JP2010049188A - 定着装置及び該定着装置を備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着ローラ定着方式の定着装置において、定着ローラと加圧ローラとの圧接力の低圧力化に伴って生じやすくなる、上記の加圧ローラの定着ローラからの離間を防止可能な定着装置を提供する。
【解決手段】回転する定着ローラ２０に対して、加圧ローラ３０を付勢することにより、定着ローラ２０に圧接すると共に、形成されるニップ部２５に記録材８を通過させて、該記録材８上の未定着画像を定着させる定着動作を行う定着装置１を、ニップ部２５に記録材８が通過する際に、加圧ローラ３０の回転軸３７と定着ローラ２０の回転軸２７との軸間距離が長く伸びる軸間距離伸長を規制して、該軸間距離が一定距離を越えて長くならないようにする軸間距離伸長規制付与状態を備えて、構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像形成装置等に用いられる定着装置、及び、該定着装置を備えた画像形成装置に関する。

複写機、レーザプリンタ、ファクシミリ等に多く採用されている電子写真方式の画像形成装置等においては、定着装置に用いられる定着方式として、従来から、熱定着方式が一般的であり、この熱定着方式としては、定着ローラに加熱ローラを用いた定着ローラ定着方式が汎用的に採用されている。

この定着ローラ定着方式では、内部に熱源のヒータを備え、外周を離型性の良いゴム又は樹脂で被覆した定着ローラと、加圧ローラとを圧接させ、これらのローラ間に形成されるニップ部に、トナー画像が形成された転写紙を通過させてトナーを加熱溶融し、トナーを転写紙上に融着させて定着を行っている。この定着ローラ定着方式は、定着ローラ全体が所定の温度に保持されるため、高速化に適している。

上記の定着ローラと加圧ローラとを用いた定着装置では、定着ローラに対して加圧ローラを圧接させることにより、定着作用を確実に行わせることができる。しかし、上記の定着装置を用いた画像形成装置において、ウオーミングアップ時や待機時、画像形成装置の動作停止中等に、定着ローラに対して加圧ローラを圧接させたままの状態で長時間おいておくと、定着ローラ等の表面が変形するおそれがある。

そこで、定着装置が定着動作を行わない期間が、ある程度継続する場合には、定着ローラに対する加圧ローラの圧接を解除することが、定着装置の高品質維持に資する。そのため、定着ローラと加圧ローラとを用いた定着装置では、加圧ローラを定着ローラに対して圧接する圧接付与状態と、該圧接を解除する圧接解除状態の切替を行う圧接状態切替手段が、一般的に用いられており、定着装置が定着動作を行わない期間には、圧接解除状態に切替られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−２８０３０８号公報

ところで、最近、画像形成装置等に用いられる定着装置では、この画像形成装置等の高速化、高画質化の要請により、定着ローラと加圧ローラとが接する部分に形成されるニップ部に記録材が通過する際の、定着ローラと加圧ローラとの圧接力の低圧力化が要求されており、定着ローラと加圧ローラとの圧接力の低圧力化が進行している。

この定着ローラと加圧ローラとの圧接力が低圧力であると、ニップ部への記録材の挿入はスムースに行われるものの、加圧ローラが定着ローラから離間しやすくなって、十分な圧接力が確保できなくなり、定着作用が不十分となったり、記録用紙の加圧ローラからの剥離性が悪くなったりする。

そのため、定着ローラと加圧ローラとの圧接力の低圧力化に伴って生じやすくなる、上記の加圧ローラの定着ローラからの離間を防止することが要望されていた。このような要望は、上述した圧接状態切替手段を備えた定着装置においても、同様になされている。

そこで、この発明は、上記のような要望に対処するためになされたものであって、定着ローラ定着方式の定着装置において、定着ローラと加圧ローラとの圧接力の低圧力化に伴って生じやすくなる、上記の加圧ローラの定着ローラからの離間を防止可能な定着装置を提供しようとするものである。

本発明の定着装置は、回転する定着ローラに対して、加圧ローラを付勢することにより、定着ローラに圧接すると共に、加圧ローラと定着ローラとが接する部分に形成されるニップ部に記録材を通過させて、該記録材上の未定着画像を定着させる定着動作を行う定着装置である。

この定着装置は、ニップ部に記録材が通過する際に、加圧ローラの回転軸と定着ローラの回転軸との軸間距離が長く伸びる軸間距離伸長を規制して、該軸間距離が一定距離を越えて長く伸びないようにする軸間距離伸長規制付与状態を備えることを特徴としている。

上記の定着装置では、ニップ部に記録材が通過する際に、加圧ローラの回転軸と定着ローラの回転軸との軸間距離が長く伸びる軸間距離伸長を規制して、該軸間距離が一定距離を越えて長く伸びないようにする軸間距離伸長規制付与状態を、実現することができる。

そのため、上記の軸間距離伸長規制付与状態では、ニップ部に記録材が通過する際に、上記の一定距離を越えて、加圧ローラが定着ローラから離間することがなく、定着ローラと加圧ローラとの圧接力の低圧力化に伴って生じやすくなる加圧ローラの定着ローラからの離間を、防止することができる。

従って、定着ローラ定着方式の定着装置において、加圧ローラの定着ローラからの離間が防止できることにより、定着作用が不十分となったり、記録用紙の加圧ローラからの剥離性が悪くなったりするのを、防止することができる。

