JP2017044849A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着装置の大型化や定着装置の製造コストの上昇を招くことなく、両面印刷後に用紙がカールするのを抑制する。【解決手段】本発明の定着装置２３は、回転可能に設けられる定着部材３２と、定着部材３２に圧接して定着ニップＮを形成し、回転可能に設けられる加圧部材３３と、第１の圧力と、第１の圧力よりも減圧された第２の圧力と、の間で定着ニップＮの圧力を切り替える圧力調整機構３４と、を備え、圧力調整機構３４は、用紙に対して両面印刷を行う場合に、用紙の第１の面にトナー像を定着させる際には定着ニップＮの圧力を第１の圧力とし、用紙の第１の面にトナー像を定着させた後に用紙の第２の面にトナー像を定着させる際には定着ニップＮの圧力を第２の圧力とすることを特徴とする。【選択図】図２

Description

本発明は、用紙にトナー像を定着させる定着装置と、この定着装置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などの電子写真方式の画像形成装置は、定着装置を備えている。この定着装置は、一般的に、定着部材と、この定着部材に圧接して定着ニップを形成する加圧部材と、を備えており、上記の定着ニップにおいて用紙とトナー像が加熱及び加圧されることで、用紙にトナー像が定着するようになっている。

このような構成の定着装置では、定着ニップにおいて用紙が受ける熱や圧力の影響によって、用紙がカールしてしまうという問題がある。この用紙のカールは、用紙の種類（例えば、用紙の大きさ、厚み又は含有材料）だけで無く、トナーの種類、環境変化（例えば、湿度の変化）、原稿の印字率など、様々な要因が絡み合って発生する。

用紙のカールが大きくなると、排紙トレイにストックされる用紙が不揃いになったり、排紙トレイにストックされている用紙が後から排出されてきた用紙によって排紙トレイの外部に押し出されたり、排紙トレイにストックされている用紙の下に後から排出されてきた用紙が潜り込んで排紙順序が狂ったりするなど、様々な問題が発生する。また、用紙のカールが紙詰りの原因になる恐れもある。特に、用紙に対して両面印刷を行う場合には、用紙の第１の面にトナー像を定着させる際に用紙がカールした後、用紙の第２の面にトナー像を定着させる際に用紙のカールが助長されるため、用紙のカールが大きくなりやすい。

このような用紙のカールを抑制するために、カール修正用ローラーを備えた定着装置が知られている（特許文献１参照）。

特開昭６１−２３９２７４号公報

しかしながら、このようにカール修正用ローラーを定着装置に設けると、定着装置が大型化したり定着装置の製造コストが上昇したりする恐れがある。

そこで、本発明は上記事情を考慮し、定着装置の大型化や定着装置の製造コストの上昇を招くことなく、両面印刷後に用紙がカールするのを抑制することを目的とする。

本発明の定着装置は、回転可能に設けられる定着部材と、前記定着部材に圧接して定着ニップを形成し、回転可能に設けられる加圧部材と、第１の圧力と、前記第１の圧力よりも減圧された第２の圧力と、の間で前記定着ニップの圧力を切り替える圧力調整機構と、を備え、前記圧力調整機構は、用紙に対して両面印刷を行う場合に、用紙の第１の面にトナー像を定着させる際には前記定着ニップの圧力を前記第１の圧力とし、用紙の前記第１の面にトナー像を定着させた後に用紙の第２の面にトナー像を定着させる際には前記定着ニップの圧力を前記第２の圧力とすることを特徴とする。

このような構成を採用することで、用紙の第１の面にトナー像を定着させる時の定着ニップの圧力よりも用紙の第２の面にトナー像を定着させる時の定着ニップの圧力を弱めることができ、用紙の第１の面にトナー像を定着させる際に用紙に発生したカールを用紙の第２の面にトナー像を定着させる際に緩和することが可能となる。そのため、両面印刷後に用紙がカールするのを抑制し、用紙のカールに伴う不具合の発生を防止することができる。

また、用紙のカールを抑制するためにカール修正用ローラーなどの新たな部品を追加する必要が無い。そのため、定着装置の大型化や定着装置の製造コストの上昇を抑制することができる。

