JP2018055033A - 画像形成装置および定着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ニップ幅を切り替える操作部材を動かすためのスペースを小さくすることを目的とする。
【解決手段】アーム部材（加圧アーム６０）は、回動中心となる支点部６１と、第１定着部材（加圧ローラ４２）に作用する作用点部６２と、力点部６３を有する。力点部６３は、ニップ幅が第１幅Ｂ１となる第１位置と、ニップ幅が第１幅Ｂ１より小さい第２幅となる第２位置に移動可能で、力点部６３が第１位置に位置する際に画像形成装置（レーザプリンタ１）が印刷可能となっている。画像形成装置は、所定方向に進退可能であり、アーム部材を回動させるカム部材（直動カム７０）を備える。カム部材は、力点部６３を第１位置に保持する第１保持面７１と、力点部６３を第１位置から第２位置に移動させる第１カム面７３と、力点部６３を第２位置に保持する第２保持面７２を有する。
【選択図】図４

Description

本発明は、第１定着部材と第２定着部材の間のニップの幅を切り替え可能な定着装置および画像形成装置に関する。

従来、定着装置として、加熱ローラと、加圧ローラと、加圧ローラを支持する回動可能な加圧アームと、加圧アームを介して加圧ローラを加熱ローラに向けて付勢するバネと、加圧アームに作用するカム面を有する回動可能な操作レバーとを備えたものが知られている（特許文献１参照）。この技術では、操作レバーを回動させて、カム面で加圧アームをバネの付勢力に抗して回動させることで、加圧ローラを加熱ローラから離れる方向に移動させて、加圧ローラと加熱ローラの間のニップの幅を切り替えることが可能となっている。

特開２００４−１０９５２号公報

ところで、従来技術のように回動式の操作レバーを使用した場合には、画像形成装置内において、操作レバーを回動させるために必要なスペースが大きくなってしまう問題が生じる。特に、操作レバーが複数のカム面を有して、ニップの幅を多段階に切り替える場合には、操作レバーの回動角度も大きくなるので、前述した問題が顕著になる。

そこで、本発明は、操作部材を動かすためのスペースを小さくすることができる画像形成装置および定着装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、第１定着部材と、前記第１定着部材に接触し、前記第１定着部材との間でニップを形成する第２定着部材と、前記第１定着部材を前記第２定着部材に向けて付勢するバネと、前記第１定着部材を前記第２定着部材から離れる方向に移動させるために、前記バネの付勢力に抗して回動可能なアーム部材と、を備え、前記アーム部材が、回動中心となる支点部と、前記第１定着部材に作用する作用点部と、力点部と、を有し、前記力点部が、前記ニップの幅が第１幅となる第１位置と、前記ニップの幅が前記第１幅より小さい第２幅となる第２位置とに移動可能であり、前記力点部が前記第１位置に位置する際に印刷可能な画像形成装置である。
画像形成装置は、所定方向に進退可能であり、前記力点部を押圧して前記アーム部材を回動させるカム部材を備える。
前記カム部材は、前記力点部を前記第１位置に保持する第１保持面と、前記力点部を押圧して前記第１位置から前記第２位置に移動させる第１カム面と、前記力点部を前記第２位置に保持する第２保持面とを有する。

また、本発明に係る定着装置は、第１定着部材と、前記第１定着部材に接触し、前記第１定着部材との間でニップを形成する第２定着部材と、前記第１定着部材を前記第２定着部材に向けて付勢するバネと、前記第１定着部材を前記第２定着部材から離れる方向に移動させるために、前記バネの付勢力に抗して回動可能なアーム部材と、を備える。
前記アーム部材は、回動中心となる支点部と、前記第１定着部材に作用する作用点部と、力点部と、を有する。
前記力点部は、前記ニップの幅が第１幅となる第１位置と、前記ニップの幅が前記第１幅より小さい第２幅となる第２位置とに移動可能となっている。
定着装置は、所定方向に進退可能であり、前記力点部を前記第１位置から前記第２位置に向けて押圧するカム面を有するカム部材を備える。
前記カム部材を前記所定方向に投影したときに、前記カム部材が前記支点部と重なる。

前述した各構成によれば、ニップの幅を切り替えるための操作部材が所定方向に進退するカム部材であるため、操作部材を動かすためのスペースを小さくすることができる。

本発明によれば、操作部材を動かすためのスペースを小さくすることができる。

本発明の実施形態に係るレーザプリンタを示す断面図である。 直動カムがロック位置に位置するときの定着装置を示す図である。 直動カムが押圧位置に位置するときの定着装置を示す図である。 第１保持面で力点部を保持しているときの定着装置を示す図である。 第２保持面で力点部を保持しているときの定着装置を示す図である。 直動カムを示す拡大図である。 直動カムの係合部を係合凸部に係合させる動作を示す図（ａ）〜（ｃ）である。 本発明の変形例に係る定着装置を示す図である。 図８の定着装置を加圧ローラの軸線方向外側から見た図である。

