JP4274577B2 - 画像加熱装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式や静電記録方式を採用したプリンタ、複写機、ファクシミリ等に用いられる画像加熱装置に関する。

従来、種々の画像形成装置が知られているが、その中でも感光体にレーザ光で像露光を行い、それを現像して画像を得る電子写真方式の画像形成装置が一般に普及している。このような画像形成装置は、画像品質が高く、高速である等の長所を持っており、例えば、複写機等の出力装置、カラーレーザビームプリンタ等として広く用いられている。

そして、これらの複写機やカラーレーザビームプリンタ等のカラー画像形成装置においては、厚紙などのいろいろなシート（記録材）での高い生産性（単位時間あたりのプリント枚数）が求められてきている。

ところで、上記電子写真方式を適用した画像形成装置において、高い生産性、特に坪量の大きなシートでの生産性を上げるため、定着装置の定着スピードを高速化する必要がある。しかし、坪量が大きいシートでは、熱が多く奪われるため、定着に要する熱量が、薄い紙に定着する場合に比べて大幅に多く、坪量の大きい紙に定着する際に、定着スピードを落として、定着処理を施しているのが現状である。

そこで、カラー画像の定着スピードを向上させることが可能な技術として、特許文献１や特許文献２の定着装置構成が既に提案されている。

すなわち、特許文献１に係る画像加熱定着装置は、互いに圧接しながら回転可能に配設された定着部材対を有し、該定着部材対が形成するニップ部で未定着画像を形成した記録材を挟持搬送して該記録材上の未定着画像の加熱定着を行う。このとき、前記定着部材対に対して一つ以上の外部加熱部材を当接／退避可能に構成したものである。

また、特許文献２に係る画像加熱定着装置は、図10に示すように、定着ローラ40の表面に外部加熱ローラ53，54を圧接し、外部から定着ローラ40を加熱するようにしたものである。すなわち、２本の外部加熱ローラ53，54の両端を支持フレーム30によって回動可能に支持し、この支持フレーム30を軸34を中心に回動可能な加圧アーム32に取り付け、前記支持フレーム30と加圧アーム32の間に圧縮バネ33を取り付ける。そして、前記加圧アーム32を圧縮バネ35によって押圧するように取り付けることにより、外部加熱ローラ53，54を定着ローラ40に圧接させる。これにより、外部加熱ローラ53，54から定着ローラ40を加熱するようにしている。

そして、複数本の外部加熱ローラを被加熱部材の表面に圧接及び離間させる接離手段と、複数本の外部加熱ローラを被加熱部材の表面に均一に圧接する調整手段を設けたものである。

特開平10−149044号公報 特開2005−316421号公報

しかし、上記従来技術の場合には、次のような問題点を有している。すなわち、特許文献１、特許文献２等に係る定着装置の場合には、記録材が厚紙であっても薄紙と略同等の高い生産性を実現するため、外部加熱ローラの熱量を大きくし、外部加熱ローラから被加熱部材の表面に与える熱量を大きくすることが考えられる。外部加熱ローラから定着ローラに対して、十分な熱量を与えるためには、熱量を伝達するローラニップを大きくする必要がある。

しかし、ローラニップを大きくするために外部加熱ローラを大径化することは、装置の大型化を招いてしまう。また、定着ローラの周囲には、クリーニング手段、温度検知手段等、様々な部材が配置されており、外部加熱ローラの大きさには制約がある。特に、特許文献２のように、複数の外部加熱ローラを配置する場合には、小径の外部加熱ローラで、十分な幅のローラニップを形成させる必要がある。

例えば、図10の外部加熱ローラを有する加熱定着装置において、小径の外部加熱ローラ53，54で大きなローラニップを形成するには、外部加熱ローラ53，54を定着ローラ40に対して、高い当接圧で加圧する必要がある。そのために、バネ33，35としてバネ圧が高い部材を使用し、これを組み付ける必要がある。

しかし、外部加熱ローラ53，54を定着ローラ40に対して、高い当接圧で加圧した場合、組立工程における外部加熱ユニットの取り付け時や、メンテナンスにおけるユニット取り外し時、新たな問題が生じる。

