JP2009069701A - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】左右の加圧バラン巣を均一にし、十分なセルフストリッピングス作用を確保し、トナー像の定着不良を防止するとともに、エンドレスベルトの走行性を安定化させて不要なスペースを削除するとともに小型で軽量化が図れる構成を備えた定着装置を提供する。
【解決手段】一対の対向する定着部材２２１，２２２を備えて定着装置において、軸２３４を回転中心にして、前記定着部材の一方２２１を他方の定着部材２２２に向かって加圧する方向に回転可能な加圧レバー２３０を有し、加圧レバー２３０は回転により、一方の定着部材２２１が他方の定着部材２２２を押圧する加圧位置と、一方の定着部材２２１が他方の定着部材２２２から離間する圧解除位置とに切り換え可能であり、回転軸２３４近傍の端部２３０ａが加圧位置と圧解除位置の変位する間で回転軸の軸線方向への変位を該端部近傍に設けてある第１規制手段３３１により規制されることを特徴としている。
【選択図】図７

Description

本発明は、定着装置および画像形成装置に関し、さらに詳しくは、トナー像が形成されている記録材を、互いに対向する一対の定着部材により挟み込み、熱および圧力を加えてトナー像を記録材上に定着させる定着装置における定着部材同士の接離機構に関する。

周知のように、プリンタや複写機あるいはファクシミリ装置や印刷機等の画像形成装置においては、潜像担持体上に形成された静電潜像をトナーにより可視像処理した後、記録紙にトナー像が転写されるとそのトナー像が定着されて複写出力を得るようになっている。

定着工程に用いられる装置の一つとして、記録紙の搬送路を挟んで対向する一対のローラを用いて加熱および加圧によるトナーの溶融・浸透作用による定着が可能な熱ローラ定着方式を採用する装置が知られている。
一方、熱ローラ定着方式に用いられるローラは、トナーと接触する側の定着ローラと定着ローラに対して圧接する加圧ローラとを組み合わせた構成がよく知られている。このローラ同士は、トナーへの熱供給が良好となるように加圧ローラの圧力が設定されているが、これとは別に、定着ニップを通過する記録紙上の溶融トナーが粘着力によって定着ローラに巻き付いた状態で貼り付くのを防止する機能を加圧ローラに持たせる場合がある。つまり、加圧ローラの圧力を強めてニップ部を通過する記録紙を押圧変形させ、記録紙の曲げ剛性によって得られる形状復元力によってニップを通過した際に記録紙が反り返るようにして記録紙自身が定着ローラから剥離するセルフストリッピングと称される作用を発揮させる場合がある（例えば、特許文献１）。
また、ローラ同士は、常に当接関係にあるが、ジャム紙を取り除くような場合には当接関係を解除して離すようにされている（例えば、特許文献２）。

ローラ同士が接離単位を設定する構成としては、特許文献２に開示されているように、定着部材の一方を他方の定着部材に向かって加圧する加圧レバーと、加圧レバーに対して回動自在に支持された圧力解除レバーと、圧力解除レバーに対してその一端が回動自在に取りつけられたロック部材と、ロック部材の他端に係止され、ロック部材をロック方向に引っ張る弾性部材とを有し、圧力解除レバーを回動さることによりロック部材の位置を変位させて、加圧レバーを介して一方の定着部材が他方の定着部材を押圧する加圧位置と、一方の定着部材が他方の定着部材から離間する圧解除位置とに切り替え可能にした構成がある。
特開２００６−４８０２５公報 特許第３８１２５９４号

しかし、定着ローラは回転自在に連結した加圧レバーを加圧部材である加圧ローラの長手方向の両端に配設するとともに、この加圧レバーの一端を加圧ばねにより付勢することによって加圧ローラを定着ローラへ押し付ける構成となっている。前述のセルフストリッピング作用を得るべく、加圧レバーは加圧ばねにより大きな力で定着ローラに押圧されており、加圧レバーが加圧ばね力によって傾きが生じたり、変形したり、または加圧ばねと加圧レバーが接触して十分な加圧力が得られず問題となっていた。このような問題は、左右の加圧バランスが崩れてしまう虞があるばかりでなく、記録シートが溶融トナーの粘着力によって加熱側である定着ローラに貼り付いてしまうこともある。また、記録シートにトナー像の定着不良が発生したり、エンドレスベルトの層構成に影響を及ぼし、エンドレスベルトの蛇行や偏り走行が生じてエンドレスベルトの損傷を招いて寿命が短くなってしまう虞もある。

本発明の目的は、上記従来の定着装置における問題に鑑み、左右の加圧バラン巣を均一にし、十分なセルフストリッピングス作用を確保し、トナー像の定着不良を防止するとともに、エンドレスベルトの走行性を安定化させて不要なスペースを削除するとともに小型で軽量化が図れる構成を備えた定着装置および画像形成装置を提供することにある。

この目的を達成するため、本発明は次の構成よりなる。

（１）互いに対向する一対の定着部材により記録材を挟み込み、熱および圧力を加えてトナー像を前記記録材上に定着させる定着装置において、
軸を回転中心にして、前記定着部材の一方を他方の定着部材に向かって加圧する方向に回転可能な加圧レバーを有し、該加圧レバーは回転により、前記一方の定着部材が他方の定着部材を押圧する加圧位置と、前記一方の定着部材が他方の定着部材から離間する圧解除位置とに切り換え可能であり、前記回転軸近傍の端部が前記加圧位置と前記圧解除位置の変位する間で回転軸の軸線方向への変位を該端部近傍に設けてある第１規制手段により規制されることを特徴とする定着装置。