上記の定着装置において、次のようにするのが、好適である。即ち、上述したニップ部に記録材が通過する際に、加圧ローラの回転軸と定着ローラの回転軸との軸間距離が長く伸びる軸間距離伸長を規制しない軸間距離伸長規制解除状態を備えるようにすると共に、この軸間距離伸長規制解除状態と、上述した軸間距離伸長規制付与状態とが、切替可能となるようにするのである。

一般的に、上記の定着装置が用いられる画像形成装置では、上記の記録材として、厚さの薄い記録用紙が用いられる。この場合は、上記の軸間距離伸長規制付与状態を、実現することができる定着装置を、画像形成装置に用いることによって、定着作用が十分であると共に、記録用紙の加圧ローラからの剥離性に、問題がないようにすることができる。

しかし、上記の定着装置が用いられる画像形成装置には、厚さの厚い封筒等が用いられることもある。このような場合に、上記の定着装置によれば、上述した軸間距離伸長規制解除状態が実現できることにより、上記のような厚さの厚い封筒等が、ニップ部を通過する際にも、スムースに通過させることができる。

上記の各定着装置では、一般に、圧接状態切替手段を備えている。この圧接状態切替手段とは、圧接付与状態と圧接解除状態とを、相互に切替する手段である。

この内、圧接付与状態とは、回転する定着ローラに対して、加圧ローラを付勢することにより、定着ローラに圧接すると共に、加圧ローラの回転軸と定着ローラの回転軸とが接近して加圧ローラの回転軸と定着ローラの回転軸との軸間距離が短くなる軸間距離短縮を、規制しない状態である。この圧接付与状態では、加圧ローラは、定着ローラに対して、定着装置の構造上可能な限り、接近することができる。

これに対して、圧接解除状態とは、軸間距離短縮を規制して、軸間距離が一定距離未満とならないようにする状態である。この圧接解除状態では、加圧ローラは、定着ローラに対して、定着装置の構造上、軸間距離が上記の一定距離よりも短くなるような距離で、接近することはできない。

上記の圧接付与状態では、回転する定着ローラに対して、加圧ローラを付勢することにより、定着ローラに圧接すると共に、加圧ローラの回転軸と定着ローラの回転軸とが接近して加圧ローラの回転軸と定着ローラの回転軸との軸間距離が短くなる軸間距離短縮を、規制しないので、厚さの薄い記録用紙がニップ部を通過する際に、この記録用紙に十分な圧接力を加えることができ、十分な定着作用を行うことができる。

又、上記の圧接解除状態では、軸間距離短縮を規制して、軸間距離が一定距離未満とならないようにするので、厚さの厚い封筒等が、ニップ部を通過する際に、スムースに通過させることができる。又、定着装置が定着動作を行わない期間に、上記の圧接解除状態とすることにより、定着ローラに対して加圧ローラを圧接させたままの状態で長時間おいておくことにより生じるおそれのある定着ローラ等の表面の変形を、防止することができる。

上記の圧接状態切替手段を備えた定着装置において、この該圧接状態切替手段が、圧接付与状態下では、上述した軸間距離伸長規制付与状態とすると共に、圧接解除状態下では、上述した軸間距離伸長規制解除状態とするのが好適である。

このように、圧接付与状態下で、軸間距離伸長規制付与状態とすることにより、或いは、圧接解除状態下で、軸間距離伸長規制解除状態とすることにより、次のような、作用、効果を、同時に得ることができる。

即ち、まず、圧接付与状態下で、軸間距離伸長規制付与状態とする場合、厚さの薄い記録用紙がニップ部を通過する際に、圧接付与状態により、この記録用紙に十分な圧接力を加えることができ、十分な定着作用を行うことができる。

同時に、厚さの薄い記録用紙がニップ部を通過する際に、軸間距離伸長規制付与状態により、上記の一定距離を越えて、加圧ローラが定着ローラから離間することがなく、加圧ローラの定着ローラからの離間を防止できることにより、定着作用が不十分となったり、記録用紙の加圧ローラからの剥離性が悪くなったりするのを、防止することができる。

又、圧接解除状態下で、軸間距離伸長規制解除状態とする場合、圧接解除状態により、軸間距離短縮を規制して、軸間距離が一定距離未満とならないようにするので、厚さの厚い封筒等が、ニップ部を通過する際にも、スムースに通過させることができる。又、定着装置が定着動作を行わない期間に、上記の圧接解除状態とすることにより、定着ローラに対して加圧ローラを圧接させたままの状態で長時間おいておくことにより生じるおそれのある定着ローラ等の表面の変形を、防止することができる。

同時に、軸間距離伸長規制解除状態により、加圧ローラの回転軸と定着ローラの回転軸との軸間距離が長くなる軸間距離伸長を規制しないので、厚さの厚い封筒等が、ニップ部を通過する際にも、スムースに通過させることができる。

又、上述した各定着装置のいずれか一つを備えた画像形成装置を、構成することができる。上述したような定着装置を備えた画像形成装置は、一般に、ドラム状の感光体を一様な電位に帯電すると共に、画像情報に応じた光で露光して、感光体の表面に静電潜像を形成し、形成されたこの静電潜像を現像剤であるトナーで現像して可視像化し、さらに、可視像化されたこの画像を記録用紙に転写すると共に、上述した定着装置により定着を行って、堅牢な記録画像を形成して、この記録用紙を排紙トレイに排出するように、構成される。