すなわち、高いバネ圧を受ける部材の着脱が必要となるため、作業性が悪化する。例えば、図10の例では高いバネ圧を有するバネ35を圧縮させた状態で、これを支持する部材70を装置本体にビス止め等によって固定する。このとき、バネ35のバネ圧を受けながらビスの着脱を行うと、加圧力がビスのネジ山に掛かった状態でビスを回すことになり、ビスかじりを生じ易い。

そのために、バネ33，35を圧縮させた状態でクランプして取り付ける等、特殊工具の使用が必要となっていた。

本発明は上記点に鑑みてなされたものである。その目的は、外部加熱部材を付勢するためのユニットの取り付け、取り外しが容易であり、簡単にメンテナンス作業を行うことができる画像加熱装置を提供するものである。

上記課題を解決するための本発明における代表的な手段は、記録材に形成された画像を加熱するため記録材を挟持搬送する第１回転体及び第２回転体と、この第１回転体に圧接してこれを外部から加熱する外部加熱部材と、を有する画像加熱装置において、前記第１回転体を回転可能に支持する枠体と、前記外部加熱部材を前記第１回転体に向けて付勢する付勢部材と、この付勢部材を保持する保持部材と、この保持部材を前記付勢部材の付勢方向にスライド可能に支持する支持部材と、を備えたユニットと、前記ユニットを前記支持部材を介して前記枠体に対し取り外し可能に固定する固定部材と、前記支持部材に対し前記保持部材をスライドさせることで、前記付勢部材による付勢力を緩和させる解除手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、外部加熱部材を付勢するためのユニットを第１回転体を支持する枠体から容易に取り外すことができる。このため、画像加熱装置の組立作業やメンテナンス作業を容易に行うことが可能となる。

〔第１実施形態〕
次に本発明の一実施形態に係る画像加熱装置について、これを用いた画像形成装置を例示して説明する。

［画像形成装置］
図１は画像形成装置の一例の概略構成模型図である。本例の画像形成装置は転写式電子写真プロセスを用いた、タンデムタイプのカラーレーザプリンタである。

この画像形成装置内には第１、第２、第３、第４の４つの画像形成部Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄが併設され、各々異なった色のトナー像が潜像、現像、転写のプロセスを経て形成される。

前記第１〜第４画像形成部は、順にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色画像を形成する画像形成部であり、トナーの色が異なる以外は同じ構成である。そこで、図１に示した符号ａ，ｂ，ｃ，ｄはそれぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各画像形成部に対応した部材を示すが、以下の説明では、特に色を区別する必要がない場合には、符号ａ，ｂ，ｃ，ｄは省略する。

各画像形成部Ｐは、それぞれ専用の像担持体、本例では電子写真感光ドラム３を具備し、各感光ドラム３上に各色のトナー像が形成される。各感光ドラム３に隣接して中間転写体（中間転写ベルト）130が設置され、感光ドラム３上に形成された各色のトナー像が、中間転写体130上に一次転写され、二次転写部で記録材Ｐ上に転写される。さらにトナー像が転写された記録材Ｐは、画像加熱装置である定着装置９で加熱及び加圧によりトナー像が定着されて記録画像形成物として装置外の排出トレイ６に排出される。

感光ドラム３の外周には、それぞれドラム帯電器２、現像器１、一次転写帯電器24及びクリーナ４が設けられ、装置の上方部にはさらにレーザスキャナ５が設置されている。

感光ドラム３は矢印の反時計方向に回転駆動され、その周面がドラム帯電器２により所定の極性・電位に一様に一次帯電される。その各感光ドラム３の一様帯電面に対してレーザスキャナ５から出力される、画像信号に応じて変調されたレーザ光による走査露光がなされて、各感光ドラム３上に画像信号に応じた潜像が形成される。すなわち、レーザスキャナ５は、それぞれ、光源装置、ポリゴンミラー等が設置されている。光源装置から発せられたレーザ光をポリゴンミラーを回転して走査し、その走査光の光束を反射ミラーによって偏向し、ｆθレンズにより感光ドラム３の母線上に集光して露光Ｌすることにより、感光ドラム３上に画像信号に応じた潜像が形成される。

