JP2015007813A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着ユニットの小型化及び簡素化を図ると共に、定着ユニットに過大な負荷が掛かるのを防止する。【解決手段】本発明の画像形成装置は、第１回転部材５８に第２回転部材６０を圧接させて定着ニップ７８を形成する定着ニップ形成手段６１を有する定着ユニット１８と、定着ユニット１８が装着される装置本体と、を備え、装置本体には、定着ニップ形成手段６１を押圧して定着ニップ７８の圧力を２段階以上に切り替える楕円状のカム５４を備えたニップ圧切り替え手段３７が設けられ、定着ニップ形成手段６１は、第１バネ受部７６及び第２バネ受部８０を有する加圧部材７０と、第１バネ７７と、バネフォルダー７１と、第２バネ８３と、を備え、カム５４がバネフォルダー７１を押圧すると、バネフォルダー７１が第２バネ８３を介して第２バネ受部８０を押圧し、加圧部材７０が回転することを特徴とする。【選択図】図７

Description

本発明は、用紙にトナー像を定着させる定着ユニットを備えた画像形成装置に関する。

従来、複写機やプリンター等の電子写真方式の画像形成装置には、用紙にトナー像を定着させるための定着装置が設けられている。この定着装置には、熱によりトナーを溶融して用紙に定着させる加熱定着方式が一般的に用いられている。このような加熱定着方式の定着装置には、熱源によって加熱される第１回転部材（例えば、ローラーやベルト）と、この第１回転部材に圧接して第１回転部材との間に定着ニップを形成する第２回転部材（例えば、ローラー）と、が設けられている。そして、上記した定着ニップを用紙が通過することで、用紙にトナー像が定着されるようになっている。

また、上記した定着装置の中には、メンテナンスや部品交換の利便性等を考慮して、画像形成装置の装置本体に対して着脱可能とされているもの（以下、「定着ユニット」と称する）が多く存在する。

ところで、上記の定着ニップでは、厚さやサイズの異なる様々な種類の用紙に対してトナー像が定着されることになる。例えば、封筒や薄紙などの用紙に対してトナー像を定着させる場合に、一般的な用紙に対してトナー像を定着させる場合と定着ニップの圧力（以下、「ニップ圧」と称する）を同一にすると、用紙に皺が発生する虞が有る。近年では特に、画像形成装置に高速化及びカラー化への対応が求められており、一のニップ圧だけでは様々な種類の用紙に対する搬送性能及び定着性能を満足させることが難しくなってきている。

そこで、用紙の種類によってニップ圧を変化させる定着ユニットが開発されている。例えば、特許文献１には、加圧ローラを保持する加圧レバーと、加圧ローラを加熱ローラに圧接させる圧縮スプリングと、加熱ローラとの軸間距離が大きくなる方向に加圧ローラを移動させるカムと、を備えた定着ユニットが開示されている（特許文献１の図７参照）。

この従来技術では、カムが連結されたシャフトにギアを設け、このギアを装置本体のギアに噛み合わせており、装置本体に設けられた駆動部からの駆動力を、上記各ギアを介してシャフトに伝達し、シャフトと共にカムを回転させるようになっている（特許文献１の図３参照）。なお、ニップ圧の切り替え方式としては、特許文献１のようにカムを用いる方式の他に、レバーをスライドさせる方式やボタンを操作する方式も知られており、様々な方式が開発されている。

特開２００７−２５５７１号公報

特許文献１に記載の技術では、カムやシャフトによって構成されるニップ圧切り替え手段が定着ユニットに設けられているため、定着ユニットの大型化及び複雑化を招いていた。また、ニップ圧切り替え手段が定着ユニットに配置される構造上、ニップ圧の切り替え時に発生する大きな負荷を定着ユニットで受けなければならず、定着ユニットに過大な負荷が掛かる虞が有った。

また、特許文献１に記載の技術では、装置本体からの駆動力を装置本体側のギアと定着ユニット側のギアを介してシャフトに伝達する構成であり、上記各ギアに歯飛びが発生したり、上記各ギアに掛かる過大な軸トルクによって動作不良が発生したりする虞が有った。

