JP2010008571A

JP2010008571A - 定着装置

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Publication number: JP2010008571A
Application number: JP2008165968A
Authority: JP
Inventors: Kimihide Tsukamoto; 公秀塚本; Hiroichi Nakamura; 博一中村; Takashi Yamanaka; 孝師山中; Kosuke Namizaki; 広介浪崎
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2008-06-25
Filing date: 2008-06-25
Publication date: 2010-01-14
Anticipated expiration: 2028-06-25
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Abstract

【課題】駆動用モータを逆回転させることなく、加圧ローラ及び加熱ローラの接離動作を行うことが可能な定着装置を提供する。
【解決手段】加熱ローラ３１が回転駆動されると、駆動ギヤ８４が回転して、揺動用ギヤ８２及び揺動用カム８１が回転し、揺動用カム８１の周面に当接した揺動レバー７８右側の摺接縁７８ｂが上下に往復移動し、揺動レバー７８が圧力解除カム７６の軸７６ａを中心にして時計回り及び反時計回りに繰り返し往復回転する。このとき、揺動レバー７８の時計周りの回転のみがワンウェイクラッチ７７を介して圧力解除カム７６の軸７６ａに伝達されることから、圧力解除カム７６の軸７６ａには時計周りの回転が間欠的に伝達される。これにより、圧力解除カム７６が時計回りに間欠的に回転して行き、圧力解除カム７６が変位フレーム７１のコロ７５を突き放して、加圧ローラ３２が加熱ローラ３１から離間する。
【選択図】図３

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ装置、及びプリンター等の電子写真方式の画像形成装置に適用される定着装置に関する。

この種の電子写真方式の画像形成装置においては、静電潜像を感光体ドラム表面に形成し、トナーにより感光体ドラム表面の静電潜像を現像して、感光体ドラム表面にトナー像を形成し、トナー像を感光体ドラムから記録用紙に転写し、記録用紙を加熱及び加圧して、トナー像を記録用紙上に定着している。

記録用紙上のトナー像の定着は、定着装置により行われる。定着装置では、一対の加熱ローラと加圧ローラ間のニップ域に記録用紙を挟み込んで搬送しつつ、各ローラにより記録用紙を加熱及び加圧して、記録用紙上のトナーを加熱溶融して定着する。

このような定着装置においては、加熱ローラと加圧ローラ間のニップ域の幅を確保して、ニップ域を安定的に維持するために、各ローラを弾性層により覆って、各ローラの弾性層が相互に圧接して変形するようにしている。

しかしながら、各ローラの圧接圧力が大きいため、定着装置の非使用状態にあり、各ローラの停止状態が長時間継続すると、各ローラの弾性層が変形したままとなって元の形状に戻らず、各ローラの弾性層に凹みが形成されることがあった。

このため、特許文献１には、加熱ローラと加圧ローラの停止時に、各ローラを離間させて、各ローラの弾性層が変形したままで放置されないようにするための構成が開示されている。ここでは、加圧ローラを軸支する枠体を移動可能に支持し、この枠体に摺接するカムを設け、このカムにより枠体を移動させて、加圧ローラを加熱ローラから離間させることができるようにしている。定着時には、駆動用モータの出力軸の順方向回転をギヤユニットとワンウェイクラッチを介して加熱ローラに伝達し、各ローラ間のニップ域に記録用紙を挟み込んで搬送する。また、非定着時には、駆動用モータの出力軸の逆方向回転を他のギヤユニットとワンウェイクラッチを介してカムに伝達し、カムにより枠体を移動させて、加圧ローラを加熱ローラから離間させる。これにより、１つの駆動用モータを用いて、各ローラの回転駆動と各ローラの接離動作を切り換えて行うことが可能となる。
特開２００３−２８０３０８号公報

ところで、定着装置の駆動用モータは、定着装置専用であるとは限らず、記録用紙搬送方向の上流側や下流側における記録用紙の搬送ローラ、あるいは現像用や転写用のローラ等を回転駆動するためにも用いられることが多い。つまり、１つの駆動用モータによって各種のローラが回転駆動される。

従って、駆動用モータの出力軸を逆回転させると、各種のローラも逆回転することになり、様々な不都合を招く。

特許文献１のようにギヤユニットに幾つかのワンウェイクラッチを組み込めば、駆動用モータの出力軸を逆回転させても、各種のローラ等の逆回転を防止することは可能であるが、ギヤユニットそのものに一方向クラッチを組み込むので、ギヤユニットの構成が複雑化する。

そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであり、駆動用モータを逆回転させることなく、定着装置周辺のギヤユニットの構成を複雑化させることなく、加圧ローラ及び加熱ローラの回転駆動と該各ローラの接離動作を切り換えて行うことが可能な定着装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の定着装置は、第１及び第２ローラと、第１及び第２ローラを相互に圧接させる付勢手段と、第１及び第２ローラを回転させる駆動手段とを備え、第１及び第２ローラ間のニップ域に記録部材を挟み込んで搬送する定着装置において、前記駆動手段による回転駆動力を伝達されて一方向に回転する揺動用カムと、前記第２ローラを軸支し、前記第１ローラに対して第２ローラが接離するように変位する変位支持部材と、変位支持部材に摺接する圧力解除カムと、圧力解除カムの軸に設けられたワンウェイクラッチと、ワンウェイクラッチに接続され、前記揺動用カムに摺接するように付勢された揺動レバーとを備え、駆動手段の回転駆動力により揺動用カムが一方向に回転されると、揺動用カムに摺接する揺動レバーが繰り返し揺動して、揺動レバーの揺動がワンウェイクラッチを介して圧力解除カムに一方向の間欠回転となって伝達され、圧力解除カムにより変位支持部材が前記付勢手段の付勢力に抗して突き放され、変位支持部材並びに第２ローラが変位して、第２ローラが第１ローラから離間する。