このような、上述した各定着装置を備えた画像形成装置は、上述した各定着装置が備えると同様の作用、効果を、備えている。

本発明によれば、回転する定着ローラと加圧ローラを備えた定着装置のニップ部に記録材が通過する際に、加圧ローラの回転軸と定着ローラの回転軸との軸間距離が長くなる軸間距離伸長を規制して、該軸間距離が一定距離を越えて長く伸びないようにする軸間距離伸長規制付与状態を、実現することができる。

そのため、上記の軸間距離伸長規制付与状態では、ニップ部に記録材が通過する際に、上記の一定距離を越えて、加圧ローラが定着ローラから離間することがなく、定着ローラと加圧ローラとの圧接力の低圧力化に伴って生じやすくなる加圧ローラの定着ローラからの離間を、防止することができる。

従って、定着ローラ定着方式の定着装置において、加圧ローラの定着ローラからの離間が防止できることにより、定着作用が不十分となったり、記録用紙の加圧ローラからの剥離性が悪くなったりするのを、防止することができる。

次に、本発明の実施の形態における定着装置について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施の形態における定着装置１の構成を示した構成図である。図１において、本実施の形態における定着装置１は、主として、一対の回転体である定着ローラ２０と加圧ローラ３０、加圧ローラホルダ２、スプリング６、圧接制御レバー１１、センサ１６、及び、定着装置シャーシ１０で構成されている。前述の圧接状態切替手段は、上記の内、主として、圧接制御レバー１１と、加圧ローラホルダ２の後述するホルダ上部片４、及び、ホルダ上部片先端５との組合せにより構成される。

尚、図１では、定着装置シャーシ１０は、定着ローラ２０、加圧ローラ３０、加圧ローラホルダ２、スプリング６、圧接制御レバー１１、センサ１６等の手前に形成されており、図１中では、この定着装置シャーシ１０は、仮想線で表示されている。又、図１では、図１に向かって、左方向を前方、右方向を後方としている。

本実施の形態における定着装置１は、定着ローラ２０に対して加圧ローラ３０を圧接させることによって形成される両ローラの接触領域であるニップ部２５へ、可視像を形成しているトナーが転写された記録用紙８を通過させ、定着ローラ２０による加熱と加圧ローラ３０による加圧とによって、記録用紙８上のトナーを溶融して記録用紙８上に定着している。この記録用紙８は、記録用紙搬送経路９に沿って、図１の下から上へ搬送される。

定着ローラ２０は、この定着ローラ２０の定着ローラ支持軸２７が、定着装置シャーシ１０に、回転自在に取付けられており、図示されていないモータにより、矢印２６の方向に回転する。

この定着ローラ２０は、芯金２１と、弾性体層２２と、表面層２３とを備えている。芯金２１を形成する金属には熱伝導率の高い金属を使用でき、例えば、アルミニウム、鉄等が挙げられる。芯金２１の形状としては、円筒状、円柱状等が挙げられるけれども、芯金２１からの放熱量が少ない円筒状の方が好ましい。

弾性体層２２を構成する材料としては、ゴム弾性を有するものであれば特に制限はないけれども、さらに耐熱性にも優れるものが好ましい。このような材料の具体例としては、例えば、シリコーンゴム、フッ素ゴム、フルオロシリコーンゴム等が挙げられる。これらの中でも、特にゴム弾性に優れるシリコーンゴムが好ましい。

表面層２３を構成する材料は、耐熱性、及び、耐久性に優れ、トナーとの付着力が弱いものであれば特に制限されず、例えば、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレンとペルフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等のフッ素系樹脂材料、フッ素ゴム等が挙げられる。本実施の形態では、表面層２３は厚さ約４０μｍのＰＦＡ層である。

加圧ローラ３０は、この加圧ローラ３０の加圧ローラ支持軸３７が、加圧ローラホルダ２の中央部付近に、回転自在に取付けられており、加圧ローラホルダ２に対して、自在に回転可能である。この加圧ローラ３０は、回転する定着ローラ２０に接触すると共に、この接触により、従動して回転する。

この加圧ローラ３０は、定着ローラ２０によるトナー像の記録用紙８への加熱定着に際し、溶融状態にあるトナーを記録用紙８に対して押圧することによって、トナー像の記録用紙８への定着を促進する。

又、この加圧ローラ３０は、芯金３１と、弾性体層３２と、表面層３３とを備えている。芯金３１、弾性体層３２、及び、表面層３３を形成する材料としては、それぞれ、定着ローラ２０の芯金２１、弾性体層２２、及び、表面層２３を形成する金属又は材料と同じものを使用できる。又、芯金３１の形状も定着ローラ２０と同様である。

上述した定着ローラ２０、及び、加圧ローラ３０の内部には、加熱用ヒータ２４，３４が内蔵されている。本実施の形態では、加熱用ヒータ２４，３４には、ハロゲンランプが用いられている。この加熱用ヒータ２４，３４により定着ローラ２０、及び、加圧ローラ３０が加熱される。又、この定着ローラ２０、及び、加圧ローラ３０の表面の温度を一定に保つために、定着ローラ２０、及び、加圧ローラ３０に接近させて、サーミスタ等で構成された図示されていない温度センサが備えられており、この温度センサにより定着ローラ２０、及び、加圧ローラ３０の表面温度を測定して、加熱用ヒータ２４，３４を制御している。

加圧ローラホルダ２は、上述したように、加圧ローラ３０を支持している。尚、この加圧ローラホルダ２において、この加圧ローラホルダ２が定着ローラ２０に接近している側を、加圧ローラホルダ２の前部側と称し、この加圧ローラホルダ２の前部側の反対側を、加圧ローラホルダ２の後部側と称する。

