JP2015087701A - 加圧機構、及びその加圧機構を備える画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】カムの回転によって加圧部材を被加圧部材に加圧する加圧機構において、簡易な構成で加圧時の衝撃音の低減とカム回転時の最大トルクを軽減できるようにした加圧機構の提供。【解決手段】加圧部材３０を被加圧部材４０に加圧する加圧機構５０であって、加圧力発生部材５１，５１ｄと、前記加圧力発生部材で発生する加圧力により前記加圧部材を前記被加圧部材へ加圧さる第１の部材５２，５２ｄと、前記加圧力を前記第１の部材に変更可能に作用させる第２の部材５５，５５ｄと、前記第１の部材と前記第２の部材の間に配設された回転可能なカム５８，５８ｄと、を有し、前記カムは、前記カムの回転によって前記第１の部材と前記第２の部材に共に当接した際に前記加圧力により前記カムの回転力を互いに打ち消し合う複数の外周部Ｐ１，Ｐ４を備えることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、加圧部材を被加圧部材に加圧する際の加圧力を変更可能な加圧機構、及びその加圧機構を備える画像形成装置に関する。

電子写真式の複写機やプリンタ等の画像形成装置に搭載される定着装置（定着器）として、熱ローラ方式の装置が知られている。このタイプの定着器は、定着ローラと、定着ローラを加熱するヒータと、定着ローラと共にニップ部を形成する加圧ローラなどを有している。未定着トナー画像を担持した記録材は定着器のニップ部で挟持搬送されつつ加熱され、これにより記録材上のトナー画像は記録材に定着される。

特許文献１には、カムの回転によって定着ローラに対し加圧ローラに加圧状態と離間状態を施すように構成した加圧機構を備えた加熱装置が記載されている。

この加圧機構は、加圧ローラを支持する揺動可能なアームに設けられたコロを加圧バネのバネ力よりカム外周の大径円弧に当接させて加圧ローラを離間状態にしている（図７参照）。そして離間状態から加圧状態に移行する際にカムの回転でそのカム外周からコロが離れ、バネ力が直接アームに伝わることで、加圧ローラが加圧状態となるようになっている（図１参照）。このとき、カムは加圧バネのバネ力をアームのコロを介して受けることでカムの駆動力に先んじて回転し（先行回転）、カムの規制位置で停止する。その際にカムがコロに衝突し叩き音が発生する。

そのため、カムを回転させる駆動ギア部に、ダンパーギアを備えることで、そのカムの先行回転力を緩和する対応がとられている。あるいは、アームの反対側（定着ローラ側）にもう１つの加圧バネを備えた第２の押し部材を備えることで、カムが先行回転する力を緩和しその際に発生する衝撃音を低減している。第２の押し部材を備える場合の構成として、加圧バネ、押し部材、コロ、押し部材支持軸、バネ支持部材などの部品が必要である。第２押し部材を用いるためには、加圧バネを追加する必要があり、１つの加圧機構において、４つの加圧バネをもつ構成となる。

特開２００７−２４９５０号公報

カムの回転によって定着ローラ（加圧部材）を加圧ローラ（被加圧部材）に加圧する加圧機構において、複数の加圧バネと部品を用いる場合、使用する部品点数が増えることで、作用する加圧力のバラつきを大きくしてしまう。そのため、前述の衝撃音の緩和と回転トルクの軽減効果においても、バラつきが生じてしまう。

また、加圧ローラと定着ローラの長手方向両側で加圧力を作用させる場合、加圧ローラと定着ローラの長手方向両側に加圧力切替え機構を備える必要がある。その加圧ローラと定着ローラの長手方向両側において、加圧力の差が大きくなると、カム回転動作時にトルク差が生じ、カムを支持するカム軸をはじめとして、装置にネジレ力を発生させてしまうことになる。それらを防止するために、４つのバネのバネ力のバラつきを一定内に抑える対応がとられる。そのために、部品公差を小さくし厳しく管理するなどの対応が生じる場合がある。又は、ネジレ力が発生しても装置をねじらないように剛性をあげた構成で対策を施す場合もある。

さらに、第２の押し部材を配置するためには、そのためのスペースを確保する必要と、構成部品の増加で、装置の大型化に繋がる。すなわち、これらの加圧バネのバネ力や、部品の公差管理、ユニット構成の剛性アップ、構成部品の増加、装置の大型化といった対応により、装置がコストアップしてしまうという課題があった。

本発明の目的は、カムの回転によって加圧部材を被加圧部材に加圧する加圧機構において、簡易な構成で加圧時の衝撃音の低減とカム回転時の最大トルクを軽減できるようにした加圧機構、及びその加圧機構を備える画像形成装置を提供することにある。

（１）上記目的を達成するための本発明に係る加圧機構の構成は、加圧部材を被加圧部材に加圧する加圧機構であって、加圧力発生部材と、前記加圧力発生部材で発生する加圧力により前記加圧部材を前記被加圧部材へ加圧される第１の部材と、前記加圧力を前記第１の部材に変更可能に作用させる第２の部材と、前記第１の部材と前記第２の部材の間に配設された回転可能なカムと、を有し、前記カムは、前記カムの回転によって前記第１の部材と前記第２の部材に共に当接した際に前記加圧力により前記カムの回転力を互いに打ち消し合う複数の外周部を備えることを特徴とする。

上記目的を達成するための本発明に係る画像形成装置の構成は、記録材に画像を形成する画像形成部と、記録材に形成された画像を定着する定着部と、を有する画像形成装置において、前記定着部は（１）に記載の加圧機構を有することを特徴とする。

