JP2013148815A - 加圧装置、定着装置、画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】第１回転体と第２回転体との間に適切な圧接力を付与するとともに、装置内における各構成要素の配置スペースを省減することが可能な加圧装置、定着装置、及び画像形成装置を提供すること。
【解決手段】
画像形成部１４の内部に、定着装置１８の加熱ローラー３８及び加圧ローラー３９間の圧接力を付与する加圧機構５０が設けられている。加圧ローラー３９は、リンクプレート５２に回動可能に支持されており、このリンクプレートは所定の支軸５２に回動可能に支持されている。支軸５２にはトーションバネ５８が組み付けられており、そのバネ力がリンクプレートを回動させる方向へ付与される。これにより、加圧ローラーが加熱ローラーを押圧して、これらの間に圧接力が生じる。
【選択図】図４

Description

本発明は、第１回転体と第２回転体との間で被転写材を所定の圧力で挟持する加圧装置、該加圧装置を用いて被転写材に画像を定着させる定着装置、及び該定着装置を備えた画像形成装置に関する。

従来、電子写真方式の印刷機構を備えた複写機、プリンター、ファクシミリ、及びこれらの各機能が搭載された複合機などの画像形成装置には定着装置が設けられている。定着装置は、ヒーターによって表面が加熱される加熱ローラー（第１回転体）と、この加熱ローラーに平行に設けられた加圧ローラー（第２回転体）とを備えている。また、定着装置には、加熱ローラーと加圧ローラーとを圧接させて、各ローラー間を通過する被転写材に圧力を付与する加圧装置が設けられている。表面にトナー画像が形成された被転写材が定着装置を通過することによって、加圧ローラーと加熱ローラーとによって被転写材が所定の圧力で挟持されつつ加熱される。これにより、トナーが被転写材に溶着して、被転写材に画像が定着される。

前記加圧装置としては、コイルの中心線に沿って伸縮するコイルバネを用いて加熱ローラーと加圧ローラーとの間に圧接力を生じさせるものが公知である（特許文献１〜４参照）。

特開平１０−２４１８３１号公報 特開２００５−１９５８３３号公報 特開昭６１−２８６８７０号公報 特開２００６−１６２９９９号公報

一般に、定着装置では、加熱ローラーと加圧ローラーとの間に被転写材が詰まった場合に、被転写材を容易に除去することができるように、所定の圧力で圧接されていながらも、その圧力に抗して加熱ローラーと加圧ローラーとを離間させることができるように構成されている。しかしながら、前掲の各特許文献に記載の加圧装置は、いずれもコイルの中心線に沿って伸縮するコイルバネを用いたものであるから、そのコイル長は、加熱ローラーと加圧ローラーとを離間させることができる程度に十分な長さにする必要があり、また、コイルバネの動作スペースも確保しなければならない。そのため、定着装置におけるコイルバネの配置スペースが大きくなり、定着装置のコンパクト化が阻害されている。また、特許文献３や特許文献４に記載のように、加熱ローラーと加圧ローラーとの圧接力を調整する機構が搭載された定着装置では、複数のコイルバネが用いられているため、それぞれのコイルバネの配置スペースを要することになり、定着装置のコンパクト化を著しく阻害している。

本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、第１回転体と第２回転体との間に適切な圧接力を付与するとともに、装置内における各構成要素の配置スペースを省減することが可能な加圧装置、定着装置、及び画像形成装置を提供することにある。

(1) 本発明は、第１回転体と第２回転体との間で所定の圧力で挟持される被転写材に画像を転写する定着装置に適用される加圧装置として構成されている。この加圧装置は、前記第１回転体に当接する第１位置と前記第１回転体から離間する第２位置との間で前記第２回転体を支持する支持部材と、コイルの中心線が前記第１回転体及び前記第２回転体の回転軸に平行となるように設けられ、前記第２回転体を前記第１位置側へ付勢して前記第１回転体と前記第２回転体との間に圧接力を生じさせるねじりコイルバネと、を具備する。

このようにねじりコイルバネ（トーションバネとも呼ばれている）によって前記第１回転体と前記第２回転体との間に圧接力を生じさせているため、従来のように通常のコイルバネを用いる場合にくらべて、コイル長が短く、ねじりコイルバネの動作範囲が小さい。これにより、加圧装置の内部スペースを省減させることができ、その結果、加圧装置をコンパクトにすることができる。

(2) 前記支持部材は、一方端側が前記第１回転体の回転軸に平行な軸心を中心に回動可能に支持され、他方端側が前記第２回転体を回動可能に支持する板状部材である。前記ねじりコイルバネは、前記支持部材に付勢力を付与することにより前記第２回転体を前記第１位置側へ付勢するものである。

これにより、ねじりコイルバネの弾性力を確実に且つ低ストレスで第２回転体に付与することが可能となる。

(3) 本発明の加圧装置は、前記第１回転体と前記第２回転体との間に生じる圧接力が予め定められた第１圧力となる第１ねじり位置と、前記第１圧力よりも大きい第２圧力となる第２ねじり位置との間で前記ねじりコイルバネを姿勢変化させることにより、前記圧接力を調整する調整機構を更に備える。

このような調整機構が搭載されている場合でも、１つのねじりコイルバネだけで前記第１回転体と前記第２回転体との間に生じる圧接力を前記第１圧力から前記第２圧力までの範囲内で任意の圧力に調整することが可能となる。