加圧ローラホルダ２では、加圧ローラホルダ２の下部で、加圧ローラ支持軸３７から斜め下後部側寄りの位置には、ホルダ支持軸３が設けられており、このホルダ支持軸３は、定着装置シャーシ１０に、回動可能に取付けられている。即ち、加圧ローラホルダ２は、ホルダ支持軸３を支点として回動する。従って、加圧ローラ３０全体が、ホルダ支持軸３を支点として回動する。

加圧ローラホルダ２の上部前部側には、ホルダ上部片４が形成されていると共に、この上部先端は、後部側に屈曲して、ホルダ上部片先端５を形成している。又、加圧ローラホルダ２のホルダ上部片４の裏面には、基端がスプリング支持片７で固定されているスプリング６の先端が圧接している。このスプリング支持片７は、定着装置シャーシ１０に固定されている。

上記のスプリング６により、加圧ローラホルダ２は、定着ローラ２０に向かって付勢されている。この加圧ローラホルダ２には、加圧ローラ３０が取付けられているので、この付勢により、加圧ローラ３０が定着ローラ２０に対して圧接している状態となる。この加圧ローラ３０の定着ローラ２０に対する圧接により、定着ローラ２０と加圧ローラ３０とのニップ部２５を通過する記録用紙８の定着を、確実に行わせることができる。この状態における加圧ローラ３０の状態が、前述の圧接付与状態である。

この圧接付与状態は、具体的には、加圧ローラ３０の回転軸である加圧ローラ支持軸３７と、定着ローラ２０の回転軸である定着ローラ支持軸２７とが接近して、加圧ローラ３０の加圧ローラ支持軸３７と定着ローラ２０の定着ローラ支持軸２７との軸間距離が短くなる軸間距離短縮を、規制しない状態である。この圧接付与状態では、加圧ローラ３０は、定着ローラ２０に対して、定着装置１の構造上可能な限り、接近することができる。

前述したように、定着ローラ２０と加圧ローラ３０とを用いた定着装置１では、この定着装置１を用いた画像形成装置等において、ウオーミングアップ時や待機時、画像形成装置の動作停止中等に、定着ローラ２０に対して加圧ローラ３０を圧接させたままの状態で長時間おいておくと、定着ローラ２０の表面が変形するおそれがある。或いは、可視像を形成しているトナーが転写されているのが、記録用紙８よりも厚さが厚い封筒等である場合には、定着ローラ２０に対して加圧ローラ３０を圧接させた状態では、この封筒等に無理な力が加わって、しわ等が発生することがある。

そこで、定着装置１が定着動作を行わない期間が、ある程度継続する場合や、トナー画像が形成された封筒等の定着を行う場合には、定着ローラ２０に対する加圧ローラ３０の圧接を解除して圧接解除状態とすることが、定着装置１の高品質維持に資する。

この圧接解除状態は、具体的には、加圧ローラ３０の回転軸である加圧ローラ支持軸３７と定着ローラ２０の回転軸である定着ローラ支持軸２７との軸間距離が短くなる軸間距離短縮を規制して、この軸間距離が一定距離未満とならないようにする状態である。この圧接解除状態では、加圧ローラ３０は、定着ローラ２０に対して、定着装置１の構造上、加圧ローラ３０の加圧ローラ支持軸３７と定着ローラ２０の定着ローラ支持軸２７との軸間距離が上記の一定距離よりも短くなるような距離で接近することはできない。即ち、上記の一定距離が、接近可能な軸間距離の最小距離である。

上述したように、定着装置１では、定着ローラ２０に対する加圧ローラ３０の圧接を解除できることが、定着装置１の高品質維持に資することから、定着装置１では、定着ローラ２０に対して加圧ローラ３０を、上述した圧接付与状態にしたり、圧接解除状態にしたりする切換が可能な仕組が設けられている。

この切換可能な仕組、即ち、定着ローラ２０に対して加圧ローラ３０を圧接付与状態にしたり圧接解除状態にしたりする切換を行うために、上記の定着装置１では、圧接制御レバー１１が用いられている。

この圧接制御レバー１１は、加圧ローラホルダ２の上方斜め前方の位置に、この加圧ローラホルダ２に接近して設けられている。この圧接制御レバー１１は、扇形の上半分の下に、大きな網目状の切欠を備えた板片を接合したような形状をしている。この圧接制御レバー１１には、この圧接制御レバー１１の中央部よりも扇形の上半分とは反対側寄りの板片部分に、圧接制御レバー支持軸１２が備えられており、この圧接制御レバー支持軸１２が、定着装置シャーシ１０に回動自在に取付けられている。

この圧接制御レバー１１では、この圧接制御レバー１１の圧接制御レバー支持軸１２に、図示されていない圧接制御レバー駆動モータが接続されている。そこで、この圧接制御レバー駆動モータの正転、或いは、逆転により、このこの圧接制御レバー１１は、圧接制御レバー支持軸１２を支点として、自在に回動可能である。尚、図１において、矢印１７は、圧接制御レバー１１の回動における正転方向を示している。

又、図１からわかるとおり、圧接制御レバー１１の板片部分の端部には、圧接制御レバー鉤部１８、圧接制御レバー切欠部１３、及び、圧接制御レバー突起部１４が、圧接制御レバー支持軸１２を支点とした時計回りの方向（ＣＷ）に、順に隣接して並んで形成されている。この内、圧接制御レバー鉤部１８は、先端がＬ字形をしており、Ｌ字形に屈曲した先端の部分には、屈曲先端部１８ａが形成されている。