上記目的を達成するための本発明に係る画像形成装置の構成は、記録材に画像を形成する画像形成部と、前記画像形成部に記録材を供給する記録材供給部と、記録材に形成された画像を定着する定着部と、を有する画像形成装置において、前記記録材供給部は（１）に記載の加圧機構を有することを特徴とする。

本発明によれば、カムの回転によって加圧部材を被加圧部材に加圧する加圧機構において、簡易な構成で加圧時の衝撃音の低減とカム回転時の最大トルクを軽減できるようにした加圧機構、及びその加圧機構を備える画像形成装置の提供を実現できる。

本発明に係る加圧機構を有する定着装置を被駆動側から視た側面図 定着装置の加圧機構と加熱ユニットと加圧ローラユニットの関係を表わす斜視図 定着装置の要部を表わす模式図 図２に示す加圧機構の動作説明図（その１） 図２に示す加圧機構の動作説明図（その２） 図２に示す加圧機構の動作説明図（その３） 図２に示す加圧機構の動作説明図（その４） 図２に示す加圧機構の動作説明図（その５） 図２に示す加圧機構の動作説明図（その６） 図２に示す加圧機構の動作状態のカム軸回りの回転トルクを示すグラフ 加圧機構の変形例を表わす説明図 本発明に係る加圧機構を有する記録材供給装置を非駆動側から表わした斜視図 図６に示す加圧機構の動作説明図（その１） 図６に示す加圧機構の動作説明図（その２） 図６に示す加圧機構の動作説明図（その３） 図６に示す加圧機構の動作説明図（その４） 画像形成装置の一例の断面図

以下、本発明を図面に基づいて詳しく説明する。本発明の好適な実施形態は、本発明における最良の実施形態の一例ではあるものの、本発明は以下の実施例により限定されるものではなく、本発明の思想の範囲内において種々の構成を他の公知の構成に置き換えることは可能である。

［実施例１］
（１）画像形成装置例
図８は電子写真記録技術を用いた画像形成装置（本実施例ではフルカラープリンタ）１００の一例の概略構成を表す断面図である。

画像形成装置１００において、記録材Ｐにトナー画像を形成する画像形成部１０１は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４つの画像形成ステーションＳＹ，ＳＭ，ＳＣ，ＳＢｋを有する。各画像形成ステーションは、像担持体としての感光体ドラム１と、帯電部材２と、レーザスキャナ３と、現像器４と、感光体ドラム１をクリーニングするクリーナ５を有している。更に各画像形成ステーションは、転写部材６と、転写部材６で感光体ドラム１から転写したトナー画像を担持しつつ搬送するベルト７と、ベルト７から記録材Ｐへトナー画像を転写する二次転写部材８などを有している。以上の画像形成部１０１の動作は周知であるので詳細な説明は割愛する。

各画像形成ステーションにおいて、感光体ドラム１と、帯電部材２と、現像器４と、クリーナ５は、画像形成装置本体（以下、装置本体と記す）１００Ａに取り外し可能に装着するカートリッジとして一体化されている。

装置本体１００Ａ内のカセット９に収納された記録材Ｐはローラ１０の回転によって１枚ずつ繰り出される。その記録材Ｐはローラ１１の回転によってベルト７と二次転写部材８とで形成された二次転写ニップ部に搬送される。二次転写ニップ部でトナー画像が転写された記録材Ｐは定着部（以下、定着装置と記す）１０２に送られ、トナー画像は定着部で記録材に加熱定着される。定着装置１０２を出た記録材Ｐはローラ１２の回転によって排出部１３へと搬送され、記録材が排出部に排出される。

装置本体１００Ａに装着された記録材供給部（以下、記録材供給装置と記す）１０３は、トレイユニット７０に載置された記録材Ｐを給送ローラユニット８０によって１枚ずつ送り出すことによって記録材を画像形成部１０１に供給するようになっている。給送ローラユニット８０で送り出された記録材Ｐはローラ１１の回転によって二次転写ニップ部に搬送され、トナー画像が記録材に転写される。トナー画像が定着装置１０２で加熱定着された記録材Ｐはローラ１２の回転によって搬送され排出部１３に排出される。

再搬送部１０４は記録材Ｐの２面目を印字面としてトナー画像を形成する場合に用いられるものである。再搬送部１０４では、１面目を印字面としてトナー画像が形成された記録材Ｐの後端が分岐部１７を抜けたことをセンサー（不図示）で検知してローラ１２を逆回転させ、その記録材をスイッチバックさせてローラ１１に搬送するようになっている。その記録材Ｐはローラ１１の回転によって二次転写ニップ部に搬送され、トナー画像が記録材の２面目に転写される。２面目のトナー画像が定着装置１０２で加熱定着された記録材Ｐはローラ１２の回転によって搬送され排出部１３に排出される。

（２）定着部１０２
図１は本発明に係る加圧機構５０を有する定着装置１０２を非駆動側から表わした側面図である。図２は定着装置１０２の加圧機構５０と加熱ユニット３０と加圧ローラユニット４０の関係を表わす斜視図である。図３は定着装置１０２の要部を表わす模式図である。図３において、（ａ）は定着装置１０２の概略構成を表わす断面図、（ｂ）は定着装置１０２の記録材搬送方向上流側からの概略構成を表わす側面図である。この定着装置１０２は記録材Ｐが担持する未定着トナー画像ｔをスリーブ４１で加熱するタイプの装置である。

定着装置１０２は、加熱ユニット（加圧部材）３０と、加圧ローラユニット（被加圧部材）４０と、加圧機構（以下、加圧力切替え機構と記す）５０を有する。更に定着装置１０２は、定着装置の枠体をなすフレーム２０と、フレームの一部を構成するサブフレーム２１を有する。サブフレーム２１は、２つのビス２２，２３によりフレーム２０に一体的に固着されて箱状にフレームを補強している。加熱ユニット３０と、加圧ローラユニット４０と、加圧力切替え機構５０は、それぞれ、フレーム２０に支持されている。

