JP6498039B2

JP6498039B2 - 定着装置

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Publication number: JP6498039B2
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Inventors: 理基田中
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Description

本発明は、記録媒体上のトナー像を加熱して定着する定着装置に関するものである。この定着装置は、例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはそれらの複合機等に代表される、電子写真プロセスや静電記録プロセス等を採用した画像形成装置において使用され得る。

定着装置内でのジャム処理性向上や部品形状の変形防止のために、定着ニップ部に掛かる圧力を解除する加圧解除機構を有した画像形成装置が普及している。

また、定着ローラにヒータが圧接して形成される加熱ニップ部と、加熱された定着ローラにフィルム部材を圧接して形成される定着ニップ部の２つのニップで構成された外部加熱方式の定着装置が知られている。

上記のように定着ローラから加圧解除すべき部材が２つある場合には、加圧解除機構内に２つの加圧解除カムが配置されることがある。２つの加圧解除カムによる加圧解除のタイミングを管理するために、２つの加圧解除カムの組付け時の回転位相を管理する必要がある。

カムの回転位相を確実に管理する方法として、特許文献１のようにカムと同軸上に一体に回転するように配置されたギアの噛み合い部の歯欠け形状と歯埋め形状を用いて行う方法が知られている。

特開２００８−８１２２８号公報

しかしながら、近年では製品の小型化が進み、ギア部の歯幅を十分に確保することが困難になってきている。特許文献１のようにギアの歯欠け部と歯埋め部の歯幅を広くすることも同様の理由で困難になってきている。

しかし、歯欠け部や歯埋め部の噛み合い歯幅は、その他の歯の歯幅よりも小さくなってしまう。歯欠け部や歯埋め部の噛み合い歯幅を小さくすると、ギアの歯の破損等の問題が発生する恐れがある。

以上より、本発明の目的は、簡易的なカム部の回転位相管理と、製品の小型化、信頼性を両立することが可能な定着装置を提供することである。

上記の目的を達成するための本発明に係る定着装置の代表的な構成は、定着ローラと、前記定着ローラと加熱ニップを形成して前記定着ローラを加熱する加熱ユニットおよび前記定着ローラとトナー像を担持した記録媒体を挟持して搬送する定着ニップを形成する加圧ユニットであって、前記定着ローラの回転中心軸線に対して直交方向に前記定着ローラを挟むように配置された加熱ユニットおよび加圧ユニットと、前記加熱ユニットおよび加圧ユニットに対して前記定着ローラを挟む方向に力を与える力付与機構と、前記加熱ユニットを前記定着ローラから離す方向に前記力付与機構に作用する第１の圧力解除機構と、前記加圧ユニットを前記定着ローラから離す方向に前記力付与機構に作用する第２の圧力解除機構と、を有し、前記第１の圧力解除機構と前記第２の圧力解除機構はそれぞれ前記力付与機構に作用するカム部と駆動を伝達するギア部を有し、前記第１の圧力解除機構と前記第２の圧力解除機構の前記ギア部は噛み合って駆動を伝達し、前記第１の圧力解除機構と前記第２の圧力解除機構の一方のギア部は幅方向の少なくとも一部が歯欠け形状であり、他方のギア部は幅方向の少なくとも一部が前記歯欠け形状と噛み合い可能な歯埋め形状であることを特徴とする。

本発明によれば、易的なカム部の回転位相管理と、製品の小型化、信頼性を両立することが可能な定着装置を提供できる。

他端側の力付与機構の圧解除状態時を示した図画像形成装置の一例の概略構成図（ａ）は定着装置を一端側から見た斜視図、（ｂ）は定着装置を他端側から見た斜視図（ａ）は定着装置の横断面図、（ｂ）は（ａ）の部分的な拡大図一端側の力付与機構の加圧状態時を示した図圧解除機構の斜視図一端側の力付与機構の圧解除状態時を示した図ギア部が有する歯欠け形状と歯埋め形状の説明図実施例２の圧解除機構の説明図実施例３の圧解除機構における加圧圧解除カムギアと加熱圧解除ギアの斜視図圧解除カムの回転位相と駆動負荷の関係を表した図制御系統のブロック図

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。

［実施例１］
＜画像形成装置＞
図２は電子写真プロセスを採用した画像形成装置１の一例（本例では４色フルカラーレーザプリンタ）の概略構成図である。この画像形成装置１は、それぞれ、イエロー（Ｙ）色、マゼンタ（Ｍ）色、シアン（Ｃ）色、ブラック（Ｋ）色のトナー像を形成するための４つの画像形成部２（２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ）を有する。各画像形成部２は、感光体ドラム３、帯電ローラ４、現像器５、一次転写ローラ６、クリーニング器７を有する。