そこで、本発明は上記事情を考慮し、定着ユニットの小型化及び簡素化を図ると共に、定着ユニットに過大な負荷が掛かるのを防止することを目的とする。

本発明の画像形成装置は、第１回転部材と、該第１回転部材と対向する第２回転部材と、前記第１回転部材に前記第２回転部材を圧接させて前記第１回転部材と前記第２回転部材の間に定着ニップを形成する定着ニップ形成手段と、前記第１回転部材及び前記第２回転部材を収容する定着フレームと、を有する定着ユニットと、該定着ユニットが着脱可能に装着される装置本体と、を備え、該装置本体には、前記定着ニップ形成手段を押圧して前記定着ニップの圧力を２段階以上に切り替える楕円状のカムを備えたニップ圧切り替え手段が設けられ、前記定着ニップ形成手段は、前記定着フレームと係合する係合部と、前記第２回転部材を保持する保持部と、該保持部を挟んで前記係合部の反対側に配置される第１バネ受部及び第２バネ受部と、を有する加圧部材と、前記第１バネ受部と前記定着フレームの間に介装される第１バネと、前記第２バネ受部との近接離間方向に進退可能なバネフォルダーと、前記第２バネ受部と前記バネフォルダーの間に介装される第２バネと、を備え、前記ニップ圧切り替え手段の回転に伴って前記カムが前記バネフォルダーを押圧すると、該バネフォルダーが前記第２バネ受部との近接方向に移動して前記第２バネを介して前記第２バネ受部を押圧し、前記加圧部材が前記係合部側を中心に回転することを特徴とする。

このようにニップ圧切り替え手段を定着ユニットではなく装置本体に設けることで、定着ユニットの構成を簡素化して部品点数及び製造コストの削減を図ることができるとともに、定着ユニットのコンパクト化を図ることができる。また、装置本体にニップ圧切り替え手段を設けることで、ニップ圧の切り替え時に発生する大きな負荷を、装置本体によって受けることができる。そのため、定着ユニットに過大な負荷が掛かるのを防止することが可能となる。また、第１バネ及び第２バネのバネ圧によって第１回転部材と第２回転部材の距離を規制することが可能となり、単一のバネのみを用いる場合と比較して、第１回転部材と第２回転部材の距離を柔軟に変化させることが可能となる。

前記第２バネ受部は、前記第１バネ受部よりも前記係合部から離間した位置に設けられていても良い。

このような構成を採用することで、第１バネ受部よりも係合部に接近した位置に第２バネ受部を配置する場合と比較して、第２バネ受部から係合部までの距離を長くすることができる。これに伴って、第２バネに必要とされるバネ圧を小さくすることが可能となる。

前記画像形成装置は、操作キーが設けられる操作表示部と、前記ニップ圧切り替え手段に接続される駆動源と、前記操作表示部及び前記駆動源に接続される制御部と、を更に備え、前記操作表示部が操作されると、この操作指示が前記操作表示部から前記制御部に出力され、前記制御部からの信号に基づいて前記駆動源が回転し、この回転が前記ニップ圧切り替え手段に伝達され、前記ニップ圧切り替え手段が回転しても良い。

前記画像形成装置は、前記ニップ圧切り替え手段に接続される操作レバーを更に備え、前記操作レバーが操作されて回転すると、この回転が前記ニップ圧切り替え手段に伝達され、前記ニップ圧切り替え手段が回転しても良い。

前記画像形成装置は、前記ニップ圧切り替え手段の回転を検知する検知手段を更に備えていても良い。

前記定着ニップの圧力が減圧されると、前記定着ニップの圧力が減圧される前の速度よりも低速で用紙が前記定着ニップへと搬送されても良い。

前記ニップ圧切り替え手段は、直棒状のシャフトを更に備え、前記カムに形成されたＤカット状の固定穴に前記シャフトのＤカット状の固定部が挿入されることで、前記シャフトに対する前記カムの相対回転が規制されても良い。

本発明によれば、定着ユニットの小型化及び簡素化を図ると共に、定着ユニットに過大な負荷が掛かるのを防止することが可能となる。

本発明の第１の実施形態に係るプリンターの概略を示す模式図である。 本発明の第１の実施形態に係るプリンターにおいて、定着ユニットを装着した状態のプリンター本体を示す後側からの斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係るプリンターにおいて、プリンター本体を示す後側からの断面図である。 本発明の第１の実施形態に係るプリンターにおいて、定着ユニットを取り外した状態のプリンター本体を示す後側からの斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係るプリンターにおいて、搬送ユニットを示す後側からの斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係るプリンターにおいて、接続ギア及びニップ圧切り替え手段を示す後側からの斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係るプリンターにおいて、カムがバネフォルダーを押圧している状態を示す右側からの断面図である。 本発明の第１の実施形態に係るプリンターにおいて、カムがバネフォルダーを押圧している状態を示す右前側からの斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係るプリンターの構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係るプリンターにおいて、カムによるバネフォルダーの押圧が解除された状態を示す右側からの断面図である。 本発明の第１の実施形態に係るプリンターにおいて、カムによるバネフォルダーの押圧が解除された状態を示す右前側からの斜視図である。 本発明の第２の実施形態に係るプリンターにおいて、搬送ユニットを示す後側からの斜視図である。 本発明の第２の実施形態に係るプリンターにおいて、接続ギア及びニップ圧切り替え手段を示す後側からの斜視図である。

＜第１の実施形態＞
まず、図１を用いて、画像形成装置としてのプリンター１の全体の構成について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係るプリンターの概略を示す模式図である。以下、図１における紙面左側を、プリンター１の正面側（前側）とする。