(4) 前記調整機構は、前記ねじりコイルバネの一方のアームを係止しつつ前記コイルの周方向へ移動可能に支持され、前記ねじりコイルバネが前記第１ねじり位置となる第３位置と前記ねじりコイルバネが前記第２ねじり位置となる第４位置との間で移動する移動部材と、所定の駆動源から前記ねじりコイルバネの周方向の回転トルクを前記移動部材に伝達する伝達部材と、を有する。

これにより、駆動源からの回転トルクが直線運動に変換されることなく伝達部材及び移動部材に伝達されるため、駆動伝達系において機械的損失を抑えることができる。その結果、ねじりコイルバネを第１ねじり位置又は第２ねじり位置に正確に姿勢変化させることができる。

(5) 前記移動部材は、前記コイルの中心線の周りを回動可能に支持され、外周面に歯が形成された第１噛合部と、側面に前記ねじりコイルバネの一方のアームを係止する係止部とを有するものである。前記伝達部材は、前記駆動源の出力軸に連結され、前記第１噛合部に噛合される第２噛合部を有するものである。

これにより、前記駆動源からの回転トルクを移動部材に伝達する具体的な機構が実現される。

(6) 本発明の加圧装置は、前記移動部材を前記第３位置で保持する第１保持部材と、前記移動部材を前記第４位置で保持する第２保持部材と、を備える。

これにより、前記駆動源に停止トルクがなくても、移動部材を第３位置又は第４位置のいずれかに保持することができる。

(7) 本発明の加圧装置は、前記第２保持部材による前記第４位置での前記移動部材の保持を解除する解除機構を更に備える。

この解除機構によって第２保持部材による前記第４位置での移動部材の保持が解除されることにより、ねじりコイルバネのバネ力によって移動部材が第４位置から第３位置へ向けて自動的に移動する。

(8) 前記第２保持部材は、前記移動部材を前記第４位置で保持する第５位置と前記第４位置における前記移動部材の保持が解除される第６位置との間で姿勢変化可能なアーム部材と、前記アーム部材を前記第５位置側へ付勢する弾性部材と、を有する。前記解除機構は、所定の駆動力を得て前記弾性部材の付勢力に抗して前記アーム部材を前記第５位置から前記第６位置へ姿勢変化させるものである。

これにより、前記解除機構が具体的に実現される。

(9) 前記解除機構は、前記アーム部材を前記第５位置から前記第６位置へ姿勢変化させるカムと、前記駆動源からの回転トルクを前記カムに伝達する駆動伝達機構と、を有する。

これにより、一つの駆動源で前記移動部材と前記アーム部材とを動作させることができる。

(10) 前記伝達部材は、前記第１噛合部と噛合しない非噛合部を有する。前記駆動伝達機構は、前記第１噛合部と前記第２噛合部とが噛合していないときに、前記アーム部材を前記第５位置から前記第６位置へ姿勢変化させる駆動力を前記カムに伝達するものである。

これにより、前記解除機構によって第２保持部材による前記第４位置での移動部材の保持が解除されたときは、前記第１噛合部と前記第２噛合部とが噛合していないので、移動部材は、ねじりコイルバネのバネ力によって第４位置から第３位置へ向けて自動的に移動することが可能である。

(11) 本発明の加圧装置を有する画像形成装置が袋状の被転写材に画像を印刷するための第１印刷モードと前記袋状の被転写材以外の被転写材に画像を印刷するための第２印刷モードとに切り替え可能に構成されている場合に、前記ねじりコイルバネは、前記第１制御モードのときに前記第１ねじり位置に配置され、前記第２制御モードのときに前記第２ねじり位置に配置されることが好ましい。

(12) また、本発明は、上述の加圧装置を備え、第１回転体と第２回転体との間で被転写材に所定の圧力で挟持しつつ加熱して該被転写材に画像を定着させる定着装置として構成されたものであってもよい。

(13) また、本発明は、上述の定着装置を備えた画像形成装置として構成されたものであってもよい。

本発明によれば、第１回転体と第２回転体との間に適切な圧接力を付与するとともに、各構成要素の配置スペースを省減することが可能となり、装置の大きさをコンパクトにすることができる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置１０の外観構成を示す斜視図である。 画像形成装置１０の内部構成を模式的に示す正面図である。 定着装置１８の外観構成を示す斜視図である。 加圧機構５０の構成を示す斜視図である。 加圧機構５０のベルト駆動部９６の構成を示す斜視図である。 加圧機構５０の動作を説明するための動作説明図である。 加圧機構５０の動作を説明するための動作説明図である。 加圧機構５０の動作を説明するための動作説明図である。 加圧機構５０の動作を説明するための動作説明図である。 加圧機構５０の動作を説明するための動作説明図である。

以下、適宜図面を参照して本発明の実施形態に係る画像形成装置１０（本発明の画像形成装置の一例）について説明する。なお、以下に説明される実施形態は本発明を具体化した一例にすぎず、本発明の要旨を変更しない範囲で、本発明の実施形態は適宜変更できる。また、以下の説明においては、画像形成装置１０が使用可能に設置された状態（図１の状態）を基準として上下方向７を定義し、操作表示部１７が設けられている側を手前側（正面側）として前後方向８を定義し、画像形成装置１０を手前側（正面側）から見て左右方向９を定義する。

［画像形成装置１０］
まず、図１及び図２を参照して画像形成装置１０の概略構成について説明する。図１及び図２に示されるように、画像形成装置１０は、読み取られた原稿の画像を印刷用紙や封筒などの被転写材（本発明の被転写材に相当）に転写するものであり、上部に原稿の画像を読み取るスキャナー１２が設けられ、下部に電子写真方式の画像形成部１４が設けられている。なお、図１では、スキャナー１２の原稿カバーの図示が省略されている。