現像器１には、現像剤としてそれぞれシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックのトナーが、図示しない供給装置により所定量充填されている。現像器１は、それぞれ感光ドラム３上の潜像を現像して、シアントナー像、マゼンタトナー像、イエロートナー像及びブラックトナー像として可視化する。

中間転写体130は３本の平行ローラ13，14，15間に懸回張設されていて、矢示の時計回り方向に感光ドラム３と同じ周速度をもって回転駆動されている。

第１の画像形成部Ｐａの感光ドラム３ａ上に形成担持された上記第１色のイエロートナー画像は、感光ドラム３ａと中間転写体130とのニップ部を通過する。その過程で、中間転写体130に印加される一次転写バイアスにより形成される電界と圧力により、中間転写体130の外周面に一次転写されていく。

以下、同様に、第２、第３、第４の画像形成部Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄの感光ドラム３ｂ，３ｃ，３ｄ上に形成担持された、第２色のマゼンタトナー画像、第３色のシアントナー画像、第４色のブラックトナー画像が順次に中間転写体130上に重畳転写される。そして、中間転写体130上に目的のカラー画像に対応した合成カラートナー画像が形成される。

11は二次転写ローラであり、中間転写体130を懸回張設させた３本のローラ13，14，15のうちのローラ14に対して中間転写体130を挟ませて圧接させて中間転写体130との間に二次転写ニップ部を形成している。

一方、記録材Ｐは給送カセット10から１枚分離給送されて、記録材搬送手段としてのレジストローラ12にて所定の時間待機させられた後に中間転写体上の画像と位置が合うように所定のタイミングで搬送開始される。そして、記録材は転写前ガイドを通過して中間転写体130と二次転写ローラ11との当接ニップである二次転写ニップ部に所定のタイミングで給送される。そして、バイアス電源から印加された二次転写バイアスにより、中間転写体130上に重畳転写された合成カラートナー画像が記録材Ｐへ一括して二次転写される。

二次転写ニップ部にて合成カラートナー画像の転写を受けた記録材Ｐは中間転写体130から分離されて定着装置９へ順次導入され、記録材に熱と圧力を加えることでトナー像が定着される。

一次転写が終了した感光ドラム３は、それぞれのクリーナ４により転写残トナーをクリーニング、除去され、引き続き次の潜像の形成以下に備えられる。

転写ベルト130上に残留したトナー及びその他の異物は、転写ベルト130の表面にクリーニングウェブ（不織布）19を当接して、拭い取るようにしている。

以上のように、カラー画像は、多色のトナーが２層〜４層の層を形成しているため、カラー画像形成の可能な電子写真画像形成装置においては、トナーについて白黒用の装置とは異なった特徴を有している。

つまり、このトナーには、熱を印加した際の溶融性、混色性が良いことが要求されるため、軟化点が低く、且つ溶融粘度の低いシャープメルト性のトナーが使用される。このシャープメルトトナーを使用することにより、複写物の色再現範囲の広いカラーコピーを得ることができる。

このようなシャープメルトトナーは、例えば、ポリエステル樹脂またはスチレン−アクリルエステル樹脂等のような結着樹脂、着色剤（染料、昇華性染料）、荷電制御剤等のトナー形成用材料を溶融混練、粉砕、分級することにより製造される。

［画像加熱装置］
次に、画像加熱装置である定着装置９の構成について、図２を用いて説明する。本実施形態の画像加熱定着装置９は、第１回転体である定着ローラ40と、第２回転体である加圧ローラ41とが、図示しない加圧機構によって総圧力約784Ｎ（約80kg）で互いに圧接しながら回転可能に配置された定着部材対として構成されている。そして、前記定着ローラ40及び加圧ローラ41は、ともに内部に発熱手段であるハロゲンヒータ40ａ，41ａを有している。

前記定着ローラ40と加圧ローラ41との圧接で定着ニップ部Ｎが形成され、定着ローラ40と加圧ローラ41は不図示の駆動系により矢印の方向に回転駆動される。前記定着ローラ40と加圧ローラ41とにより記録材Ｐを挟持搬送し、その間に記録材に形成された画像を加熱する。