また、画像形成装置１は、各感光体ドラム３を走査露光するレーザスキャナユニット８、各感光体ドラム３に形成されたＹ色、Ｍ色、Ｃ色、Ｋ色のトナー像が所定に重畳されて一次転写されるエンドレスベルト（中間転写ベルト）９を有する。また、ベルト９から記録媒体（記録材：以下、シートと記す）Ｓにトナー像を転写する二次転写ローラ１２を有する。また、ベルト９と二次転写ローラ１２との二次転写部に対してシートＳを給送するカセット１０とシート搬送機構１１を有する。

二次転写部でベルト９から未定着のトナー像の転写を受けたシートＳは定着装置４０に送られ、トナー像の定着処理を受けて、画像形成物としてトレイ１３に排出される。上記のような構成の画像形成装置、画像形成動作、画像形成プロセスは周知であるから詳細は割愛する。

＜定着装置＞
図３、図４を参照して本実施例１に係る定着装置４０の全体構成及び動作について説明する。図３の（ａ）は定着装置４０を長手方向の一端側（非駆動側）から見た斜視図、（ｂ）は同じく他端側（駆動側）から見た斜視図である。図４の（ａ）は図３の（ａ）の（４）−（４）線に沿う横断面図、（ｂ）は（ａ）の部分的な拡大図である。

定着装置４０は、定着ローラ４２と、定着ローラ４２との間で定着ニップＰを形成する加圧ユニット４３と、定着ローラ４２との間で加熱ニップＱを形成する加熱ユニット４１と、これらを収容した筐体（フレーム：装置本体）４４を有する。加圧ユニット４３と加熱ユニット４１は定着ローラ４２の回転中心軸線に対して直交方向に定着ローラ４２を挟むようにそれぞれ定着ローラ４２に平行に配置されている。

（１）定着ローラ
定着ローラ４２は、芯金部４２ａと、芯金部４２ａの外周面側に設けられる弾性層（ゴム層）４２ｂと、弾性層４２ｂの外周面側に設けられる表層４２ｃとから構成される。この定着ローラ４２は芯金部４２ａの両端部がそれぞれ筺体４４の長手方向の一端側と他端側の側板４５Ｌ、４５Ｒ間に軸受部材（不図示）を介して回転自在に支持されている。

芯金部４２ａの他端側の端部には、ギア４２ｄが同心一体に取り付けられている。このギア４２ｄに対して画像形成装置本体側の第１の本体ギアＧ１（不図示）が噛合している。第１の本体ギアＧ１は制御部１００（図１２）で制御される外部の駆動機構Ｍ１で駆動されて駆動力をギア４２ｄに伝達する。これにより、定着ローラ４２が矢印Ｒ４２の方向に所定のプロセススピードで回転駆動される。

（２）加熱ユニット
加熱ユニット４１は定着ローラ４２を外部から加熱する加熱部材である（外部加熱方式）。加熱ユニット４１は、発熱部材４１ａと、発熱部材４１ａを保持するホルダ４１ｃと、剛体ステー４１ｄと、これらのアセンブリにルーズに外嵌されている無端状の可撓性を有するフィルム（ベルト）４１ｂを有する。発熱部材４１ａ、ホルダ４１ｃ、ステー４１ｄは何れも定着ローラ４２の長手に沿って長い部材である。発熱部材４１ａは、セラミック基板上に発熱抵抗体を形成した剛体からなる細長い平板上の部材（セラミックヒータ）である。

ホルダ４１ｃとステー４１ｄの一端側と他端側にはそれぞれ端末部材（ガイド部材）４１ｅＬ、４１ｅＲが嵌着されている。端末部材４１ｅＬ、４１ｅＲはそれぞれ筺体４４の側板４５Ｌ、４５Ｒに形成されている溝部（不図示）に嵌着されており、定着ローラ４２に近づく方向と逆に離れる方向とにスライド移動可能である。即ち、加熱ユニット４１の全体が側板４５Ｌ、４５Ｒ間において定着ローラ４２に対して近づく方向と逆に離れる方向とにスライド移動可能である。

そして、端末部材４１ｅＬ、４１ｅＲに対してそれぞれ力付与機構５０（図５）により所定の押圧力が付与される。これにより、加熱ユニット４１が定着ローラ４２に押し付けられる方向にスライド移動して、発熱部材４１ａがフィルム４１ｂを介して定着ローラ４２に対して弾性層４２ｂの弾性に抗して圧接する。この圧接により、フィルム４１ｂと定着ローラ４２との間に所定幅の加熱ニップＱが形成される。