画像形成部１４は、スキャナー１２で読み取られた画像データに基づいて被転写材にモノクロ画像又はカラー画像を形成するものであり、主として、被転写材を保持可能な給紙トレイ１６と、搬送手段１９と、給紙トレイ１６から給送された被転写材にトナー像を転写する転写装置１５と、被転写材に転写されたトナー像を被転写材に定着させる定着装置１８（本発明の定着装置の一例）と、操作表示部１７と、これらの動作を制御する制御部（不図示）と、を備えている。これらの構成要素は、画像形成部１４の筐体を構成するケーシング２０の内部に配置されている。ケーシング２０の上面が排紙部２３である。排紙部２３とスキャナー１２との間には、前方が開放された排紙スペース２１（図２参照）が区画されている。給紙トレイ１６から給送された被転写材は、画像形成部１４内に区画された搬送路２２Ａを通って転写装置１５へ搬送され、転写装置１５によって、その搬送過程において被転写材にトナー像が転写される。被転写材に転写されたトナー像は、搬送方向下流側に設けられた定着装置１８を通過する際に加熱溶融されることによって被転写材に定着する。定着装置１８を通過した被転写材は、画像形成部１４の左側に区画された搬送路２２Ｂを通って上方へ搬送されて、排出口２４から排紙ローラー等の排出手段２５によって排紙スペース２１へ排出される。排出された被転写材は、排紙部２３に載置される。

図１に示されるように、定着装置１８は、画像形成部１４の上部の左側に設けられている。定着装置１８は、画像形成部１４に対してケーシング２０の前面側から挿抜可能なように前後方向８へスライド可能に支持されている。詳細には、定着装置１８は、画像形成部１４の後方奥部に装着された装着位置と、画像形成部１４から前方へ引き出された脱抜位置（図１に示される位置）との間でスライド可能に支持されている。本実施形態では、定着装置１８が前記装着位置に配置されたときに画像形成部１４内の図示しない駆動伝達機構から定着装置１８に駆動力が伝達可能となる。また、定着装置１８が前記装着位置から前方の前記脱抜位置まで引き出されて非装着状態にされると、前記駆動伝達機構からの駆動力の伝達が遮断される。

［定着装置１８］
以下、図２乃至図１０を参照して、定着装置１８の構成について説明する。なお、各図では、画像形成部１４に装着されているときの定着装置１８の姿勢が示されており、説明の便宜上、装着姿勢のときの鉛直方向を上下方向７とし、画像形成部１４に対する挿抜方向を前後方向８とし、水平方向を左右方向９としている。

定着装置１８は、図３に示されるように、前後方向８に長い形状を有しており、前後方向８に延びるフレーム３４と、フレーム３４の長手方向の両端それぞれに連結されたサイドフレーム３５，３６と、サイドフレーム３５，３６によって両端が支持された加熱ローラー３８（図２参照、本発明の第１回転体の一例）と、加圧ローラー３９（図２参照、本発明の第２回転体の一例）とを備えている。また、図４に示されるように、定着装置１８は、フレーム３４の前方側に加圧機構５０（本発明の加圧装置の一例）を備えている。定着装置１８は、加熱ローラー３８と加圧ローラー３９との間で被転写材を所定の圧力で挟持しつつ加熱することによって、被転写材のトナー画像を被転写材に定着させるものである。

［加熱ローラー３８］
図４に示されるように、加熱ローラー３８は、各サイドフレーム３５，３６に回転可能なように支持されている。加熱ローラー３８の両端に支軸３８Ａが設けられており、この支軸３８Ａがサイドフレーム３５，３６に形成された軸孔（不図示）に挿入されている。なお、各図には後方側の支軸３８Ａがサイドフレーム３５に支持された支持機構だけが示されているが、前方側の支持機構も後方側と同様である。図３に示されるように、定着装置１８の後方側の奥部、具体的には、フレーム３４の後方側のサイドフレーム３５には、画像形成部１４の駆動伝達機構（不図示）と連結されるジョイントギヤ４２が設けられている。ジョイントギヤ４２は前記駆動伝達機構からの回転駆動力を加熱ローラー３８に伝達するものである。

定着装置１８では、トナーを溶融するために、ＩＨヒーターやハロゲンヒーターなどの加熱手段によって、加熱ローラー３８の表面温度がおよそ２００℃〜２５０℃（以下「定着温度」という。）になるように加熱される。加熱ローラー３８の周辺には、加熱ローラー３８の外周面の温度を検出するための温度センサー（不図示）が設けられており、この温度センサーからの検出信号が前記制御部に入力されることで、制御部は、入力された検出信号に基づいて前記加熱手段の加熱制御を行い、加熱ローラー３８の外周面の温度を前記定着温度になるように制御する。

なお、前記制御部は、画像形成装置１０の動作を制御するものである。つまり、画像形成装置１０において、前記制御部は、搬送手段１９による搬送動作、転写装置１５による転写動作、定着装置１８による定着動作などを制御する。また、前記制御部は、制御モードとして、封筒印刷モード（本発明の第１印刷モードに相当）と通常印刷モード（本発明の第２印刷モードに相当）とを有している。制御部は、入力された指示信号に応じて、画像形成装置１０における印刷モードを、前記封筒印刷モードと前記通常印刷モードとのいずれかに切り替える。