又、圧接制御レバー１１の扇形の部分は、センサ光反射片１５として形成されている。このセンサ光反射片１５は、後述するように、圧接制御レバー１１が回動して、センサ光反射片１５がセンサ１６と対面する位置に移動した状態で、センサ１６が投光する赤外線を反射するのに用いられる。

上記の定着装置１では、圧接制御レバー１１を、正転方向へ回動したり、或いは、逆転方向へ回動したりすることで、圧接付与状態から圧接解除状態に移行する圧接解除動作、及び、圧接解除状態から圧接付与状態に移行する圧接付与動作を行うことにより、上記の切換が行われる。

又、上記の定着装置１では、圧接制御レバー１１による切換は、圧接付与状態と圧接解除状態との切換のみならず、同時に、軸間距離伸長規制付与状態と軸間距離伸長規制解除状態との切換も行う仕組である。即ち、圧接付与状態下では、軸間距離伸長規制付与状態とすると共に、圧接解除状態下では、軸間距離伸長規制解除状態としており、圧接付与状態と圧接解除状態との切換に伴って、同時に、軸間距離伸長規制付与状態と軸間距離伸長規制解除状態との切換が行われる。

上記の軸間距離伸長規制付与状態とは、加圧ローラ３０と定着ローラ２０とが接する部分に形成されるニップ部２５に記録用紙８が通過する際に、加圧ローラ３０の加圧ローラ支持軸３７と定着ローラ２０の定着ローラ支持軸２７との軸間距離が長く伸びる軸間距離伸長を規制して、該軸間距離が一定距離を越えて長く伸びないようにする状態である。

この軸間距離伸長規制付与状態は、次のような作用、効果を奏する。即ち、上記の定着装置１は、この定着装置１が用いられる画像形成装置等の高速化、高画質化の要請により、定着ローラ２０と加圧ローラ３０とが接する部分に形成されるニップ部２５に記録用紙８が通過する際の、定着ローラ２０と加圧ローラ３０との圧接力が、低圧力化している。

この定着ローラ２０と加圧ローラ３０との圧接力が低圧力であると、ニップ部２５への記録用紙８の挿入はスムースに行われるものの、加圧ローラ３０が定着ローラ２０から離間しやすくなって、十分な圧接力が確保できなくなり、定着作用が不十分となったり、記録用紙８の加圧ローラ３０からの剥離性が悪くなったりする。

そこで、加圧ローラ３０が定着ローラ２０から離間しやすくなるのを防止するべく、上述したように、ニップ部２５に記録用紙８が通過する際に、加圧ローラ３０の加圧ローラ支持軸３７と定着ローラの定着ローラ支持軸２７との軸間距離が長く伸びる軸間距離伸長を規制して、該軸間距離が一定距離を越えて長く伸びないようにしているのである。

これに対して、上記の軸間距離伸長規制解除状態とは、加圧ローラ３０と定着ローラ２０とが接する部分に形成されるニップ部２５に厚さの厚い封筒等が通過する際に、加圧ローラ３０の加圧ローラ支持軸３７と定着ローラ２０の定着ローラ支持軸２７との軸間距離が長く伸びる軸間距離伸長を規制しない状態である。

この軸間距離伸長規制解除状態は、次のような作用、効果を奏する。即ち、上述したように、上記の定着装置１では、厚さの厚い封筒等が用いられることもある。このような場合に、この厚さの厚い封筒等を、ニップ部２５にスムースに通過させる必要がある。

そこで、上述したように、ニップ部２５にこの厚さの厚い封筒等が通過する際に、加圧ローラ３０の加圧ローラ支持軸３７と定着ローラ２０の定着ローラ支持軸２７との軸間距離が長く伸びる軸間距離伸長を規制しないようにしているのである。

次に、定着装置１において、上記の圧接付与状態、及び、この圧接付与状態下における軸間距離伸長規制付与状態の具体的な状態と、上記の圧接解除状態、及び、この圧接解除状態下における軸間距離伸長規制解除状態の具体的な状態とについて説明する。

まず、圧接付与状態、及び、この圧接付与状態下における軸間距離伸長規制付与状態の具体的な状態について説明する。図１における圧接制御レバー１１の状態は、定着装置１が圧接付与状態、及び、軸間距離伸長規制付与状態である場合の、圧接制御レバー１１の状態を示している。

この状態では、加圧ローラホルダ２のホルダ上部片先端５が、圧接制御レバー切欠部１３の窪み、及び、先端がＬ字形をしている圧接制御レバー鉤部１８の内側に形成される空間内に位置するように、圧接制御レバー１１の位置決めがなされている。

この圧接付与状態では、後述する圧接解除状態の場合とは異なり、圧接制御レバー１１の圧接制御レバー突起部１４が、加圧ローラホルダ２のホルダ上部片４の表面、或いは、加圧ローラホルダ２のホルダ上部片先端５を押圧している状態ではない。即ち、加圧ローラホルダ２には、この加圧ローラホルダ２のホルダ上部片４の表面、或いは、加圧ローラホルダ２のホルダ上部片先端５を押圧する力は、全くかかっていない。

従って、加圧ローラ３０の加圧ローラ支持軸３７と定着ローラ２０の定着ローラ支持軸２７との軸間距離が短くなる軸間距離短縮を、規制しない状態である。そのため、スプリング６による付勢力は、加圧ローラホルダ２を介して加圧ローラ３０に直接伝わり、このスプリング６の付勢力により、加圧ローラ３０が定着ローラ２０を圧接する状態、即ち、圧接付与状態が形成される。