加熱ユニット３０は、セラミック製のヒータ３１と、ヒータを支持するヒーターホルダー３２を有する。更に加熱ユニット３０は、ヒーターホルダーの外周にルーズに外嵌された筒状のスリーブ（加熱回転体）３３と、スリーブの長手方向両端に配設されたフランジ３４を有する（図３（ｂ）参照）。これらのヒータ３１、ヒーターホルダー３２、及びスリーブ３３は、何れも記録材搬送方向と直交する方向（以下、長手方向と記す）に長い部材である。

ヒータ３１は、細長い基板３１ａ上に、通電により発熱する抵抗発熱体３１ｂと、抵抗発熱体を被覆して保護する保護層３１ｃを備えたものである（図３（ａ）参照）。フランジ３４は、スリーブ３３の回転軌道をガイドするガイド部３４ａと、スリーブの回転動作中のスラスト方向の移動を規制する規制部３４ｂと、ヒーターホルダー３２の長手方向両端を支持する支持部３４ｃを有している。

上記の加熱ユニット３０は、フランジ３４の支持部３４ｃがフレーム２０に移動可能に支持され、スリーブ４１を加圧ローラユニット２４の後述する加圧ローラ４１に対し加圧できるようになっている。

加圧ローラユニット４０は、加圧ローラ（加圧回転体）４１と、軸受４２と、ギア４３を有する。長手方向に長い加圧ローラ４１は、金属製の芯金４１ａの長手方向両端の軸部４１ａ１間の外周面にシリコンゴム等からなる弾性層４１ｂを有し、この弾性層の外周面を離型層４１ｃで被覆したものである。この加圧ローラユニット４０は、加圧ローラユニットの加圧ローラ４１の外周面（表面）が加熱ユニット３０のスリーブ４１の外周面（表面）と接触するようにフレーム２０に配設されている。そして加圧ローラ４１の芯金４１ａの長手方向両端の軸部４１ａ１が軸受４２を介してフレーム２０に回転可能に支持されている。そして一方の軸部４１ａ１にはギア４３が固着されている。

本実施例の定着装置１０２は、加熱ユニット３０のフランジ３４に加圧力切替え機構５０で加圧力を印加することによって、スリーブ３３を加圧ローラ４１の母線方向と直交する方向に加圧するように構成してある。フランジ３４が加圧されることでヒータ３１はスリーブ３３を介して加圧ローラ４１に加圧される。これにより加圧ローラ４１の弾性層４１ｂを潰して弾性変形させ、スリーブ３３表面と加圧ローラ表面とで未定着トナー画像の加熱定着に必要な所定幅のニップ部Ｎ（図３（ａ）参照）を形成するようになっている。

図３（ａ）を参照して、定着装置１０２の加熱定着処理動作を説明する。装置本体１００Ａに備えるモータ（不図示）の駆動力が加圧ローラユニット４０のギア４３に伝達され、これにより加圧ローラ４１は矢印方向に回転駆動される。スリーブ３３は、スリーブの内周面（内面）がヒータ３１とヒーターホルダー３２に摺動しながら加圧ローラ４１の回転に追従して矢印方向に回転する。

ヒータ３１の抵抗発熱体３１ｂには通電制御回路（不図示）から電力が供給され、これにより抵抗発熱体が発熱してヒータは昇温する。通電制御回路は、ヒータ３１の温度をモニタする温度検知素子Ｓの検知温度が定着温度（目標温度）を維持するように、ヒータへ供給する電力を制御する。

未定着トナー画像ｔを担持する記録材Ｐはニップ部Ｎで挟持搬送されながら未定着トナー画像にヒータ３１の熱とニップ部の圧力が印加され、これによりトナー画像は記録材上に加熱定着される。

（３）加圧力切替え機構５０
図１、図２を参照して、加圧力切替え機構５０の構成を説明する。加圧力切替え機構５０は、加熱ユニット３０の長手方向一端部側にギア６１を備える点を除いて、加熱ユニットの長手方向中央（図３（ｂ）参照）に対し左右対称となるように構成されている。加圧力切替え機構５０を構成する部材について、ギア６１を備える駆動側の部材の符号の末尾に「ｄ」を付与して非駆動側の部材と識別することにする。実施例２で説明する加圧力切替え機構５０についても同様とする。

加圧力圧切替え機構５０は、両端部を引っ張られることで縮む方向に引っ張り力（加圧力）を発生させる引っ張りバネからなる加圧バネ（加圧力発生部材）５１，５１ｄを備える。加圧バネ５１，５１ｄは、ニップ部Ｎの記録材搬送方向下流側で加熱ユニット３０の移動方向と平行に配設してある。

また、加圧バネ５１，５１ｄの一端をひっかけるフック部５２１，５２１ｄを一端に有し、他端に揺動動作の支点となる支点部５２２，５２２ｄを有する第１の加圧部材（第１の部材）５２，５２ｄを備える。第１の加圧部材５２，５２ｄは、加熱ユニット３０の移動方向においてフランジ３４の支持部３４ｃと対向するように配設され、加圧バネ５１，５１ｄの一端を支持している。支持部３４ｃには第１の加圧部材５２，５２ｄにより押圧される突起３４ｃ１（図１、図２参照）が形成してある。

フック部５２１，５２１ｄで加圧バネ５１，５１ｄを支持している第１の加圧部材５２，５２ｄは、加圧バネで発生する加圧力により支点部５２２，５２２ｄを支点として揺動することによってフランジ３４の突起３４ｃ１を押圧するようになっている。これにより加熱ユニット３０が加圧ローラユニット４０に加圧される。