（２）前記第１規制手段は、定着装置の構造体を形成する部材に設けられていることを特徴とする（１）に記載の定着装置。

（３）前記第１規制手段は、定着部材を軸支する左フレームと右フレームに記録材の移動方向上流側で締結される下フレームに設けられていることを特徴とする（１）乃至（２）のいずれかに記載の定着装置。

（４）前記第１規制手段は、金属フレームであることを特徴とする（１）乃至（３）のいずれか記載の定着装置。

（５）前記加圧レバーの回転軸に対して近傍の端部と対向する部分を、少なくとも加圧位置と圧解除位置の変位する間で回転軸方向への変位を規制する第２規制手段により規制されることを特徴とする（１）乃至（４）のいずれか記載の定着装置。

（６）前記第２規制手段は、定着部材を軸支する左フレームと右フレームに記録材の移動方向に対して加圧部材側で締結される前フレームに設けられていることを特徴とする（１）乃至（５）のいずれか記載の定着装置。

（７）前記定着部材を軸支する左フレームと右フレームに締結されるフレームは、定着部材の軸方向にそれぞれ位置決めされることことを特徴とする（３）または（６）に記載の定着装置。

（８）前記第２規制手段は、金属フレームであることを特徴とする（１）乃至（７）のいずれか記載の定着装置。

（９）前記加圧レバーに対して回動自在に支持された圧力解除レバーと、前記圧力解除レバーに対してその一端が回動自在に取りつけられたロック部材と、前記ロック部材の他端に係止され、該ロック部材をロック方向に引っ張る弾性部材とを有し、前記圧力解除レバーを回動さることにより前記ロック部材の位置を変位させて、前記加圧レバーを介して前記一方の定着部材が他方の定着部材を押圧する加圧位置と、前記一方の定着部材が他方の定着部材から離間する圧解除位置とに切り替え可能であり、加圧位置では加圧レバーの回転中心軸とは逆の位置の端部において固定される前記加圧レバーと前記ロック部材とを前記弾性部材によってロック方向に引っ張ることを特徴とする（１）乃至（８）のいずれか記載の定着装置。

（１０）前記ロック部材は、前記圧解除位置から加圧位置に切換えられる際、前記加圧解除レバーと前記ロック部材とを回動自在に支持する第１の軸が、前記圧力解除レバーと前記加圧レバーとを回動自在に支持する第２の軸と前記ロック部材の他端とを結ぶ延長線上を、第２の軸を中心にして回転して通過することを特徴とする（９）に記載の定着装置。

（１１）前記ロック部材は、前記加圧位置では第２の軸と嵌合し、前記圧力解除位置では第２の軸との嵌合が解除されるように構成され、前記圧力解除位置から前記加圧位置に移動する際、前記ロック部材に設けた突起を第２の軸が乗り越えることを特徴とする（９）に記載の定着装置。

（１２）前記ロック部材は、前記加圧位置では第２の軸と嵌合し、前記圧力解除位置では第２の軸との嵌合が解除されるように構成され、前記圧力解除位置から前記加圧位置に移動する際、前記ロック部材が第２の軸と嵌合する隙間を一定以上確保する当接部を圧力解除レバーに設けたことを特徴とする（９）乃至（１１）のいずれか記載の定着装置。

（１３）加熱ローラおよび定着ローラに定着ベルトを掛装し、該定着ベルトの定着ローラ掛装部位と、これに対峙させた加圧ローラとでニップ部を形成し、トナー像が形成されて転写装置から搬送されるシート材を、前記ニップ部で加圧・加熱することによりシート材上のトナー像を定着し、該定着後のシート材を、加圧ローラに近接配置された出口ガイド部材で案内・排出するようにしたことを特徴とする（９）乃至（１３）のいずれか記載の定着装置。

（１４）前記出口ガイド部材は前記前フレームに軸支されることを特徴とする（１３）に記載の定着装置。

（１５）（１）乃至（１４）の何れかに記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

本発明によれば、構造簡単で低コスト、軽量化、省スペースを実現し、加圧レバーの倒れを抑制し、左右の加圧バランスの崩れを防止して均一にし、十分なセルフストリッピング作用を確保し、トナー像の定着不良を防止することができる。特に請求項１乃至８記載の発明においては、加圧レバーの回転中心近傍の端部を対象として回転軸線方向への変位を規制するために設けられている第１，第２規制手段がフレームを利用した構成であるので、既存構造を利用することで上述した効果を確保することができる。

請求項９乃至１３記載の発明においては、弾性部材を用いて思案点を境にロック部材の回転状態に対応して加圧レバーを加圧位置と圧解除位置とに位置決めできるようになっているので、回転するロック部材とこれを牽引する弾性体との組み合わせのみで済むので、構造簡単で低コスト、軽量化、省スペースを実現し、加圧レバーの倒れを抑制し、左右の加圧バランスの崩れを防止して均一にし、確実なロック状態を確保することができる。

請求項１４記載の発明においては、左右フレームは引っ張りコイルスプリング２３３により大きな力が作用することが原因して変形などが生じやすい左右フレームに対してではなく、前フレームに対して出口ガイドが位置決めされているので、変形などによる出口ガイドの位置決め精度の悪化を防止して定着後の搬送精度を高めることができる。