次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明では、まず、画像形成装置の一例としてのレーザプリンタ１の概略構成について説明した後、定着装置１８の詳細な構成について説明する。

図１に示すように、レーザプリンタ１は、本体筐体２と、記録シートの一例としての用紙３を給紙するためのフィーダ部４と、給紙された用紙３に画像を形成するための画像形成部５とを備えている。

フィーダ部４は、本体筐体２内の下部に着脱可能に装着される給紙トレイ６と、給紙トレイ６から用紙３を画像形成部５へ搬送する用紙供給機構７とを主に備えている。

画像形成部５は、スキャナ部１６と、プロセスカートリッジ１７と、定着装置１８とを備えている。

スキャナ部１６は、本体筐体２内の上部に設けられ、レーザ発光部（図示せず。）、回転駆動されるポリゴンミラー１９、レンズ２０，２１、反射鏡２２，２３，２４などを備えている。そして、スキャナ部１６では、レーザビームが図の鎖線で示す経路を通って、プロセスカートリッジ１７の感光ドラム２７の表面上に高速走査にて照射される。

プロセスカートリッジ１７は、スキャナ部１６の下方に配設され、本体筐体２に対して着脱可能に装着される構造となっている。プロセスカートリッジ１７は、感光ドラム２７、帯電器２９、転写ローラ３０、現像ローラ３１、層厚規制ブレード３２、供給ローラ３３、トナーホッパ３４などを備えて構成されている。

このプロセスカートリッジ１７では、帯電器２９で帯電された感光ドラム２７の表面が、スキャナ部１６からのレーザビームで露光されることで、感光ドラム２７上に静電潜像が形成される。この静電潜像に、トナーホッパ３４内のトナーが供給ローラ３３や現像ローラ３１を介して供給されることで、感光ドラム２７上にトナー像が形成される。その後、感光ドラム２７と転写ローラ３０との間で用紙３が搬送される際に、感光ドラム２７上のトナー像が、転写ローラ３０に引き寄せられて用紙３に転写される。

定着装置１８は、ハロゲンランプ４３と、第２定着部材の一例としての加熱ローラ４１と、第１定着部材の一例としての加圧ローラ４２とを主に備えている。なお、定着装置１８の詳細な構造については、後で詳述する。

ハロゲンランプ４３は、円筒状の加熱ローラ４１内に配設されており、加熱ローラ４１を内側から加熱している。

加熱ローラ４１は、略円筒状に形成される金属製の部材であり、加圧ローラ４２の上方に回転可能に配置されている。

加圧ローラ４２は、加熱ローラ４１に圧接されており、回転する加熱ローラ４１と接触して従動回転するようになっている。加圧ローラ４２は、加熱ローラ４１との間で用紙３を熱定着するためのニップＮＰを形成している。なお、この加圧ローラ４２としては、例えば、芯金の周囲にシリコンゴムを設け、このシリコンゴムの表面をＰＴＦＥチューブで覆ったものを採用することができる。

本体筐体２は、定着装置１８から排出される用紙３を排紙ローラ４５に向けて案内するガイドリブ２Ａを有するリアカバー２Ｂを有している。リアカバー２Ｂは、本体筐体２に形成された開口２Ｃを開閉するためのカバーであり、下端部を中心に回動可能となっている。

定着装置１８では、ハロゲンランプ４３によって加熱ローラ４１が加熱されることで、用紙３が加熱ローラ４１と加圧ローラ４２との間を通過する間に用紙３に転写されたトナー像が熱定着される。リアカバー２Ｂが閉じている状態において、定着装置１８から用紙３が排出されると、排出された用紙３は、ガイドリブ２Ａに案内されて排紙パス４４に搬送され、排紙ローラ４５によって排紙トレイ４６上に排紙される。また、リアカバー２Ｂが開いている状態において、定着装置１８から用紙３が排出されると、排出された用紙３は、開口２Ｃを通って外部に排紙される。

図２に示すように、定着装置１８は、前述した加熱ローラ４１や加圧ローラ４２等の他、樹脂からなる筐体５０と、アーム部材の一例としての加圧アーム６０と、バネの一例としてのコイルスプリングＣＳと、カム部材の一例としての、樹脂からなる直動カム７０とを備えている。

加圧アーム６０は、筐体５０に回動可能に支持される支点部６１と、加圧ローラ４２を回転可能に支持する作用点部６２と、作用点部６２を挟んで支点部６１とは反対側に位置する力点部６３とを有している。力点部６３は、作用点部６２とともに支点部６１を中心に回動可能となっている。支点部６１から作用点部６２までの第１距離Ｄ１は、支点部６１から力点部６３までの第２距離Ｄ２よりも小さい。

支点部６１は、筐体５０に形成される円柱状のボス５１で回動可能に支持される環状の部分である。環状の支点部６１の軸線６１Ａは、加圧アーム６０の回動中心となっている。なお、筐体５０に円筒状の軸受が形成される場合には、支点部は、円柱状に形成されていてもよい。