フィルム４１ｂは加熱ユニット４１が定着ローラ４２に圧接されている状態において、定着ローラ４２の回転駆動に従動して加熱ニップＱにおいて内面側が発熱部材４１ａの面に密着して摺動しながら矢印Ｒ４１ｂの方向に回転する。フィルム４１ｂは端末部材４１ｅＬ、４１ｅＲの内面側で回転軌跡と長手方向（定着ローラ４２の回転中心軸線に平行な方向）の移動が規制される。

発熱部材４１ａは、図１２のように、制御部１００で制御される給電部１０１から給電コネクタ４１ｆを介して供給された電力によって発熱する。そして、回転駆動されている定着ローラ４２の表面が発熱部材４１ａの発熱によりフィルム４１ｂを介して加熱される。その定着ローラ４２の表面温度が温度センサーＴＨにより検知されて制御部１００にフィードバックされる。制御部１００は温度センサーＴＨからの定着ローラ表面の検知温度が所定の温度に立ち上げられて維持されるように、給電部１０１から発熱部材４１ａへの供給電力を制御する（温調）。

（３）加圧ユニット
加圧ユニット４３は、摺動部材４３ａと、摺動部材４３ａを保持するホルダ４３ｃと、剛体ステー４３ｄと、これらのアセンブリにルーズに外嵌した無端状の可撓性を有するフィルム（ベルト）４３ｂを有する。摺動部材４３ａ、ホルダ４３ｃ、ステー４３ｄは何れも定着ローラ４２の長手に沿って長い部材である。摺動部材４３ａは、剛体からなる細長い平板状の部材であり、本実施例ではアルミ板である。

ホルダ４３ｃとステー４３ｄの一端側と他端側にはそれぞれ端末部材(ガイド部材)４３ｅＬ、４３ｅＲが嵌着されている。端末部材４３ｅＬ、４３ｅＲはそれぞれ筺体４４の側板４５Ｌ、４５Ｒに形成されている溝部（不図示）に嵌着されており、定着ローラ４２に近づく方向と逆に離れる方向とにスライド移動可能である。即ち、加圧ユニット４３の全体が側板４５Ｌ、４５Ｒ間において定着ローラ４２に近づく方向と逆に離れる方向とにスライド移動可能である。

そして、端末部材４３ｅＬ、４３ｅＲに対してそれぞれ力付与機構５０により所定の押圧力が付与される。これにより、加圧ユニット４３が定着ローラ４２に押し付けられる方向にスライド移動して、摺動部材４３ａがフィルム４３ｂを介して定着ローラ４２に対して弾性層４２ｂの弾性に抗して圧接する。この圧接により、フィルム４３ｂと定着ローラ４２との間に所定幅の加圧ニップＰが形成される。

フィルム４３ｂは加圧ユニット４３が定着ローラ４２に圧接されている状態において、定着ローラ４２の回転駆動に従動して加圧ニップＰにおいて内面側が摺動部材４３ａの面に密着して摺動しながら矢印Ｒ４３ｂの方向に回転する。フィルム４３ｂは端末部材４３ｅＬ、４３ｅＲの内面側で回転軌跡と長手方向（定着ローラ４２の回転中心軸線に平行な方向）の移動が規制される。

（４）定着動作
図４は、加熱ユニット４１と加圧ユニット４３が定着ローラ５２に加圧されて定着ローラ５２との間で加熱ニップＱと加圧ニップＰを形成しており、定着ローラ４２が回転駆動され且つ所定の表面温度に加熱され温調されている状態時を示している。

この状態時において、未定着のトナー像を担持したシートＳが定着装置４０に導入される。シートＳは、二次転写部から上方に搬送されて、定着装置４０の筐体４４の底面板４６の入口４７から筐体４４内に入って定着ニップＰに進入して下から上に挟持されて搬送される。これにより、シートＳ上の各色の未定着トナー像が定着ローラ４２の熱による加熱とニップ圧で混色された状態で定着される。

定着ニップＰを下から上に出たシートＳは排出ローラ対４８に中継ぎされて排出口４９からトレイ１３に排出される。図４の（ａ）において１点鎖線は入口４７から排出口４９に至るまでの定着装置４０内におけるシート搬送経路ａを示している。

（５）力付与機構
加圧ユニット４３と加熱ユニット４１は、図４のように、定着ローラ４２の回転中心軸線に対して直交方向に定着ローラ４２を挟むように配置される。また、加熱ユニット４１と加圧ユニット４３は筐体４４の側板４５Ｌ、４５Ｒ間において定着ローラ４２を挟む方向に対してスライド可能に保持されている。