ここで、封筒印刷モードとは、袋状の被転写材の一例である封筒を印刷するための制御モードであって、定着装置１８において加熱ローラー３８に対する加圧ローラー３９の圧接力を予め定められた通常値（圧力Ｐ２）よりも小さい値（圧力Ｐ１）にして印刷動作を実行する制御モードである。また、通常印刷モードとは、封筒以外の被転写材の一例である印刷用紙を印刷するための制御モードであって、定着装置１８において加熱ローラー３８に対する加圧ローラー３９の圧接力を予め定められた通常値（圧力Ｐ２）にして印刷動作を実行する制御モードである。前記制御部は、印刷される被転写材として封筒が指定された場合は、制御モードを前記封筒印刷モードに設定して、加熱ローラー３８に対する加圧ローラー３９の圧接力を通常値（圧力Ｐ２）よりも小さい値（圧力Ｐ１）となるように各構成要素を駆動制御する。また、前記制御部は、印刷される被転写材として普通紙などの印刷用紙が指定された場合は、制御モードを前記通常印刷モードに設定して、加熱ローラー３８に対する加圧ローラー３９の圧接力を前記通常値（圧力Ｐ２）となるように各構成要素を駆動制御する。このような制御モードの切り替え処理は、従来周知の手段であるため、ここでは、制御部による切り替え処理の詳細な説明は省力する。

［加圧ローラー３９］
図４に示されるように、加圧ローラー３９は、その両端が各サイドフレーム３５，３６に支持されている。詳細な支持機構については後述するが、後述のリンクプレート５４の支軸５６Ａに加圧ローラー３９の両端が回動可能に支持されている。また、サイドフレーム３５，３６には支軸５２が立設されており、リンクプレート５４が支軸５２に回動自在に支持されている。これにより、加圧ローラー３９は、リンクプレート５４を介して支軸５２を中心に回動可能となる。

［加圧機構５０］
以下、加圧機構５０の構成について詳細に説明する。本実施形態では、加圧機構５０は、定着装置１８のフレーム３４の長手方向の両端それぞれに設けられている。後方側の加圧機構５０はサイドフレーム３５の内側に設けられており、前方側の加圧機構５０はサイドフレーム３６の内側に設けられている。なお、これらの加圧機構５０は、左右対称に構成されているので、以下においては後方側の加圧機構５０だけを説明し、前方側の加圧機構５０の説明は省略する。

図４に示されるように、後方側の加圧機構５０は、加圧ローラー３９を支持するリンクプレート５４（本発明の支持部材の一例）と、トーションバネ５８（本発明のねじりコイルバネの一例）と、圧力調整機構６７（本発明の調整機構の一例）と、ロック機構８３（本発明の第２保持部材の一例）と、ロック解除機構９４（本発明の解除機構の一例）と、ベルト伝達機構９６（本発明の駆動伝達機構の一例）とを備えている。

［リンクプレート５４］
リンクプレート５４は、図６に示されるように、加熱ローラー３８に当接可能な第１位置（図６において実線で示される位置、本発明の第１位置に相当）と、加熱ローラー３８から離間した第２位置（図６において波線で示される位置、本発明の第２位置に相当）との間で加圧ローラー３９を回動可能に支持するものである。このリンクプレート５４は、金属板で形成されている。リンクプレート５４は、その一方端に基端部５５を有する。基端部５５は、支軸５２に回動自在に支持されている。支軸５２は、加熱ローラー３８の回転中心と平行なようにサイドフレーム３５に設けられている。この支軸５２に基端部５５が支持されることによって、リンクプレート５４は支軸５２を中心に回動可能となる。リンクプレート５４において基端部５５とは反対側の回動端部５６には、支軸５６Ａが設けられている。支軸５６Ａは、前後方向７に平行で且つリンクプレート５４から内側（加圧ローラー３９の中央側）へ突出している。この支軸５６Ａに加圧ローラー３９が回動自在に支持されている。このように加圧ローラー３９が支持されることにより、加圧ローラー３９は、前記第１位置と前記第２位置との間で回動可能となる。

［トーションバネ５８］
トーションバネ５８は、加圧ローラー３９を前記第１位置側へ付勢して加熱ローラー３８と加圧ローラー３９との間に圧接力を生じさせるものである。図４に示されるように、トーションバネ５８は、鋼などのワイヤーが巻回されて形成されるものであり、コイル部５９と、ワイヤーの一方端であるアーム６０と、ワイヤーの他方端であるアーム６１とを有する。このトーションバネ５８は、コイル部５９の内孔が支軸５２に挿通されており、サイドフレーム３５とリンクプレート５４とに挟まれるように配置されている。これにより、トーションバネ５８は、コイル部５９の中心線が支軸５２と平行になるように設けられている。つまり、トーションバネ５８は、コイル部５９の中心線が加熱ローラー３８や加圧ローラー３９の回転中心と平行になるように設けられている。

本実施形態では、コイル部５９が圧縮された状態で、アーム６１（図６参照）がリンクプレート５４に連結され、アーム６０がサイドフレーム３５に立設されたストッパー６３（本発明の第１保持部材の一例）に係止されている。これにより、トーションバネ５８のバネ力がリンクプレート５４に伝達されて、リンクプレート５４に矢印２７の方向の付勢力が付与される。つまり、リンクプレート５４はトーションバネ５８から矢印２７の方向のバネ力を受けることにより、加圧ローラー３９を前記第１位置側へ付勢する。