また、前記揺動レバーに連結され、前記揺動用カムから離間するように揺動レバーを移動させる制御手段を備えている。

更に、ワンウェイクラッチの空転方向の回転に伴う圧力解除カムの軸の同方向の回転を阻止する逆回転阻止手段を備えている。

このような本発明の定着装置によれば、駆動手段の回転駆動力により揺動用カムが一方向に回転されると、揺動用カムに摺接する揺動レバーが繰り返し揺動して、揺動レバーの揺動がワンウェイクラッチを介して圧力解除カムに一方向の間欠回転となって伝達され、圧力解除カムにより変位支持部材が付勢手段の付勢力に抗して突き放され、変位支持部材並びに第２ローラが変位して、第２ローラが第１ローラから離間する。

ここで、揺動用カムの回転方向にかかわらず、揺動レバーが繰り返し揺動するので、駆動手段による揺動用カムの回転方向を特定する必要はなく、第１及び第２ローラを回転させる駆動手段による回転駆動方向を切り換える必要はない。従って、駆動用モータの出力軸の回転方向を切り換えたり、第１及び第２ローラを回転させる駆動手段そのものにワンウェイクラッチを組み込む必要もない。

また、駆動手段の回転駆動力を揺動レバー及びワンウェイクラッチを介して圧力解除カムに伝達しているので、駆動手段そのものの構成（ギヤユニット等）を格別に変更する必要がなく、ギヤユニットが複雑化することはない。

尚、第２ローラが第１ローラから離間した後、揺動用カムの一方向の回転、揺動レバーの揺動、圧力解除カムの間欠回転を再開して、圧力解除カムに摺接する変位支持手段の位置を元に戻せば、第２ローラが第１ローラに圧接する。

また、揺動用カムから離間するように揺動レバーを移動させる制御手段を備えているので、揺動レバーの揺動を停止させることができ、圧力解除カムの回転、変位支持部材並びに第２ローラの変位も停止させることができる。そして、このときには、第２ローラの接離動作を伴わずに、駆動手段により第１及び第２ローラを回転させることができる。従って、第１及び第２ローラの回転駆動と第２ローラの接離動作を切り換えて行うことができる。

更に、ワンウェイクラッチの空転方向の回転に伴う圧力解除カムの軸の同方向の回転を阻止する逆回転阻止手段を備えているので、ワンウェイクラッチが回転伝達方向に回転して、圧力解除カムの軸が一方向に回転した後で、ワンウェイクラッチが空転方向に回転しても、圧力解除カムの軸が空転方向に回転して戻ることはなく、圧力解除カムの軸が一方向に確実に間欠回転する。

以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の定着装置の一実施形態を適用した画像形成装置を示す断面図である。この画像形成装置は、原稿の画像を読取る原稿読取り装置Ｂと、原稿読取り装置Ｂにより読取られた原稿の画像又は外部から受信した画像をカラーもしくは単色で記録用紙に記録形成する装置本体Ａとを備えている。

原稿読取り装置Ｂでは、原稿が原稿セットトレイ４１にセットされると、ピックアップローラ４４が原稿表面に押し付けられて回転され、原稿がトレイ４１から引き出され、原稿がサバキローラ４５と分離パッド４６間を通過して１枚ずつに分離されてから搬送経路４７へと搬送される。

この搬送経路４７では、原稿の先端がレジストローラ４９に当接して、原稿の先端がレジストローラ４９と平行に揃えられ、この後に原稿がレジストローラ４９により搬送されて読取りガイド５１と読取りガラス５２間を通過する。このとき、第１走査部５３の光源の光が読取りガラス５２を介して原稿表面に照射され、その反射光が読取りガラス５２を介して第１走査部５３に入射し、この反射光が第１及び第２走査部５３、５４のミラーで反射されて結像レンズ５５へと導かれ、結像レンズ５５によって原稿の画像がＣＣＤ（Charge Coupled Device）５６上に結像される。ＣＣＤ５６は、原稿の画像を読取り、原稿の画像を示す画像データを出力する。更に、原稿は、搬送ローラ５７により搬送され、排紙ローラ５８を介して排紙トレイ５９に排出される。