前記圧力調整機構は、封筒に対して印刷を行う場合に、前記定着ニップの圧力を前記第２の圧力としても良い。

このような構成を採用することで、封筒に対して印刷を行う場合に封筒にしわが発生するのを抑制するために用いられている定着ニップの圧力を、用紙の第２の面にトナー像を定着させる際の定着ニップの圧力として併用することができる。そのため、用紙の第２の面にトナー像を定着させる際の定着ニップの圧力を新たに設定する必要が無く、定着装置の製造コストを低廉化することができる。

前記定着装置は、前記定着部材を回転可能に支持する定着装置本体を更に備え、前記圧力調整機構は、前記定着装置本体に揺動可能に支持される第１揺動部材と、前記第１揺動部材を押圧可能に設けられるカムと、前記定着装置本体に揺動可能に支持されると共に前記加圧部材を回転可能に支持する第２揺動部材と、前記第１揺動部材と前記第２揺動部材の間に介装される牽引バネと、を備え、前記カムが前記第１揺動部材を押圧すると、前記第１揺動部材が揺動して前記牽引バネを牽引し、前記牽引バネが前記第２揺動部材を牽引し、前記第２揺動部材が揺動して前記加圧部材が前記定着部材に接近する方向に移動し、前記定着ニップの圧力が前記第２の圧力から前記第１の圧力に切り替わっても良い。

このような構成を採用することで、定着ニップの圧力を第２の圧力から第１の圧力に確実に切り替えることができる。

前記圧力調整機構は、前記定着装置本体と前記第２揺動部材の間に介装される押圧バネを更に備え、前記定着ニップの圧力が前記第１の圧力である時には、前記牽引バネが前記第２揺動部材を牽引し、前記押圧バネが前記第２揺動部材を押圧せず、前記定着ニップの圧力が前記第２の圧力である時には、前記牽引バネが前記第２揺動部材を牽引せず、前記押圧バネが前記第２揺動部材を押圧しても良い。

このような構成を採用することで、第１の圧力を発生させる機能と第２の圧力を発生させる機能を、それぞれ牽引バネと押圧バネに分担させることができる。そのため、第１の圧力と第２の圧力を正確に発生させることができる。

前記定着装置は、前記定着部材又は前記加圧部材に第１接続部を介して接続されると共に、前記カムに第２接続部を介して接続される正逆回転可能な駆動源を更に備え、前記カムは、前記第１揺動部材を押圧する押圧姿勢と、前記第１揺動部材への押圧を解除する押圧解除姿勢と、の間で回転可能に設けられ、前記駆動源が正回転すると、前記駆動源の回転が前記第１接続部を介して前記定着部材又は前記加圧部材に伝達されて前記定着部材及び前記加圧部材が回転し、前記駆動源が逆回転すると、前記駆動源の回転が前記第２接続部を介して前記カムに伝達され、前記カムが前記押圧姿勢と前記押圧解除姿勢の間で回転しても良い。

このような構成を採用することで、用紙にトナー像を定着させる動作と定着ニップの圧力を切り替える動作を単一の駆動源のみによって行うことが可能となり、定着装置の製造コストを低廉化させることができる。

本発明の画像形成装置は、上記したいずれかの定着装置を備えていることを特徴とする。

本発明によれば、定着装置の大型化や定着装置の製造コストの上昇を招くことなく、両面印刷後に用紙がカールするのを抑制することが可能となる。

本発明の一実施形態に係るカラープリンターの概略を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係るカラープリンターにおいて、定着装置及びその周辺部を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る定着装置を示す、下方から視た斜視図である。 本発明の一実施形態に係る定着装置の内部構造を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る定着装置において、ニップ圧が第１の圧力になっている状態を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る定着装置において、ニップ圧が第１の圧力になっている状態を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る定着装置を示す、左上方から視た斜視図である。 本発明の一実施形態に係る定着装置の制御システムを示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る定着装置において、ニップ圧が第２の圧力になっている状態を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る定着装置において、ニップ圧が第２の圧力になっている状態を示す断面図である。 本発明の他の異なる実施形態に係る定着装置において、ニップ圧が第１の圧力になっている状態を示す斜視図である。

以下、図面を参照しつつ、カラープリンター１（画像形成装置）の構成について説明する。以下、図１における紙面手前側を、カラープリンター１の前側とする。各図に適宜付される矢印Ｆｒ、Ｒｒ、Ｌ、Ｒ、Ｕ、Ｌｏは、それぞれカラープリンター１の前側、後側、左側、右側、上側、下側を示している。