［圧力調整機構６７］
圧力調整機構６７は、加熱ローラー３８と加圧ローラー３９との間に生じる圧接力を二段階に調整するものである。具体的には、圧力調整機構６７は、前記圧接力が予め定められた圧力Ｐ１（本発明の第１圧力に相当）又はこの圧力Ｐ１よりも大きい圧力Ｐ２（本発明の第２圧力に相当）のいずれかになるように調整する。本実施形態では、図６に示されるように、アーム６０がストッパー６３に係止された状態で、トーションバネ５８は、前記圧接力が圧力Ｐ１となるようにリンクプレート５４を矢印２７の方向へ力Ｆ１で付勢している。この圧力Ｐ１を生じさせているときのトーションバネ５８のねじり位置は、図６に示される位置であり、以下において第１ねじり位置と称する。また、後述するように、圧力調整機構６７は、アーム６０をバネ力に抗する方向（図７の矢印２８の方向）へ回動させて、トーションバネ５８を前記第１ねじり位置から矢印２８の方向へ更にねじりこみ、前記圧接力が圧力Ｐ２となる第２ねじり位置（図９に示される位置）までねじりこむことで、前記圧接力を圧力Ｐ１から圧力Ｐ２に変更する。以下、圧力調整機構６７の具体的な構成について説明する。

図４に示されるように、圧力調整機構６７は、半円ギヤ６８と、バネ押圧部材７５と、入力ギヤ７２（本発明の伝達部材の一例）と、を有する。なお、半円ギヤ６８及びバネ押圧部材７５が本発明の移動部材の一例である。

半円ギヤ６８は、概ね円盤を半分に分割された形状に形成されている。半円ギヤ６８は、支軸５２に回動可能に支持されており、コイル部５９の中心線の周りを回動可能となっている。この半円ギヤ６８は、トーションバネ５８とサイドフレーム３５との間に配置されており、半円ギヤ６８の後方側の側面とサイドフレーム３５の前方側の側面とが向き合っている。半円ギヤ６８の外周面には、入力ギヤ７２の歯部７３と噛み合うことが可能な歯部６９（本発明の第１噛合部の一例）が形成されている。サイドフレーム３５の前方側の側面３５Ａには、半円ギヤ６８の回動を制止するためのストッパー７０が立設されている。このストッパー７０によって、半円ギヤ６８が図４に示される状態から矢印２６の方向へ回動することが制止される。

バネ押圧部材７５は、支軸５２の周りを回動可能に構成されたものであり、支軸５２に回動自在に支持された支持部７６と、支持部７６からサイドフレーム３５の前方側の側面３５Ａに沿うように支軸５２に垂直な方向へ延出された回動部７７とを有する。支持部７６は、コイル部５９の内孔の直径よりも少し小さい円柱形状に形成されている。トーションバネ５８のコイル部５９は、この支持部７６に挿入されており、支持部７６の外周面にガイドされている。

回動部７７は、半円ギヤ６８の回動範囲内に設けられている。具体的には、半円ギヤ６８の周方向の一方の側面６８Ａがストッパー７０に当接された状態（図４参照）で、半円ギヤ６８の周方向の他方の側面６８Ｂとストッパー６３との間に回動部７７が配置されている。回動部７７の前方側の側面７７Ａには、トーションバネ５８の一方のアーム６０に係止可能な係止片７８（本発明の係止部の一例）が設けられている。本実施形態では、トーションバネ５８が前記第１ねじり位置（図４に示される位置）にあるときに、半円ギヤ６８はその回動方向の一方側の側面６８Ａがストッパー７０に当接し、半円ギヤ６８の他方の側面６８Ｂが回動部７７に当接し、そして回動部７７の係止片７８がアーム６０に近接又は接触するような位置関係にそれぞれが配置されている。なお、図４及び図６に示されるように、トーションバネ５８が前記第１ねじり位置にあるときの半円ギヤ６８及び押圧部材７５の位置を第３位置と称する。

回動部７７の外周面７７Ｂには、切欠７９が形成されている。この切欠７９は、後述のロック機構８３によって係合される部分である。

入力ギヤ７２は、サイドフレーム３５の側面３５Ａに形成された不図示の軸孔に挿通される回転軸７２Ａを有している。この回転軸７２Ａは、サイドフレーム３５を貫通して、その後方側の側面３５Ｂから突出している。回転軸７２Ａには、ギヤなどの伝達手段を介して図示しないモーター（駆動源）が連結されている。このモーターは、前記制御部によって制御されることにより回転駆動される。入力ギヤ７２は、前記モーターからの回転駆動力を半円ギヤ６８に伝達して、半円ギヤ６８からバネ押圧部材７５へ支軸５２の周方向、つまりコイル部５９の周方向の回転駆動力を伝達するものである。入力ギヤ７２の外周面には、半円ギヤ６８の歯部６９と噛み合うことが可能な歯部７３（本発明の第２噛合部の一例）と、半円ギヤ６８の歯部６９と噛み合わずに前記モーターの回転駆動力を伝達しない非噛合部７４（本発明の非噛合部の一例）とが形成されている。本実施形態では、歯部６９と歯部７３とが噛み合ったときだけ、モーターの回転駆動力が入力ギヤ７２から半円ギヤ６８に伝達される。