また、原稿台ガラス６１上に載置された原稿を読取ることができる。レジストローラ４９、読取りガイド５１、排紙トレイ５９等とそれらよりも上側の部材とは、一体化されて、原稿読取り装置Ｂの背面側で開閉可能に枢支されたカバー体となっており、この上側のカバー体が開かれると、原稿台ガラス６１が解放されて、原稿台ガラス６１上に原稿を載置することができる。原稿が載置されて、カバー体が閉じられると、第１及び第２走査部５３、５４が副走査方向に移動されつつ、第１走査部５３によって原稿台ガラス６１上の原稿表面が露光され、第１及び第２走査部５３、５４によって原稿表面からの反射光が結像レンズ５５へと導かれ、結像レンズ５５によって原稿の画像がＣＣＤ５６上に結像される。このとき、第１及び第２走査部５３、５４が相互に所定の速度関係を維持しつつ移動されて、原稿表面→第１及び第２走査部５３、５４→結像レンズ５５→ＣＣＤ５６という反射光の光路の長さが変化しないように第１及び第２走査部５３、５４の位置関係が常に維持され、これによりＣＣＤ５６上での原稿の画像のピントが常に正確に維持される。

こうして読取られた原稿の画像全体は、画像データとして画像形成装置の装置本体Ａへと送受され、装置本体Ａにおいて画像が記録用紙に記録される。

一方、画像形成装置の装置本体Ａは、レーザ露光装置１、現像装置２、感光体ドラム３、帯電器５、クリーナ装置４、中間転写ベルト装置８、定着装置１２、用紙搬送装置１８、給紙トレイ１０、及び排紙トレイ１５等により構成されている。

画像形成装置において扱われる画像データは、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色を用いたカラー画像に応じたもの、又は単色（例えばブラック）を用いたモノクロ画像に応じたものである。従って、現像装置２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）、感光体ドラム３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）、帯電器５（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）、クリーナ装置４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）は各色に応じた４種類の潜像を形成するようにそれぞれ４個ずつ設けられ、それぞれａがブラックに、ｂがシアンに、ｃがマゼンタに、ｄがイエローに対応付けられて、４つの画像ステーションが構成されている。

感光体ドラム３は、装置本体Ａのほぼ中央に配置されている。

帯電器５は、感光体ドラム３の表面を所定の電位に均一に帯電させるための帯電手段であり、接触型であるローラ型やブラシ型の帯電器のほか、チャージャー型の帯電器が用いられる。

レーザ露光装置１は、レーザダイオード及び反射ミラーを備えたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）であり、帯電された感光体ドラム３表面を画像データに応じて露光して、その表面に画像データに応じた静電潜像を形成する。

現像装置２は、感光体ドラム３上に形成された静電潜像を（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）のトナーにより現像する。クリーナ装置４は、現像及び画像転写後に感光体ドラム３表面に残留したトナーを除去及び回収する。

感光体ドラム３の上方に配置されている中間転写ベルト装置８は、中間転写ベルト７、中間転写ベルト駆動ローラ２１、従動ローラ２２、中間転写ローラ６（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）、及び中間転写ベルトクリーニング装置９を備えている。

中間転写ベルト駆動ローラ２１、中間転写ローラ６、従動ローラ２２等は、中間転写ベルト７を張架して支持し、中間転写ベルト７を矢印Ｃ方向に周回移動させる。

中間転写ローラ６は、中間転写ベルト７近傍に回転可能に支持され、中間転写ベルト７を介して感光体ドラム３に圧接され、感光体ドラム３のトナー像を中間転写ベルト７に転写するための転写バイアスを印加されている。

中間転写ベルト７は、各感光体ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄに接触するように設けられており、各感光体ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ表面のトナー像を中間転写ベルト７に順次重ねて転写することによって、カラーのトナー像（各色のトナー像）を形成する。この転写ベルトは、厚さ１００μｍ〜１５０μｍ程度のフィルムを用いて無端ベルト状に形成されている。

感光体ドラム３から中間転写ベルト７へのトナー像の転写は、中間転写ベルト７裏面に圧接されている中間転写ローラ６によって行われる。中間転写ローラ６には、トナー像を転写するために高電圧の転写バイアス（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）が印加されている。中間転写ローラ６は、直径８〜１０ｍｍの金属（例えばステンレス）軸をベースとし、その表面は、導電性の弾性材（例えばＥＰＤＭ、発泡ウレタン等）により覆われているローラである。この導電性の弾性材により、記録用紙に対して均一に高電圧を印加することができる。

上述の様に各感光体ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ表面のトナー像は、中間転写ベルト７で積層され、画像データによって示されるカラーのトナー像となる。このように積層された各色のトナー像は、中間転写ベルト７と共に搬送され、中間転写ベルト７と接触する２次転写装置１１によって記録用紙上に転写される。

中間転写ベルト７と２次転写装置１１の転写ローラ１１ａとは、相互に圧接されてニップ域を形成する。また、２次転写装置１１の転写ローラ１１ａには、中間転写ベルト７上の各色のトナー像を記録用紙に転写させるための電圧（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）が印加される。さらに、そのニップ域を定常的に得るために、２次転写装置１１の転写ローラ１１ａもしくは中間転写ベルト駆動ローラ２１の何れか一方を硬質材料（金属等）とし、他方を弾性ローラ等の軟質材料（弾性ゴムローラ、または発泡性樹脂ローラ等々）としている。

また、２次転写装置１１によって中間転写ベルト７上のトナー像が記録用紙上に完全に転写されず、中間転写ベルト７上にトナーが残留することがあり、この残留トナーが次工程でトナーの混色を発生させる原因となる。このため、中間転写ベルトクリーニング装置９によって残留トナーを除去及び回収する。中間転写ベルトクリーニング装置９には、例えばクリーニング部材として中間転写ベルト７に接触するクリーニングブレードが備えられており、クリーニングブレードが接触する部位で、従動ローラ２２により中間転写ベルト７裏側が支持されている。