請求項１５においては、加圧レバーの倒れを抑制し、左右の加圧バランスの崩れを防止して均一にし、十分なセルフストリッピング作用を確保し、トナー像の定着不良を防止することが可能な画像形成装置の提供が可能となる。

以下、図面により本発明を実施するための最良の形態について説明する。
図１は、本発明実施形態による定着装置Ｔが適用される画像形成装置の構成を示す図であり、同図に示す画像形成装置は、複数の色画像を形成可能なカラープリンタが対象となっている。なお、本発明にいう画像形成装置は、上述したカラープリンタのみでなく、複写機、印刷機あるいはファクシミリ装置なども含む。また、図１に示す例は、電子写真方式を用いて記録媒体への転写行程を用いることで記録媒体への画像記録を行う方式であるが、本発明はこれに限らず、例えば、インクジェットにより記録媒体への画像記録を行う方式を用いることも可能である。

図１においてカラープリンタ１は、潜像担持体として用いられる感光体およびこれに対する帯電行程、現像工程、クリーニング行程を実行する装置が色毎に纏めてプロセスカートリッジに収納された作像部７１ａ，７１ｂ，７１ｃ，７１ｄを備えている。
本実施形態に挙げたカラープリンタ１は、作像部毎に形成された異なる色の画像を順次転写するために用いられる中間転写体としての中間転写ベルト２８の展張方向に沿って各作像部７１ａ，７１ｂ，７１ｃ，７１ｄを並列させて配置したタンデム方式が用いられている。

カラープリンタ１は、画像形成部１００を収納可能な筐体本体１Ａを備え、筐体本体１Ａの高さ方向ほぼ中央に画像形成部１００が配置されている。
画像形成部１００の上方には光走査装置７２が、そして画像形成部１００の下方には記録紙などのシート状記録媒体（以下、記録紙という）を積載収容可能な積載手段をなす給紙カセットが装備されている給紙部４がそれぞれ配置されている。

画像形成部１００に用いられる作像部７１ａ．７１ｂ，７１ｃ，７１ｄは、それぞれ潜像担持体に相当し、図において時計回り回転可能なドラム状の感光体（以下、感光体ドラムという）２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄと、これの周囲に配置されて感光体ドラムに当接している帯電ローラ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄと、感光体ドラム２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄに形成された静電潜像の可視像処理を行う現像スリーブ３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄを有する現像装置３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄと、感光体ドラム２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄに当接して残留トナーを掻き取るブレードを備えたクリーニング装置２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄとが纏めて収納された像担持体ユニット２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄにより構成されている。

像担持ユニット２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄにおいては、暗中にて帯電ローラ２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄにより一様に高電位で初期化帯電された感光体ドラム２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄが光走査装置７２からのレーザービーム３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄを用いて画像データに基づき選択的に露光走査され、この露光により電位の減衰した低電位部と上記初期化による高電位部とからなる静電潜像が形成される。
現像装置３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄは、上記静電潜像の低電位部（又は高電位部）にトナーを転移させて可視像処理することによりトナー像を形成（現像）する。

像担持体ユニット２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄは、これを構成するハウジングに現像装置３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄを内蔵できる構成であり、感光体ドラム２２ａ〜２２ｄは、時計方向に回転することでトナー像を周方向に沿って移動させて後述する１次転写位置に向け搬送することができる。
これらの潜像形成、現像によるトナー像の形成は、各像担持体ユニット２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄにおいて順次タイミングを設定されて行われるようになっており、後述するようにシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックなど異なる色の画像が、図１において像担持体ユニット２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄと対向する上側展張面が矢印Ｐで示す方向に移動する中間転写ベルト２８上に像担持体から順次１次転写されてフルカラーの重ね画像が担持される。

つまり、作像部７１ａにおいて中間転写ベルト２８上に転写されたトナー像が次の１次転写部である中間転写ベルト２８と感光体ドラム２２ａとの当接部（該当接部では中間転写ベルト２８の裏側に１次転写ローラ２９ａが配置）に来るタイミングに合わせて、作像部７１ａにおけると同様に隣の作像部７１ｂの感光体ドラム２０ｂが動作して、現像装置３１ｂが感光体ドラム２２ｂ上の静電潜像を可視像処理してトナー像化（現像）し、トナー像を回転搬送して中間転写ベルト２８上に既に形成されているトナー像に重ねて転写する。同様の動作を順次、作像部７１ｃ、７１ｄでも行なう。

なお、静電現像のため各現像ローラ３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄの芯金には、ここでは図示しないバイアス電源から交流と直流を重畳したマイナス電位のバイアス電圧が印加されるようになっている。また、各帯電ローラ２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄには他のバイアス電源から直流のマイナス電位のバイアス電圧が印加されて感光体ドラムを帯電させるようになっている。また、１次転写のため、感光体ドラム２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄに接する中間転写ベルト２８の裏側には１次転写ローラ２９ａ、２９ｂ、２９ｃ、２９ｄが配置されている。

各像担持体ユニット２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄの違いは、現像装置に使用する現像剤であり、現像剤としてシアン、イエロー、マゼンタ、ブラックなど夫々色の異なるトナーが用いられる。各像担持体ユニット２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄは本例では横方向に張設された中間転写ベルト２８に沿って並べて配置され、感光体ドラム２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄも中間転写ベルト２８に接して並んだ配置となっている。