前記モーターが前記制御部によって回転駆動されると、入力ギヤ７２が矢印２９の方向へ回動し、そして、図７に示されるように、入力ギヤ７２の歯部７３と半円ギヤ６８の歯部６９とが噛み合う位置まで回動すると、モーターの回転駆動力が入力ギヤ７２から半円ギヤ６８に伝達する。これにより、半円ギヤ６８が矢印３０の方向へ回動して、更に半円ギヤ６８によって押されるようにしてバネ押圧部材７５が同方向へ回動する。このとき、係止片７８がアーム６０を矢印３０の方向へ押し込み、コイル部５９を更に圧縮させる。つまり、トーションバネ５８のバネ力が大きくなる方向へコイル部５９が圧縮される。

そして、図９に示される位置までバネ押圧部材７５が回動されると、トーションバネ５８のバネ力は更に増加して、加熱ローラー３８と加圧ローラー３９との間に生じる圧接力が圧力Ｐ２（＞Ｐ１）となるようにリンクプレート５４を矢印２７の方向へ力Ｆ１よりも大きい力Ｆ２で付勢している。この圧力Ｐ２を生じさせているときのトーションバネ５８のねじり位置は、図９に示される位置であり、以下において第２ねじり位置と称する。また、トーションバネ５８が前記第２ねじり位置にあるときの半円ギヤ６８及び押圧部材７５の位置を第４位置(図９に示される位置)と称する。

［ロック機構８３］
ロック機構８３は、バネ押圧部材７５を前記第４位置で保持するものであり、図４に示されるように、ロックアーム８５（本発明のアーム部材の一例）と、圧縮コイルバネ８６（本発明の弾性部材の一例）とを備えている。

ロックアーム８５は、アーム形状に形成された棒状の部材であり、一方側の端部８５Ａがサイドフレーム３５の側面３５Ａに立設された支軸８７に回動自在に支持されている。また、ロックアーム８５の他方側の端部８５Ｂには、バネ押圧部材７５の切欠７９と係合可能な爪８８が設けられている。ロックアーム８５は、支軸８７で支持されることによって、爪８８がバネ押圧部材７５の外周面７７Ｂに当接する位置と、外周面７７Ｂから離間する位置との間で回動可能となる。本実施形態では、図９に示されるようにバネ押圧部材７５が前記第４位置まで回動されたときに、爪８８が切欠７９に入り込んでバネ押圧部材７５を前記第４位置で保持する保持位置（本発明の第５位置に相当）と、爪８８が切欠７９から抜け出て前記第４位置におけるバネ押圧部材７５の保持が解除される解除位置（本発明の第６位置に相当）との間で、ロックアーム８５が回動する。

圧縮コイルバネ８６は、サイドフレーム８５の側面３５Ａに設けられた支持片８９に支持されており、ロックアーム８５の端部８５Ｂを前記保持位置側、つまり、爪８８がバネ押圧部材７５の外周面７７Ｂに当接する側へ向けて押圧している。これにより、ロックアーム８５は、常に、圧縮コイルバネ８６から弾性付勢力を受ける。なお、ロックアーム８５が圧縮コイルバネ８６に押圧されて前記保持位置よりも更に押圧方向へ回動しないように、サイドフレーム３５の側面３５Ａには、ロックアーム８５の回動を制限するストッパー９１が設けられている。

［ロック解除機構９４］
ロック解除機構９４は、ロック機構８３による前記第４位置でのバネ押圧部材７５の保持を解除するものである。具体的には、ロック解除機構９４は、所定の駆動力を得てロック機構８３の圧縮コイルバネ８６の弾性付勢力に抗してロックアーム８５を前記保持位置（図９に示される位置）から前記解除位置（図１０に示される位置）へ回動させるものであり、図４に示されるように、ロックアーム８５と係合してロックアーム８５を前記保持位置から前記解除位置へ回動させるためのカム９５（本発明のカムの一例）と、上述した不図示のモーター（駆動源）からの回転駆動力をカム９５に伝達してカム９５を回転させるベルト駆動部９６（図５参照、本発明の駆動伝達機構の一例）と、を備えている。

カム９５は、サイドフレーム３５の側面３５Ａに形成された不図示の軸孔に挿通される回転軸９５Ａと、ロックアーム８５に設けられた突起９０と係合する鉤部９５Ｂとを有している。回転軸９５Ａは、サイドフレーム３５を貫通して、その後方側の側面３５Ｂへ突出している。

ベルト駆動部９６は、半円ギヤ６８の歯部６９と、入力ギヤ７２の歯部７３とが噛み合っていないときに、ロックアーム８５を前記保持位置から前記解除位置へ回動させる回転駆動力をカム９５に伝達するものであり、図５に示されるように、駆動プーリ９７と、従動プーリ９８と、無端ベルト９９と、を備えている。駆動プーリ９７は、入力ギヤ７２の回転軸７２Ａに連結されており、従動プーリ９８は、カム９５の回転軸９５Ａに連結されている。また、無端ベルト９９は、駆動プーリ９７及び従動プーリ９８それぞれに張架されるように支持されている。これにより、入力ギヤ７２が図示しないモーターによって矢印２９（図４参照）の方向へ回転されると、駆動プーリ９７も同方向へ回転されて、その回転駆動力が、無端ベルト９９、従動プーリ９８、回転軸９５Ａを介してカム９５に伝達される。本実施形態では、半円ギヤ６８の歯部６９と入力ギヤ７２の歯部７３とが噛み合っていない状態で入力ギヤ７２が回転されたときに、ロックアーム８５を前記保持位置から前記解除位置へ回動させる回転駆動力がカム９５に伝達するように、入力ギヤ７２の回転位置及びカム９５の回転位置が位置決めされている。