給紙トレイ１０は、記録用紙を格納しておくためのトレイであり、装置本体Ａの画像形成部の下側に設けられている。また、画像形成部の上側に設けられている排紙トレイ１５は、印刷済みの記録用紙をフェイスダウンで載置するためのトレイである。

また、装置本体Ａには、給紙トレイ１０の記録用紙を２次転写装置１１や定着装置１２を経由させて排紙トレイ１５に送るための用紙搬送装置１８が設けられている。この用紙搬送装置１８は、Ｓの字形状の用紙搬送経路Ｓを有し、用紙搬送経路Ｓに沿って、ピックアップローラ１６、レジストローラ１４、定着装置１２、各搬送ローラ１３、及び排紙ローラ１７等を配置したものである。

ピックアップローラ１６は、給紙トレイ１０の端部に設けられ、給紙トレイ１０から記録用紙を１枚ずつ用紙搬送経路Ｓに供給する呼び込みローラである。各搬送ローラ１３は、記録用紙の搬送を促進補助するための小型のローラであり、用紙搬送経路Ｓに沿って複数箇所に設けられている。

レジストローラ１４は、搬送されて来た記録用紙を一旦停止させて、記録用紙の先端を揃え、中間転写ベルト７と２次転写装置１１間のニップ域で中間転写ベルト７上のカラーのトナー像が記録用紙に転写されるように、感光体ドラム３及び中間転写ベルト７の回転にあわせて、記録用紙をタイミングよく搬送する。

定着装置１２は、トナー像が転写された記録用紙を受け取り、この記録用紙を加熱ローラ３１及び加圧ローラ３２間のニップ域に挟み込んで搬送する。

各色のトナー像の定着後の記録用紙は、排紙ローラ１７によって排紙トレイ１５上に排出される。

尚、画像形成ステーションＰａだけを用いて、モノクロ画像を形成し、モノクロ画像を中間転写ベルト装置８の中間転写ベルト７に転写することも可能である。このモノクロ画像も、カラー画像と同様に、中間転写ベルト７から記録用紙に転写され、記録用紙上に定着される。

また、記録用紙の表面だけではなく、両面の印字を行う場合は、記録用紙の表面の画像を定着装置１２により定着した後に、記録用紙を用紙搬送経路Ｓの排紙ローラ１７により搬送する途中で、排紙ローラ１７を停止させてから逆回転させ、記録用紙を反転経路Ｓｒに通して、記録用紙の表裏を反転させてから、記録用紙をレジストローラ１４へと導き、記録用紙の表面と同様に、記録用紙の裏面に画像を記録して定着し、記録用紙を排紙トレイ１５に排出する。

ところで、本実施形態の定着装置１２では、図２に示す様に加熱ローラ３１及び加圧ローラ３２を相互に圧接させた状態でそれぞれ軸支して、加熱ローラ３１と加圧ローラ３２間に記録用紙を挟み込むニップ域Ｎを形成しており、加熱ローラ３１を矢印方向に回転駆動し、加圧ローラ３２を従動回転させつつ、記録用紙をニップ域Ｎに通して加熱及び加圧し、記録用紙上のトナー像を溶融、混合、圧接し、記録用紙に対して熱定着させる。

加熱ローラ３１は、芯金の外表面に弾性層を設け、この弾性層の外表面に離型層を形成してなる３層構造のローラである。芯金には、例えば鉄、ステンレス鋼、アルミニウム、銅等の金属或いはそれらの合金等が用いられる。また、弾性層にはシリコンゴムが用いられ、離型層にはＰＦＡ（テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体）やＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等のフッ素樹脂が用いられる。

加熱ローラ３１内部（芯金の内部）には、該ローラ３１を加熱する熱源のヒータランプ（ハロゲンランプ）３３が設けられている。

加圧ローラ３２も、加熱ローラ３１と同様に、鉄、ステンレス鋼、アルミニウム、銅等の金属或いはそれらの合金等よりなる芯金、この芯金表面のシリコンゴム等の弾性層、更にその上のＰＦＡやＰＴＦＥ等の離型層からなる３層構造のローラである。

ここで、加熱ローラ３１と加圧ローラ３２間のニップ域の幅を確保するべく、各ローラ３１、３２間の圧接圧力が大きく設定されているため、定着装置１２が非使用状態にあり、各ローラ３１、３２の停止状態が長時間継続すると、各ローラ３１、３２の弾性層が変形したままとなって元の形状に戻らず、各ローラ３１、３２の弾性層に凹みが形成されることがある。

そこで、本実施形態の定着装置１２では、加熱ローラ３１と加圧ローラ３２の停止時に、各ローラ３１、３２を離間させて、各ローラ３１、３２の弾性層が変形したままで放置されないようにしている。

図３及び図４は、定着装置１２における各ローラ３１、３２の一端側の構成を示す断面図である。図３と図４ではそれぞれの断面位置が異なり、図４の構成が図３の構成の外側に位置する。