１次転写部材の一つとして用いられる中間転写ベルト２８は、図１において水平方向に展張面を有し、この展張面に沿って４つの感光体ドラム２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄがそれぞれ配置されている。
中間転写ベルト２８はその右端部が画像形成部１００の右方に突出して位置する駆動ローラ２６に支持され、また、その左端部を画像形成部１００の左側部に位置する従動ローラ２７でそれぞれ支持されて反時計回りの向きに回転駆動される。駆動ローラ２６には２次転写ローラ３９が対向配置されてニップ部で２次転写部５０を構成している。

中間転写ベルト２８の上側展張面が感光体ドラム２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄに接するように１次転写ロ−ラ２９ａ、２９ｂ、２９ｃ、２９ｄで押圧されている。中間転写ベルト２８は感光体ドラム２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄに接しつつ循環移動し、この移動中に前記したように４つの作像部７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄに設けられた感光体ドラム２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄから順にトナー像が転写されて４重の重ね画像によるフルカラーのトナー画像が形成される。このフルカラーのトナー画像は２次転写部５０で、２次転写ローラ３９を介して記録紙に一括転写される。

記録紙に転写後のトナー画像は定着手段Ｔで定着され、そのまま一対のローラで構成された排出手段８０により排出搬送路８１を介してトレイ状の排出収納部５に向け排出される場合と、再度、２次転写部５０に向けて循環される場合とが選択される。前者の場合には、記録紙の片面への画像記録が対象となり、後者の場合は記録紙の両面への画像記録が対象とされて選択される。

後者の場合である両面記録を行う際には、記録紙が後述する再循環搬送路に向けて搬送され、再度２次転写部５０に到達する際には記録面が反転されるようになっている。以下、反転搬送路に用いられる搬送装置の構成について説明する。

搬送装置には、記録紙を積載収容可能な積載手段とこの積載手段から記録紙を繰り出す手段とを備え、画像形成部１００に用いられる作像部７１ａ，７１ｂ、７１ｃ、７１ｄの直下に配置されている給紙部４が構成されている。

給紙部４には、未使用の記録紙を積載する積載手段として、図示しない付勢手段により上方に向け押し上げられる習性を付与されている積載板を有するカセット４０、カセット４０に積載された記録紙を繰り出す手段としての給紙コロ４１、記録紙を１枚分離する分離手段としてのフリクションパッド４２、トレイ４０上での記録紙の有無を検知する有無検知手段４３、トレイ４０から繰り出された記録紙あるいは後述する反転路４４から導入された記録紙のレジストタイミングを設定するレジストセンサ６０及びレジストタイミングに従って記録紙を２次転写部５０に向け給送するレジストローラ６１、両面画像形成時に用いる再循環搬送路８２、両面画像形成時に用いる進路切り換え部材（図示されず）等が設けられている。
本実施形態では、給紙コロ４０、レジストセンサ６０およびレジストローラ６１が筐体本体１Ａ側に設けられており、これ以外のカセット４０、フリクションパッド４２および反転路４４が筐体本体１Ａに対して挿脱できる構成とされている。これにより、筐体本体１Ａ側と干渉することなく挿脱することができるようになっている。また、トレイ４０は、大サイズの記録紙を積載するトレイ（図１で２点鎖線で示す）で構成することもできる。

再循環搬送路８２は、排出搬送路８１の一部で分岐して水平方向で画像形成部１００の側方に迂回し、その末端が給紙部４に用いられるトレイ４０と一体に形成されている反転路４４に連続するようになっている。
再循環搬送路８２に連続してその一部をなす反転路４４は、再循環搬送路８２内に導入された記録紙の移動方向後方側に相当する端部が、トレイ４０から繰り出される記録紙の繰り出し位置に相当する、レジストローラ６１の手前側で合流する構成とされている。このため、再循環搬送路８２内に導入された記録紙は、カセット４０から繰り出される記録紙と同様に、レジストローラ６１に向け移送され、カセット４０側からの記録紙と同じ繰り出し位置に移送されることになる。

反転路４４は、カセット４０の一部として成形などにより一体化されており、カセット４０と一体に設けられた外装カバー９２とこれに対向して配置されている搬送ガイド部材４７とにより記録紙の表裏各面に対向する搬送面が構成されている。
反転路４４の搬送面の一つを構成する外装カバー９２には、給紙部４のカセット４０を筐体本体１Ａに対して挿脱する際の操作部としての取手部９３が設けてある。

反転路４４の搬送面の一方は、外部に露呈させることができるようになっており、外部からの操作が行えるようになっている、つまり、搬送面の一方は外装カバー９２が相当しており、これに対向する搬送面の他方である搬送ガイド部材４７は、搬送面の一方に相当する外装カバー９２に対して開閉されることにより外装カバー９２側が相当する搬送面の一方を外部に露呈させることができるようになっている。

搬送面の一方を外部に露呈される構成としては、搬送面の他方を開放できる構成が用いられ、搬送ガイド部材４７を回動させる構成あるいは搬送ガイド部材４７を外装カバー９２に対して着脱させる構成が用いられる。

搬送ガイド部材４７を回動させる構成は、再循環路８２に連続する反転路４４に導入された記録紙の搬送方向（図１中、矢印Ｆで示す方向）における後方側に設けられている支軸４８を支点として搬送面の一方に相当する外装カバー９２の搬送面から接離する方向に回動させる構成が用いられる。この構成においては、カセット４０が筐体本体１Ａに対して挿入される際に、搬送ガイド部材４７における支軸４８側が相当する基端側が揺動端側よりも先にカセット４０の挿入部に突き当たることとなる。このため、挿入に応じて搬送ガイド部材４７が外装カバー９２側に接近する方向に回動して記録紙を通過させる反転路４４を構成することになる。この結果、敢えて、カセット４０を閉じ態位に操作しなくてもカセット４０の挿入操作のみで反転路４４を復元することができる。なお、搬送ガイド部材４７の閉じ位置、つまり、外装カバー９２との間の間隔は、図示しないが、搬送ガイド部材４７の揺動端がカセット４０のハウジング側に設けてある係止部に係止されることにより規定される。