また、上記の第１の加圧部材５２，５２ｄを揺動可能に保持し、ビス５３，５３ｄでフレーム２０に固定される第１の保持板５４，５４ｄを備える。第１の保持板５４，５４ｄは、ニップ部Ｎの記録材搬送方向上流側に配設してある。

上記の第１の加圧部材５２，５２ｄと同様、加圧バネ５１，５１ｄの他端をひっかけるフック部５５１，５５１ｄを一端に有し、他端に揺動動作の支点となる支点部５５２，５５２ｄを有する第２の加圧部材（第２の部材）５５，５５ｄを備える。第２の加圧部材５５，５５ｄは、第１の加圧部材５２，５２ｄの長さよりも短く形成されている。そして第２の加圧部材５５，５５ｄは、加熱ユニット３０の移動方向において第１の加圧部材５２，５２ｄと対向するように配設され、加圧バネ５１，５１ｄの他端を支持している。

フック部５５１，５５１ｄで加圧バネ５１，５１ｄを支持している第２の加圧部材５５，５５ｄは、支点部５５２，５５２ｄを支点として揺動することによって、加圧バネで発生する加圧力を第１の加圧部材５２，５２ｄに変更可能に作用させるようになっている。

また、上記の加圧部材５５，５５ｄを揺動可能に保持し、ビス５６，５６ｄでフレーム２０に固定される第２の保持板５７，５７ｄを備える。第２の保持板５７，５７ｄは、ニップ部Ｎの記録材搬送方向下流側で加圧ローラユニット４０の近傍に配設してある。

また、第１の加圧部材５２，５２ｄと第２の加圧部材５５，５５ｄとの間にはカム５８，５８ｄを備える。カム５８，５８ｄは、それぞれ、スリーブ３３、加圧ローラ４１の長手方向に沿って配設されたカム軸（回転中心）５９の長手方向端部に固定保持されている。カム軸５９は、カム軸に固定保持させた軸受６０，６０ｄを介してフレーム２０に回転可能に支持されている。カム軸５９のカム５８ｄ側の長手方向端部にはギア６１が固定保持され、ギアは装置本体１００Ａに備える不図示のモータ（駆動源）から駆動力を得て矢印方向へ回転駆動される。

カム５８は、外周を円弧に形成した４つの円弧部（外周部）Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４を接続して加圧バネ５１の引っ張り力を変えるための外周面を形成している（図１参照）。これらの円弧部Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４間には外周を直線に形成した４つの直線部Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４が配設されているが、これらの直線部は加圧バネ５１の引っ張り力を変える機能はない。カム５８の上記外周面は、円弧部Ｌ１と円弧部Ｌ３のそれぞれの弧長さの中央を通る直線Ｌａに対して線対称となっている。

またこれらの円弧部Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４において、円弧部の弧長さの中央からカム軸５９までの距離（以下、半径と記す）ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４は異なっている。これらの半径ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４の大小関係はｄ１＞ｄ２＝ｄ４＞ｄ３となっている。

図４Ａ乃至図４Ｆを参照して、本実施例の加圧力切替え機構５０の動作を説明する。図４Ａ乃至図４Ｆは加圧力切替え機構５０の動作を非駆動側から表わした動作説明図であって、カム５８が時計回りに半回転して加熱ユニット３０の加圧ローラユニット４０への加圧力を圧解除、軽加圧、調整加圧、強加圧と、切替える際の動作説明図である。

図５はカム軸５９回りの回転トルクを示すグラフである。図５では、横軸にカム５８の回転角度を表わし、縦軸にカム軸５９にかかる負荷トルク（Ｋｇｆ・ｃｍ）を表わしている。上向きをカムの回転方向で示している。つまり、縦軸において、上（正）方向を図４Ａ乃至図４Ｆにおける、カム５８の回転方向となる時計回り方向にかかる負荷トルクとする。図５中の破線は、第１の加圧部材５２がカム５８に付与するトルクを示し、２点鎖線は第２の加圧部材５５がカム５８に付与するトルクを示し、実線はその２つのトルクの総和（総合トルク）を示している。図４Ｂをカム５８の回転角０度の開始位置として示している。

図５において、状態２）は図４Ｂと、状態３）は図４Ｃと、状態４）は図４Ｄと、状態５）は図４Ｅと、状態６）は図４Ｆと、それぞれ、対応している。

図４Ａ、図４Ｂは、加熱ユニット３０が加圧ローラユニット４０に対し、加圧していない加圧力解除状態を示している。第１の加圧部材５２は支点部５２２を中心に揺動し、第２の加圧部材５５も支点部５５２を中心に揺動し、加圧バネ５１の引っ張り力により、第１の加圧部材をカム５８の円弧部Ｌ１に当接し、第２の加圧部材５５を円弧部Ｌ３に当接している。この円弧部Ｌ１が第１の加圧部材５２と接触位置にあるとき、第１の加圧部材は図中左側へ傾いた位置にあり、加熱ユニット３０の突起部３４ｃ１から第１の加圧部材５２が退避している。そのため、加熱ユニット３０は、加圧ローラユニット４０に対し、加圧バネ５１の引っ張り力を受けない状態（加圧力解除状態）となる。

本実施例では、第１の加圧部材５２と突起部３４ｃ１は離れた状態に図示してあるが、加熱ユニット３０が加圧ローラユニット４０に対し、加圧していない状態であれば、第１の加圧部材と突起部は当接していてもよい。

図４Ａから図４Ｂへの動作時においては、第１の加圧部材５２と第２の加圧部材５５をカム５８の対応する円弧部Ｌ１，Ｌ３に当接してカムを回転する際の摺動負荷だけがカム軸５９に負方向のトルクとして発生する。