まず、図３において、加熱ローラ３１の軸３１ａは、定着装置１２の本体フレーム（図示せず）で軸支されて、この軸支位置が固定されている。また、加圧ローラ３２の軸３２ａは、変位フレーム７１で軸支されている。変位フレーム７１は、定着装置１２の本体フレーム側で支持された軸７１ａを有し、この軸７１ａ周りで回転移動可能である。変位フレーム７１の左上端のピン７２と本体フレームのピン７３にコイルバネ７４両端のフック７４ａがそれぞれ引っ掛けられ、コイルバネ７４により変位フレーム７１のピン７２が本体フレーム側に引き付けられ、変位フレーム７１が軸７１ａを中心に時計回りに付勢されて、加圧ローラ３２が加熱ローラ３１に圧接されている。

変位フレーム７１の左側端にはコロ７５が設けられている。また、定着装置１２の本体フレーム側で軸７６ａが軸支されており、この軸７６ａが本体フレーム外側の変位フレーム７１の開口部（図示せず）を通って突出し、この突出した軸７６ａの部分に圧力解除カム（偏芯カム）７６が固定されている。先に述べたようにコイルバネ７４により変位フレーム７１が本体フレーム側に引き付けられて、コロ７５が圧力解除カム７６に圧接される。

圧力解除カム７６の軸７６ａには、ワンウェイクラッチ７７が設けられ、このワンウェイクラッチ７７が圧力解除カム７６の外側に並設され、このワンウェイクラッチ７７に揺動レバー７８が接続固定されている。ワンウェイクラッチ７７は、揺動レバー７８と圧力解除カム７６の軸７６ａ間に介在しており、揺動レバー７８の時計回りの回転のみがワンウェイクラッチ７７を介して圧力解除カム７６の軸７６ａに伝達され、揺動レバー７８が反時計回りに回転したときには、ワンウェイクラッチ７７が空転して、この反時計周りの回転が圧力解除カム７６の軸７６ａに伝達されない。

揺動レバー７８は、バネ（図示せず）により圧力解除カム７６の軸７６ａを中心にして反時計回りに付勢されている。

定着装置１２の本体フレーム側には、揺動用カム（偏芯カム）８１並びに揺動用ギヤ８２に共通の軸８３が軸支されている。揺動用ギヤ８２は、加熱ローラ３１の軸３１ａに固定された駆動ギヤ８４に歯合しており、加熱ローラ３１が回転駆動されると、駆動ギヤ８４が回転して、揺動用ギヤ８２及び揺動用カム８１が回転する。

図４において、くの字型の制御レバー９１は、定着装置１２の本体フレーム側の軸９１ａで回転自在に軸支されており、制御レバー９１の一端裏側にピン９１ｂが内側に向いて突設され、このピン９１ｂが揺動レバー７８右側の枠部７８ａ内に差し込まれている。枠部７８ａは、リブで縁取られており、このリブに制御レバー９１一端裏側のピン９１ｂが引っ掛かるようになっている。

制御レバー９１中央には一対の挟持部９１ｃが突設されており、プランジャー９２先端を上方から見ると、これらの挟持部９１ｃ間にプランジャー９２のくびれ部９２ａが挟み込まれるようになっている。このプランジャー９２は、ソレノイド９３中央の孔に挿入されており、ソレノイド９３の消勢状態では、バネ（図示せず）によりプランジャー９２が上方に付勢されてソレノイド９３から突出し、またソレノイド９３の付勢状態では、プランジャー９２がソレノイド９３内側に引き込まれる。

図４では、ソレノイド９３が消勢され、プランジャー９２がソレノイド９３から突出し、プランジャー９２のくびれ部９２ａを挟み込む制御レバー９１の挟持部９１ｃが押し上げられて、制御レバー９１が軸９１ａを中心にして時計回りに回転し、制御レバー９１の一端裏側のピン９１ｂが下方に移動している。このとき、ピン９１ｂは、揺動レバー７８右側の枠部７８ａのリブに引っ掛かって、揺動レバー７８右側を押し下げ、揺動レバー７８のバネ（図示せず）による反時計回りの付勢力に抗して揺動レバー７８を時計回りに回転させる。これにより、揺動レバー７８右側の摺接縁７８ｂが揺動用カム８１の周面から離間される。

このように揺動レバー７８右側の摺接縁７８ｂが揺動用カム８１の周面から離間した状態では、定着装置１２の加熱ローラ３１が回転駆動されて、駆動ギヤ８４が回転し、揺動用ギヤ８２及び揺動用カム８１が回転しても、揺動レバー７８の停止した状態が維持される。

また、図５に示すようにソレノイド９３が付勢され、プランジャー９２がソレノイド９３内側に引き込まれると、プランジャー９２のくびれ部９２ａを挟み込む制御レバー９１の挟持部９１ｃが引き下げられて、制御レバー９１が軸９１ａを中心にして反時計回りに回転し、制御レバー９１の一端裏側のピン９１ｂが上昇する。これにより、揺動レバー７８右側の枠部７８ａのリブ内周がピン９１ｂに突き当たるまでの範囲で、揺動レバー７８が時計回り及び反時計周りに回転可能になる。