図１に示されるように、カラープリンター１は、箱型形状のプリンター本体２を備えている。プリンター本体２の下部には用紙を収納する給紙カセット３が設けられている。プリンター本体２の上部には第１の排紙トレイ４が設けられ、第１の排紙トレイ４の上方には第２の排紙トレイ５が設けられている。プリンター本体２の右端部には、開閉可能なカバー６が設けられている。

プリンター本体２の内部には、中間転写ベルト７（像担持体）が複数のローラー間に架設されている。中間転写ベルト７の下方には、中間転写ベルト７の下部に沿って４個の画像形成部８がトナーの色（例えば、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの４色）ごとに設けられている。各画像形成部８には、感光体ドラム９が回転可能に設けられており、感光体ドラム９の周囲には、帯電器１０と、現像器１１と、一次転写部１２と、クリーニング装置１３と、除電器１４とが、一次転写のプロセス順に配置されている。現像器１１の上方には、４個のコンテナ１８が設けられている。各コンテナ１８には、各画像形成部８と対応する色のトナーが収容されている。４個の画像形成部８の下方には、露光器１９が設けられている。

プリンター本体２の右側部には、用紙の搬送路２０（以下、単に「搬送路２０」と称する）が設けられている。搬送路２０の上流端には給紙部２１が設けられ、搬送路２０の中流部には二次転写部２２が中間転写ベルト７の右端側に設けられ、搬送路２０の下流部には定着装置２３が設けられている。

搬送路２０は、定着装置２３よりも下流側の部分において、下側の分岐路である第１分岐路２４と上側の分岐路である第２分岐路２６に分岐している。第２分岐路２６は、搬送路２０の二次転写部２２よりも上流側の部分と、搬送路２０の右側に設けられた両面搬送路２８を介して接続されている。

次に、カラープリンター１の印刷動作について説明する。

カラープリンター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、定着装置２３の温度設定等の初期設定が実行される。そして、カラープリンター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１０によって感光体ドラム９の表面が帯電された後、露光器１９からのレーザー光（矢印Ｐ参照）により感光体ドラム９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９の表面に静電潜像が形成される。次に、この静電潜像を、コンテナ１８から供給されるトナーによって現像器１１が対応する色のトナー像に現像する。このトナー像は、一次転写部１２において中間転写ベルト７の表面に一次転写される。以上の動作を各画像形成部８が順次繰り返すことによって、中間転写ベルト７上にフルカラーのトナー像が形成される。なお、感光体ドラム９上に残留したトナー及び電荷は、クリーニング装置１３及び除電器１４によって除去される。

一方、給紙部２１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二次転写部２２へと搬送され、二次転写部２２において、中間転写ベルト７上のフルカラーのトナー像が用紙に二次転写される。トナー像を二次転写された用紙は、搬送路２０を下流側へと搬送されて定着装置２３に進入し、この定着装置２３において用紙にトナー像が定着される。トナー像を定着された用紙は、第１分岐路２４又は第２分岐路２６のいずれかに進入する。第１分岐路２４に進入した用紙は、第１の排紙トレイ４上に排出される。第２分岐路２６に進入した用紙は、第２の排紙トレイ５上に排出されるか、又は、両面印刷のために両面搬送路２８へと搬送される。

次に、定着装置２３について詳細に説明する。図２に付される矢印Ｙは、用紙の搬送方向を示している。各図に適宜付される矢印Ｉは、前後方向内側を示し、各図に適宜付される矢印Ｏは、前後方向外側を示している。

図２に示されるように、定着装置２３の右面（外面）は、前述のカバー６によって覆われている。定着装置２３は、定着装置本体３１と、定着装置本体３１の左側部に収容される加熱ローラー３２（定着部材）と、定着装置本体３１の右側部に収容される加圧ローラー３３（加圧部材）と、定着装置本体３１の前端側と後端側にそれぞれ設けられる圧力調整機構３４と、定着装置本体３１の上方を覆うガイド部材３５と、を備えている。