プリンター１は、装置本体としての箱型形状のプリンター本体２を備えており、プリンター本体２の下部には用紙（図示せず）を収納する給紙カセット３が収容され、プリンター本体２の上面には排紙トレイ４が設けられている。プリンター本体２の上面には、排紙トレイ４の前方に上カバー５が開閉可能に取り付けられ、上カバー５の下方にはトナーコンテナ６が収納されている。

プリンター本体２の上部には、排紙トレイ４の下方にレーザー・スキャニング・ユニット（ＬＳＵ）で構成される露光器７が配置され、露光器７の下方には、画像形成部８が設けられている。画像形成部８には、像担持体である感光体ドラム１０が回転可能に設けられており、感光体ドラム１０の周囲には、帯電器１１と、現像器１２と、転写ローラー１３と、クリーニング装置１４とが、感光体ドラム１０の回転方向（図１の矢印Ｘ参照）に沿って配置されている。

プリンター本体２の内部には、用紙の搬送経路１５が設けられている。搬送経路１５の上流端には給紙部１６が設けられ、搬送経路１５の中流部には、感光体ドラム１０と転写ローラー１３によって構成される転写部１７が設けられ、搬送経路１５の下流部には定着ユニット１８が設けられ、搬送経路１５の下流端には排紙部２０が設けられている。搬送経路１５の下方には、両面印刷用の反転経路２１が形成されている。

次に、このような構成を備えたプリンター１の画像形成動作について説明する。

プリンター１に電源が投入されると、各種パラメーターが初期化され、定着ユニット１８の温度設定等の初期設定が実行される。そして、プリンター１に接続されたコンピューター等から画像データが入力され、印刷開始の指示がなされると、以下のようにして画像形成動作が実行される。

まず、帯電器１１によって感光体ドラム１０の表面が帯電された後、露光器７からのレーザー光（図１の二点鎖線Ｐ参照）により感光体ドラム１０に対して画像データに対応した露光が行われ、感光体ドラム１０の表面に静電潜像が形成される。次に、この静電潜像を、現像器１２がトナーによりトナー像に現像する。

一方、給紙部１６によって給紙カセット３から取り出された用紙は、上記した画像形成動作とタイミングを合わせて転写部１７へと搬送され、転写部１７において感光体ドラム１０上のトナー像が用紙に転写される。トナー像を転写された用紙は、搬送経路１５を下流側へと搬送されて定着ユニット１８に進入し、この定着ユニット１８において用紙にトナー像が定着される。トナー像が定着された用紙は、排紙部２０から排紙トレイ４に排出される。なお、感光体ドラム１０上に残留したトナーは、クリーニング装置１４によって回収される。

次に、図２〜図８を用いて、プリンター本体２及び定着ユニット１８について詳細に説明する。図２は、本発明の第１の実施形態に係るプリンターにおいて、定着ユニットを装着した状態のプリンター本体を示す後側からの斜視図である。図３は、本発明の第１の実施形態に係るプリンターにおいて、プリンター本体を示す後側からの断面図である。図４は、本発明の第１の実施形態に係るプリンターにおいて、定着ユニットを取り外した状態のプリンター本体を示す後側からの斜視図である。図５は、本発明の第１の実施形態に係るプリンターにおいて、搬送ユニットを示す後側からの斜視図である。図６は、本発明の第１の実施形態に係るプリンターにおいて、接続ギア及びニップ圧切り替え手段を示す後側からの斜視図である。図７は、本発明の第１の実施形態に係るプリンターにおいて、カムがバネフォルダーを押圧している状態を示す右側からの断面図である。図８は、本発明の第１の実施形態に係るプリンターにおいて、カムがバネフォルダーを押圧している状態を示す右前側からの斜視図である。各図に適宜付される矢印Ｆｒは、前側（正面側）を示している。図２〜図６は後側からの図であるため、図面上の左右関係と実際の左右関係が逆転している。

まず、プリンター本体２について説明する。図２に最も良く示されるように、プリンター本体２は、上下方向に延びる左右本体フレーム２３、２４と、この左右本体フレーム２３、２４間の上部に架設されるセンターフレーム２５と、センターフレーム２５の下方において左右本体フレーム２３、２４間に架設される搬送ユニット２６と、を備えている。

左本体フレーム２３の後下隅部には左ガイドカセット２７が取り付けられている。左ガイドカセット２７には、駆動源である第１駆動モーター（図２では図示せず）が収容されている。この第１駆動モーターは、左本体フレーム２３又は左ガイドカセット２７に回転可能に支持される接続ギア２８の大径部３０に接続されている。接続ギア２８には、大径部３０の内側に小径部３１が設けられている。

図３に示されるように、右本体フレーム２４の後下隅部には右ガイドカセット３２が取り付けられている。右ガイドカセット３２には凹部状のシャフト支持部３３が設けられている。図４に示されるように、センターフレーム２５の後部と搬送ユニット２６の後部の間には、定着ユニット装着部３４が形成されている。