このとき、バネ（図示せず）の付勢力により揺動レバー７８が圧力解除カム７６の軸７６ａを中心にして反時計回りに回転し、揺動レバー７８右側の摺接縁７８ｂが揺動用カム８１の周面に当接する。

この状態で、加熱ローラ３１が回転駆動されて、駆動ギヤ８４が回転し、揺動用ギヤ８２及び揺動用カム８１が回転すると、揺動レバー７８右側の摺接縁７８ｂが揺動用カム８１の周面に追従して上下移動し、揺動レバー７８が揺動する。

更に、図６に示すように圧力解除カム７６の軸７６ａには、カム９４が設けられ、このカム９４がワンウェイクラッチ７７及び揺動レバー７８の外側に並設されている。このカム９４は、圧力解除カム７６並びにその軸７６ａと共に回転し、その回転を圧力制御センサ９５により検出される。

圧力制御センサ９５は、カム９４の回転により変位する検出部材９６を有し、この検出部材９６の変位を検出する。

カム９４は、円板の一部に切欠部９４ａを形成したものである。また、圧力制御センサ９５の検出部材９６は、軸９６ａにより回転自在に軸支されたものであって、軸９６ａを中心とする扇形の摺接部９６ｂと、軸９６ａを中心とする円弧壁部９６ｃとを有している。図６に示すように圧力解除カム７６の短径側の周面がコロ７５と対向したときに、カム９４の切欠部９４ａが下方に向き、カム９４の周面が検出部材９６の摺接部９６ｂを押し上げ、検出部材９６の円弧壁部９６ｃが圧力制御センサ９５の発光素子９５ａと受光素子９５ｂ間まで移動して、発光素子９５ａと受光素子９５ｂ間が遮断される。また、図７に示すように圧力解除カム７６の長径側の周面がコロ７５に圧接されたときに、カム９４が１８０度回転して、カム９４の切欠部９４ａが上方に向き、検出部材９６の摺接部９６ｂが切欠部９４ａに移動して、検出部材９６が軸９６ａ周りで回転し、検出部材９６の円弧壁部９６ｃが発光素子９５ａと受光素子９５ｂ間から外れて、発光素子９５ａと受光素子９５ｂ間が開放される。従って、受光素子９５ｂの受光出力に基づいて、カム９４及び圧力解除カム７６の回転を検出することができる。

図８に示すように加圧ローラ３２の両側に本体フレーム７９ａ、７９ｂが配置され、これらの本体フレーム７９ａ、７９ｂにより加熱ローラ３１の軸３１ａ（図３に示す）の両端が軸支されている。また、一方の本体フレーム７９ａ外側に変位フレーム７１が配置され、他方の本体フレーム７９ｂ外側にも変位フレーム７１が配置され、加圧ローラ３２の軸３２ａの両端が各本体フレーム７９ａ、７９ｂ外側に突出してそれぞれの変位フレーム７１で軸支され、それぞれのコイルバネ７４（図３に示す）により各変位フレーム７１が付勢されて、加圧ローラ３２が加熱ローラ３１に圧接される。

また、本体フレーム７９ｂ及びその変位フレーム７１側にも、圧力解除カム７６、及び圧力解除カム７６に圧接するコロ７５が設けられている。両側の圧力解除カム７６の軸７６ａは、１本の共通のものであり、本体フレーム７９ａ側で軸７６ａが回転されたならば、両側の圧力解除カム７６が回転する。

更に、本体フレーム７９ｂ内側には、逆転阻止用のワンウェイクラッチ９７が固定され、逆転阻止用のワンウェイクラッチ９７に圧力解除カム７６の軸７６ａが通されている。この逆転阻止用のワンウェイクラッチ９７は、本体フレーム７９ａ側のワンウェイクラッチ７７が時計回りの回転を軸７６ａに伝達するときに空転して、軸７６ａの時計回りの回転を可能にし、本体フレーム７９ａ側のワンウェイクラッチ７７の反時計周りの空転に引き摺られて軸７６ａが回転しようとするときに、軸７６ａの反時計回りの回転を禁止する。従って、本体フレーム７９ａ側のワンウェイクラッチ７７と本体フレーム７９ｂ内側の逆転阻止用のワンウェイクラッチ９７とでは、回転を伝達する方向及び空転する方向が逆になっている。

さて、このような定着装置１２において、定着動作が行われるときには、図４に示すようにソレノイド９３が消勢され、プランジャー９２がソレノイド９３から突出し、プランジャー９２が制御レバー９１の挟持部９１ｃを押し上げて、制御レバー９１の一端裏側のピン９１ｂが下方に移動し、このピン９１ｂにより揺動レバー７８が時計回りに回転され、揺動レバー７８右側の摺接縁７８ｂが揺動用カム８１の周面から離間される。

また、図３に示すように圧力解除カム７６の短径側の周面が変位フレーム７１のコロ７５に対向し、加圧ローラ３２が加熱ローラ３１に圧接している。

この状態で、定着装置１２の加熱ローラ３１が回転駆動されて、加圧ローラ３２が従動回転し、記録用紙が各ローラ３１、３２間のニップ域Ｎに通されて加熱及び加圧される。

このとき、加熱ローラ３１と共に駆動ギヤ８４が回転し、揺動用ギヤ８２及び揺動用カム８１が回転するものの、揺動レバー７８が揺動用カム８１の周面から離間しているので、揺動レバー７８の停止した状態が維持される。このため、後で述べるような各ローラ３１、３２の接離動作が行われることはない。