図３に示されるように、定着装置本体３１は、前後方向に長い箱型形状を成している。定着装置本体３１の後端部には、駆動ギア４１が設けられている。図４に示されるように、定着装置本体３１の前部と後部には、側板４２が設けられている。各側板４２は、前後方向に対して略垂直に設けられている。各側板４２は、加熱ローラー３２及び加圧ローラー３３の前後方向外側に設けられている。各側板４２の右下部には、第１バネ受部４３が設けられている。

図２に示されるように、加熱ローラー３２は、円筒状を成している。加熱ローラー３２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、この芯材を被覆し、ＰＦＡ等のフッ素系樹脂から成る離型層と、を備えている。

加熱ローラー３２の内部には、上下一対のヒーター４６が収容されており、各ヒーター４６によって加熱ローラー３２が加熱されるようになっている。各ヒーター４６は、例えば、ハロゲンヒーターやセラミックヒーター等によって構成されている。加熱ローラー３２の上側（用紙の搬送方向における下流側）には分離部材４７が設けられており、この分離部材４７によって加熱ローラー３２の表面から用紙を分離させるようになっている。

加熱ローラー３２の前後両端部は、第１ベアリング４８を介して定着装置本体３１の各側板４２にそれぞれ取り付けられている。これにより、加熱ローラー３２が定着装置本体３１に回転可能に支持されている。加熱ローラー３２は、前後方向に延びる回転軸Ａを中心に回転可能となっている。つまり、本実施形態では、前後方向が加熱ローラー３２の回転軸方向である。

加圧ローラー３３は、円柱状を成している。加圧ローラー３３は、例えば、アルミニウムや鉄等の金属から成る円柱状の芯材と、この芯材に周設され、シリコンゴム等から成る弾性層と、この弾性層を被覆し、ＰＦＡ等のフッ素系樹脂から成る離型層と、を備えている。加圧ローラー３３は、加熱ローラー３２に圧接しており、加熱ローラー３２と加圧ローラー３３の間には定着ニップＮが形成されている。

図５、図６に示されるように、各圧力調整機構３４は、第１揺動部材５１と、第１揺動部材５１の右側に設けられるカム５２と、カム５２の右側に設けられる第２揺動部材５３と、第１揺動部材５１と第２揺動部材５３の間に介装される牽引バネ５４と、第２揺動部材５３の右側に設けられる押圧バネ５５と、を備えている。

各圧力調整機構３４の第１揺動部材５１は、揺動板５７と、揺動板５７の上下方向略中央部に取り付けられるコロ５８と、を備えている。

各圧力調整機構３４の第１揺動部材５１の揺動板５７は、その上端側に設けられた第１揺動軸６１を介して定着装置本体３１に揺動可能に支持されている。揺動板５７は、断面略コ字状を成しており、ベース板６２と、ベース板６２の前後両端部から左側に向かって屈曲される一対のガイド板６３と、を備えている。ベース板６２の上下方向略中央部には、貫通穴６４が設けられている。各ガイド板６３の下端部には、係合穴６５が設けられている。

各圧力調整機構３４の第１揺動部材５１のコロ５８は、揺動板５７の一対のガイド板６３に架設されたコロ軸６７を介して、揺動板５７に回転可能に支持されている。コロ５８の左側部及び左右方向中央部は、揺動板５７のベース板６２の左側（カム５２から離間する側）に配置されている。コロ５８の右側部は、貫通穴６４を介して揺動板５７のベース板６２の右側（カム５２側）に突出している。

各圧力調整機構３４のカム５２は、前後方向に沿って延びるカムシャフト６９に固定されている。カムシャフト６９は、定着装置本体３１の各側板４２に回転可能に支持されており、カムシャフト６９の回転に伴ってカム５２が回転するようになっている。カム５２は、カムシャフト６９の中心（カム５２の回転中心）からの距離が長い大径部７０と、カムシャフト６９の中心からの距離が大径部７０よりも短い小径部７１と、を備えている。小径部７１は、平坦面によって構成されており、曲率を有していない。

各圧力調整機構３４の第２揺動部材５３は、上下方向に長い板状を成している。第２揺動部材５３は、前後方向に対して略垂直に設けられている。第２揺動部材５３は、その上端側に設けられた第２揺動軸７３を介して定着装置本体３１に揺動可能に支持されている。第２揺動部材５３の上部には、第２ベアリング７４を介して加圧ローラー３３が回転可能に支持されている。第２揺動部材５３の下部には、第２バネ受部７５が設けられている。第２揺動部材５３の下端部には、係合溝７６が設けられている。