［加圧機構５０の動作］
以下、図６乃至図１０を参照して、加圧機構５０に動作について説明する。本実施形態では、前記制御部によって、画像形成装置１０における印刷モードが前記封筒印刷モードに設定されるか、又は前記通常印刷モードに設定されるかによって、加圧機構５０の動作が異なる。

まず、画像形成装置１０における印刷モードが前記封筒印刷モードに設定された場合の動作について説明する。なお、説明の便宜状、図９に示されるように、バネ押圧部材７５が第４位置でロック機構８３によって保持されているものとする。この場合、前記制御部は、図１０に示されるように、前記モーターを回転制御して、入力ギヤ７２の非噛合部７４と半円ギヤ６８の歯部６９とが対面する位置まで入力ギヤ７２を回動させる。このとき、ロック解除機構９４のカム９５が回動して、その鉤部９５Ｂがロックアーム８５の突起９０を押圧する。これにより、ロックアーム８５は、圧縮コイルバネ８６のバネ力に抗して、爪８８が切欠７９に入り込んだ前記保持位置から爪８８が切欠７９から抜け出て前記解除位置に姿勢変化する。これにより、ロック機構８３によるバネ押圧部材７５の保持が解除されて、バネ押圧部材７５はトーションバネ５８のバネ力を受けて前記第４位置から前記第３位置まで自動的に回動する。つまり、バネ押圧部材７５が第３位置に配置される。このため、トーションバネ５８は前記第１ねじり位置（図６参照）に配置される。このとき、トーションバネ５８は、リンクプレート５４を矢印２７の方向へ力Ｆ１で付勢することにより、加熱ローラー３８と加圧ローラー３９との間に生じる圧接力が通常値（圧力Ｐ２）よりも小さい圧力Ｐ１となる。

次に、画像形成装置１０における印刷モードが前記通常印刷モードに設定された場合の動作について説明する。なお、説明の便宜状、バネ押圧部材７５が第３位置（図６参照）に配置されているものとする。この場合、前記制御部は、図７に示されるように、前記モーターを回転制御して、入力ギヤ７２を矢印２９の方向へ回動させる。これにより、入力ギヤ７２の歯部７３と半円ギヤ６８の歯部６９とが噛み合って、前記モーターの回転駆動力が入力ギヤ７２を介して半円ギヤ６８に伝達される。この回転駆動力を受けて、半円ギヤ６８は矢印３０の方向へ回動し、それにより、バネ押圧部材７５も同方向へ回動する。このとき、トーションバネ５８のアーム６０が係合片７８によって押されて、矢印２８の方向へ回動される。これにより、トーションバネ５８はバネ力が増大する方向へ圧縮される。なお、図７及び図８に示されるように、入力ギヤ７２が回動されることにより、ベルト駆動部９６（図５参照）を介して前記モーターの回転駆動力がカム９５に伝達されるため、カム９５も矢印３１の方向へ回動する。

更に押圧部材７５が矢印３０の方向へ回動されて、前記第３位置から前記第４位置（図９に示される位置）に到達すると、ロック機構８３によって、ロックアーム８５の爪８８がバネ押圧部材７５の切欠７９に入り込む。これにより、押圧部材７５は、矢印３０とは反対の矢印２６の方向へ回動することが制止される。つまり、押圧部材７５は、矢印２６の方向へ回動できなくなる。本実施形態では、爪８８が切欠７９に入り込んだタイミングから少し遅れたタイミングで、入力ギヤ７２の歯部７３が半円ギヤ６８の歯部６９から離脱するように、バネ押圧部材７５、半円ギヤ６８及び入力ギヤ７２が設計されている。前記制御部は、入力ギヤ７２の歯部７３が半円ギヤ６８の歯部６９から離脱して、非噛合部７４と歯部６９とが対面した状態で、入力ギヤ７２の回動を停止する。このとき、トーションバネ５８は、そのバネ力によって矢印２６の方向へバネ押圧部材７５を回動させようとするが、ロック機構８３によってバネ押圧部材７５が前記第４位置に保持されている。このとき、トーションバネ５８は、リンクプレート５４を矢印２７の方向へ力Ｆ２（＞Ｆ１）で付勢することにより、加熱ローラー３８と加圧ローラー３９との間に生じる圧接力が通常値である圧力Ｐ２（＞Ｐ１）となる。

このように、上述の実施形態の画像形成装置１０では、トーションバネ５８を利用した加圧機構５０が設けられているため、圧縮コイルバネを用いた従来の加圧装置に比べて、バネの動作範囲を小さくすることができる。その結果、加圧機構５０の内部スペースを省減させることができる。これにより、加圧機構５０及びそれを含む定着装置１８及び画像形成装置１０をコンパクトにすることができる。

また、加圧機構５０では、リンクプレート５４を介して支軸５２の周りを回動可能なように加圧ローラー３９を支持する機構が採用されているため、トーションバネ５８のバネ力を確実に、しかも機械的ロスが少なく低ストレスで加圧ローラー３９に伝達することができる。

また、加圧機構５０には圧力調整機構６７が設けられているものの、１つのトーションバネ５８だけで加熱ローラー３８と加圧ローラー３９との圧接力を調整可能である。

また、入力ギヤ７２からトーションバネ５８を経て加圧ローラー３９に至る回転駆動力の駆動伝達が直線運動に変換されることなく実現されるため、駆動伝達における機械的損失を抑えることができる。