従って、ソレノイド９３が消勢され、揺動レバー７８右側の摺接縁７８ｂが揺動用カム８１の周面から離間された状態で、加熱ローラ３１が回転駆動されると、各ローラ３１、３２による記録用紙の定着を行うことができる。

次に、定着動作が行われないときには、図５に示すようにソレノイド９３が付勢され、プランジャー９２がソレノイド９３内側に引き込まれ、制御レバー９１が軸９１ａを中心にして反時計回りに回転し、制御レバー９１の一端裏側のピン９１ｂが上昇して、揺動レバー７８が時計回り及び反時計周りに回転可能になり、バネ（図示せず）の付勢力により揺動レバー７８が反時計回りに回転して、揺動レバー７８右側の摺接縁７８ｂが揺動用カム８１の周面に当接される。

この状態で、定着装置１２の加熱ローラ３１が回転駆動されると、駆動ギヤ８４が回転して、揺動用ギヤ８２及び揺動用カム８１が回転し、揺動用カム８１の周面に当接した揺動レバー７８右側の摺接縁７８ｂが上下に往復移動し、揺動レバー７８が圧力解除カム７６の軸７６ａを中心にして時計回り及び反時計回りに繰り返し往復回転する。

このとき、揺動レバー７８の時計周りの回転のみがワンウェイクラッチ７７を介して圧力解除カム７６の軸７６ａに伝達され、圧力解除カム７６の軸７６ａには時計周りの回転が間欠的に伝達される。これにより、図９（ａ）に示すように圧力解除カム７６が時計回りに間欠的に回転して行く。

また、揺動レバー７８が反時計回りに回転して、ワンウェイクラッチ７７が空転するときには、図８の本体フレーム７９ｂ側の逆転阻止用のワンウェイクラッチ９７により圧力解除カム７６の軸７６ａの反時計周りの回転が禁止されるので、ワンウェイクラッチ７７の反時計回りの回転に引き摺られて圧力解除カム７６の軸７６ａが反時計周りに回転することがなく、圧力解除カム７６が時計回りに間欠的に確実に回転して行く。

そして、図９（ｂ）に示すように圧力解除カム７６が時計回りに１８０度回転すると、圧力解除カム７６の長径側の周面が変位フレーム７１のコロ７５を突き放して、変位フレーム７１がその軸７１ａを中心に反時計回りに回転移動して、加圧ローラ３２が加熱ローラ３１から離間する。

このようにソレノイド９３が付勢され、揺動レバー７８右側の摺接縁７８ｂが揺動用カム８１の周面に当接した状態で、定着装置１２の加熱ローラ３１が回転駆動されると、揺動レバー７８が揺動し、揺動レバー７８の時計周りの回転のみがワンウェイクラッチ７７を介して圧力解除カム７６の軸７６ａに伝達され、圧力解除カム７６が時計周りに間欠的に回転し、圧力解除カム７６の長径側の周面が変位フレーム７１のコロ７５を突き放して、加圧ローラ３２が加熱ローラ３１から離間する。これにより、各ローラ３１、３２の弾性層の変形が防止される。

一方、図３に示すように圧力解除カム７６の短径側の周面が変位フレーム７１のコロ７５に対向し、加圧ローラ３２が加熱ローラ３１に圧接しているときには、図６に示すようにカム９４の切欠部９４ａが下方に向き、カム９４の周面が検出部材９６の摺接部９６ｂを押し上げるので、検出部材９６の円弧壁部９６ｃが圧力制御センサ９５の発光素子９５ａと受光素子９５ｂ間まで移動して、発光素子９５ａと受光素子９５ｂ間が遮断される。

また、図９（ｂ）に示すように圧力解除カム７６の長径側の周面が変位フレーム７１のコロ７５を突き放して、変位フレーム７１がその軸７１ａを中心に反時計回りに回転移動して、加圧ローラ３２が加熱ローラ３１から離間しているときには、図７に示すようにカム９４も１８０度回転して、カム９４の切欠部９４ａが上方に向き、検出部材９６の摺接部９６ｂが切欠部９４ａに移動して、検出部材９６が軸９６ａ周りで回転し、検出部材９６の円弧壁部９６ｃが発光素子９５ａと受光素子９５ｂ間から外れて、発光素子９５ａと受光素子９５ｂ間が開放される。

従って、圧力制御センサ９５の受光素子９５ｂの受光出力に基づいて、カム９４及び圧力解除カム７６の回転角度を検出し、この回転角度から加圧ローラ３２が加熱ローラ３１に接触しているか否かを判定することができる。

更に、そのような判定結果に基づき各ローラ３１、３２の接離動作を制御することが可能である。

例えば、圧力制御センサ９５の受光素子９５ｂの受光出力に基づいて加圧ローラ３２が加熱ローラ３１に接触していることを判定した後に、ソレノイド９３を付勢して、揺動レバー７８右側の摺接縁７８ｂを揺動用カム８１の周面に当接させた状態で、定着装置１２の加熱ローラ３１を回転駆動して、揺動用カム８１を回転させ、揺動レバー７８を揺動させて、圧力解除カム７６を時計回りに間欠的に回転させる。そして、圧力解除カム７６の長径側の周面が変位フレーム７１のコロ７５を突き放して、圧力制御センサ９５の受光素子９５ｂの受光出力に基づいて加圧ローラ３２が加熱ローラ３１から離間したと判定されるまで、圧力解除カム７６を回転させる。これにより、各ローラ３１、３２間を離間させることができる。