作用点部６２は、加圧ローラ４２の回転軸部４２Ａを回転可能に支持する環状の部分である。作用点部６２は、加圧アーム６０の回動に応じて、加圧ローラ４２を、加熱ローラ４１から離間させる方向または加熱ローラ４１に近づける方向に移動させるように、加圧ローラ４２に作用する。

加圧アーム６０は、支点部６１と作用点部６２とを連結する第１連結部６４と、作用点部６２と力点部６３とを連結する第２連結部６５とをさらに有している。第２連結部６５は、第１連結部６４に対して傾斜している。第１連結部６４と第２連結部６５のなす角は、鈍角となっている。

本実施形態では、加圧アーム６０は、金属板からなる略Ｖ形状のアーム本体６０Ａと、アーム本体６０Ａの一端部に被せられる樹脂製のキャップ６０Ｂとを備えている。そして、アーム本体６０Ａは、前述した支点部６１、作用点部６２、第１連結部６４および第２連結部６５を有している。また、キャップ６０Ｂは、前述した力点部６３を有している。

コイルスプリングＣＳは、金属または樹脂からなる引張コイルバネであり、一端部が筐体５０に連結され、他端部が第２連結部６５に連結されている。コイルスプリングＣＳは、加圧アーム６０を介して加圧ローラ４２を加熱ローラ４１に向けて付勢している。

力点部６３は、図２および図３に示す第３位置と、図４に示す第１位置と、図５に示す第２位置とに移動可能となっている。力点部６３が第３位置に位置するときにおいて、ニップＮＰの幅は、第３幅Ｂ３となっている。力点部６３が第１位置に位置するときにおいて、ニップＮＰの幅は、第３幅Ｂ３より小さい第１幅Ｂ１となっている。力点部６３が第２位置に位置するときにおいて、ニップＮＰの幅は、第１幅Ｂ１より小さい第２幅の一例としての０ｍｍとなっている。つまり、本実施形態においては、力点部６３が第３位置に位置するときには、ニップＮＰの幅が最大となり、力点部６３が第２位置に位置するときには、加圧ローラ４２が加熱ローラ４１から離間している。

力点部６３が第３位置に位置する際には、レーザプリンタ１は、比較的薄い普通紙などを印刷可能となっている。また、力点部６３が第１位置に位置する際には、レーザプリンタ１は、普通紙よりも厚い厚紙などを印刷可能となっている。なお、厚紙を印刷する際には、リアカバー２Ｂを開くことで、厚紙を開口２Ｃから外部に排出することが可能となっている。このように厚紙の印刷時においてリアカバー２Ｂを開くことで、厚紙がカールしてしまうのを抑えることができる。

力点部６３が第２位置に位置する際には、加熱ローラ４１と加圧ローラ４２との間で詰まった用紙３を、開口２Ｃから取り出すことが可能となっている。

直動カム７０は、力点部６３を押圧して加圧アーム６０をコイルスプリングＣＳの付勢力に抗して回動させるための楔形状の部材である。直動カム７０は、所定方向に直線的に進退するカム部材である。ここで、直線的な進退とは、直線でなくても緩やかな曲線に沿った進退も含む。図６に示すように、直動カム７０は、力点部６３を第１位置に保持する第１保持面７１と、力点部６３を第２位置に保持する第２保持面７２と、力点部６３を押圧して第１位置から第２位置に移動させる第１カム面７３と、力点部６３を押圧して第３位置から第１位置に移動させる第２カム面７４とを有している。

第１保持面７１および第２保持面７２は、直動カム７０で力点部６３を押圧するときの直動カム７０の移動方向、つまり所定方向に沿っている。以下の説明では、直動カム７０で力点部６３を押圧するときの直動カム７０の移動方向を、単に「移動方向」とも称する。また、力点部６３を押圧するように直動カム７０を移動させることを「前進」とも称し、前進させる方向とは逆方向に直動カム７０を移動させることを「後退」とも称する。さらに、移動方向の一方側を、「前進側」とも称し、移動方向の他方側を「後退側」とも称する。また、本実施形態では、移動方向は、鉛直方向に対して傾斜する方向とする。

第１保持面７１は、移動方向に直交する第１方向において、第２保持面７２とは異なる位置に配置されている。詳しくは、図５に示すように、第２保持面７２で力点部６３を第２位置に保持している状態において、第１保持面７１は、第２保持面７２よりも力点部６３から遠い位置に配置されている。

第１カム面７３は、第１保持面７１の後退側の端縁から移動方向に対して傾斜するように延びて第２保持面７２に繋がっている。第２カム面７４は、第１保持面７１の前進側の端縁から移動方向に対して傾斜するように延びている。また、第２カム面７４は、第１方向において、第１保持面７１に対して第１カム面７３とは反対側に配置されている。