各圧力調整機構３４の牽引バネ５４は、その左端部（一端部）に設けられる第１係合部８１と、その右端部（他端部）に設けられる第２係合部８２と、第１係合部８１と第２係合部８２を接続するバネ本体８３と、を備えている。第１係合部８１は、フック状を成しており、第１揺動部材５１の揺動板５７の前後方向外側のガイド板６３に設けられた係合穴６５に係合している。第２係合部８２は、円環状を成しており、第２揺動部材５３の係合溝７６に係合している。バネ本体８３は、伸長可能なコイルバネによって構成されており、左右方向を軸心方向としている。

各圧力調整機構３４の押圧バネ５５は、圧縮可能なコイルバネによって構成されており、左右方向を軸心方向としている。押圧バネ５５の右端部（一端部）は、定着装置本体３１の各側板４２の第１バネ受部４３に係合している。押圧バネ５５の左端部（他端部）は、第２揺動部材５３の第２バネ受部７５に係合している。つまり、押圧バネ５５は、定着装置本体３１と第２揺動部材５３の間に介装されている。

図７に示されるように、ガイド部材３５は、前後方向に長い形状を成している。ガイド部材３５には、前後方向に間隔をおいて多数の搬送リブ９１が列設されている。図２に示されるように、各搬送リブ９１の左側部は搬送路２０及び第２分岐路２６に対向しており、各搬送リブ９１の上部は両面搬送路２８に対向している。このように、各搬送リブ９１は、搬送路２０、第２分岐路２６及び両面搬送路２８の一部を構成している。

次に、図８を用いて、定着装置２３の制御システムについて説明する。

定着装置２３には、制御部１１１が設けられている。制御部１１１は、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶装置で構成される記憶部１１２と接続されており、記憶部１１２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１１１が定着装置２３の各部の制御を行うように構成されている。

制御部１１１は、各ヒーター４６に接続されており、制御部１１１からの信号に基づいて各ヒーター４６が通電し、各ヒーター４６によって加熱ローラー３２が加熱されるようになっている。

制御部１１１は、モーター等によって構成される正逆回転可能な駆動源１１３に接続されている。駆動源１１３は、駆動ギア４１及び第１ワンウェイクラッチ１１４（第１接続部）を介して加熱ローラー３２に接続されている。駆動源１１３は、駆動ギア４１、第２ワンウェイクラッチ１１５（第２接続部）及びカムシャフト６９を介して各圧力調整機構３４のカム５２に接続されている。

上記のように構成された定着装置２３において、用紙にトナー像を定着させる動作について説明する。

用紙にトナー像を定着させる際には、駆動源１１３を正回転させる。このように駆動源１１３が正回転すると、駆動源１１３の回転が駆動ギア４１及び第１ワンウェイクラッチ１１４を介して加熱ローラー３２に伝達され、加熱ローラー３２が回転する（図２の矢印Ｂ参照）。このように加熱ローラー３２が回転すると、加熱ローラー３２に圧接する加圧ローラー３３が加熱ローラー３２とは逆方向に回転する（図２の矢印Ｃ参照）。

なお、上記のように駆動源１１３が正回転すると、駆動源１１３の回転が駆動ギア４１を介して第２ワンウェイクラッチ１１５に伝達されるが、第２ワンウェイクラッチ１１５はカムシャフト６９に回転を伝達しない。つまり、第２ワンウェイクラッチ１１５によって回転の伝達が遮断される。そのため、カムシャフト６９及び各圧力調整機構３４のカム５２は回転しない。

また、用紙にトナー像を定着させる際には、各ヒーター４６を通電させる。このように各ヒーター４６が通電すると、各ヒーター４６によって加熱ローラー３２が加熱される。この状態で用紙が定着ニップＮを通過すると、用紙とトナー像が加熱及び加圧されて、用紙にトナー像が定着する。

次に、上記のように構成された定着装置２３において、定着ニップＮの圧力（以下、「ニップ圧」と称する）を切り替える動作について説明する。

図５、図６は、カム５２の大径部７０が第１揺動部材５１のコロ５８の右側部を押圧している状態を示している。この時のカム５２の姿勢を、「押圧姿勢」と称する。このようにカム５２が押圧姿勢を取っている状態では、牽引バネ５４のバネ本体８３は自然長よりも伸長した状態になっており、牽引バネ５４が第２揺動部材５３を牽引している。一方で、押圧バネ５５は自然長になっており、第２揺動部材５３を押圧していない。この時のニップ圧を「第１の圧力」と称する。第１の圧力は、例えば、普通紙に対して片面印刷を行う際のニップ圧である。