以下、加熱ユニット４１と加圧ユニット４３がスライド可能な方向を、適宜、「スライド方向Ａ」と称する。なお、このスライド方向Ａと、以下に説明する力付与機構５０による力を与える方向は、平行である。そして、本実施例に係る定着装置４０においては、力付与機構５０によって、加圧ユニット４３及び加熱ユニット４１に対して、定着ローラ４２を挟み込む方向に力を与える。

力付与機構５０は筐体４４の一端側と他端側の側板４５Ｌ、４５Ｒの外側にそれぞれ設けられている。一端側の力付与機構５０と他端側の力付与機構５０は鏡面対称の同一の構成である。

図５は一端側の側板４５Ｌに配設された力付与機構５０を示している。力付与機構５０は、一対の加圧板５２ａ、５２ｂを備えている。加圧板５２ａ、５２ｂは下端部がそれぞれ側板４５Ｒに取り付けられた支持部材４５ｂに支持されており、下端部を中心に回動可能である。加圧板５２ａは加熱ユニット４１の一端側の端末部材４１ｅＬを加圧する役割を担っている。加圧板５２ｂは加圧ユニット４３の一端側の端末部材４３ｅＬを加圧する役割を担っている。

加圧板５２ａ、５２ｂの上端部は互いに引張バネ（加圧バネ）５１で連結されている。加圧板５２ａ、５２ｂはバネ５１の引張り力でそれぞれ下端部を支点に寄せ合う方向に回動付勢されている。そのため、加圧板５２ａ、５２ｂの自由状態時においては、加熱ユニット４１の一端側の端末部材４１ｅＬと加圧ユニット４３の一端側の端末部材４３ｅＬにそれぞれ加圧板５２ａ、５２ｂにより対向方向の押圧力が作用している（図５）。

加熱ユニット４１の他端側の端末部材４１ｅＲと加圧ユニット４３の他端側の端末部材４３ｅＲに対してもその側の力付与機構５０の加圧板５２ａ、５２ｂにより上記と同様に対向方向の押圧力が作用している。

従って、加圧ユニット４３及び加熱ユニット４１に対して上記の一端側と他端側の各力付与機構５０のバネ５１の引っ張り力によって加圧板５２ａ、５２ｂを介して定着ローラ４２を挟み込む方向に力が与えられる。

以上のように構成された一端側と他端側の各力付与機構５０によって、定着ローラ４２は、加熱ユニット４１と加圧ユニット４３により両側から押圧されて、弾性層４２ｂが圧縮するように変形する。このようにして、定着ローラ４２と加熱ユニット４１によって加熱ニップＱが形成され、定着ローラ４２と加圧ユニット４３によって定着ニップＰが形成される。

（６）圧力解除機構
次に、加熱ユニット４１及び加圧ユニット４３に対する上記の力付与機構５０の加圧を解除する圧力解除機構６０について説明する。図６は圧力解除機構６０の要部の斜視図である。圧力解除機構６０は、加熱ユニット６１を定着ローラ（４２）から離す方向に力付与機構５０に作用する第１の圧力解除機構６０Ａと、加圧ユニット６３を定着ローラ４２から離す方向に力付与機構５０に作用する第２の圧力解除機構６０Ｂから構成されている。

第１の圧力解除機構６０Ａは側板４５Ｌ、４５Ｒの外側にそれぞれ１つずつ配置された加熱圧解除カム６１Ｌ、６１Ｒ及び加熱圧解除ギア６２Ｌ、６２Ｒと、それらを繋ぐ圧解除軸６３を有する。カム６１Ｌ、６１Ｒとギア６２Ｌ、６２Ｒと圧解除軸６３は、同軸上に配置されて一体で回転する。

第１の圧力解除機構６０Ｂは側板４５Ｌ、４５Ｒの外側にそれぞれ１つずつカム６４ａＬ、６４ａＲとギア６４ｂＬ、６４ｂＲが一体となった加圧圧解除カムギア６４Ｌ、６４Ｒを有する。カムギア６４Ｌ、６４Ｒは、それぞれ、側板４５Ｌ、４５Ｒに加締められた加締め軸４５ａを回転中心として回転自在に配置されている。

カムギア６４Ｌ、６４Ｒはギア６４ｂＬ、６４ｂＲがそれぞれの側の圧力解除機構６０Ａのギア６２Ｌ、６２Ｒと噛み合って駆動を伝達されて回転する。ギア６４ｂＬ、６４ｂＲの歯数は、ギア６２Ｌ、６２Ｒと同数となっている。