定着ローラ40及び加圧ローラ41には温度検知手段であるサーミスタ42ａ，42ｂが当接されている。このサーミスタ42ａ，42ｂによって定着ローラ40及び加圧ローラ41の温度を検知し、この検知情報に基づいて制御装置43によりハロゲンヒータ40ａ，41ａを制御して、定着ローラ40及び加圧ローラ41の温度を制御する。なお、本実施形態では、定着ローラ40及び加圧ローラ41の温度を共に約165℃に一定に維持するように制御する。

これにより、記録材Ｐ上に転写されたシャープメルトトナー等の現像剤で形成された未定着画像ｔが定着ローラ40と加圧ローラ41との定着ニップ部Ｎを通過して加熱、加圧されて記録材Ｐ上に定着されるようになっている。

記録材Ｐ上に形成されるシャープメルト性のカラートナーは、親和力が大きく、定着ローラ40にオフセットし易いという性質も有している。このため、長時間に亘って高い離型性を示すことが必要となる。そこで、定着ローラ40の外周近傍に離型剤塗布手段となるオイル塗布装置44及び該定着ローラ40のオイルや汚れを除去するクリーニング装置45を備えている。また、加圧ローラ41の外周近傍に該加圧ローラ41のオイルや汚れを除去するクリーニングブレード46を備えている。これにより、一層の離型性の向上を図っている。

オイル塗布装置44は、オイルパン47内のジメチルシリコーンオイル47ａ（信越化学製ＫＦ96，300ｃｓ）をオイル汲み上げローラ48及びオイル塗布ローラ49を経由させて定着ローラ40に塗布する。そして、オイル塗布量調整ブレード50でオイル塗布量を規制して定着ローラ40の外周表面上に塗布させるものである。

尚、オイル塗布ローラ49は、定着ローラ40に接離可能であり、記録材Ｐの先端から５mmの位置から後端から５mmの位置に対応する定着ローラ展開面長に亘ってオイルを塗布するようになっている。

本実施形態では前記定着ローラ40として、アルミニウム製の芯金40ｂの外周に弾性層としてのＨＴＶ（高温加硫型）シリコーンゴム層40ｃが設けらている。更に該ＨＴＶシリコーンゴム層40ｃの外周に耐熱弾性層としてＲＴＶ（室温加硫型）シリコーンゴム層40ｄが設けられ、厚さ３mm、直径60［ｍｍ］で構成されている。

一方、本実施形態の加圧ローラ41は、アルミニウム製の芯金41ｂの外周に弾性層としての１mm厚のＨＴＶシリコーンゴム層41ｃが設けられ、更に該ＨＴＶシリコーンゴム層41ｃの外周にフッ素樹脂層41ｄが設けられ、直径60mmで構成されている。

上記のような構成の定着ローラ40及び加圧ローラ41を組み合わせることによってシャープメルトトナーに対する離型性をより一層高めている。

また、近年は、カラー複写機の普及と共に、カラーにも白黒複写機並の高速度と、便利さが求められるようになってきた。即ち、自動両面コピー、或いは葉書からラージサイズまでの紙の使用、薄紙から厚紙、更にはＯＨＰフィルムやパックプリントフィルムの使用等様々のニーズに応えることが必要となってきた。

そこで、両面画像を定着させるために、定着ローラ40だけでなく加圧ローラ41の表層にもトナー離型効果の高いＲＴＶまたはＬＴＶ（低温加硫型）シリコーンゴムを用いたりする。また、同時にカラー定着の高速性を満足するためにローラの大径化（例えば80mmの径）を図って定着ニップ部Ｎを大きくし、更に厚紙等を使用するために、定着温度を上昇させて定着性の向上を図っている。

また、本来、離型性を保つために使用される表層のシリコーンゴム及びシャープメルトトナーを包み込むような定着ニップ部Ｎを形成するための下層のシリコーンゴムは、双方とも使用されるシリコーンオイルと非常に馴染みの良いものである。そのため、耐久に応じてシリコーンゴム中にシリコーンオイルが大量に入り込み、特に最下層のシリコーンゴムがシリコーンオイルを大量に含んで、加熱時に芯金境界面との間に剥れが生じるおそれがある。