図５に示されるように、搬送ユニット２６は、左右方向に長い扁平状を成している。図３に示されるように、搬送ユニット２６は、互いに接合される上側搬送フレーム３５及び下側搬送フレーム（両面印刷用搬送フレーム）３６と、上側搬送フレーム３５と下側搬送フレーム３６の間に配置されるニップ圧切り替え手段３７と、を備えている。

上側搬送フレーム３５と下側搬送フレーム３６の間には、左右方向にシャフト穴３８が設けられている。シャフト穴３８には、上側搬送フレーム３５から複数個の上側リブ４０が左右に所定の間隔をおいて突設されるとともに、下側搬送フレーム３６から複数個の下側リブ４１が左右に所定の間隔をおいて突設されている。

シャフト穴３８の左右方向中央には収容部４２が設けられ、この収容部４２には、上側搬送フレーム３５に固定された検知手段４３が収容されている。検知手段４３は、例えばＰＩセンサー（Photo Interrupter Sensor）であり、所定の間隔を介して対向する発光部４４と受光部４５を備えている。上側搬送フレーム３５の左端部には支持片４７が設けられ、支持片４７には軸受穴４８が左右方向に穿設されている。

ニップ圧切り替え手段３７は、左右方向に長い直棒状のシャフト５０を備えている。シャフト５０は、例えば金属製である。シャフト５０は、搬送ユニット２６のシャフト穴３８に挿通されており、その左右両端部が搬送ユニット２６から露出している。シャフト５０は、上側搬送フレーム３５の上側リブ４０と下側搬送フレーム３６の下側リブ４１によって挟み込まれるように設けられている。シャフト５０の右端部は、右ガイドカセット３２に設けられたシャフト支持部３３に軸支され、シャフト５０の左端部は、上側搬送フレーム３５の支持片４７に設けられた軸受穴４８に軸支されている。これにより、シャフト５０がプリンター本体２に回転可能に支持されている。

図６に示されるように、シャフト５０の左端部には、駆動ギア５１が固定されている。駆動ギア５１は、プリンター本体２に設けられた接続ギア２８の小径部３１に噛合している。シャフト５０の左右方向略中央には、検知レバー５２が固定されている。検知レバー５２には、上側搬送フレーム３５の検知手段４３と対応する位置に、上下方向に延びる平板状の被検知部５３が設けられている。

シャフト５０の右端部及び左側部には、楕円状のカム５４が固定されている。図７に示されるように、カム５４にはＤカット状の固定穴５５が形成されており、この固定穴５５にシャフト５０のＤカット状の固定部５６が挿入されることで、シャフト５０に対するカム５４の相対回転が規制されている。

次に、定着ユニット１８について説明する。図２に示されるように、定着ユニット１８は、プリンター本体２の定着ユニット装着部３４（図４参照）に着脱可能に装着されている。

図７に示されるように、定着ユニット１８は、箱型形状の定着フレーム５７と、定着フレーム５７に収容される第１回転部材としてのヒートローラー５８と、定着フレーム５７に収容されてヒートローラー５８と対向する第２回転部材としてのプレスローラー６０と、ヒートローラー５８及びプレスローラー６０の左右両端に配置される定着ニップ形成手段６１と、を備えている。

定着フレーム５７の後端部の左右両端には、上方に向かって半円弧状に湾曲する被係合部６３が設けられている。定着フレーム５７の前端部の左右両端には上下方向に延びるフォルダー収容部６４が設けられ、各フォルダー収容部６４の下端には挿通穴６５が上下方向に穿設されている。定着フレーム５７には、各フォルダー収容部６４の後側に定着フレーム側バネ受部６６が設けられている。

ヒートローラー５８は、左右方向に長い形状を成している。ヒートローラー５８は、例えば、アルミニウムや鉄等の金属から成る円筒状の芯材と、この芯材に周設されるシリコンゴム等から成る弾性層と、この弾性層を被覆するＰＦＡ等のフッ素樹脂からなる離型層と、を備えている。ヒートローラー５８の左右両端部は、定着フレーム５７に回転可能に支持されている。ヒートローラー５８の内部空間には、熱源としてのヒーター６７が収容されている。ヒーター６７は、例えばハロゲンヒーターやセラミックヒーターによって構成されている。

プレスローラー６０は、左右方向に長い形状を成している。プレスローラー６０は、例えば、アルミニウムや鉄等の金属から成る円筒状の芯材と、この芯材に周設されるシリコンゴム等から成る弾性層と、この弾性層を被覆するＰＦＡ等のフッ素樹脂からなる離型層と、を備えている。プレスローラー６０の左右両端部には、軸受６８が取り付けられている。