なお、以下の説明では、第１方向において第１保持面７１に対して第１カム面７３が配置される側を、「第１方向の一方側」とも称し、第１保持面７１に対して第２カム面７４が配置される側を、「第１方向の他方側」とも称する。また、移動方向および第１方向に直交する方向を「第２方向」とも称する。

図６に示すように、第１カム面７３の移動方向に対する傾斜角θ２は、第２カム面７４の移動方向に対する傾斜角θ１よりも小さい。また、移動方向における第１カム面７３の寸法Ｌ１は、移動方向における第２カム面７４の寸法Ｌ２よりも大きい。

また、直動カム７０は、前述した各面７１〜７４を有する本体部７８と、筐体５０に係合する係合部７６と、ユーザによって操作される操作部７７とを有している。本体部７８は、第２保持面７２の後退側の端縁から第１方向の一方側および後退側に向けて斜めに延びる第３傾斜面７８Ａと、第３傾斜面７８Ａの後退側の端縁から移動方向に沿って後退側に延びる第１平面７８Ｂとを有している。また、本体部７８は、第１平面７８Ｂに第１方向で対向する第２平面７８Ｃと、第２平面７８Ｃの前進側の端縁から前進側および第１方向の一方側に向けて斜めに延びる第４傾斜面７８Ｄと、移動方向に直交し、かつ、第４傾斜面７８Ｄおよび第２カム面７４の前進側の各端縁を繋ぐ先端面７８Ｅとを有している。

また、本体部７８は、前述した各面７１〜７４，７８Ａ〜７８Ｅの第２方向の一方側の端縁を繋ぐ連結面７８Ｆと、連結面７８Ｆに形成される溝７５とを有している。溝７５は、図２に示す筐体５０に形成された二股突起５２が係合する溝である。二股突起５２は、先端部が二股に分かれた円柱状の突起であり、二股の先端部を挟み込むように力を加えると、二股の先端部が開いた状態から閉じたい状態に弾性変形するようになっている。

溝７５は、移動方向に沿った第１溝部７５Ａと、第１溝部７５Ａの後退側の端部から第１方向の一方側に延びる第２溝部７５Ｂとを有している。第１溝部７５Ａおよび第２溝部７５Ｂは、開いた状態の二股突起５２の直径と略同じ長さの幅となっている。第１溝部７５Ａは、移動方向および第１方向に直交する第２方向の一方側に向けて開口している。第２溝部７５Ｂは、第２方向の一方側に向けて開口するとともに、第１方向の一方側にも開口している。これにより、二股突起５２を第２溝部７５Ｂにおける第１方向の一方側の開口から取り付けることが可能となっている。

第１溝部７５Ａの前進側の端部は、開いた状態の二股突起５２に回動可能に係合する第１湾曲部７５Ｃとなっている。第１湾曲部７５Ｃは、前進側に向けて凸となる円弧形状となっている。第１湾曲部７５Ｃの第１方向の他方側には、前進側に向けて凸となる略半円状の第２湾曲部７５Ｄが形成されている。第２湾曲部７５Ｄは、閉じた状態の二股突起５２の一部を収容可能となっている。第２湾曲部７５Ｄの深さは、二股突起５２の半径よりも小さい。

係合部７６は、本体部７８の後退側の端部から第１方向の一方側に延びた後、前進側に向けて延びるように形成されている。操作部７７は、本体部７８の後退側の端部のうち係合部７６とは反対側の部位から後退側に向けて突出している。

図７（ａ）に示すように、筐体５０は、直動カム７０の係合部７６に係合する係合凸部５３を有している。係合凸部５３は、直動カム７０を筐体５０に対して動かないように保持するための部位である。図２に示すように、係合凸部５３は、直動カムの係合部７６の先端と本体部７８との間に入り込むことで、直動カム７０を保持している。

図７（ａ）に戻って、直動カム７０は、開いた状態の二股突起５２と第１湾曲部７５Ｃとが接触した状態において、力点部６３を押圧可能な押圧位置（２点鎖線の位置）と、係合部７６が係合凸部５３に当接する当接位置（実線の位置）との間で回動可能となっている。つまり、直動カム７０を押圧位置から図示時計回りに回動させただけでは、係合部７６が係合凸部５３に当接して、それ以上回動することができなくなっている。

図７（ｂ）に示すように、二股突起５２が閉じて第２湾曲部７５Ｄ内に入り込んだ場合には、係合部７６は、係合凸部５３から図示下側に離れるようになっている。これにより、図７（ｃ）に示すように、直動カム７０を再び図示時計回りに回動させることが可能となるので、係合部７６を、係合凸部５３の裏側（本体部７８とは反対側）に回り込ませることが可能となっている。

その後は、直動カム７０に対して図示下側へ加えていた力を解除すると、二股突起５２が弾性力により元の開いた状態に戻ろうとする。この際、第２湾曲部７５Ｄの深さが二股突起５２の半径よりも小さいため、二股突起５２が第２湾曲部７５Ｄを図示上側に押圧する。これにより、直動カム７０が図示上側に移動して、係合部７６が係合凸部５３の裏側に係合する。