第１の圧力解除機構６０Ａの他端側のギア６２Ｒに対して画像形成装置本体側の第２の本体ギアＧ２（不図示）が噛合している。第２の本体ギアＧ２は制御部１００で制御される外部の駆動機構Ｍ２（図１２）で駆動されて駆動力をギア６２Ｒに伝達する。

画像形成装置１がプリント時やスタンバイ状態のときは、圧力解除機構６０のカム６１Ｌ、６１Ｒと、カムギア６４Ｌ、６４Ｒのカム６４ａＬ、６４ａＲの最小外径部がそれぞれ力付与機構５０の加圧板５２ａ、５２ｂの側に向いている。図５は定着装置４０の一端側の上記の状態を示している。他端側についても同様である。

この状態において、カム６１Ｌ、６１Ｒと加圧板５２ａの間と、カムギア６４Ｌ、６４Ｒのカム６４ａＬ、６４ａＲと加圧板５２ｂの間には隙間が設けられている。即ち、圧力解除機構６０は一端側と他端側の力付与機構５０に対して非作用の状態である。従って、加熱ユニット４１と加圧ユニット４３が一端側と他端側の力付与機構５０の加圧動作で定着ローラ４２に対して加圧している加圧状態となる。

画像形成装置１にジャムが発生したり、休止状態になると、制御部１００は画像形成装置の画像形成動作を停止させる。定着装置４０の駆動も停止させる。一方、制御部１００は駆動機構Ｍ２を駆動する。この駆動機構Ｍ２の駆動力が第２の本体ギアＧ２を介して圧力解除機構６０のギア６２Ｒに伝達されて、圧力解除機構６０の４つのギア６２Ｒ、６４ｂＲ、６２Ｌ、６４ｂＬが連動して同時に回転し始める。即ち、４つのカム６１Ｒ、６４ａＲ、６１Ｌ、６４ａＬが連動して同時に回転し始める。

上記の回転が始まると、カム６１Ｌ、６１Ｒとカム６４ａＬ、６４ａＲの外径の大きい側が一端側と他端側の力付与機構５０のそれぞれの加圧板５２ａ、５２ｂに近づいていく。やがて、それらのカムが対応する加圧板５２ａ、５２ｂをバネ５１の引っ張り力に抗して加圧方向と反対側に押して、加圧板５２ａ、５２ｂを加熱ユニット４１と加圧ユニット４３の対応する端末部材４１ｅＬ、４３ｅＬ、４１ｅＲＬ、４３ｅＲから退避させる。

カム６１Ｌ、６１Ｒとカム６４ａＬ、６４ａＲが１８０度回転すると、カムの最大外径部が加圧板５２ａ、５２ｂに作用して退避させる。制御部１００はこの時点で駆動機構Ｍ２の駆動を停止させる。図７は定着装置４０の一端側の上記の状態を示している。他端側についても同様である。この状態において、加圧板５２ａ、５２ｂから加熱ユニット４１と加圧ユニット４３への圧力付与が無くなり、加熱ユニット４１と加圧ユニット４３が定着ローラ４２へ押圧しなくなり、定着ニップＰと加熱ニップＱの圧力を解除する圧解除状態となる。

加熱ユニット４１と加圧ユニット４３の圧解除は同時に行われる。定着ニップＰはシート搬送を行うニップであり、一般的なジャム処理時に圧解除が必要となるため、定着ニップＰの解除量は加熱ニップＱよりも、大きく設定されている。

制御部１００はジャム処理後の装置ドア（不図示）の閉じ込み信号や休止解除信号に基づいて駆動機構Ｍ２を再駆動する。これにより、カム６１Ｌ、６１Ｒ、６４ａＬ、６４ａＲの外径の大きい側が一端側と他端側の力付与機構５０のそれぞれの加圧板５２ａ、５２ｂから遠のいていく。そして、カム６１Ｌ、６１Ｒ、６４ａＬ、６４ａＲが１８０度回転すると、一端側と他端側の力付与機構５０がそれぞれ図７の圧解除状態から図５の加圧状態に復帰する。

即ち、加熱ユニット４１と加圧ユニット４３が一端側と他端側の力付与機構５０の加圧動作で定着ローラ４２に対して加圧されている加圧状態に戻る。制御部１００はこの時点で駆動機構Ｍ２の駆動を停止させる。

次に、圧解除機構６０の位相制御について説明する。定着装置４０には、上記のように、圧解除機構６０のカム６１Ｌ、６１Ｒ、６４ａＬ、６４ａＲが力付与機構５０の加圧板５２ａ、５２ｂを加熱ユニット４１と加圧ユニット４３から退避させる圧解除状態がある。また、カム６１Ｌ、６１Ｒ、６４ａＬ、６４ａＲが加圧板５２ａ、５２ｂに接触しない加圧状態がある。