一方、搬送ガイド部材４７を着脱させる構成としては、外装カバー９２に対して挿脱可能な蓋部材で搬送ガイド部材４７を構成すればよい。この構成においては、搬送ガイド部材４７が外装カバー９２との間で所定の間隔を有する位置に配置された蓋部材として機能するので、着脱するだけで搬送面の一方を露呈させることができる。なお、蓋部材として機能する搬送ガイド部材４７の装着を忘れないようにするために、図示しないが、外装カバー９２との間の間隔を規定する係止部にプッシュスイッチなどの装着完了検知センサを配置し、この検知センサにより搬送面の他方に相当する搬送ガイド部材４７の装着が確実に行われたかどうかを判別するようにしてもよい。

図２は、定着装置Ｔの構成を示す図であり、同図において定着装置Ｔは、互いに対向する一対の定着部材の一方側を構成する加圧ローラ２２１と、定着部材の他方側を構成する、ローラ２２２，２２３に巻き掛けられたベルト部材としての定着ベルト２２４とが互いに対向するように設けられている。

ローラ２２２は、その内部に図示しない電源と接続された加熱源２２５を有し加熱ローラとして機能する（以下、加熱ローラという）。
ローラ２２３は、図示しない駆動モータによって回転駆動される駆動ローラを構成している。これらローラ２２２，２２３は、図示しない側板によって回転自在に支持されている。ローラ２２２，２２３及び定着ベルト２２４は、図２において反時計回り方向に回転し、加圧ローラ２２１は、定着ベルト２２４と接触することで時計回り方向に従動回転する。

加圧ローラ２２１はアルミ又は鉄等の芯金の上にシリコンゴムなどの弾性層を設けて形成されたもので、その表層はＰＦＡやＰＴＦＥで構成された離型層となっている。

図３において、加圧ローラの芯金の端部２２１ａは軸受２２９で回転自在に支持されている。この軸受２２９は、加圧ローラ２２１をローラ２２３に向かって接触／離間する方向に移動可能に図示しない側板に支持されていて、加圧ローラ２２１の表面を定着ベルト２２４に圧接／解除するように構成されている。この圧接／解除のための構成に関しては後で詳しく説明する。

本形態では、加熱源２２５としてハロゲンヒータが用いられ、被加熱部材であり加熱循環部材となる加熱ローラ２２２，定着ベルト２２４を加熱しているが、例えば、本出願人の先願である特開２００１−１３８０５号に記載されているように誘導加熱方式を用いて加熱ローラ２２２及び定着ベルト２２４を加熱することも可能である。

加熱源２２５に対する電源としては、一般に商用電源（１００Ｖ）から行われているが、この商用電源に補助電源を設け，当該補助電源から電力供給するようにしてもよい。補助電源としては、本出願人の先願である特開２００２−１７４９８８号に開示されているような、電気２重層コンデンサ（電気化学キャパシタ）を利用するのが好ましい。なお、加熱循環部材としては、本形態では、加熱ローラを用いているが，無端帯状の部材を用いても良い。図２において符号２２６はベルトテンションローラ２２６、符号２２７はベルトクリーニングローラをそれぞれ示す。

図３、図４に示すように、定着装置Ｔは、加圧ローラ２２１を定着ベルト２２４に向かって加圧する加圧レバー２３０と、加圧レバー２３０に対して回動自在に支持された圧力解除レバー２３１と、圧力解除レバー２３１に対してその一端２３２ａが回動自在に取りつけられて図４に示すように凹部２３９を有するロック部材２３２と、ロック部材２３２の他端２３２ｂに係止され、ロック部材２３２を矢印Ｂで示すロック方向に牽引する弾性部材としての引っ張りコイルスプリング２３３とを備えている。

このような構成において、詳細を後で説明するが、圧力解除レバー２３１を回動させることにより、ロック部材２３２の位置を、加圧レバー２３０を介して加圧ローラ２２１を定着ベルト２２４へ押圧する加圧位置と、加圧ローラ２２１が定着ベルト２２４から離間する圧解除位置とに切り替え可能とされている。
すなわち、加圧レバー２３０は、その一端となる下端２３０ａが、図示しない側板に挿通支持されている軸２３４を介して回動自在に支持されている。加圧レバー２３０の他端となる図３において上端２３０ｂには、圧力解除レバー２３１の基端側２３１ａが、これに設けられている軸２３６を介して回動自在に支持されている。

図３においてロック部材２３２の一端２３２ａは、圧力解除レバー２３１の基端側２３１ａに設けられている軸２３７が回動自在に支持されている。この軸２３７は、ロック部材２３２が図３に示すロック位置と図４に示す解除位置へ移動する際に、圧力解除レバー２３１のヒンジ部となる軸２３６を中心として回動し、図３に示すように、引っ張りコイルスプリング２３３の軸線上に軸２３６とともに位置する場合と、図４に示すように、軸線と軸２３６とを結んだ線上から外れて位置する場合とに移動できるようになっている。つまり、軸２３７は、引っ張りコイルバネ２３３の延長方向と軸２３６および２３７が一直線上、いわゆる、思案点に位置する場合と、思案点を外れる場合とに移動でき、加圧解除レバー２３１が図３に示すロック位置を占めるときには軸２３６を中心にしてロック部材２３２の他端２３２ｂと対向する側に配置され、加圧解除レバー２３１が図４に示す解除位置を占めるときには、軸２３６を中心にしてロック部材２３２の他端２３２ｂと同一側に配置される。