又、この圧接付与状態では、圧接制御レバー１１のセンサ光反射片１５がセンサ１６と対面する位置に存在する状態ではない。

又、先端がＬ字形をしている圧接制御レバー鉤部１８の内側に形成される空間内に位置している加圧ローラホルダ２のホルダ上部片先端５と、圧接制御レバー鉤部１８のＬ字形に屈曲した先端の部分である屈曲先端部１８ａとの間には、ニップ部２５に記録用紙８が通過しない状態下では、鉤部内側隙間１９が存在している。

そこで、ニップ部２５に記録用紙８が通過する場合には、この記録用紙８の通過により、加圧ローラ３０が後方へ押されて、加圧ローラホルダ２が後方へ移動しようとし、これに伴って、ホルダ上部片先端５も後方へ移動しようとする。

この際に、ホルダ上部片先端５と、圧接制御レバー鉤部１８の屈曲先端部１８ａとの間には、上述した鉤部内側隙間１９が存在しているので、鉤部内側隙間１９の距離分（図１のｄ）については、ホルダ上部片先端５は後方へ移動することができる。しかし、ホルダ上部片先端５は、この鉤部内側隙間１９の距離分（図１のｄ）を超えて、後方へ移動することはできない。

そのため、この鉤部内側隙間１９の距離分（図１のｄ）に見合う分について、加圧ローラ３０の加圧ローラ支持軸３７と定着ローラの定着ローラ支持軸２７との軸間距離が長く伸びる軸間距離伸長が、規制されることになる。これが、即ち、軸間距離伸長規制付与状態である。

次に、圧接解除状態、及び、この圧接解除状態下における軸間距離伸長規制解除状態の具体的な状態について説明する。図５における圧接制御レバー１１の状態は、定着装置１が、圧接解除状態、及び、軸間距離伸長規制解除状態である場合の、圧接制御レバー１１の状態を示している。この状態では、圧接制御レバー１１の圧接制御レバー突起部１４が、加圧ローラホルダ２のホルダ上部片４の表面、或いは、加圧ローラホルダ２のホルダ上部片先端５を押圧する状態となる。この押圧により、加圧ローラホルダ２が、後方に少し押し戻される。

そのため、この後方に少し押し戻された距離分だけ、ホルダ上部片先端５は前方へ移動することはできなくなる。即ち、加圧ローラ３０の回転軸である加圧ローラ支持軸３７と定着ローラ２０の回転軸である定着ローラ支持軸２７との軸間距離が短くなる軸間距離短縮を規制していることになる。これにより、定着ローラ２０に対して加圧ローラ３０が圧接する圧力が低下する。

又、この圧接解除状態では、上述した圧接制御レバー１１のセンサ光反射片１５がセンサ１６と対面する位置に移動した状態となる。

又、加圧ローラホルダ２のホルダ上部片先端５は、上述したように、圧接制御レバー１１の圧接制御レバー突起部１４により、前方へ移動できないように規制されている。しかし、加圧ローラホルダ２のホルダ上部片先端５が、後方へ移動しようとする場合には、図５から分かるように、加圧ローラホルダ２のホルダ上部片先端５の、後方への移動を妨げるものは、何も存在しない。これは、即ち、加圧ローラ３０の加圧ローラ支持軸３７と定着ローラ２０の定着ローラ支持軸２７との軸間距離が長く伸びる軸間距離伸長を規制しない状態、即ち、軸間距離伸長規制解除状態であるである。

尚、センサ１６は、赤外線発光素子と、該赤外線発光素子が発光した赤外線が、圧接制御レバー１１のセンサ光反射片１５で反射されて、戻ってきた反射光を受光する受光素子とで構成されている。尚、このセンサ１６としては、近接センサ等を用いることもできる。

このセンサ１６において、赤外線がセンサ光反射片１５で反射された反射光を受光する状態となるのは、圧接制御レバー１１のセンサ光反射片１５がセンサ１６と対面する位置に移動した状態のときである。このような反射光を受光する状態となるのは、上述したように、圧接解除状態（軸間距離伸長規制解除状態）のときであり、センサ１６のセンサ出力は、「Ｈ(High)レベル」となる。即ち、センサ１６のセンサ出力が、「Ｈレベル」となることは、センサ１６が圧接解除状態（軸間距離伸長規制解除状態）を検知していることを意味する。

これに対して、圧接付与状態（軸間距離伸長規制付与状態）では、このような反射光を受光する状態とはならず、従って、センサ１６のセンサ出力は、「Ｌ(Low)レベル」となる。即ち、センサ１６のセンサ出力が、「Ｌレベル」となることは、センサ１６が圧接付与状態（軸間距離伸長規制付与状態）を検知していることを意味する。

次に、上記の定着装置１おいて、圧接付与状態（軸間距離伸長規制付与状態）から圧接解除状態（軸間距離伸長規制解除状態）に移行する圧接解除動作、及び、圧接解除状態（軸間距離伸長規制解除状態）から圧接付与状態（軸間距離伸長規制付与状態）に移行する圧接付与動作について、図２〜図５の動作説明図、及び、図６、図７のタイムチャートに基づき説明する。

尚、図２〜図５の動作説明図では、定着装置シャーシ１０の記載を省略すると共に、定着装置１の一部を簡略化して表現している。又、図２における状態は、図１と全く同じ状態であり、圧接付与状態（軸間距離伸長規制付与状態）を表している。