図４Ｂから図４Ｃは、加圧力解除状態から軽加圧力状態への移行状態を表している。図５の横軸位置で、状態２）から状態３）が、このときのトルク推移を示している。図４Ｂでは、カム５８の円弧部Ｌ１の回転方向上流側の外周点（外周部）Ｐ１が第１の加圧部材５２に当接し、この外周点は加圧バネ５１の引っ張り力により第１の加圧部材によって右側に押し出され、カム軸５９に正方向（時計周り方向）の回転力が発生する。このときの正方向のトルク値は、図５の破線で示しており、最大値がＧ１である。

カム５８が更に回転し、上記の外周点Ｐ１が第１の加圧部材５２に当接している状態でカムの円弧部Ｌ２の回転方向下流側の外周点（外周部）Ｐ４（図４Ｃ参照）が第２の加圧部材５５に当接する。すると、加圧バネ５１の引っ張り力により、この外周点Ｐ４は第２の加圧部材によって左側に押し出され、カム軸５９に負方向（反時計回り方向）の回転力が発生する。このときの負方向のトルク値は、図５の２点鎖線で示されており、最大値がＧ２である。

この２つのトルクの相互作用により、実際にカム軸５９回りに加わるトルクである総合トルクは、図５の実線で示したものとなり、正方向のトルク値の最大値と負方向のトルク値の最大値が共に小さく緩和される。さらに、２つのトルクに正負の速度変動も作用して、外周点Ｐ１と外周点Ｐ４が図４Ｃに示す位置に到達し対応する第１の加圧部材５２と第２の加圧部材５５にそれぞれ当接した際に発生する衝撃音を低下させることができる。

つまり、図４Ｂから図４Ｃでは、カム５８の２つの（複数の）外周点Ｐ１，Ｐ４は、第１の加圧部材５２と第２の加圧部材５５に共に当接し、その際に加圧バネ５１の引っ張り力によりカムの回転力を互いに打ち消し合うようになっている。

図４Ｄは、加熱ユニット３０が加圧ローラユニット４０に対し、第１の加圧力（軽加圧力）で加圧される状態（軽加圧力状態）の直前の状態を示している。図４Ｄでは、加圧バネ５１の引っ張り力で、第１の加圧部材５２を円弧部Ｌ４の半径位置に配置している。そのため、カム５８の回転誤差によって角度がばらついても、第１の加圧部材５２が加熱ユニット３０のフランジ３４の突起部３４ｃ１を押す位置は変わらないようにできる。この位置は、加熱ユニット３０を加圧ローラ４１の弾性層４１ｂの弾性領域の範囲となるようにしている。

そして、第１の加圧部材５２が加熱ユニット３０の突起部３４ｃ１を加圧ローラユニット４０側へ押すことで、加熱ユニット３０のスリーブ３３表面と加圧ローラユニット４０の加圧ローラ４１表面との間に圧力を発生させるようにしている。この軽加圧力状態では加圧ローラ４１が加熱ユニット３０に加圧されているものの、図４Ｅに比べ弱い力で加圧されている。それにより、加圧ローラ４１と加熱ユニット３０は、上記位置で２つの加圧力の状態（軽加圧力状態、調整加圧力状態）にできる。

図４Ｄから図４Ｅは、軽加圧力状態から調整加圧力状態への移行状態を表している。図５の横軸位置で、状態４）から状態５）が、このときのトルク推移を示している。このとき、カム５８の円弧部Ｌ４の回転方向上流側の外周点（外周部）Ｐ７（図４Ｄ参照）が第１の加圧部材５２に当接し、加圧バネ５１の引っ張り力により、この外周点は第１の加圧部材によって右側に押し出され、カム軸５９に正方向の回転力が発生する。このときの正方向のトルク値は、図５の破線で示しており、そのトルク値の最大値はＧ１よりも小さい。

カム５８が更に回転し、上記の外周点Ｐ７が第１の加圧部材５２から離れ、カムの円弧部Ｌ１の回転方向下流側の外周点（外周部）Ｐ２が第２の加圧部材５５に当接する（図４Ｅ参照）。すると、加圧バネ５１の引っ張り力により、この外周点Ｐ２は第２の加圧部材によって左側に押し出され、カム軸５９に負方向の回転力が発生する。このときの負方向のトルク値は、図５の２点鎖線で示されており、そのトルク値の最大値はＧ２よりも大きい。

この２つのトルクの相互作用により、実際にカム軸５９回りに加わるトルクである総合トルクは、図５の実線で示したものとなり、正方向のトルク値の最大値と負方向のトルク値の最大値が共に小さく緩和される。

図４Ｅ、及び図４Ｆは、第１の加圧部材５２がカム５８の外周面から離れ、加圧バネ５１の引っ張り力で、加熱ユニット３０のフランジ３４の突起部３４ｃ１を加圧ローラユニット４０側へ更に押している状態である。これによりスリーブ３３表面は加圧ローラ４１表面へ更に加圧される。

図４Ｅから図４Ｆの間では、カム５８が回転しても第１の加圧部材５２は動かない。一方、カム５８の円弧部Ｌ１の回転方向下流側の外周点（外周部）Ｐ２が第２の加圧部材５５を時計回り方向に揺動させる。そのため、カム５８の回転角により、第１の加圧部材５２の引っ張り量が大きくなり、加圧バネ５１の引っ張り力を大きくすることができる。即ち、カム５８の回転角を変えることで、加熱ユニット３０を加圧ローラユニット４０に加圧させる加圧力を調整することができるようになる（調整加圧力状態）。