そこで、高速で大量のコピーをとることが要求される複写機においては、この剥れを防止することが求められる。そのために、定着ローラ40及び加圧ローラ41の双方ともに下層シリコーンゴムと表層シリコーンゴムとの間にシリコーンオイルを吸収、通過させることのない耐油層としてのフッ素ゴムを積層するのが好ましい。

（外部加熱構成）
本実施形態の定着装置９にあっては、定着ローラ40に外部加熱部材を圧接し、外部から定着ローラ40を加熱可能に構成している。次に、定着ローラ40の外部加熱構成について説明する。

図２に示すように、本実施形態の定着装置９には定着ローラ40の外周面に、外部加熱部材となる第１と第２の２つの外部加熱ローラ53，54が設けられている。この外部加熱ローラ53，54は定着ローラ40の回転方向上流側と下流側とに並置させて、かつ定着ローラ40に対して当接／退避可能に構成されている。なお、当接／退避機構は後述する。

外部加熱ローラ53，54は、定着時に記録材に奪われる熱量に対し、定着ローラ表面のゴム層の熱伝導性が低いため定着ローラヒータ40ａからの熱応答が間に合わないために、定着ローラ40の表面温度を一定に保つことを目的として設けられている。また、装置の高速化を実現するために、外部加熱ローラ53，54から定着ローラ40の表面に与える熱量を増やすために、外部加熱ローラ53，54を２本設けてある。

前記外部加熱ローラ53，54は、内部にハロゲンヒータ53ａ，54ａが内蔵されており、その外周には、例えば、熱伝導率の高いアルミニウム、鉄、ステンレス等の金属、或いは高離型性を持つゴム、樹脂等を前記金属表面にコートして構成される。そして、この外部加熱ローラ53，54は高耐熱性を有した断熱ブッシュによって両端で保持されている。

定着ローラ40、加圧ローラ41、第１及び第２の外部加熱ローラ53，54には、それぞれ温度検知手段としてのサーミスタ42ａ，42ｂ，42ｃ，42ｄが当接して配置されている。このサーミスタ42ａ，42ｂ，42ｃ，42ｄによって各ローラ40，41，53，54の表面温度が検知される。そして、定着動作時には、この温度情報によって制御装置43がハロゲンヒータ40ａ，41ａ，53ａ，54ａへの供給電力を制御して各ローラ40，41，53，54の温度調整が行われる構成となっている。

その温調の一例として、第１の外部加熱ローラ53が定着部材対である定着ローラ40及び加圧ローラ41よりも高温になるように設定され、例えば、外部加熱ローラ53，54が230℃、定着ローラ40及び加圧ローラ41が165℃に設定される。

即ち、制御装置43は、定着部材である定着ローラ40、加圧ローラ41の温度を制御する第１の制御手段と、複数の外部加熱部材である第１の外部加熱ローラ53及び第２の外部加熱ローラ54の温度を制御する第２の制御手段とを有する。第２の制御手段による第１の外部加熱ローラ53及び第２の外部加熱ローラ54の目標温度を第１の制御手段による定着ローラ40、加圧ローラ41の目標温度よりも高い構成とされている。

なお、外部加熱ローラ53，54の温度が定着ローラ40の温度よりも高温に保たれていた方が、定着ローラ40の表面温度の記録材による降下に対してレスポンス（熱の感応精度）良く外部加熱ローラ53，54から定着ローラ40に熱が供給される。そのために本実施形態では外部加熱ローラ53，54の温度を定着ローラ40、加圧ローラ41より75℃高く設定している。

（外部加熱部材の加圧構成）
次に、外部加熱ローラ53，54の定着ローラ40に対する加圧機構について説明する。

図３、図４に示すように、第１と第２の外部加熱ローラ53，54はその両端部側をそれぞれ図示しない断熱ブッシュとベアリングとを介して支持フレーム30に回転自由に軸受支持させてある。支持フレーム30は手前側と奥側の両端部を支持軸31により加圧アーム32に回動自在に支持させてある。外部加熱ローラ53，54が定着ローラ40から離間している図３の状態では、支持フレーム30に設けた突き当て部30ａが加圧アーム32に突き当たるようになっている。加圧アーム32は定着器フレームに対し、支持軸34を中心に回動自在になっている。