上記の圧接解除動作、及び、圧接付与動作は、センサ１６の信号に基づき、図示されていない制御部により、圧接制御レバー駆動モータを正転、又は、逆転させて、圧接制御レバー１１を正転方向に回動させたり、逆転方向に回動させたりして行われる。この制御部による圧接解除動作の制御を、圧接解除制御、圧接付与動作の制御を、圧接付与制御と称する。又、図６は、圧接解除制御のタイムチャートを表しており、図７は、圧接付与制御のタイムチャートを表している。

まず、定着装置１が圧接付与状態（軸間距離伸長規制付与状態）である場合おいて、圧接付与状態（軸間距離伸長規制付与状態）から圧接解除状態（軸間距離伸長規制解除状態）に移行する圧接解除制御について説明する。図２は、定着装置１における圧接付与状態（軸間距離伸長規制付与状態）を示している。この状態では、センサ１６の出力は、「Ｌレベル」である。この状態で、制御部は、圧接制御レバー駆動モータを正転させて、圧接制御レバー１１を正転方向（図１の矢印１７方向）に回動させる（図６のｔ１１）。

すると、圧接制御レバー１１が正転方向に回動して図３の状態となる（図６のｔ１２）。そして、さらに、圧接制御レバー１１が正転方向に回動して図４の状態となる（図６のｔ１３）。

この状態では、センサ１６が、圧接制御レバー１１のセンサ光反射片１５からの反射光を受光して、センサ出力が「Ｈレベル」となる。そこで、制御部は、センサ出力がこの「Ｈレベル」となった時点から一定時間（図６のＴｃ）経過した時点で、圧接制御レバー駆動モータを停止させて、圧接制御レバー１１を停止させる（図６のｔ１４）。

この状態（図６のｔ１４）になるまで、圧接制御レバー駆動モータは正転し、圧接制御レバー１１が正転方向に回動するので、定着装置１は、図５の状態となる。図５の状態は、加圧ローラホルダ２のホルダ上部片先端５が、加圧ローラホルダ２のホルダ上部片先端５を押圧する状態であるので、圧接解除状態である。

同時に、この状態では、加圧ローラホルダ２のホルダ上部片先端５が、後方へ移動しようとする場合には、図５から分かるように、加圧ローラホルダ２のホルダ上部片先端５の、後方への移動を妨げるものは、何も存在しない状態であるので、図５の状態は、軸間距離伸長規制解除状態である。

次に、定着装置１が解除状態（軸間距離伸長規制解除状態）である場合おいて、解除状態（軸間距離伸長規制解除状態）から圧接付与状態（軸間距離伸長規制付与状態）に移行する圧接付与制御について説明する。この圧接付与制御は、上記の圧接解除制御とは全く逆の制御が行われる。図５は、定着装置１における圧接解除状態（軸間距離伸長規制解除状態）を示している。

即ち、この状態では、加圧ローラホルダ２のホルダ上部片先端５が、加圧ローラホルダ２のホルダ上部片先端５を押圧している状態であり、この押圧により、加圧ローラホルダ２が、後方に少し押し戻されているので、定着ローラ２０に対して加圧ローラ３０が圧接する圧力が低下している状態である。又、この状態では、センサ１６の出力は、「Ｈレベル」である。

この圧接解除状態（軸間距離伸長規制解除状態）において、制御部は、圧接制御レバー駆動モータを逆転させて、圧接制御レバー１１を逆転方向（図１の矢印１７方向と反対の方向）に回動させる（図７のｔ２１）。

すると、圧接制御レバー１１が逆転方向に回動して図４の状態となる（図７のｔ２２）。そして、さらに、圧接制御レバー１１が逆転方向に回動して図３の状態となる（図７のｔ２３）。

この状態では、センサ１６が、圧接制御レバー１１のセンサ光反射片１５からの反射光を受光しなくなるので、センサ出力が「Ｌレベル」となる。そこで、制御部は、センサ出力がこの「Ｌレベル」となった時点から一定時間（図７のＴｃ）経過した時点で、圧接制御レバー駆動モータを停止させて、圧接制御レバー１１を停止させる（図７のｔ２４）。

この状態（図７のｔ２４）になるまで、圧接制御レバー駆動モータは逆転し、圧接制御レバー１１が逆転方向に回動するので、定着装置１は、図２の状態となる。この図２の状態では、加圧ローラホルダ２のホルダ上部片先端５が、加圧ローラホルダ２のホルダ上部片４の表面を押圧している状態から外れた状態であり、加圧ローラホルダ２のホルダ上部片４の表面を押圧している状態ではないので、図２の状態は、圧接付与状態である。

同時に、この状態では、ホルダ上部片先端５と、圧接制御レバー鉤部１８の屈曲先端部１８ａとの間には、鉤部内側隙間１９が存在しているので、図２の状態は、軸間距離伸長規制付与状態である。

尚、図７におけるｔ２１からｔ２４までの時間の長さは、図６におけるｔ１１からｔ１４までの時間の長さと略同じである。即ち、圧接解除制御に要する所要時間と、圧接付与制御に要する所要時間とは、略同じである。

上記の定着装置１によれば、この定着装置１が、圧接付与状態下では、軸間距離伸長規制付与状態であると共に、圧接解除状態下では、軸間距離伸長規制解除状態である。

このように、圧接付与状態下で、軸間距離伸長規制付与状態であることにより、或いは、圧接解除状態下で、軸間距離伸長規制解除状態であることにより、次のような、作用、効果を、同時に得ることができる。