ロック部材の一端２３２ａと他端２３２ｂの間には、図４に示すように、加圧解除レバー２３１側の軸２３６が嵌合可能な凹部２３９が形成されており、加圧解除レバー２３１が、図３に示すように加圧位置を占めたときに、軸２３６が侵入してロック部材２３２と加圧レバー２３０をロック位置に保持し、加圧解除レバー２３１が図４に示す解除位置を占めたときに、軸２３６が離脱してロック部材２３２と加圧レバー２３０をロック位置から解放できるようになっている。

本実施形態においては、加圧解除レバー２３１は、図３，図４において軸２３６を中心に反時計回りに移動した際に、ロック部材２３２に対してその上方から移動するので、凹部２３９は、ロック部材２３２の上方に向かってその開口が位置するように形成されている。凹部２３９は、軸２３６が凹部２３９に侵入している状態の時に、加圧レバー２３０のほほ真上で軸２３６を保持す位置に形成されている。

このような構成によると、図３に示す加圧ローラ２２１の加圧状態から図４に示す加圧ローラ２２１の圧解除状態を設定する場合、加圧解除レバー２３１の先端側２３１ｂが軸２３６を中心に時計回り方向に回転される。
加圧解除レバー２３１の時計回り方向の回転が行われると、引っ張りコイルスプリング２３３の引っ張り力によって牽引されている軸２３６が加圧解除レバー２３１の回転中心とされていることも相俟って、加圧解除レバー２３１の回転に従い、軸２３７を共有するロック部材２３２が加圧解除レバー２３７の軸２３７とともに図３の位置から図４に示すように下側に下げられるように回転して止まる。これにより、図４に示すように、ロック部材２３２の凹部２３９も下側に移動することになるので、凹部２３９に侵入していた軸２３６は、凹部２３９から離脱できる状態とされる。このため、ロック部材２３２は、凹部２３９に進入していた軸２３６による係止関係がなくなることで引っ張りコイルスプリング２３３により引っ張られて、軸２３７が軸２３６よりも図３，４において左側に移動し、ロック部材２３２の他端２３２ｂと同一側、すなわち、引っ張りコイルスプリング２３３の方に近寄りこのスプリング２３３が自然長にまで戻る。

ロック部材２３２が引っ張りコイルスプリング２３３により牽引され、図４に示す状態に回動している加圧解除レバー２３１は、軸２３７が牽引されると軸２３６側を牽引方向と逆方向に押される状態となり、いわゆる、軸２３６に偶力を発生させて軸２３４を支点として加圧レバー２３０を図４において時計方向に回動させることになる。これは、軸２３７が牽引される際に加圧解除レバー２３１が自身での回動を終えた状態であることにより可能となる。このようにしてロック部材２３２が引っ張りコイルスプリング２３３により牽引されることにより加圧レバー２３０を加圧ローラ２２１から離れる方向に移動させて加圧レバー２３０側の加圧ローラ２２１への圧力を解除することになる。

一方、加圧解除レバー２３１を図４に示す開状態から図３に示す閉状態に向かって移動させると、加圧解除レバー２３１と加圧レバー２３０が加圧方向（図中左側）に移動し、加圧ローラ２２１を定着ベルト２２４に圧接させる。加圧ローラ２２１と定着ベルト２２４とが当接すると、加圧レバー２３０の移動が規制されるので、加圧解除レバー２３１が軸２３６を中心に反時計回り方向に回転する。この回転に伴い、加圧解除レバー２３１に軸２３７で回動自在に支持されているロック部材２３２が引っ張りコイルスプリング２３３のばね力に抗して軸２３６を中心にしながら図中右方へ移動する。

加圧解除レバー２３１の閉方向への移動が更に進むと、軸２３６が凹部２３９に侵入して加圧解除レバー２３１の移動が規制されると共に、ロック部材２３２に引っ張りコイルスプリング２３３のばね力が作用してロック方向Ｂに付勢される。このため、加圧解除レバー２３１は、ロック位置に保持されて、加圧ローラ２２１と定着ベルト２３４との加圧状態が保持される。このとき、加圧レバー２３０の回転中心軸２３４から最も遠い位置で加圧レバー２３０とロック部材２３２とが嵌合し、引っ張りコイルスプリング２３３のバネの力によりに加圧レバー２３０とロック部材２３２とが方向ロックＢに引っ張られる。この場合、ロック部材２３２が最も遠い位置にあるので、「てこの原理」により加圧レバー２３０の回転中心軸２３４に近い位置で受ける場合に比べ小さい力で良く、従って軸２３６がロック部材２３２上を移動する際に受ける力も小さい。

図９は加圧解除レバー２３１が閉状態の斜視図である。加圧解除レバー２３１にはロック部材２３２と軸２３６が確実に係合できるように、軸２３６の長手方向にロック部材２３２の厚み以上の隙間を確保する必要がある。そこで、加圧解除レバー２３１には当接部２３１ｄが設けてあり、軸２３６の座の部分と当接している。図１０は加圧解除レバー２３１が閉状態の上方から見た図だが、当接部２３１ｄの幅は、ロック部材２３２の厚みより長く、ロック部材２３２と軸２３６が確実に係合することが可能となる。