外部加熱ローラ53，54を定着ローラ40に向けて加圧する加圧力は、付勢部材である加圧バネ35により付勢される。この外部加熱ローラ53，54を定着ローラ40へ付勢する部材は、外部加熱ユニットとして構成されている。このユニットは、外部加熱ローラ53，54を定着ローラ40に向けて付勢する付勢部材である加圧バネ35と、加圧バネ35を保持する保持部材である加圧ガイド軸37と、加圧ガイド軸37をスライド可能に支持する支持部材である加圧ステイ38とを有する。

前記加圧バネ35を保持するとともに、加圧方向にガイドする保持部材である加圧ガイド軸37は、支持部材である加圧ステイ38に対して、軸方向にスライド可能に取り付けられている。そして、加圧ガイド軸37の下端のフランジ形状と加圧ステイ38の下面で加圧バネ35を挟み込んで保持している。

加圧バネ35のバネ圧は、加圧ガイド軸37下端のフランジ形状を介して、加圧アーム32の自由端側に付勢される。このバネ圧により、加圧アーム32は支持軸34を中心に矢印Ｂ方向に回動するように付勢されている。

加圧ガイド軸37上端には、加圧ガイド軸37の外径より大きい頭部外径を持つビス60が取り付けられ、加圧ガイド軸37および加圧バネ35が加圧ステイ38から脱落するのを防止している。

また、加圧ステイ38上面と、ビス60の間には、圧解除アーム39が取り付けられてる。圧解除アーム39についての詳細は後述する。

加圧ステイ38は、その両端部をフレーム62，63に対してビス61により取り付けられ、加圧バネ35の反力を支持している。

（外部加熱部材の着脱構成）
次に、外部加熱部材である第１と第２の外部加熱ローラ53，54の定着ローラ40に対する着脱機構について図３を用いて説明する。

前述のように、加圧アーム32は支持軸34を中心に回動自在になっている。加圧アーム32の自由端部近傍には、定着ローラ40に対して外部加熱ローラ53，54を接離させる接離手段となる着脱アーム36が配置されている。着脱アーム36は回動軸36ａを中心に回動自在に取り付けられ、制御装置43（図２）で制御される図示しない回動手段により回動される。回動手段は、公知の技術であるクラッチ、モータ等を利用して構成される。

図３に示すように、着脱アーム36が加圧アーム32を上方に押し上げると、第１と第２の外部加熱ローラ53，54は定着ローラ40から離間される。一方、図４に示すように、着脱アーム36が回転され、加圧アーム32から離間すると、第１と第２の外部加熱ローラ53，54は定着ローラ40に対して加圧される。

本実施形態では、外部加熱ローラ53，54は定着ローラ40に対して、総圧力約392Ｎ（約40kgf）で圧接され、定着ローラ40の回転に従動して回転する。そして、図４(a)に示す外部加熱ローラ53，54と定着ローラ40との当接ニップ（接触長さ）Ｎ53，Ｎ54はそれぞれ約５mmになり、２本のローラ53，54を合わせると10mmのニップがとれるようになっている。

（外部加熱部材の圧解除機構）
次に、外部加熱部材の圧解除を行うための解除手段の構成と、それを用いた外部加熱ユニットの取り付け、取り外し構成について、図５、図６を用いて説明する。

外部加熱ユニットは、定着ローラ40を回転可能に支持する枠体である定着器フレーム62，63に加圧ステイ38が固定部材であるビス61によって取り外し可能に固定されて取り付けられている。したがって、外部加熱ユニットを取り外すためには、加圧ステイ38を定着器フレーム62，63から取り外す必要がある。