即ち、まず、圧接付与状態下で、軸間距離伸長規制付与状態とする場合、厚さの薄い記録用紙８がニップ部２５を通過する際に、圧接付与状態により、この記録用紙８に十分な圧接力を加えることができ、十分な定着作用を行うことができる。

同時に、厚さの薄い記録用紙８がニップ部２５を通過する際に、軸間距離伸長規制付与状態により、一定距離を越えて、加圧ローラ３０が定着ローラ２０から離間することがなく、加圧ローラ３０の定着ローラ２０からの離間を防止できることにより、定着作用が不十分となったり、記録用紙８の加圧ローラ３０からの剥離性が悪くなったりするのを、防止することができる。

又、圧接解除状態下で、軸間距離伸長規制解除状態とする場合、圧接解除状態により、軸間距離短縮を規制して、加圧ローラ３０と定着ローラ２０との軸間距離が一定距離未満とならないようにするので、厚さの厚い封筒等が、ニップ部２５を通過する際にも、スムースに通過させることができる。

同時に、軸間距離伸長規制解除状態により、加圧ローラの回転軸と定着ローラの回転軸との軸間距離が長くなる軸間距離伸長を規制しないので、厚さの厚い封筒等が、ニップ部を通過する際にも、スムースに通過させることができる。

又、定着装置１が定着動作を行わない期間に、上記の圧接解除状態とすることにより、定着ローラ２０に対して加圧ローラ３０を圧接させたままの状態で長時間おいておくことにより生じるおそれのある定着ローラ２０等の表面の変形を、防止することができる。

尚、上述した本実施の形態における定着装置１を利用する形態として、上述した定着装置１を用いて、画像形成装置を構成することができる。この画像形成装置は、一般に、ドラム状の感光体を一様な電位に帯電すると共に、画像情報に応じた光で露光して、感光体の表面に静電潜像を形成し、形成されたこの静電潜像を現像剤であるトナーで現像して可視像化し、さらに、可視像化されたこの画像を記録用紙８に転写すると共に、上述した定着装置１により定着を行って、堅牢な記録画像を形成して、この記録用紙８を排紙トレイに排出するように、構成される。

このような、上述した定着装置１を備えた画像形成装置は、上述した定着装置１が備えると同様の作用、効果を、備えている。

本実施の形態における定着装置の構成を示した構成図である。 本実施の形態における定着装置の圧接解除動作及び圧接付与動作の動作説明図（その１）である。 本実施の形態における定着装置の圧接解除動作及び圧接付与動作の動作説明図（その２）である。 本実施の形態における定着装置の圧接解除動作及び圧接付与動作の動作説明図（その３）である。 本実施の形態における定着装置の圧接解除動作及び圧接付与動作の動作説明図（その４）である。 本実施の形態における定着装置の圧接解除制御のタイムチャートである。 本実施の形態における定着装置の圧接付与制御のタイムチャートである。

符号の説明

１ 定着装置
２ 加圧ローラホルダ
３ ホルダ支持軸
４ ホルダ上部片
５ ホルダ上部片先端
６ スプリング
７ スプリング支持片
８ 記録用紙
９ 記録用紙搬送経路
１０ 定着装置シャーシ
１１ 圧接制御レバー
１２ 圧接制御レバー支持軸
１３ 圧接制御レバー切欠部
１４ 圧接制御レバー突起部
１５ センサ光反射片
１６ センサ
１７ 矢印
１８ 圧接制御レバー鉤部
１８ａ 屈曲先端部
１９ 鉤部内側隙間
２０ 定着ローラ
２１ 芯金
２２ 弾性体層
２３ 表面層
２４ 加熱用ヒータ
２５ ニップ部
２６ 矢印
２７ 定着ローラ支持軸
３０ 加圧ローラ
３１ 芯金
３２ 弾性体層
３３ 表面層
３４ 加熱用ヒータ
３７ 加圧ローラ支持軸

Claims (4)

1. 回転する定着ローラに対して、加圧ローラを付勢することにより、前記定着ローラに圧接すると共に、形成されるニップ部に記録材を通過させて、該記録材上の未定着画像を定着させる定着動作を行う定着装置であって、
   前記ニップ部に前記記録材が通過する際に、前記加圧ローラの回転軸と前記定着ローラの回転軸との軸間距離が長く伸びる軸間距離伸長を規制して、該軸間距離が一定距離を越えて長くならないようにする軸間距離伸長規制付与状態を備えることを特徴とする定着装置。
2. 請求項１記載の定着装置において、
   前記ニップ部に前記記録材が通過する際に、加圧ローラの回転軸と定着ローラの回転軸との軸間距離が長く伸びる軸間距離伸長を規制しない軸間距離伸長規制解除状態を備えると共に、
   前記軸間距離伸長規制付与状態と、前記軸間距離伸長規制解除状態とが、切替可能である定着装置。
3. 請求項２記載の定着装置において、
   前記付勢により前記加圧ローラの回転軸と前記定着ローラの回転軸とが接近して前記加圧ローラの回転軸と前記定着ローラの回転軸との軸間距離が短く縮まる軸間距離短縮を、規制しない圧接付与状態と、
   前記軸間距離短縮を規制して、前記軸間距離が一定距離未満とならないようにする圧接解除状態とを、切替する圧接状態切替手段を備えており、
   該圧接状態切替手段は、
   前記圧接付与状態下では、前記軸間距離伸長規制付与状態とすると共に、
   前記圧接解除状態下では、前記軸間距離伸長規制解除状態とする定着装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の定着装置を備えた画像形成装置。

Images