また、加圧機構５０にストッパー６３及びロック機構８３が設けられているため、入力ギヤ７２に回転駆動力を伝達するモーターに停止トルクがなくても、バネ押圧部材７５を前記第３位置又は前記第４位置に保持することができる。

また、加圧機構５０にロック解除機構９４が設けられているため、ロック機構８３による前記第４位置での保持が解除可能となり、この保持が解除されることにより、トーションバネ５８のバネ力によってバネ押圧部材７５が前記第４位置から前記第３位置へ向けて自動的に回動可能となる。

また、ロック解除機構９４において、カム９５がベルト駆動部９６によって回動されるため、複数のモーターを設けることなく、一つのモーターでバネ押圧部材７５とカム９５とを回動させることができる。

１０：画像形成装置
１２：スキャナー
１４：画像形成部
１８：定着装置
３８：加熱ローラー
３９：加圧ローラー
５０：加圧機構
５４：リンクプレート
５８：トーションバネ
６７：圧力調整機構
６８：半円ギヤ
６９：歯部
７２：入力ギヤ
７３：歯部
７４：非噛合部
７５：バネ押圧部材
８３：ロック機構
８５：ロックアーム
８６：圧縮コイルバネ
９４：ロック解除機構
９５：カム
９６：ベルト駆動部

Claims (13)

1. 第１回転体と第２回転体との間で所定の圧力で挟持される被転写材に画像を転写する定着装置に適用される加圧装置であって、
   前記第１回転体に当接する第１位置と前記第１回転体から離間する第２位置との間で前記第２回転体を支持する支持部材と、
   コイルの中心線が前記第１回転体及び前記第２回転体の回転軸に平行となるように設けられ、前記第２回転体を前記第１位置側へ付勢して前記第１回転体と前記第２回転体との間に圧接力を生じさせるねじりコイルバネと、を具備する加圧装置。
2. 前記支持部材は、一方端側が前記第１回転体の回転軸に平行な軸心を中心に回動可能に支持され、他方端側が前記第２回転体を回動可能に支持する板状部材であり、
   前記ねじりコイルバネは、前記支持部材に付勢力を付与することにより前記第２回転体を前記第１位置側へ付勢するものである請求項１に記載の加圧装置。
3. 前記第１回転体と前記第２回転体との間に生じる圧接力が予め定められた第１圧力となる第１ねじり位置と、前記第１圧力よりも大きい第２圧力となる第２ねじり位置との間で前記ねじりコイルバネを姿勢変化させることにより、前記圧接力を調整する調整機構を更に備える請求項１又は２に記載の加圧装置。
4. 前記調整機構は、
   前記ねじりコイルバネの一方のアームを係止しつつ前記コイルの周方向へ移動可能に支持され、前記ねじりコイルバネが前記第１ねじり位置となる第３位置と前記ねじりコイルバネが前記第２ねじり位置となる第４位置との間で移動する移動部材と、
   所定の駆動源から前記ねじりコイルバネの周方向の回転トルクを前記移動部材に伝達する伝達部材と、を有する請求項３に記載の加圧装置。
5. 前記移動部材は、前記コイルの中心線の周りを回動可能に支持され、外周面に歯が形成された第１噛合部と、側面に前記ねじりコイルバネの一方のアームを係止する係止部とを有するものであり、
   前記伝達部材は、前記駆動源の出力軸に連結され、前記第１噛合部に噛合される第２噛合部を有するものである請求項４に記載の加圧装置。
6. 前記移動部材を前記第３位置で保持する第１保持部材と、
   前記移動部材を前記第４位置で保持する第２保持部材と、を更に有する請求項４又は５に記載の加圧装置。
7. 前記第２保持部材による前記第４位置での前記移動部材の保持を解除する解除機構を更に備える請求項６に記載の加圧装置。
8. 前記第２保持部材は、
   前記移動部材を前記第４位置で保持する第５位置と前記第４位置における前記移動部材の保持が解除される第６位置との間で姿勢変化可能なアーム部材と、
   前記アーム部材を前記第５位置側へ付勢する弾性部材と、を有し、
   前記解除機構は、所定の駆動力を得て前記弾性部材の付勢力に抗して前記アーム部材を前記第５位置から前記第６位置へ姿勢変化させるものである請求項７に記載の加圧装置。
9. 前記解除機構は、
   前記アーム部材を前記第５位置から前記第６位置へ姿勢変化させるカムと、
   前記駆動源からの回転トルクを前記カムに伝達する駆動伝達機構と、を有する請求項８に記載の加圧装置。
10. 前記伝達部材は、前記第１噛合部と噛合しない非噛合部を有し、
    前記駆動伝達機構は、前記第１噛合部と前記第２噛合部とが噛合していないときに、前記アーム部材を前記第５位置から前記第６位置へ姿勢変化させる駆動力を前記カムに伝達するものである請求項９に記載の加圧装置。
11. 当該加圧装置を有する画像形成装置が袋状の被転写材に画像を印刷するための第１印刷モードと前記袋状の被転写材以外の被転写材に画像を印刷するための第２印刷モードとに切り替え可能に構成されている場合に、前記ねじりコイルバネは、前記第１制御モードのときに前記第１ねじり位置に配置され、前記第２制御モードのときに前記第２ねじり位置に配置される請求項３から１０のいずれかに記載の加圧装置。
12. 請求項１から１１のいずれかに記載の加圧装置を備え、第１回転体と第２回転体との間で被転写材に所定の圧力で挟持しつつ加熱して該被転写材に画像を定着させる定着装置。
13. 請求項１２に記載の定着装置を備えた画像形成装置。