以上のような構成において、本実施形態の特徴部について説明する。
加圧レバー２３０は前述したように大きな力が必要となるので、図５に示すように加圧レバー２３０が、引っ張りコイルスプリング２３３のばね力によって傾きが生じたり、変形したりして、また、加圧レバー２３０は加圧ローラの芯金の端部２２１ａを支持している軸受２２９を押圧しているが、押圧部が軸方向にズレて加圧ローラの芯金の端部２２１ａを押圧して十分な加圧力が得られず、前述した諸問題の発生原因となることがあった。

図６には前述の諸問題の発生を解消するために提案されている従来例が示されている。

図６に示す構成においては、加圧レバー２３０の回転中心軸２３４を延長して伸ばすと共に、回転中心軸２３４を伸ばした範囲の両端に位置する片部２３０Ａにおいて加圧レバー２３０に軸２３４を挿入する穴を２ヶ所同軸に設けることにより、加圧レバー２３０の倒れを防止している。また、加圧レバー２３０の抜け止めとして、加圧レバー２３０の外側に抜け止め板金部材３００を配置している。これにより、加圧レバー２３０が、引っ張りコイルスプリング２３３のばね力によって傾きが生じたりすることは防止できる。しかし、この構成とした場合には、部品構成が複雑となり、軽量化や省スペース化に反していた。

これに対して、図７は、本実施形態による構成を示しており、同図において、下フレーム３３０は左右に左フレーム３１０と右フレーム３２０（図示せず）が締結されており、それぞれのフレームは金属製の部材であり、定着装置Ｔの構造体を形成している。左フレーム３１０には軸２３４を具備しており、加圧レバー２３０の穴に挿入される。下フレーム３３０には加圧レバー２３０の端部２３０ａの軸方向の移動を規制するスリット形状の第１規制部３３１が設けられており、加圧レバー２３０の傾きや軸方向のズレを規制している。左フレーム３１０と右フレーム３２０（図示せず）は下フレーム３３０に直接位置決めがなされており、第１規制部３３１と加圧レバー２３０の端部２３０ａとの寸法精度は高い。

また、左フレーム３１０と右フレーム３２０（便宜上、右フレームは図示しないが、右フレームに係る構成部材には符号のみを付けて説明する）の前上方で、加圧ローラの背面部には、金属製の前フレーム３４０が締結しており、定着装置Ｔの構造体を形成している。前フレーム３４０には加圧レバー２３０の中央部を軸方向の移動を規制する第２規制部３４１が設けられており、加圧レバー２３０の傾きや軸方向のズレを規制している。
図８に示すように、左フレーム３１０においてダボ状の突き出し形状３１１は、図７に示す前フレーム３４０の丸穴３４２に直接位置決めがなされており、左フレーム３１０と前フレーム３４０の第２規制部３４１との隙間を加圧レバー２３０が回転方向に移動可能に必要な最小限の寸法を確保している。
一般的には反対側のフレームである右フレーム３２０（図示せず）の突き出し形状３２１（図示せず）は前フレーム３４０の長穴３４３（図示せず）に直接位置決めがなされるが、長穴３４３（図示せず）の場合、右フレーム３２０（図示せず）と前フレーム３４０の第２規制部３４３（図示せず）との隙間がばらつくので、右フレーム３２０（図示せず）の突き出し形状３２１（図示せず）も前フレーム３４０の丸穴３４４（図示せず）に直接位置決めがなされ、右フレーム３２０と前フレーム３４０の第２規制部３４３（図示せず）との隙間を加圧レバー２３０が回転方向に移動可能に必要な最小限の寸法を確保している。

図８は加圧レバー２３０を組み付ける時の図を示しているが、前フレーム３４０を組み付ける前に、加圧レバー２３０を寝かせた姿勢で軸２３４に挿入し、この時、加圧レバー２３０の端部２３０ａは下フレーム３３０のスリット形状である第１規制部３３１には係合しない。そして、加圧レバー２３０を軸２３４中心に回転させて、図７の状態になったときは、加圧レバー２３０の端部２３０ａは第１規制部３３１に係合規制される。この状態で前フレーム３４０を組み付けて左右フレームと第２規制部との隙間を加圧レバー２３０が回転方向に移動可能に必要な最小限の寸法を確保している。

ところで、図２において、互いに対向する定着ローラ２２３と加圧ローラ２２１の用紙の下流側に、用紙の搬送パスを形成する出口ガイド４００が配置される。図１１において、出口ガイド４００は左右に回転軸部４０１が形成されており、回転軸部４０１を中心に回動開閉して、定着装置のジャム処理を行うことができる。出口ガイド４００の回転軸部４０１は、前フレーム３４０に一体的に設けられた軸穴３４５に軸支されている。出口ガイド４００は定着後の用紙の搬送精度を必要とし、左右フレームは引っ張りコイルスプリング２３３により大きな力が作用しているので、変形等が生じやすく、出口ガイド４００の回転軸部４０１を左右フレームで軸支すると定着後の搬送精度の確保が難しくなる。
そこで、本実施形態では、前フレーム３４０が左右フレームの前面部に確実に位置決めされているので、定着後の搬送精度の確保ができる。