制御部１００は圧解除機構６０のカムの停止位置を圧解除センサー８０によって検知し、圧解除機構６０を駆動する駆動機構Ｍ２を制御している。圧解除センサー８０は、筺体４４の一端側（非駆動側）の側板４５Ｌの外側でカム６１Ｌの近傍に配置されている。

カム６１Ｌが回転すると、カム６１Ｌに備えられたセンサー作用部６１ｂがセンサー８０のレバー８０ａに作用する（図５）。カム６１Ｌのセンサー作用部６１ｂはカム形状となっており、回転中心に対して、周方向で径が変化してレバー８０ａの押込み量を変化させる。

カム６１Ｌのセンサー作用部６１ｂがセンサー８０のレバー８０ａを押込むと、レバー８０ａが回動する。レバー８０ａが回動すると、センサー８０内の素子（不図示）どうしが当接する、当接することで通電してセンサーＯＮを検知する。また、レバー８０ａの押込み量が少なくなると、素子（不図示）が離間しセンサー８０が通電しなくなるためＯＦＦに切り替わる。

制御部１００は、センサー８０のＯＮ／ＯＦＦが切り替わったタイミングからカム６１Ｌの位相を検知し、カム６１Ｌが加圧ポジションか圧解除ポジションに移動するまでの時間を待って、駆動機構Ｍ２に停止命令を出す。これにより、圧解除機構６０のカムの位相を制御している。

加熱ユニット４１と加圧ユニット４３の一端側と他端側それぞれが同時に圧解除状態になるには、４つのカム６１Ｌ、６１Ｒ、６４ａＬ、６４ａＲの位相を合わせる必要がある。しかしながら、センサー８０によって回転位相を制御しているのは、上述したように定着装置４０の一端側のカム６１Ｌのみである。回転位相が管理されたカム６１Ｌと他の３つのカム６１Ｒ、６４ａＬ、６４ａＲの位相を組立時に合わせることで、全てのカム６１Ｌ、６１Ｒ、６４ａＬ、６４ａＲの位相をセンサー８０によって制御する。

以下に、４つの６１Ｌ、６１Ｒ、６４ａＬ、６４ａＲの位相組立方法について説明する。一端側のカム６１Ｌと一端側と他端側のギア６２Ｌ、６２Ｒは圧解除軸６３のＤカット形状で決められた位相以外で圧解除軸６３に嵌合出来ないようにして、カム６１Ｌ、６１Ｒとの位相管理をしている。

一方のギア部であるギア６２Ｌ、６２Ｒと各々に対応して噛み合う他方のギア部であるギア６４ｂＬ、６４ｂＲは、歯数が同数であるため組立時に正しい位相で組めば位相がずれることはない。ギア６２Ｌ、６２Ｒとギア６４ｂＬ、６４ｂＲには、それぞれ三角形の穴９０が設けられている。三角形の穴９０を向かい合わせて組むことにより、位相を合わせる。しかしながら、三角形の穴９０だけでは、誤った位相で組みつけられた場合に検知することが出来ない。

図８の（ａ）のように、ギア６４ｂＬ、６４ｂＲにはギア部の隣り合った歯と歯の間の歯幅方向の一部が埋められている歯埋め部６４ｃが１カ所設けられている。一方、図８の（ｂ）のように、ギア６２Ｌ、６２Ｒにはギア部の１つの歯の歯幅方向の一部が欠けている歯欠け部６２ｃが設けられている。

ギア６４ｂＬ、６４ｂＲとギア６２Ｌ、６２Ｒの位相が正しくないときには、図８の（ｃ）のように、ギアギア６４ｂＬ、６４ｂＲの歯埋め部６４ｃとギア６２Ｌ、６２Ｒの歯が干渉して回転することができない。図８の（ｄ）のように、正しい位相で組まれた場合にのみ、ギア６４ｂＬ、６４ｂＲとギア６２Ｌ、６２Ｒのギアどうしが噛み合って回転可能となる。これによって誤った位相での組立を防止することができ、４つのカム６１Ｌ、６１Ｒ、６４ａＬ、６４ａＲの位相を管理して組み立てることができる。

本実施例１では、図１のように、歯欠け部６２ｃと歯埋め部６４ｃは、圧解除機構６０の他端側ではカム６１Ｒとカム６４ａＲのそれぞれの最大外径部が加圧板５２ａ、５２ｂに作用している状態（圧解除状態）のときに噛み合うように配置されている。