以下の説明では、係合部７６が係合凸部５３の裏側に係合しているときの直動カム７０の位置を、ロック位置とも称する。なお、本実施形態では、ロック位置において、直動カム７０の第１保持面７１は、鉛直方向に沿うこととする。

図２に示すように、筐体５０は、直動カム７０を移動方向に案内するガイド部材５４と、直動カム７０の前進を規制するストッパ５５とを有している。ガイド部材５４は、直動カム７０の第２平面７８Ｃに接触するガイド面５４Ａを有している。ガイド面５４Ａは、移動方向に沿っている。直動カム７０は、ガイド部材５４と加圧アーム６０の力点部６３との間に入り込み、加圧アーム６０の力点部６３とガイド部材５４との距離を拡大または縮小する。ストッパ５５は、直動カム７０の先端面７８Ｅに当接する当接面５５Ｂを有している。なお、ストッパ５５の当接面５５Ｂに直動カム７０の先端面７８Ｅが当接しているときには、直動カム７０は、第２保持面７２で力点部６３を保持している（図５参照）。

図３に示すように、直動カム７０は、押圧位置において、当該直動カム７０を移動方向に投影したときに、支点部６１と重なるように配置されている。詳しくは、直動カム７０は、押圧位置において、当該直動カム７０を移動方向に投影したときに、支点部６１の軸線６１Ａと重なるように配置されている。ここで、図３では、投影線を２点鎖線で図示している。また、直動カム７０が押圧位置に位置するときにおいて、直動カム７０の移動方向の一端縁と他端縁を通る直線ＳＬが、コイルスプリングＣＳの付勢力Ｆｓの方向に対して垂直となっている。

また、直動カム７０は、コイルスプリングＣＳを挟んで支点部６１とは反対側に位置している。さらに、直動カム７０は、第１保持面７１で力点部６３を保持しているとき（図４参照）よりも第２保持面７２で力点部６３を保持しているとき（図５参照）の方がコイルスプリングＣＳに近くに配置される。

次に、直動カム７０の操作方法について説明する。
普通紙などの薄めの用紙３を印刷する場合には、図２に示すように、ユーザは、直動カム７０をロック位置に位置させておく。つまり、直動カム７０を、加圧アーム６０の力点部６３から離間させておく。また、ユーザは、リアカバー２Ｂ（図１参照）を閉じた状態とする。これにより、ニップＮＰの幅が第３幅Ｂ３となり、普通紙上にトナー像を良好に熱定着させることができる。

図２の状態から、厚紙などの厚めの用紙３への印刷に切り替える場合には、ユーザは、まず、リアカバー２Ｂを開ける。その後、ユーザは、図７（ｃ）に示すように、直動カム７０を下側へ移動させる。これにより、直動カム７０の係合部７６が係合凸部５３から外れて、直動カム７０が図示反時計回りに回動可能となる。

その後、ユーザは、図７（ｂ），（ａ）の順で示すように、直動カム７０をロック位置から押圧位置まで回動させる。詳しくは、図３に示すように、直動カム７０の第２カム面７４が加圧アーム６０の力点部６３に当接することで、直動カム７０が押圧位置に規制される。

その後、ユーザは、直動カム７０を前進させることで、第２カム面７４によって力点部６３を第３位置から第１位置に向けて押圧する。これにより、加圧アーム６０が図示時計回りに回動して、加圧ローラ４２が加熱ローラ４１から離れる方向に移動していくので、ニップＮＰの幅が徐々に小さくなっていく。

そして、図４に示すように、第１保持面７１が力点部６３に接触したときに、ユーザが直動カム７０の操作を終了することで、ニップＮＰの幅が第１幅Ｂ１に保持される。その後は、リアカバー２Ｂを開けた状態のままにして、印刷動作を行うことで、厚紙を定着装置１８で熱定着した後、定着装置１８から略ストレートに延びる排紙経路を通して厚紙を開口２Ｃ（図１参照）から排紙することができる。

図４の状態において、ニップＮＰで用紙３が詰まった場合には、ユーザは、印刷動作の一時停止後に、直動カム７０を前進させる。これにより、第１カム面７３が力点部６３を第１位置から第２位置に向けて押圧するので、ニップＮＰの幅が第１幅Ｂ１から０に向けて変化していく。

そして、図５に示すように、第２保持面７２が力点部６３に接触したときに、ユーザが直動カム７０の操作を終了することで、ニップＮＰの幅が０（第２幅）に保持される。そのため、ユーザは、ニップ圧が解放された用紙３をニップＮＰから容易に引き抜くことができる。

なお、ニップＮＰを、０から第１幅Ｂ１または第３幅Ｂ３に変更するときや、第１幅Ｂ１から第３幅Ｂ３に変更するときの直動カム７０の操作は、前述した操作を適宜逆の順序で行えばよい。