各定着ニップ形成手段６１は、定着フレーム５７の左右両端部に収容される加圧部材７０と、加圧部材７０の前下方に配置されるバネフォルダー７１と、を備えている。

加圧部材７０は、板金によって形成されており、前後方向中央に屈曲部７２が設けられて略Ｌ字状を成している。加圧部材７０の後端には半円弧状を成す係合部７４が設けられている。係合部７４は、定着フレーム５７に設けられた被係合部６３と係合しており、これにより、係合部７４側（本実施形態では後側）を中心に回転可能な状態で加圧部材７０が定着フレーム５７に支持されている。加圧部材７０の後部には保持部７５が設けられ、保持部７５にはプレスローラー６０の左右両端部が軸受６８を介して回転可能に保持されている。

加圧部材７０の前部には、第１バネ受部７６が設けられている。第１バネ受部７６は、保持部７５を挟んで係合部７４の反対側に配置されている。第１バネ受部７６と定着フレーム５７の定着フレーム側バネ受部６６の間には、コイルスプリングによって構成される第１バネ７７が介装されている。第１バネ７７は、加圧部材７０を上方に付勢しており、これに伴って、加圧部材７０がプレスローラー６０をヒートローラー５８側に加圧している。これにより、プレスローラー６０がヒートローラー５８に圧接し、ヒートローラー５８とプレスローラー６０の間に定着ニップ７８が形成されている。そして、この定着ニップ７８を用紙が通過することで、用紙にトナー像が定着されるように構成されている。加圧部材７０の前端部には、第２バネ受部８０が設けられている。第２バネ受部８０は、保持部７５を挟んで係合部７４の反対側に配置されており、第１バネ受部７６よりも係合部７４から離間した位置に設けられている。

バネフォルダー７１は、定着フレーム５７に設けられたフォルダー収容部６４に上下動可能な状態で収容されている。バネフォルダー７１は、フォルダー収容部６４に設けられた挿通穴６５に挿通されている。バネフォルダー７１の下端部は、プリンター本体２のニップ圧切り替え手段３７に設けられたカム５４の真上に配置されている。バネフォルダー７１の上部外周には環状の係止突起８１が設けられている。

バネフォルダー７１の上面側にはフォルダー側バネ受部８２が上下方向に設けられ、フォルダー側バネ受部８２と加圧部材７０の第２バネ受部８０の間には、コイルスプリングによって構成される第２バネ８３が介装されている。

次に、主に図９を用いて、プリンター１の制御システムについて説明する。図９は、本発明の第１の実施形態に係るプリンターの構成を示すブロック図である。

プリンター１には、制御部（ＣＰＵ）８４が設けられている。制御部８４は、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶装置で構成される記憶部８５と接続されており、記憶部８５に格納された制御プログラムや制御用データに基づいて、制御部８４がプリンター１の各部の制御を行うように構成されている。

制御部８４は、プリンター本体２に設けられた操作表示部８６と接続されている。操作表示部８６には、例えば、スタートキー、ストップ／クリアキー、電源キー、テンキー、タッチパネル等の操作キーが設けられ、ユーザーが各操作キーを操作すると、その操作指示が制御部８４に出力されるように構成されている。

制御部８４は、検知手段４３と接続されており、検知手段４３がニップ圧切り替え手段３７の検知レバー５２に設けられた被検知部５３の位置を検知すると、検知手段４３からの検知信号が制御部８４に出力されるように構成されている。

制御部８４は、ヒーター６７と接続されており、制御部８４からの信号に基づいてヒーター６７が通電し、ヒートローラー５８を加熱するように構成されている。

制御部８４は、前述のように左ガイドカセット２７に設けられる第１駆動モーター８７と接続されており、制御部８４からの駆動指令信号に基づいて第１駆動モーター８７が回転するように構成されている。制御部８４は、第２駆動モーター８８を介してヒートローラー５８と接続されており、制御部８４からの駆動指令信号に基づいて、第２駆動モーター８８がヒートローラー５８を回転させるように構成されている。

以上のように構成されたものにおけるニップ圧切り替え動作について、以下に説明する。

プリンター１に電源が投入される前の状態では、図１０及び図１１に示されるように、カム５４がバネフォルダー７１の下端部と僅かな隙間を介して対向しており、カム５４がバネフォルダー７１を押圧していない。また、バネフォルダー７１のフォルダー側バネ受部８２の下端部から第２バネ受部８０までの距離が第２バネ８３の自然長よりも長い。そのため、第２バネ８３の付勢力は加圧部材７０に働いておらず、第１バネ７７の付勢力のみによって加圧部材７０がプレスローラー６０をヒートローラー５８側に加圧している。この時のニップ圧をＰ１とする。

この状態で、操作表示部８６の電源キーの操作によってプリンター１に電源が投入されると、制御部８４からの駆動指令信号に基づいて第１駆動モーター８７が回転する。この回転が接続ギア２８及び駆動ギア５１を介してシャフト５０に伝達され、ニップ圧切り替え手段３７が一方向に１８０度回転し、ニップ圧切り替え手段３７のカム５４がバネフォルダー７１の下端部を上方に押圧する。