本発明実施形態による定着装置を用いる画像形成装置の構成を説明するための模式図である。 本発明実施例による定着装置の内部構造を示す図である。 図２に示した定着装置における加圧ローラの接離機構の要部を示す図である。 図３に示した接離機構の一態様を示す図である。 図３に示した接離機構の外観を示す斜視図である。 図３に示した接離機構に用いられる軸支持部の構造に関する従来例を示す図である。 図３に示した接離機構での支持構造を説明するための図である。 図８に示した支持構造の組み立て状態を示す図である。 図３に示した接離機構に用いられる加圧解除レバーの支持部の構成を説明するための図である。 図９に示した支持部の平面図である。 図２に示した定着装置に用いられる搬送ガイド部の構成を示す斜視図である。

符号の説明

１ カラープリンタ
２２１ 加圧ローラ
２２２ 定着ローラ
２３０ 加圧レバー
２３１ 圧力解除レバー
２３２ ロック部材
２３３ 引っ張りコイルスプリング
３１０ 左フレーム８
３２０ 右フレーム
３３０ 下フレーム
３３１ 第１規制部
３４０ 前フレーム
３４１ 第２規制部
４００ 出口ガイド
Ｔ 定着装置

Claims (15)

1. 互いに対向する一対の定着部材により記録材を挟み込み、熱および圧力を加えてトナー像を前記記録材上に定着させる定着装置において、
   軸を回転中心にして、前記定着部材の一方を他方の定着部材に向かって加圧する方向に回転可能な加圧レバーを有し、該加圧レバーは回転により、前記一方の定着部材が他方の定着部材を押圧する加圧位置と、前記一方の定着部材が他方の定着部材から離間する圧解除位置とに切り換え可能であり、前記回転軸近傍の端部が前記加圧位置と前記圧解除位置の変位する間で回転軸の軸線方向への変位を該端部近傍に設けてある第１規制手段により規制されることを特徴とする定着装置。
2. 前記第１規制手段は、定着装置の構造体を形成する部材に設けられていることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
3. 前記第１規制手段は、定着部材を軸支する左フレームと右フレームに記録材の移動方向上流側で締結される下フレームに設けられていることを特徴とする請求項１乃至２のいずれか記載の定着装置。
4. 前記第１規制手段は、金属フレームであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の定着装置。
5. 前記加圧レバーの回転軸に対して近傍の端部と対向する部分を、少なくとも加圧位置と圧解除位置の変位する間で回転軸方向への変位を規制する第２規制手段により規制されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載の定着装置。
6. 前記第２規制手段は、定着部材を軸支する左フレームと右フレームに記録材の移動方向に対して加圧部材側で締結される前フレームに設けられていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか記載の定着装置。
7. 前記定着部材を軸支する左フレームと右フレームに締結されるフレームは、定着部材の軸方向にそれぞれ位置決めされることことを特徴とする請求項３または６に記載の定着装置。
8. 前記第２規制手段は、金属フレームであることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか記載の定着装置。
9. 前記加圧レバーに対して回動自在に支持された圧力解除レバーと、前記圧力解除レバーに対してその一端が回動自在に取りつけられたロック部材と、前記ロック部材の他端に係止され、該ロック部材をロック方向に引っ張る弾性部材とを有し、前記圧力解除レバーを回動さることにより前記ロック部材の位置を変位させて、前記加圧レバーを介して前記一方の定着部材が他方の定着部材を押圧する加圧位置と、前記一方の定着部材が他方の定着部材から離間する圧解除位置とに切り替え可能であり、加圧位置では加圧レバーの回転中心軸とは逆の位置の端部において固定される前記加圧レバーと前記ロック部材とを前記弾性部材によってロック方向に引っ張ることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか記載の定着装置。
10. 前記ロック部材は、前記圧解除位置から加圧位置に切換えられる際、前記加圧解除レバーと前記ロック部材とを回動自在に支持する第１の軸が、前記圧力解除レバーと前記加圧レバーとを回動自在に支持する第２の軸と前記ロック部材の他端とを結ぶ延長線上を、第２の軸を中心にして回転して通過することを特徴とする請求項９記載の定着装置。
11. 前記ロック部材は、前記加圧位置では第２の軸と嵌合し、前記圧力解除位置では第２の軸との嵌合が解除されるように構成され、前記圧力解除位置から前記加圧位置に移動する際、前記ロック部材に設けた突起を第２の軸が乗り越えることを特徴とする請求項９記載の定着装置。
12. 前記ロック部材は、前記加圧位置では第２の軸と嵌合し、前記圧力解除位置では第２の軸との嵌合が解除されるように構成され、前記圧力解除位置から前記加圧位置に移動する際、前記ロック部材が第２の軸と嵌合する隙間を一定以上確保する当接部を圧力解除レバーに設けたことを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか記載の定着装置。
13. 加熱ローラおよび定着ローラに定着ベルトを掛装し、該定着ベルトの定着ローラ掛装部位と、これに対峙させた加圧ローラとでニップ部を形成し、トナー像が形成されて転写装置から搬送されるシート材を、前記ニップ部で加圧・加熱することによりシート材上のトナー像を定着し、該定着後のシート材を、加圧ローラに近接配置された出口ガイド部材で案内・排出するようにしたことを特徴とする請求項９乃至１３のいずれか記載の定着装置。
14. 前記出口ガイド部材は前記前フレームに軸支されることを特徴とする請求項１３に記載の定着装置。
15. 請求項１乃至１４のいずれかに記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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