以上によれば、本実施形態において以下のような効果を得ることができる。
ニップＮＰの幅を切り替えるための操作部材が直線移動する直動カム７０であるため、操作部材の操作に必要な力を小さくすることができるとともに、操作部材を動かすためのスペースを小さくすることができる。なお、従来のように回動式の操作レバーでは、操作レバーの回動中心から力点部までの長さを大きくすると、てこの原理により、操作の負荷が小さくなるが、操作レバーを回動させるための領域が非常に大きくなってしまうが、本実施形態の構造では、このような問題を解決することができる。

直動カム７０を移動方向に投影したときに、直動カム７０が支点部６１と重なるので、加圧アーム６０を小さな力で動かすことができる。

直動カム７０の移動方向の一端縁と他端縁を通る直線ＳＬが、コイルスプリングＣＳの付勢力Ｆｓの方向に対して垂直であるので、加圧アーム６０を小さな力で動かすことができる。

直動カム７０がコイルスプリングＣＳを挟んで支点部６１とは反対側に位置するので、加圧アーム６０を小さな力で動かすことができる。

直動カム７０の移動方向に対する第１カム面７３の傾斜角θ２が、移動方向に対する第２カム面７４の傾斜角θ１よりも小さいので、第１カム面７３で力点部６３を押圧するときの力を小さくすることができる。ここで、第２カム面７４で力点部６３を押圧するときよりも第１カム面７３で力点部６３を押圧するときの方が、コイルスプリングＣＳが伸ばされているので、コイルスプリングＣＳの付勢力Ｆｓが強くなる。これに対し、第１カム面７３の傾斜角θ２を小さくすることで、第１カム面７３で力点部６３を押圧するときにおいて、直動カム７０を前進させるための力が極端に大きくなるのを抑えることができる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、以下に例示するように様々な形態で利用できる。以下の説明においては、前記実施形態と略同様の構造となる部材には同一の符号を付し、その説明は省略する。

前記実施形態では、第１定着部材として加圧ローラ４２、第２定着部材として加熱ローラ４１を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、加熱ローラを加圧ローラに向けて付勢する構造では、第１定着部材が加熱ローラに相当し、第２定着部材が加圧ローラに相当することになる。また、第１定着部材を、図８に示すような加熱ユニット１００とし、第２定着部材を加圧ローラ２００としてもよい。

詳しくは、図８の形態において、定着装置１８Ａは、加熱ユニット１００と、加圧ローラ２００とを備えている。加熱ユニット１００は、定着ベルト１１０と、ハロゲンランプ１２０と、ニップ部材１３０と、反射部材１４０と、ステイ１６０とを備えている。

定着ベルト１１０は、耐熱性と可撓性を有する無端状（筒状）のフィルムであり、その両端部がガイド部材１７０（図９参照）により回転が案内されている。

ハロゲンランプ１２０は、ニップ部材１３０および定着ベルト１１０を加熱することで用紙３上のトナーを加熱する発熱体であり、定着ベルト１１０の内側において定着ベルト１１０およびニップ部材１３０の内面から所定の間隔をあけて配置されている。

ニップ部材１３０は、ハロゲンランプ１２０からの輻射熱を受ける部材であり、筒状の定着ベルト１１０の内面に摺接するように配置されている。そして、このニップ部材１３０は、ハロゲンランプ１２０から受けた輻射熱を定着ベルト１１０を介して用紙３上のトナーに伝達する。このニップ部材１３０は、後述するスチール製のステイ１６０より熱伝導率が大きい、例えば、アルミニウム板などを断面視略Ｕ形状に折り曲げることで形成されている。

反射部材１４０は、ハロゲンランプ１２０からの輻射熱をニップ部材１３０に向けて反射する部材であり、定着ベルト１１０の内側においてハロゲンランプ１２０を取り囲むように、ハロゲンランプ１２０から所定の間隔をあけて配置されている。

反射部材１４０は、赤外線および遠赤外線の反射率が大きい、例えば、アルミニウム板などを断面視略Ｕ形状に湾曲させて形成されている。なお、熱反射率を高めるため、反射部材１４０は、鏡面仕上げを施したアルミニウム板などを用いて形成してもよい。

ステイ１６０は、ニップ部材１３０を支持することでニップ部材１３０の剛性を確保する部材である。ステイ１６０は、反射部材１４０の外面形状に沿った形状（断面視略Ｕ形状）を有して反射部材１４０を覆うように配置されている。このようなステイ１６０は、比較的剛性が大きい、例えば、鋼板などを断面視略Ｕ形状に折り曲げることで形成されている。ステイ１６０は、係合部を有しており、係合部を介してニップ部材１３０および反射部材１４０を支持している。

そして、ニップ部材１３０および反射部材１４０を支持するステイ１６０と、ハロゲンランプ１２０は、図９に示すガイド部材１７０に固定されている。すなわち、ガイド部材１７０は、ニップ部材１３０、反射部材１４０、ステイ１６０およびハロゲンランプ１２０を一体的に支持している。