［実施例２］
本実施例２では、歯欠け部６２ｃと歯埋め部６４ｃは図１の場合とは逆に図９のように加圧状態のときに噛み合うように配置されている。即ち、カム６１Ｌ、６１Ｒ、６４ａＬ、６４ａＲのそれぞれの最小外径部が加圧板５２ａ、５２ｂ方向を向いている状態（図５）、つまりカムが加圧板５２ａ、５２ｂに作用していない状態（加圧状態）のときに噛み合うように配置されている。

［実施例３］
図１０のように、ギア６２Ｌ、６２Ｒの歯欠け部６２ｃと、ギア６４ｂＬ、６４ｂＲの歯埋め部６４ｃは、図１０のように、歯幅方向全域であってもよい。ギアどうしの位置バラツキが小さくできる場合や、ギアにかかる駆動負荷が小さい場合には、少ない歯幅でギアの位相決めを容易に行うことが可能となる。

次に図１１を用いて、カム６１Ｌ、６１Ｒ、６４ａＬ、６４ａＲの回転位相とギア６２Ｌ、６２Ｒ、６４ｂＬ、６４ｂＲの噛み合い部にかかる駆動負荷の関係（圧解除カムの回転位相と駆動負荷の関係）について説明する。

図１１のようにカム６１Ｌ、６１Ｒ、６４ａＬ、６４ａＲの最小外径部が加圧板５２ａ、５２ｂの方向を向いている加圧状態では、カム６１Ｌ、６１Ｒ、６４ａＬ、６４ａＲは加圧板５２ａ、５２ｂに作用していない。そのため、ギア６２Ｌ、６２Ｒ、６４ｂＬ、６４ｂＲの噛み合い部にかかる駆動負荷はほぼゼロである。

カム６１Ｌ、６１Ｒ、６４ａＬ、６４ａＲが回転すると、カム部が加圧板５２ａ、５２ｂに近づいていき、やがて接触する。さらにカムが回転すると、加圧板５２ａ、５２ｂに接触するカムの外径が徐々に大きくなっていき、バネ５１のバネ力に対抗して加圧板５２ａ、５２ｂを退避させていく。カム６１Ｌ、６１Ｒ、６４ａＬ、６４ａＲは、バネ５１の作用長を伸ばしながら加圧板５２ａ、５２ｂを退避させるため、ギア６２Ｌ、６２Ｒ、６４ｂＬ、６４ｂＲには大きな駆動負荷が生じる。

さらにカム６１Ｌ、６１Ｒ、６４ａＬ、６４ａＲが回転すると、カムの最大外径部が加圧板５２ａ、５２ｂを退避させた圧解除状態となる。圧解除状態になると、カム６１Ｌ、６１Ｒ、６４ａＬ、６４ａＲ６１、６４が回転してもバネ５１の作用長は変化しない。そのため、カム６１Ｌ、６１Ｒ、６４ａＬ、６４ａＲとギア６２Ｌ、６２Ｒ、６４ｂＬ、６４ｂＲにはカムと加圧板５２ａ、５２ｂとの摩擦力のみの駆動負荷しか生じず、駆動負荷は小さくなる。

さらにカム６１Ｌ、６１Ｒ、６４ａＬ、６４ａＲが回転していくと、加圧板５２ａ、５２ｂと接触するカムの外径部は徐々に小さくなる。カム６１Ｌ、６１Ｒ、６４ａＬ、６４ａＲは引張バネ５１と加圧板５２ａ、５２ｂによって進行方向に回転する方向に力を受けるため、ギア部の駆動側、被駆動側の関係がそれまでと逆になり、ギア部にかかる駆動負荷はマイナスとなる。

＜実施例１、２、３に係る定着装置及び画像形成装置の優れた点＞
上述したように、圧解除機構６０のギア６２Ｌ、６２Ｒ、６４ｂＬ、６４ｂＲには、正しい位相で組み立てるために歯欠け部６２ｃと歯埋め部６４ｃが設けられている。実施例１、２では、歯欠け部６２ｃと歯埋め部６４ｃは、噛み合い部の歯幅が通常よりも狭くなっている。また、実施例３では、歯欠け部６２ｃと歯埋め部６４ｃの噛み合い部の噛み合い率は通常よりも小さくなっている。

ギア６２Ｌ、６２Ｒ、６４ｂＬ、６４ｂＲの噛み合い部には、カム６１Ｌ、６１Ｒが加圧板５２ａを退避させる力と、カム６４ａＬ、６４ａＲが加圧板５２ｂを退避させる力がかかる。