このようにニップ圧が第１の圧力になっている状態からニップ圧を切り替える際には、駆動源１１３を逆回転させる。このように駆動源１１３が逆回転すると、駆動源１１３の回転が駆動ギア４１、第２ワンウェイクラッチ１１５及びカムシャフト６９を介してカム５２に伝達され、カム５２が１８０度回転する。このようにカム５２が１８０度回転すると、図９、図１０に示されるように、カム５２の大径部７０による第１揺動部材５１のコロ５８の右側部に対する押圧が解除され、カム５２の小径部７１が第１揺動部材５１のコロ５８の右側部に対向する。この時のカム５２の姿勢を、「押圧解除姿勢」と称する。

このようにカム５２が押圧姿勢から押圧解除姿勢まで回転すると、第１揺動部材５１が右側に揺動すると共に牽引バネ５４のバネ本体８３が自然長に復元し、牽引バネ５４による第２揺動部材５３に対する牽引が解除される。そのため、第２揺動部材５３が右側に揺動し、第２揺動部材５３に回転可能に支持された加圧ローラー３３が右方（加熱ローラー３２から離間する方向）に移動する。これに伴って、押圧バネ５５が自然長よりも圧縮され、第２揺動部材５３を押圧する。この時のニップ圧を「第２の圧力」と称する。第２の圧力は、例えば、封筒に対して印刷を行う場合のニップ圧であり、第１の圧力よりも減圧されている。

なお、上記のように駆動源１１３が逆回転すると、駆動源１１３の回転が駆動ギア４１を介して第１ワンウェイクラッチ１１４に伝達されるが、第１ワンウェイクラッチ１１４は加熱ローラー３２に回転を伝達しない。つまり、第１ワンウェイクラッチ１１４によって回転の伝達が遮断される。そのため、加熱ローラー３２及び加圧ローラー３３は回転しない。

このようにニップ圧が第２の圧力になっている状態からニップ圧を切り替える際には、駆動源１１３を再度逆回転させる。このように駆動源１１３が逆回転すると、駆動源１１３の回転が駆動ギア４１、第２ワンウェイクラッチ１１５及びカムシャフト６９を介してカム５２に伝達され、カム５２が１８０度回転する。このようにカム５２が１８０度回転すると、図５、図６に示されるように、カム５２の大径部７０が第１揺動部材５１のコロ５８の右側部を押圧する。これに伴って、第１揺動部材５１が左側に揺動して牽引バネ５４を牽引し、牽引バネ５４のバネ本体８３が自然長よりも伸長する。これに伴って、牽引バネ５４が第２揺動部材５３を牽引し、第２揺動部材５３が左側に揺動して、第２揺動部材５３に回転可能に支持された加圧ローラー３３が左方（加熱ローラー３２に接近する方向）に移動する。これに伴って、押圧バネ５５が自然長に復元し、押圧バネ５５による第２揺動部材５３に対する押圧が解除される。以上により、ニップ圧が第２の圧力から第１の圧力に切り替わる。このように、本実施形態では、各圧力調整機構３４によって第１の圧力と第２の圧力の間でニップ圧を切り替えることができるようになっている。

上記のような構成の定着装置２３では、定着ニップＮにおいて用紙が受ける熱や圧力の影響によって、用紙がカールしてしまうという問題がある。特に、用紙に対して両面印刷を行う場合には、用紙の第１の面（表面）にトナー像を定着させる際に用紙がカールした後、用紙の第２の面（裏面）にトナー像を定着させる際に用紙のカールが助長されるため、用紙のカールが大きくなりやすい。そこで、本実施形態では以下のようにして、両面印刷後に用紙がカールするのを抑制している。

両面印刷時には、まず、ニップ圧を第１の圧力とした状態で、駆動源１１３を正回転させると共に、各ヒーター４６によって加熱ローラー３２を温度Ｔ１まで加熱する。この状態で、定着ニップＮにおいて用紙の第１の面にトナー像を定着させる。