図９に示すように、定着装置１８の筐体１８０は、左右一対の側壁１８１と、側壁１８１の下部を連結する下壁（図示略）とを備えており、各側壁１８１には、ガイド部材１７０を上下に移動可能に支持する支持溝１８２が上方に開口するように形成されている。また、筐体１８０の各側壁１８１には、加圧ローラ２００を回転可能に支持する軸受１９０と、第１コイルバネ４００と、揺動アーム４１０と、アーム部材の一例としての切替部材５００と、前記実施形態と略同じ構造の直動カム７０とが設けられている。

第１コイルバネ４００は、揺動アーム４１０を介して加熱ユニット１００を加圧ローラ２００へ向けて付勢させる部材であり、一端が筐体１８０に固定されるとともに、他端が揺動アーム４１０の先端部４１１に固定されている。この第１コイルバネ４００の付勢力によって、加熱ユニット１００が加圧ローラ２００に圧接されて、加熱ユニット１００と加圧ローラ２００との間にニップＮＰが形成されている。

揺動アーム４１０は、筐体１８０に対して揺動可能に設けられており、揺動する先端部４１１と回転中心となる基端部４１２との間の中間部で、ガイド部材１７０を第２コイルバネ４２０を介して支持している。

なお、揺動アーム４１０の中間部には、当該揺動アーム４１０の長手方向に延びる長孔（図示略）が形成されている。一方、ガイド部材１７０の上面には、上方に突出して長孔を貫通する突起部１７６が形成され、この突起部１７６の上端部には、突起部１７６の突出方向に直交する方向に延びる被支持部材１７７が固定されている。

そして、第２コイルバネ４２０が、突起部１７６と同軸となるように突起部１７６の外側に配置されるとともに、揺動アーム４１０の上面と被支持部材１７７の下面との間に配置されることで、ガイド部材１７０が第２コイルバネ４２０を介して揺動アーム４１０で支持されている。これにより、第２コイルバネ４２０が、揺動アーム４１０の揺動方向に変形可能となっている。

切替部材５００は、回動中心となる支点部５１０と、加熱ユニット１００に揺動アーム４１０を介して作用する作用点部５２０と、作用点部５２０を挟んで支点部５１０とは反対側に位置する力点部５３０とを有している。力点部５３０は、図９に示す位置と、図９の位置よりも図示上方の位置とに移動可能となっている。力点部５３０が図９に示す位置から上方に移動すると、揺動アーム４１０が上方に揺動して、加熱ユニット１００が上方に移動するようになっている。つまり、力点部５３０は、ニップＮＰの幅が第３幅となる第３位置と、ニップＮＰの幅が第３幅より小さい第１幅となる第１位置と、ニップＮＰの幅が第１幅より小さい第２幅となる第２位置とに移動可能となっている。

直動カム７０は、前記実施形態と同様の第１保持面７１、第２保持面７２、第１カム面７３および第２カム面７４を有している。また、直動カム７０は、移動方向に投影したときに、支点部５１０の軸線５１１と重なっている。以上のような構成の定着装置１８Ａでも、直動カム７０の操作によってニップＮＰの幅を切り替えることができるので、前記実施形態と同様の効果を得ることができる。

前記実施形態では、第２幅を０としたが、本発明はこれに限定されず、第１幅よりも小さい値であれば０でなくてもよい。つまり、力点部が第２位置に位置するときにおいて、第１定着部材と第２定着部材とが接触していてもよい。

前記実施形態では、記録シートの一例として、厚紙、はがき、薄紙などの用紙３を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えばＯＨＰシートであってもよい。

前記実施形態では、バネの一例として引張コイルバネを例示したが、本発明はこれに限定されず、例えばトーションバネ、板バネ、圧縮コイルバネなどであってもよい。また、前記実施形態では、バネが第１定着部材を間接的に付勢する構造を例示したが、本発明はこれに限定されず、バネが第１定着部材を直接付勢してもよい。

また、アーム部材の力点部と直動カムとの間に別の部材が介在しており、別の部材を介して間接的に直動カムの力がアーム部材の力点部に作用する構成であってもよい。別の部材は、例えば、バネ等の弾性体やシート状の部材であってもよい。

また、直動カムをモータにより進退させてもよい。また、直動カムをリアカバーの開閉に連動して進退するように構成してよい。

また、ガイド部５４は、回転体であっても良いし、回転可能なカムであってもよい。

また、各カム面の傾斜角や寸法は、前記実施形態に限定されるものではない。例えば、第１カム面の傾斜角は、第２カム面の傾斜角と同じであってもよいし、第２カム面よりも大きくてもよい。また、例えば、第１カム面の移動方向における寸法は、第２カム面の移動方向における寸法と同じであってもよいし、第２カム面の移動方向における寸法よりも小さくてもよい。