この押圧により、図７に示されるようにバネフォルダー７１が第２バネ受部８０との近接方向（本実施形態では上方）に移動し、バネフォルダー７１が第２バネ８３を介して第２バネ受部８０を上方に押圧する。これに伴って、加圧部材７０が係合部７４側を中心に上方に回転し、プレスローラー６０がヒートローラー５８に接近し、加圧部材７０からプレスローラー６０への加圧力とプレスローラー６０の弾性層の弾発力が釣り合った位置でプレスローラー６０が停止する。これに伴って、ニップ圧がＰ１よりも大きなＰ２に移行する。この時、第１バネ７７の付勢力も加圧部材７０に働いている。

また、上記のようにニップ圧切り替え手段３７が１８０度回転すると、図８に示されるように、ニップ圧切り替え手段３７の検知レバー５２に設けられた被検知部５３が、プリンター本体２の検知手段４３の発光部４４と受光部４５の間に進入する。これにより、検知手段４３がニップ圧切り替え手段３７の回転を検知し、検知信号を制御部８４に出力する。

このニップ圧Ｐ２の状態では、普通紙等の用紙に対してトナー像が定着される。その際には、制御部８４の制御により、通常速度で用紙が定着ニップ７８へと搬送される。

一方で、封筒や薄紙等の用紙に対して上記したニップ圧Ｐ２で定着を行うと、ニップ圧が強すぎて用紙に皺が入ったり、用紙の搬送性が低下したりする虞が有る。そこで、この場合には、ニップ圧が通常圧から減圧されるように操作表示部８６を操作する（例えば、用紙の種類として封筒や薄紙を選択する）。この操作指示が操作表示部８６から制御部８４に出力されると、制御部８４が第１駆動モーター８７に対して駆動指令信号を送る。この駆動指令信号に基づいて、第１駆動モーター８７が回転し、この回転が接続ギア２８及び駆動ギア５１を介してシャフト５０に伝達され、ニップ圧切り替え手段３７が前記一方向又はこれとは逆方向に１８０度回転する。

これに伴って、図１０に示されるように、ニップ圧切り替え手段３７のカム５４によるバネフォルダー７１に対する押圧が解除され、バネフォルダー７１が自重により下降し、バネフォルダー７１の係止突起８１が挿通穴６５の周囲においてフォルダー収容部６４に当接する。これにより、第２バネ８３の付勢力が加圧部材７０に働かなくなり、ニップ圧がＰ２からＰ１に減圧される。

このようにニップ圧がＰ２からＰ１に減圧されると、ニップ幅も狭くなるため、ニップ圧Ｐ２の場合と同一の速度で用紙が定着ニップ７８へと搬送されると、用紙へのトナー像の定着が不十分になる虞が有る。そこで、この場合には、制御部８４による制御により、通常速度よりも低速で用紙を定着ニップ７８へと搬送する。これにより、定着ニップ７８を用紙が通過する時間を長くすることができ、用紙へのトナー像の定着を確実に行うことが可能となる。

また、上記のようにニップ圧切り替え手段３７が１８０度回転すると、図１１に示されるように、ニップ圧切り替え手段３７の検知レバー５２に設けられた被検知部５３が、プリンター本体２の検知手段４３の発光部４４と受光部４５の間から離脱する。これに伴って、検知手段４３がニップ圧切り替え手段３７の回転を検知し、検知信号を制御部８４に出力する。

本実施形態では、ニップ圧切り替え手段３７を定着ユニット１８ではなくプリンター本体２に設けている。そのため、定着ユニット１８の構成を簡素化して部品点数及び製造コストの削減を図ることができるとともに、定着ユニット１８のコンパクト化を図ることができる。また、プリンター本体２にニップ圧切り替え手段３７を設けることで、ニップ圧の切り替え時に発生する大きな負荷を、プリンター本体２によって受けることができる。そのため、定着ユニット１８に過大な負荷が掛かるのを防止することが可能となり、ニップ圧切り替え動作の安定性を高めることが可能となる。

また、定着ユニット１８の外部にニップ圧切り替え手段３７を設けることで、定着ユニット１８内にレイアウト上の余裕が生じ、その分、係合部７４から第１バネ受部７６及び第２バネ受部８０までの距離を長くすることができる（テコ比を大きくすることができる）。これに伴って、第１バネ７７及び第２バネ８３に必要とされるバネ圧を小さくすることができる。

また、第１バネ７７及び第２バネ８３のバネ圧によってヒートローラー５８とプレスローラー６０の距離を規制しているため、単一のバネのみを用いる場合と比較して、ヒートローラー５８とプレスローラー６０の距離を柔軟に変化させることが可能となる。

