、前記弾性部材の付勢力を解除し、
   前記操作部は、操作方向への移動によって、装置本体に設けたスイッチを切り替える切り替え片を有することを特徴とする定着装置。
3. 前記複数の弾性部材は前記加圧部材を付勢することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の定着装置。
4. 請求項１〜請求項３のいずれかに記載の定着装置が搭載された画像形成装置。

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