また、直動カムの移動方向に直動カムを投影したときに、直動カムが支点部の軸線と重ならなくてもよい。また、画像形成装置は、力点部が第１位置に位置する際に印刷不能となっていてもよい。

また、アーム部材を、ヒータにより加熱される加熱ローラと対向する加圧ベルトの内周面に接触する加圧パッドを加熱ローラへ向けて付勢するように構成し、直動カムをこのアーム部材に作用させるように構成してもよい。

また、図８のニップ部材１３０とハロゲンランプ１２０の代わりに、セラミックヒータを用いたベルト定着方式の定着装置に本発明を適用してもよい。

前記実施形態では、レーザプリンタ１に本発明を適用したが、本発明はこれに限定されず、その他の画像形成装置、例えば複写機や複合機などに本発明を適用してもよい。

第１定着部材および第２定着部材は、前記実施形態に示したものに限らず、どのようなものであってもよい。例えば、金属等からなる円筒状の加熱ローラと、加熱ローラとの間で記録シートを熱定着するためのニップを形成する第１エンドレスベルトと、加熱ローラの外周面上の第１エンドレスベルトとは異なる位置に配置され、加熱ローラとの間で熱伝達用のニップを形成する第２エンドレスベルトと、第２エンドレスベルト内に配置される熱源と、を備える定着装置においては、第２エンドレスベルトを第１定着部材とし、加圧ローラを第２定着部材としてもよい。

また、前記した実施形態および変形例で説明した各要素を、任意に組み合わせて実施してもよい。

１ レーザプリンタ
３ 用紙
１８ 定着装置
４１ 加熱ローラ
４２ 加圧ローラ
６０ 加圧アーム
６１ 支点部
６１Ａ 軸線
６２ 作用点部
６３ 力点部
７０ 直動カム
７１ 第１保持面
７２ 第２保持面
７３ 第１カム面
Ｂ１ 第１幅
ＣＳ コイルスプリング
ＮＰ ニップ

Claims (8)

1. 第１定着部材と、
   前記第１定着部材に接触し、前記第１定着部材との間でニップを形成する第２定着部材と、
   前記第１定着部材を前記第２定着部材に向けて付勢するバネと、
   前記第１定着部材を前記第２定着部材から離れる方向に移動させるために、前記バネの付勢力に抗して回動可能なアーム部材と、を備え、
   前記アーム部材が、回動中心となる支点部と、前記第１定着部材に作用する作用点部と、力点部と、を有し、
   前記力点部が、前記ニップの幅が第１幅となる第１位置と、前記ニップの幅が前記第１幅より小さい第２幅となる第２位置とに移動可能であり、
   前記力点部が前記第１位置に位置する際に印刷可能な画像形成装置であって、
   所定方向に進退可能であり、前記力点部を押圧して前記アーム部材を回動させるカム部材を備え、
   前記カム部材は、前記力点部を前記第１位置に保持する第１保持面と、前記力点部を押圧して前記第１位置から前記第２位置に移動させる第１カム面と、前記力点部を前記第２位置に保持する第２保持面とを有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記カム部材を前記所定方向に投影したときに、前記カム部材が前記支点部と重なることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記カム部材の前記所定方向の一端縁と他端縁を通る直線が、前記バネの付勢力の方向に対して垂直であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記カム部材は、前記バネを挟んで前記支点部とは反対側に位置することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記直動アームは、前記第１保持面で前記力点部を保持しているときよりも前記第２保持面で前記力点部を保持しているときの方が前記バネに近いことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記力点部が、前記ニップの幅が前記第１幅より大きい第３幅となる第３位置に移動可能であり、
   前記カム部材は、前記力点部を押圧して前記第３位置から前記第１位置に移動させる第２カム面を有し、
   前記所定方向に対する前記第１カム面の傾斜角は、前記所定方向に対する前記第２カム面の傾斜角よりも小さいことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記所定方向における前記第１カム面の寸法は、前記所定方向における前記第２カム面の寸法よりも大きいことを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 第１定着部材と、
   前記第１定着部材に接触し、前記第１定着部材との間でニップを形成する第２定着部材と、
   前記第１定着部材を前記第２定着部材に向けて付勢するバネと、
   前記第１定着部材を前記第２定着部材から離れる方向に移動させるために、前記バネの付勢力に抗して回動可能なアーム部材と、を備え、
   前記アーム部材が、回動中心となる支点部と、前記第１定着部材に作用する作用点部と、力点部と、を有し、
   前記力点部が、前記ニップの幅が第１幅となる第１位置と、前記ニップの幅が前記第１幅より小さい第２幅となる第２位置とに移動可能となる定着装置であって、
   所定方向に進退可能であり、前記力点部を前記第１位置から前記第２位置に向けて押圧するカム面を有するカム部材を備え、
   前記カム部材を前記所定方向に投影したときに、前記カム部材が前記支点部と重なることを特徴とする定着装置。

Images