また、第２バネ受部８０が第１バネ受部７６よりも係合部７４から離間した位置に設けられているため、第１バネ受部７６よりも係合部７４に接近した位置に第２バネ受部８０を配置する場合と比較して、第２バネ受部８０から係合部７４までの距離を長くすることができる。これに伴って、第２バネ８３に必要とされるバネ圧を一層小さくすることが可能となる。

また、本実施形態では、操作表示部８６の操作により自動でニップ圧の切り替えを行うことが可能となっている。そのため、手動でニップ圧の切り替えを行う場合と比較してユーザーやサービスマン等の作業者の負担を軽減することが可能となる。

また、上側搬送フレーム３５と下側搬送フレーム３６の間にシャフト穴３８を設けているため、上側搬送フレーム３５と下側搬送フレーム３６によってシャフト５０を挟み込むことになり、シャフト５０の撓みを防止することができる。

本実施形態では金属製のシャフト５０を用いたが、他の異なる実施形態では樹脂製のシャフト５０を用いても良い。このシャフト５０の材質は、例えば、シャフト５０に大きな荷重が掛かる上位機（高速機）では金属製とし、シャフト５０に掛かる荷重が上位機よりも小さな下位機（低速機）では樹脂製とするといったように、機種ごとに変えても良い。本実施形態では、シャフト５０が定着ユニット１８では無くプリンター本体２に設けられているため、シャフト５０の材質を機種ごとに変えたとしても定着ユニット１８は各機種について共通のものを使用することが可能である。

本実施形態では、シャフト５０の右端部をプリンター本体２の右本体フレーム２４に設けられた右ガイドカセット３２で軸支し、シャフト５０の左端部を搬送ガイド２６の上側搬送フレーム３５で軸支する構成について説明したが、他の異なる実施形態では、シャフト５０の両端をプリンター本体２の左右本体フレーム２３、２４で軸支したり、シャフト５０の両端を搬送ガイド２６で軸支する構成を採用したりしても良い。

本実施形態では、第１バネ７７及び第２バネ８３を用いた所謂「バネ圧規制」の定着ニップ形成手段６１を使用しているが、他の異なる実施形態では、第１回転部材と第２回転部材の軸間距離を規制する所謂「軸間規制」の定着ニップ形成手段６１を使用しても良い。

本実施形態では、ニップ圧をＰ１とＰ２の２段階としたが、他の異なる実施形態では、ニップ圧を３段階以上に切り替えられるように構成しても良い。

本実施形態では、第１回転部材をヒートローラー５８によって構成し、第２回転部材をプレスローラー６０によって構成する場合について説明したが、他の異なる実施形態では、第１回転部材等をベルトによって構成しても良い。

本実施形態では、熱源としてヒーターを用いる場合について説明したが、他の異なる実施形態では、例えばＩＨコイル等の他の熱源を用いても良い。

本実施形態では、プリンターに本発明の構成を適用する場合について説明したが、他の異なる実施形態では、複写機、ファクシミリ、複合機等の他の画像形成装置に本発明の構成を適用することも可能である。

＜第２の実施形態＞
次に、第２の実施形態について図１２及び図１３を用いて説明する。図１２は、本発明の第２の実施形態に係るプリンターにおいて、搬送ユニットを示す後側からの斜視図である。図１３は、本発明の第２の実施形態に係るプリンターにおいて、接続ギア及びニップ圧切り替え手段を示す後側からの斜視図である。なお、第１の実施形態と同様の構成については、説明を省略する。

図１２に示されるように、搬送ユニット２６の左端側には、後方に向かって操作レバー９１が設けられている。図１３に示されるように、操作レバー９１の前部には軸穴９２が左右方向に設けられており、この軸穴９２にはプリンター本体２に固定された回転軸９３が貫通している。これにより、操作レバー９１がプリンター本体２に回転可能な状態で支持されている。操作レバー９１の後端部には把持部９４が設けられ、操作レバー９１の前端部には扇形の伝達ギア９５が設けられている。伝達ギア９５は、ニップ圧切り替え手段３７に設けられた駆動ギア５１に接続されている。

このように構成されたものにおいて、ユーザーやサービスマン等の作業者が操作レバー９１の把持部９４を上下に操作すると、操作レバー９１が回転軸９３を中心に回転する。この回転が伝達ギア９５及び駆動ギア５１を介してシャフト５０に伝達され、ニップ圧切り替え手段３７が回転する。これに伴ってカム５４も回転し、カム５４のバネフォルダー７１（図１３では図示せず）に対する押圧状態と押圧解除状態が切り替わり、第１の実施形態と同様の作用によってニップ圧が切り替わる。本実施形態ではこのように、自動でニップ圧を切り替える場合よりも簡易な構成によって、手動でニップ圧を切り替えることが可能となっている。