図４Ｆは、カム５８の円弧部Ｌ１に第２の加圧部材５５が当接している状態であり、第１と第２の２つの加圧部材５２，５５のフック部５２１，５５１間の距離が最も長くなる状態である。即ち、図４Ｆは、加圧バネ５１の最大の引っ張り力（第２の加圧力（強加圧力））で加熱ユニット３０を加圧ローラユニット４０に当接している状態である（強加圧力状態）。この状態において、スリーブ３３表面と加圧ローラ４１表面とで定着ニップ部Ｎが形成される。第２の加圧部材５５の位置は、カム５８の円弧部Ｌ１の半径位置となるため、この円弧部の弧長さの範囲でカム軸５９の回転停止位置誤差が生じても、加圧バネ５１に一定の引っ張り力を発生させることができる。

本実施例に示すカム５８は、カムの外周面を円弧部Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４で形成することで、各円弧部の弧長さ範囲において、カムの回転角度誤差により回転角度にズレが生じても、第１と第２の２つの加圧部材５２，５５の位置が変わらないようにしている。一方で、これらの円弧部Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４は外周を円弧ではなく直線で形成することも構成として可能である。その場合、カム５８の回転誤差を許容するためにカムとカム軸５９の回転方向を固定する際に隙間をもたせて、回転ガタをつくり誤差を吸収するなどの方法が考えられる。また、カム５８を回転駆動するモータとの距離や、モータの出力軸の回転をカムに伝達する駆動ギア列内のバックラッシュによる回転ガタや、カム軸５９の微少ネジレ等で、誤差を吸収することも考えられる。

図1乃至図５では引っ張りバネと揺動可能な加圧部材を用いた加圧力切替え機構５０を説明したが、加圧力切替え機構はこれに限られない。図６に加圧力切替え機構５０の変形例を示す。図６に示すように、加圧力切替え機構５０は、支点部０６aを中心に揺動する第１の加圧部材１０６と、カム５８と、第１の加圧部材をカム５８に圧接する圧縮バネ１０５と、を有する。そして、カム５８の外側から圧縮バネ１０５とカムの外周面をコの字形状の第２の加圧部材１０４が軸１０７とカムのカム軸５９で規制されてスライドすることによって、第１の加圧部材と第２の加圧部材１０４とでカムを挟む構成としてある。この加圧力切替え機構５０も用いても同様の作用効果を得ることができる。

以上説明したように、本実施例の加圧力切替え機構５０は、加圧バネ５１，５１ｄと、第１の加圧部材５２，５２ｄと、第２の加圧部材５５，５５ｄと、カム５８，５８ｄを用いて構成され、部品点数が少なく簡易な構成である。そのため、加圧バネ５１，５１ｄの引っ張り力のバラつきを抑えながら、加熱ユニット３０を加圧ローラユニット４０へ加圧する際の加圧力を変更でき、コスト的にも低コストに構成できる。また本実施例の加圧力切替え機構５０は、加圧力解除状態から軽加圧力状態へ移行する際の加圧力切替え時（加圧時）の衝撃音を低減できカム回転時の最大トルクを軽減できる。

［実施例２］
本発明に係る加圧機構を有する記録材供給装置１０３を説明する。図７は記録材供給装置１０３を非駆動側から表わした斜視図である。

記録材供給装置１０３は、加圧機構（以下、加圧力切替え機構と記す）５０と、パッドユニット８０と、給送ローラユニット（被加圧部材）９０を備える。

加圧力切替え機構５０は、第１の加圧部材（第１の部材）として、多数枚の記録材Ｐを積層してなる記録材束（加圧部材）Ｐｂを搭載するためのトレイ６２を備える。トレイ６２は、トレイの記録材束長手方向の一端にフック部６２１ａ，６２１ｄを有し、他端に支点部６２２，６２２ｄを有する。このトレイ６２は、支点部６２２，６２２ｄが装置本体（不図示）に揺動可能に保持され、その支点部を支点として給送ローラユニット９０に対し揺動するようになっている。フック部６２１，６２１ｄには実施例１と同じ引っ張りバネからなる加圧バネ５１，５１ｄの一端がひっかけてあり、これによりトレイ６２は加圧バネの一端を支持している。

トレイ６２のフック部６２１，６２１ｄと支点部６２２，６２２ｄとの間には、後述するカム５８，５８ｄの外周面と接触しカムの回転に追従して回転するコロ７１，７１ｄが設けられている。またトレイ６２の記録材束幅方向の両側には、記録材束Ｐｂの幅方向のサイズに応じて記録材束の幅位置を規制するために規制部７２，７２ｄが移動可能に設けられている。

加圧力切替え機構５０において、第２の加圧部材（第２の部材）５５，５５ｄは、トレイ６２上の記録材束Ｐｂの厚み方向においてトレイと対向している。この第２の加圧部材５５，５５ｄは、トレイ６２よりも短く形成され、そのトレイの記録材束長手方向の一端にフック部５５１，５５１ｄを有し、他端に支点部５５２，５５２ｄを有する。そしてこの第２の加圧部材５５，５５ｄは、支点部５５２，５５２ｄが装置本体（不図示）に揺動可能に保持され、その支点部を支点として記録材束Ｐｂの厚み方向に揺動するようになっている。フック部５５１，５５１ｄには加圧バネ５１の他端がひっかけてあり、これにより第２の加圧部材５５，５５ｄは加圧バネの他端を支持している。

トレイ６２と第２の加圧部材５５，５５ｄとの間には、異なる半径で複数の外周面を有する実施例１と同じ構成のカム５８，５８ｄが配設され、このカムはカム軸５９の長手方向両端部に固定保持されている。カム軸５９は、カム軸に固定保持させた軸受（不図示）を介して装置本体に回転可能に支持されている。カム軸５９の記録材幅方向のカム５８ｄ側の端部にはギア６１が固定保持され、ギアは装置本体に備える不図示のモータ（駆動源）から駆動力を得て矢印方向へ回転駆動される。