また、定着動作を再開するときには、ソレノイド９３を付勢して、揺動レバー７８右側の摺接縁７８ｂを揺動用カム８１の周面に当接させた状態で、定着装置１２の加熱ローラ３１を回転駆動して、揺動用カム８１を回転させ、揺動レバー７８を揺動させて、圧力解除カム７６の時計回りの間欠的な回転を再開する。そして、圧力解除カム７６の短径側の周面が変位フレーム７１のコロ７５に対向して、圧力制御センサ９５の受光素子９５ｂの受光出力に基づいて加圧ローラ３２が加熱ローラ３１に圧接したと判定されるまで、圧力解除カム７６を回転させる。この後、ソレノイド９３を消勢して、揺動レバー７８を揺動用カム８１から離間させればよい。

このように本実施形態の定着装置１２では、加熱ローラ３１の回転駆動力を用いて、各ローラ３１、３２の回転方向を変更することなく、各ローラ３１、３２を接離動作させることができる。このため、定着装置１２の駆動用モータをレジストローラ１４や搬送ローラ１３、あるいは感光体ドラム３や現像装置２のローラを駆動するために用いていたとしても、これらのローラや感光体ドラムが逆回転することはない。

また、駆動用モータから加熱ローラ３１等に回転駆動力を伝達するギヤユニットにワンウェイクラッチを組み込む必要がなく、ギヤユニットが複雑化することはない。

また、揺動レバー７８を揺動用カム８１に対して接離させることができるので、定着動作のときには、揺動レバー７８を揺動用カム８１から離間させて、各ローラ３１、３２の接離動作を停止させることができる。従って、各ローラ３１、３２の回転駆動と各ローラ３１、３２の接離動作を切り換えて行うことができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと解される。

本発明の定着装置の一実施形態を適用した画像形成装置を示す断面図である。本実施形態の定着装置の概略構成を示す側面図である。本実施形態の定着装置における各ローラの一端側の構成を示す断面図である。本実施形態の定着装置における各ローラの一端側の構成を示す断面図であり、図３よりも外側の断面を示している。図４の制御レバーの動作を示す図である。本実施形態の定着装置における各ローラの一端側の構成を示す断面図であり、図４よりも外側の断面を示している。図６のカムの動作を示す図である。本実施形態の定着装置における各ローラの両端の構成を概略的に示す斜視図である。（ａ）、（ｂ）は、図３における揺動レバー及び圧力解除カムの動作を示す図である。

符号の説明

Ａ画像形成装置
Ｂ原稿用見取り装置
Ｓ用紙搬送路
１光学走査装置
２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）現像装置
３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）感光体ドラム
４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）クリーナ装置
５（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）帯電器
７中間転写ベルト
８中間転写ベルト装置
１０給紙トレイ
１１２次転写装置
１２定着装置
１５排紙トレイ
３１加熱ローラ
３２加圧ローラ
４１原稿セットトレイ
４４ピックアップローラ
５１原稿ガイド
５２読取りガラス
５３第１走査部
５４第２走査部
５５結像レンズ
５６ＣＣＤ
７１変位フレーム
７４コイルバネ
７５コロ
７６圧力解除カム
７７ワンウェイクラッチ
７８揺動レバー
８１揺動用カム
８４駆動ギヤ
９１制御レバー
９２プランジャー
９３ソレノイド
９４カム
９５圧力制御センサ
９７逆転防止用のワンウェイクラッチ

Claims

第１及び第２ローラと、第１及び第２ローラを相互に圧接させる付勢手段と、第１及び第２ローラを回転させる駆動手段とを備え、第１及び第２ローラ間のニップ域に記録部材を挟み込んで搬送する定着装置において、
前記駆動手段による回転駆動力を伝達されて一方向に回転する揺動用カムと、
前記第２ローラを軸支し、前記第１ローラに対して第２ローラが接離するように変位する変位支持部材と、
変位支持部材に摺接する圧力解除カムと、
圧力解除カムの軸に設けられたワンウェイクラッチと、
ワンウェイクラッチに接続され、前記揺動用カムに摺接するように付勢された揺動レバーとを備え、
駆動手段の回転駆動力により揺動用カムが一方向に回転されると、揺動用カムに摺接する揺動レバーが繰り返し揺動して、揺動レバーの揺動がワンウェイクラッチを介して圧力解除カムに一方向の間欠回転となって伝達され、圧力解除カムにより変位支持部材が前記付勢手段の付勢力に抗して突き放され、変位支持部材並びに第２ローラが変位して、第２ローラが第１ローラから離間することを特徴とする定着装置。
前記揺動レバーに連結され、前記揺動用カムから離間するように揺動レバーを移動させる制御手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
ワンウェイクラッチの空転方向の回転に伴う圧力解除カムの軸の同方向の回転を阻止する逆回転阻止手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。