以上のように、第１の実施形態ではニップ圧切り替え手段３７を自動で回転させていたのに対して第２の実施形態ではニップ圧切り替え手段３７を手動で回転させており、これに伴って、第１の実施形態と第２の実施形態ではプリンター本体２の一部の構成が異なっている。一方で、定着ユニット１８の構成は、第１の実施形態と第２の実施形態で共通である。このように、ニップ圧切り替え手段３７をプリンター本体２に設けることで、ニップ圧切り替え手段３７の回転方式（自動／手動）をユーザーの用途や使用環境に対応して変更しつつ、定着ユニット１８は共通化することができる。従って、一の仕様の定着ユニット１８のみによって上位機から下位機まで様々な機種に対応することができ、開発段階において市場の様々な要請にも対応しやすくなる。

また、ニップ圧切り替え手段３７を自動で回転させる場合（第１の実施形態参照）とニップ圧切り替え手段３７を手動で回転させる場合（第２の実施形態参照）とを比べた場合に、異なっているのは、プリンター本体２の一部分に設けられた部材のみである。つまり、プリンター本体２の一部分のみを変更すれば、ニップ圧切り替え手段３７を自動で回転させる機種と手動で回転させる機種の両方を製造することができ、複数の方式に対応することによる製造コストの上昇を最小限に抑制することができる。

また、初期の状態ではプリンター本体２に接続ギア２８（第１の実施形態参照）や操作レバー９１（第２の実施形態参照）が無く、ニップ圧が一の設定値に限定されているような場合でも、オプションでシャフト５０に操作レバー９１を固定すれば、ニップ圧の切り替えが可能となる。

１ プリンター（画像形成装置）
２ プリンター本体（装置本体）
１８ 定着ユニット
３７ ニップ圧切り替え手段
４３ 検知手段
５０ シャフト
５４ カム
５５ 固定穴
５６ 固定部
５７ 定着フレーム
５８ ヒートローラー（第１回転部材）
６０ プレスローラー（第２回転部材）
６１ 定着ニップ形成手段
７０ 加圧部材
７１ バネフォルダー
７４ 係合部
７５ 保持部
７６ 第１バネ受部
７７ 第１バネ
７８ 定着ニップ
８０ 第２バネ受部
８３ 第２バネ
８４ 制御部
８６ 操作表示部
８７ 第１駆動モーター（駆動源）
９１ 操作レバー

Claims (7)

1. 第１回転部材と、該第１回転部材と対向する第２回転部材と、前記第１回転部材に前記第２回転部材を圧接させて前記第１回転部材と前記第２回転部材の間に定着ニップを形成する定着ニップ形成手段と、前記第１回転部材及び前記第２回転部材を収容する定着フレームと、を有する定着ユニットと、
   該定着ユニットが着脱可能に装着される装置本体と、を備え、
   該装置本体には、前記定着ニップ形成手段を押圧して前記定着ニップの圧力を２段階以上に切り替える楕円状のカムを備えたニップ圧切り替え手段が設けられ、
   前記定着ニップ形成手段は、
   前記定着フレームと係合する係合部と、前記第２回転部材を保持する保持部と、該保持部を挟んで前記係合部の反対側に配置される第１バネ受部及び第２バネ受部と、を有する加圧部材と、
   前記第１バネ受部と前記定着フレームの間に介装される第１バネと、
   前記第２バネ受部との近接離間方向に進退可能なバネフォルダーと、
   前記第２バネ受部と前記バネフォルダーの間に介装される第２バネと、を備え、
   前記ニップ圧切り替え手段の回転に伴って前記カムが前記バネフォルダーを押圧すると、該バネフォルダーが前記第２バネ受部との近接方向に移動して前記第２バネを介して前記第２バネ受部を押圧し、前記加圧部材が前記係合部側を中心に回転することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記第２バネ受部は、前記第１バネ受部よりも前記係合部から離間した位置に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 操作キーが設けられる操作表示部と、
   前記ニップ圧切り替え手段に接続される駆動源と、
   前記操作表示部及び前記駆動源に接続される制御部と、を更に備え、
   前記操作表示部が操作されると、この操作指示が前記操作表示部から前記制御部に出力され、前記制御部からの信号に基づいて前記駆動源が回転し、この回転が前記ニップ圧切り替え手段に伝達され、前記ニップ圧切り替え手段が回転することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記ニップ圧切り替え手段に接続される操作レバーを更に備え、
   前記操作レバーが操作されて回転すると、この回転が前記ニップ圧切り替え手段に伝達され、前記ニップ圧切り替え手段が回転することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
5. 前記ニップ圧切り替え手段の回転を検知する検知手段を更に備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記定着ニップの圧力が減圧されると、前記定着ニップの圧力が減圧される前の速度よりも低速で用紙が前記定着ニップへと搬送されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記ニップ圧切り替え手段は、直棒状のシャフトを更に備え、
   前記カムに形成されたＤカット状の固定穴に前記シャフトのＤカット状の固定部が挿入されることで、前記シャフトに対する前記カムの相対回転が規制されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像形成装置。