上記の加圧力切替え機構５０は、トレイ６２と第２の加圧部材５５，５５ｄの間にカム５８，５８ｄを備え、そのカムが回転することで、トレイのフック部６２１，６２１ｄと第２の加圧部材のフック部５５１，５５１ｄの距離が変わる。これにより、加圧バネ５１，５１ｄの引っ張り力を変えることができ、トレイ６２に付与する加圧力を変更することが可能となる。またカム５８，５８ｄの回転によって、トレイ６２を支点部６２２，６２２ｄを支点として揺動できトレイの位置を変更することが可能となる。

給送ローラユニット９０は、記録材束Ｐｂの最上位の記録材と接触する摩擦部材からなるローラゴム９１を備える。ローラゴム９１は、カム軸５９の記録材幅方向の中央に固定保持された給送コロ９２の外周面（表面）の一部に配設され、カム軸５９の回転によって記録材と接触するようになっている。給送コロ９２は、給送コロのローラゴム９１の配設部位を除く記録材束幅方向両側の外周面（表面）がカム軸５９の回転によって記録材と接触するようになっている。

パッドユニット８０は、トレイ６２上の記録材束Ｐｂを給送ローラユニット９０の給送コロ９２に押圧して記録材束Ｐｂから記録材を１枚ずつ分離する摩擦材からなるパッド８１を備える。

図８Ａ乃至図８Ｄを参照して、本実施例の加圧力切替え機構５０の動作を説明する。図８Ａ乃至図８Ｄは加圧力切替え機構５０の動作を非駆動側から表わした動作説明図である。具体的には、カム５８，５８ｄが時計回りに半回転してトレイ６２上の記録材束Ｐｂの給送ローラユニット９０への加圧力を圧解除、軽加圧、調整加圧、強加圧と、切替える際の動作説明図である。

図８Ａは記録材束Ｐｂをトレイ６２に積載する際の状態（加圧力解除状態）を示している。加圧バネ５１，５１ｄの引っ張り力によって、第２の加圧部材５５，５５ｄとカム５８，５８ｄの円弧部Ｌ３が当接し、トレイ６２のコロ７１，７１ｄとカムの円弧部Ｌ１が当接している状態である。それにより、トレイ６２は、トレイの支点部６２２，６２２ｄを揺動中心として、図中下側へ押し下げられた状態である。

トレイ６２上の記録材束Ｐｂの最上面Ｐｂｍは、給送コロ９２表面から離れている。また、ローラゴム９１も給送コロ９２の上側に位置している。それにより、規定の枚数内の記録材束をトレイ５２上に積載する際に、給送コロ９２や、ローラゴム９１に挟まれることなく、記録材束をトレイ６２上に積載することができる。

図８Ａに示す状態からギア６１がカム軸５９に反時計回り方向への回転力を伝達し、給送ローラユニット９０の給送コロ９２とローラゴム９１を回転させることで、図８Ｂに示す状態になる。

図８Ｂは、カム５８，５８ｄの回転位置として、そのカムの円弧部Ｌ１の回転方向上流側の外周点（外周部）Ｐ１が、コロ７１，７１ｄと当接した位置である。このとき、カム５８，５８ｄの円弧部Ｌ２の回転方向下流側の外周点（外周部）Ｐ４が、第２の加圧部材５５，５５ｄを押し上げ始める。即ち、コロ７１，７１ｄがカム５８，５８ｄの反時計回り方向の回転力を受けて先行回転を始める一方で、第２の加圧部材５５，５５ｄにはカムの外周点Ｐ４から時計回り方向のトルクが加わる。

つまり、図８Ａから図８Ｂへの動作時においては、トレイ６２と第２の加圧部材５５，５５ｄをカム５８，５８ｄの対応する円弧部Ｌ１，Ｌ３に当接してカムを回転する際の摺動負荷だけがカム軸５９に負方向のトルクとして発生する。

図８Ｃは、図８Ｂから、給送ローラユニット９０の給送コロ９２とローラゴム９１が更に回転し、カム５８，５８ｄの円弧部Ｌ４の回転方向上流側の外周点Ｐ７がコロ７１，７１ｄに当接した状態（軽加圧力状態）である。図８Ｂに示す状態から、給送コロ９２とローラゴム９１の回転を開始する。すると、トレイ６２は、コロ７１，７１ｄがカム５８，５８ｄの外周点Ｐ１から外周点Ｐ７に至る過程において図中上側に揺動動作し、トレイ上に記録材束Ｐｂがあれば、記録材束Ｐｂの最上面Ｐｂｍを給送コロ９２表面に押し当て始める。

図８Ｂから図８Ｃに移行する際のカム軸５９による給送コロ９２とローラゴム９１の回転では、コロ７１，７１ｄはカム５８，５８ｄの円弧部Ｌ１の外周点Ｐ１により再びカム５８，５８ｄを時計回り方向へ回転させる力を発生する。しかし、第２の加圧部材５５，５５ｄはカム５８，５８ｄの円弧部Ｌ２の外周点Ｐ４により反時計回り方向の回転トルクを受けるため、カム軸５９による給送コロ９２とローラゴム９１の先行回転力を緩和することができる。

即ち、図８Ｂでは、カム５８，５８ｄの外周点Ｐ１がトレイ６２のコロ７１，７１ｄに当接し、この外周点は加圧バネ５１の引っ張り力によりトレイによって右側に押し出され、カム軸５９に正方向（時計回り方向）の回転力が発生する。このときの正方向のトルク値は、前述した図５にて実線で示すような最大値となる。