次に、用紙を第２分岐路２６へと搬送し、用紙を両面搬送路２８へとスイッチバックさせる。そして、用紙が両面搬送路２８を通過している間に、駆動源１１３を逆回転させて、ニップ圧を第１の圧力から第２の圧力に切り替える。また、各ヒーター４６によって加熱ローラー３２を温度Ｔ１よりも高温な温度Ｔ２まで加熱する。この加熱が完了したら、定着ニップＮにおいて用紙の第２の面にトナー像を定着させる。

本実施形態ではこのように、用紙の第１の面にトナー像を定着させる時のニップ圧（第１の圧力）よりも用紙の第２の面にトナー像を定着させる時のニップ圧（第２の圧力）を弱めている。このような構成を採用することで、用紙の第１の面にトナー像を定着させる際に用紙に発生したカールを用紙の第２の面にトナー像を定着させる際に緩和することが可能となる。そのため、両面印刷後に用紙がカールするのを抑制し、用紙のカールに伴う不具合の発生を防止することができる。

また、用紙のカールを抑制するためにカール修正用ローラーなどの新たな部品を追加する必要が無い。そのため、定着装置２３の大型化や定着装置２３の製造コストの上昇を抑制することができる。

また、各圧力調整機構３４は、封筒に対して印刷を行う場合に、ニップ圧を第２の圧力としている。つまり、封筒に対して印刷を行う場合に封筒にしわが発生するのを抑制するために用いられているニップ圧を、用紙の第２の面にトナー像を定着させる際のニップ圧として併用している。そのため、用紙の第２の面にトナー像を定着させる際のニップ圧を新たに設定する必要が無く、定着装置２３の製造コストを低廉化することができる。

また、カム５２が第１揺動部材５１を押圧すると、第１揺動部材５１が揺動して牽引バネ５４を牽引し、牽引バネ５４が第２揺動部材５３を牽引し、第２揺動部材５３が揺動して加圧ローラー３３が左方（加熱ローラー３２に接近する方向）に移動し、ニップ圧が第２の圧力から第１の圧力に切り替わるようになっている。このような構成を採用することで、ニップ圧を第２の圧力から第１の圧力に確実に切り替えることができる。

また、ニップ圧が第１の圧力である時には、牽引バネ５４が第２揺動部材５３を牽引し、押圧バネ５５が第２揺動部材５３を押圧せず、ニップ圧が第２の圧力である時には、牽引バネ５４が第２揺動部材５３を牽引せず、押圧バネ５５が第２揺動部材５３を押圧している。このような構成を採用することで、第１の圧力を発生させる機能と第２の圧力を発生させる機能を、それぞれ牽引バネ５４と押圧バネ５５に分担させることができる。そのため、第１の圧力と第２の圧力を正確に発生させることができる。

また、駆動源１１３が正回転すると、駆動源１１３の回転が第１ワンウェイクラッチ１１４を介して加熱ローラー３２に伝達されて加熱ローラー３２及び加圧ローラー３３が回転し、駆動源１１３が逆回転すると、駆動源１１３の回転が第２ワンウェイクラッチ１１５を介してカム５２に伝達され、カム５２が押圧姿勢と押圧解除姿勢の間で回転するように構成されている。このような構成を採用することで、用紙にトナー像を定着させる動作とニップ圧を切り替える動作を単一の駆動源１１３のみによって行うことが可能となり、定着装置２３の製造コストを低廉化させることができる。

また、本実施形態では、図５に示されるように、カム５２の小径部７１が平坦面によって構成されており、曲率を有していない。このような構成を採用することで、ニップ圧の切り替えスピードを速くすることが可能となり、高速機（印刷速度の速い機種）に対応しやすくなる。

本実施形態では、カム５２の小径部７１が平坦面によって構成されており、曲率を有していない場合について説明した。一方で、他の異なる実施形態では、図１１に示されるように、カム５２の小径部７１が曲面によって構成されており、曲率を有していても良い。このような構成を採用することで、ニップ圧を緩やかに切り替えることが可能となる。

本実施形態では、圧力調整機構３４がカム５２を備えている場合について説明したが、他の異なる実施形態では、圧力調整機構３４がカム５２を備えていなくても良い。つまり、圧力調整機構３４は、ニップ圧を切り替えることができれば、どのような機構であっても構わない。