そこで、実施例１、２、３ともにカム６１Ｌ、６１Ｒ、６４ａＬ、６４ａＲが加圧板５２ａ、５２ｂに作用する力がカムの回転位相内で比較的小さいとき（加圧状態、圧解除状態）に歯欠け部６２ｃと歯埋め部６４ｃが噛み合うように配置している。即ち、ギアの噛み合い部にかかる駆動負荷が最大となる、カムが加圧板５２ａ、５２ｂを圧解除方向に退避させているとき以外に歯欠け部６２ｃと歯埋め部６４ｃが噛み合うように配置している。

以上のように構成された定着装置４０及びこれを備えた画像形成装置１によれば、省スペースと組立性、信頼性を両立することが可能である。

＜その他の事項＞
（１）実施例１、２、３において、ギア６４ｂＬ、６４ｂＲに「歯欠け部」を、ギア６２Ｌ、６２Ｒに「歯埋め部」を設ける構成にしてもよい。

（２）圧解除機構６０に対する外部の駆動機構Ｍ２からの駆動力の伝達は、実施例のギア部６２Ｒに対する伝達に限られない。ギア部６２Ｌ、６４ｂＲ、６４ｂＬの何れかに対する伝達、その他の伝達構成にしてもよい。

（３）加熱ユニット４１は実施例の構成のものに限られない。ヒートローラの形態やその他の形態のものにすることもできる。加圧ユニット４３も実施例の構成のものに限られない。加圧ローラの形態やその他の形態のものにすることもできる。

（４）以上では、本発明に係る定着装置として、記録媒体（シート）上に形成された未定着トナー像を加熱して定着する装置を例にして説明したが、次のような装置も同様に適用することが可能である。例えば、シートに仮定着されたトナー像を加熱し再定着することにより画像のグロス（光沢度）を増大させる装置（この場合も定着装置と呼ぶことにする）にも本発明を適用することが可能である。

４０・・定着装置、４２・・定着ローラ、４１・・加熱ユニット、４３・・加圧ユニット、Ｑ・・加熱ニップ、Ｐ・・定着ニップ、Ｓ・・記録媒体（シート）、５０・・力付与機構、６０・・圧力解除機構、６０Ａ・・第１の圧力解除機構、６０Ｂ・・第２の圧力解除機構、６１、６４ａ・・カム部、６２、６４ｂ・・ギア部、６２ｃ・・歯欠け形状、６４ｃ・・歯埋め形状

Claims

定着ローラと、
前記定着ローラと加熱ニップを形成して前記定着ローラを加熱する加熱ユニットおよび前記定着ローラとトナー像を担持した記録媒体を挟持して搬送する定着ニップを形成する加圧ユニットであって、前記定着ローラの回転中心軸線に対して直交方向に前記定着ローラを挟むように配置された加熱ユニットおよび加圧ユニットと、
前記加熱ユニットおよび加圧ユニットに対して前記定着ローラを挟む方向に力を与える力付与機構と、
前記加熱ユニットを前記定着ローラから離す方向に前記力付与機構に作用する第１の圧力解除機構と、
前記加圧ユニットを前記定着ローラから離す方向に前記力付与機構に作用する第２の圧力解除機構と、
を有し、
前記第１の圧力解除機構と前記第２の圧力解除機構はそれぞれ前記力付与機構に作用するカム部と駆動を伝達するギア部を有し、前記第１の圧力解除機構と前記第２の圧力解除機構の前記ギア部は噛み合って駆動を伝達し、前記第１の圧力解除機構と前記第２の圧力解除機構の一方のギア部は幅方向の少なくとも一部が歯欠け形状であり、他方のギア部は幅方向の少なくとも一部が前記歯欠け形状と噛み合い可能な歯埋め形状であることを特徴とする定着装置。
前記歯欠け形状と前記歯埋め形状は、前記第１の圧力解除機構と前記第２の圧力解除機構の前記カム部が前記力付与機構に作用して前記加熱ユニットと前記加圧ユニットを前記定着ローラから離す方向に移動させているとき以外に噛み合うことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
前記歯埋め形状と前記歯欠け形状は、前記第１の圧力解除機構と前記第２の圧力解除機構の前記カム部が前記力付与機構に作用していないときに噛み合うことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
前記歯埋め形状と前記歯欠け形状は、前記第１の圧力解除機構と前記第２の圧力解除機構の前記カム部の最大外径部が前記力付与機構に作用しているときに噛み合うことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
前記第１の圧力解除機構の前記ギア部または前記第２の圧力解除機構の前記ギア部に対して外部の駆動機構の駆動力が伝達されることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の定着装置。