カム５８，５８ｄが更に回転し、上記の外周点Ｐ１がトレイ６２に当接している状態でカムの外周点Ｐ４が第２の加圧部材５５，５５ｄに当接する。すると、加圧バネ５１，５１ｄの引っ張り力により、この外周点Ｐ４は第２の加圧部材５５，５５ｄによって左側に押し出され、カム軸５９に負方向（反時計回り方向）の回転力が発生する。このときの負方向のトルク値は、図５にて２点鎖線で示すような最大値となる。

この２つのトルクの相互作用により、実際にカム軸５９回りに加わるトルクである総合トルクは、図５にて実線で示すようなものとなり、正方向のトルク値の最大値と負方向のトルク値の最大値が共に小さく緩和される。さらに、２つのトルクに正負の速度変動も作用して、外周点Ｐ１と外周点Ｐ４が図８Ｂに示す位置に到達し対応するトレイ６２と第２の加圧部材５５，５５ｄにそれぞれ当接した際に発生する衝撃音を低下させることができる。

つまり、図８Ｂでは、カム５８，５８ｄの２つの（複数の）外周点Ｐ１，Ｐ４は、トレイ６２と第２の加圧部材５５，５５ｄに共に当接し、その際に加圧バネ５１，５１ｄの引っ張り力によりカムの回転力を互いに打ち消し合うようになっている。

図８Ｄは、給送ローラユニット９０のローラゴム９１の先端部９１ａ（図８Ｃ参照）が記録材束Ｐｂに接触を開始した状態（強加圧力状態）である。図８Ｄでは、カム軸５９の回転による給送コロ９２とローラゴム９１の回転により図中の左から右へローラゴムがトレイ６２上の記録材束Ｐｂの最上位の記録材（不図示）を送り出す。このとき、コロ７１，７１ｄ位置はカム５８，５８ｄの半径が最も小さい円弧部Ｌ３が通過する位置となり、コロがカムの円弧部Ｌ３と離れる。そのため、加圧バネ５１，５１ｄの引っ張り力でトレイ６２上の記録材束Ｐｂの最上位の記録材をローラゴム９１の先端部９１ａに押しつけることができ、その記録材を送り出すことができる。

このとき、加圧バネ５１，５１ｄの引っ張り力により発生する記録材とローラゴム９１の当接力は、カム５８，５８ｄの円弧部Ｌ１の回転方向下流側の外周点（外周部）Ｐ２が第２の加圧部材５５，５５ｄを押し上げる位置で決定される。一方で記録材の給送過程において、ローラゴム９１の先端部９１ａが記録材に最初に接触し送り出しを開始する。その際、ローラゴム９１と記録材間で、最も大きい当接力が必要となる。本実施例の加圧力切替え機構５０では、カム５８，５８ｄの半径が最も大きい円弧部Ｌ１で第２の加圧部材５５，５５ｄを押し上げるようにカムを配置することによって最も大きな引っ張り力をカムに発生させることができ、記録材の給送性能を向上できる。

以上説明したように、本実施例の加圧力切替え機構５０は、加圧バネ５１，５１ｄと、トレイ６２と、第２の加圧部材５５，５５ｄと、カム５８，５８ｄを用いて構成され、部品点数が少なく簡易な構成である。そのため、加圧バネ５１，５１ｄの引っ張り力のバラつきを抑えながら、トレイ６２上の記録材束Ｐｂの最上位の記録材を給送ローラユニット９０へ加圧する際の加圧力を変更でき、コスト的にも低コストに構成できる。また本実施例の加圧力切替え機構５０は、加圧力解除状態から軽加圧力状態へ移行する際の加圧力切替え時（加圧時）の衝撃音を低減できカム回転時の最大トルクを軽減できる。

３０：加熱ユニット、４０：加圧ローラユニット、５０：加圧機構（加圧力切替え機構）、５１，５１ｄ：加圧バネ、５２，５２ｄ：第１の加圧板、５５，５５ｄ：第２の加圧板、５８，５８ｄ：カム、６２：トレイ、８０：給送ローラユニット、１０１：画像形成部、１０２：定着部（定着装置）、１０３：記録材給送部（記録材給送装置）、Ｐ：記録材、Ｐ１，Ｐ４：外周点、Ｐｂ：記録材束

Claims (5)

1. 加圧部材を被加圧部材に加圧する加圧機構であって、
   加圧力発生部材と、
   前記加圧力発生部材で発生する加圧力により前記加圧部材を前記被加圧部材へ加圧される第１の部材と、
   前記加圧力を前記第１の部材に変更可能に作用させる第２の部材と、
   前記第１の部材と前記第２の部材の間に配設された回転可能なカムと、
   を有し、
   前記カムは、前記カムの回転によって前記第１の部材と前記第２の部材に共に当接した際に前記加圧力により前記カムの回転力を互いに打ち消し合う複数の外周部を備えることを特徴とする加圧機構。
2. 前記複数の外周部は、それぞれ、前記カムの回転中心からの距離が異なっていることを特徴とする請求項１に記載の加圧機構。
3. 前記第１の部材と、前記第２の部材は、それぞれ、前記加圧力発生部材に対して揺動可能であることを特徴とする請求項１に記載の加圧機構。
4. 記録材に画像を形成する画像形成部と、記録材に形成された画像を定着する定着部と、を有する画像形成装置において、
   前記定着部は請求項１に記載の加圧機構を有することを特徴とする画像形成装置。
5. 記録材に画像を形成する画像形成部と、前記画像形成部に記録材を供給する記録材供給部と、記録材に形成された画像を定着する定着部と、を有する画像形成装置において、
   前記記録材供給部は請求項１に記載の加圧機構を有することを特徴とする画像形成装置。