本実施形態では、駆動源１１３の回転が加熱ローラー３２に伝達されて加熱ローラー３２及びこの加熱ローラー３２に圧接する加圧ローラー３３が回転する場合について説明した。一方で、他の異なる実施形態では、駆動源１１３の回転が加圧ローラー３３に伝達されて加圧ローラー３３及びこの加圧ローラー３３に圧接する加熱ローラー３２が回転しても良い。

本実施形態では、加熱ローラー３２を定着部材として用いる場合について説明した。一方で、他の異なる実施形態では、定着ベルトを定着部材として用いても良い。

本実施形態では、カラープリンター１に本発明の構成を適用する場合について説明した。一方で、他の異なる実施形態では、モノクロプリンター、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。

１ カラープリンター（画像形成装置）
２３ 定着装置
３１ 定着装置本体
３２ 加熱ローラー（定着部材）
３３ 加圧ローラー（加圧部材）
３４ 圧力調整機構
５１ 第１揺動部材
５２ カム
５３ 第２揺動部材
５４ 牽引バネ
５５ 押圧バネ
１１３ 駆動源
１１４ 第１ワンウェイクラッチ（第１接続部）
１１５ 第２ワンウェイクラッチ（第２接続部）
Ｎ 定着ニップ

Claims (6)

1. 回転可能に設けられる定着部材と、
   前記定着部材に圧接して定着ニップを形成し、回転可能に設けられる加圧部材と、
   第１の圧力と、前記第１の圧力よりも減圧された第２の圧力と、の間で前記定着ニップの圧力を切り替える圧力調整機構と、を備え、
   前記圧力調整機構は、用紙に対して両面印刷を行う場合に、用紙の第１の面にトナー像を定着させる際には前記定着ニップの圧力を前記第１の圧力とし、用紙の前記第１の面にトナー像を定着させた後に用紙の第２の面にトナー像を定着させる際には前記定着ニップの圧力を前記第２の圧力とすることを特徴とする定着装置。
2. 前記圧力調整機構は、封筒に対して印刷を行う場合に、前記定着ニップの圧力を前記第２の圧力とすることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記定着部材を回転可能に支持する定着装置本体を更に備え、
   前記圧力調整機構は、
   前記定着装置本体に揺動可能に支持される第１揺動部材と、
   前記第１揺動部材を押圧可能に設けられるカムと、
   前記定着装置本体に揺動可能に支持されると共に前記加圧部材を回転可能に支持する第２揺動部材と、
   前記第１揺動部材と前記第２揺動部材の間に介装される牽引バネと、を備え、
   前記カムが前記第１揺動部材を押圧すると、前記第１揺動部材が揺動して前記牽引バネを牽引し、前記牽引バネが前記第２揺動部材を牽引し、前記第２揺動部材が揺動して前記加圧部材が前記定着部材に接近する方向に移動し、前記定着ニップの圧力が前記第２の圧力から前記第１の圧力に切り替わることを特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置。
4. 前記圧力調整機構は、前記定着装置本体と前記第２揺動部材の間に介装される押圧バネを更に備え、
   前記定着ニップの圧力が前記第１の圧力である時には、前記牽引バネが前記第２揺動部材を牽引し、前記押圧バネが前記第２揺動部材を押圧せず、
   前記定着ニップの圧力が前記第２の圧力である時には、前記牽引バネが前記第２揺動部材を牽引せず、前記押圧バネが前記第２揺動部材を押圧することを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
5. 前記定着部材又は前記加圧部材に第１接続部を介して接続されると共に、前記カムに第２接続部を介して接続される正逆回転可能な駆動源を更に備え、
   前記カムは、前記第１揺動部材を押圧する押圧姿勢と、前記第１揺動部材への押圧を解除する押圧解除姿勢と、の間で回転可能に設けられ、
   前記駆動源が正回転すると、前記駆動源の回転が前記第１接続部を介して前記定着部材又は前記加圧部材に伝達されて前記定着部材及び前記加圧部材が回転し、
   前記駆動源が逆回転すると、前記駆動源の回転が前記第２接続部を介して前記カムに伝達され、前記カムが前記押圧姿勢と前記押圧解除姿勢の間で回転することを特徴とする請求項３又は４に記載の定着装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の定着装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。

Images