しかし、加圧ステイ38には加圧バネ35のバネ圧が作用している。このため、この状態で加圧ステイ38を取り外すと、ビス61にバネ圧が作用した状態でビス61を回すことになり、ビスかじり等の問題が発生しやすい。そのために、本実施形態では支持部材である加圧ステイ38に対し保持部材である加圧ガイド軸37をスライドさせることで加圧バネ35による力が前記加圧ステイ38を介して前記固定部材であるビス61に作用するのを解除させる解除手段を設けている。これにより、ビス61にバネ圧が作用しない状態で、加圧ステイ38の取り付け、取り外し作業を可能とするものである。

加圧ステイ38上面には、支点部を中心に回動可能なアーム部材である圧解除アーム39が取り付けられている。この圧解除アーム39は長穴39ｃをガイド軸37が貫通する状態で取り付けられている。長穴39ｃは短手方向の寸法がガイド軸37の外径より大きく、ビス60の頭部外径より小さい。このため、圧解除アーム39は加圧ステイ38から脱落することは無く、長手方向にスライド可能に支持されている。そして、圧解除アーム39の先端には、加圧ステイ38に係合可能なフック部となる係合部39ａが設けられている。係合部39ａは、加圧ステイ38の係合穴部38ｃに引っ掛けることができるように、Ｌ字状に屈曲形成されている。

また、支持部材上である加圧ステイ38の上面には、第１の支点部材（第１支点部）38ａ、第２の支点部材（第２支点部）38ｂが設けられている。圧解除アームには長穴39ｂが設けられており、画像形成時等の通常動作時（圧解除アーム39による圧非解除時）には圧解除アーム39は第１の支点部材38ａ、第２の支点部材38ｂが長穴39ｂを貫通する状態で配置される。そして、第２の支点部材38ａは第１の支点部材38ａよりも突出量が小さく構成されている。

また、加圧ステイ38に形成された係合穴部38ｃは、圧解除アーム39が前記圧非解除時のときにアーム部39ｆ（図３(b)参照）が加圧ステイ38と略平行な状態となるように係合部39ａを挿入可能な係合穴部38ｃに挿入可能となっている。これにより、非解除時の圧解除アーム39は加圧ステイ38と略一体となるため、圧解除アーム39を設けるために特別な設置スペースを設ける必要はない。

通常、画像形成動作後には、外部加熱ローラ53，54は定着ローラ40から離間される。このため、メンテナンス作業で外部加熱ユニットを取り外す場合は、図５(a)のように着脱アーム36が加圧アーム32を上方に押し上げ、ガイド軸37が上方に持ち上げられた状態となっている。このときのガイド軸37の加圧ステイ38上面からの突出量をＨ１、圧解除アーム39の厚みをＴとしたとき、第１の支点部材38ａの高さＬ１は、
Ｌ１≒Ｈ１−Ｔ
となっている。すなわち、圧解除アーム39を上方に持ち上げ、その上面がガイド軸37先端のビス60の頭に当接したとき、圧解除アーム39の長穴39ｂが第１の支点部材38ａを抜ける位置となる。このため、図５(b)に示すように、圧解除アーム39を第１の支点部材38ａの高さＬ１以上に持ち上げると、図５(c)のように、長手方向に略平行にスライドすることができる。

図５(c)に示すように、第１の支点部材38ａの上に圧解除アーム39が乗り上げた状態で、図５(d)に示すように、係合部39ａ側の端部を押し下げる。すると、第１の支点部材38ａが支点となり、加圧ガイド軸37に作用する作用部となる他端側がビス60に当接した状態で持ち上がる。これによって、ガイド軸37は上方に持ち上げられる。

さらに、圧解除アーム39の係合部39ａを加圧ステイ38の係合穴部38ｃに引っ掛けることにより、ガイド軸37が持ち上げられた状態（スライドした状態）が保持される。このとき、圧解除アーム39は、第１の支点部材38ａから前記作用部39ｇまでの距離よりも前記支点部材38ａから係合部39ａまでの距離が十分長く構成されている。このため、加圧バネ35のバネ圧に抗して係合部39ａを押し下げる作業は工具を用いることなく、容易に行うことができる。

なお、本実施形態では圧解除アーム39の前記第１の支点部材38ａから前記作用部39ｇまでの距離が22mmであるのに対し、第１の支点部材38ａから係合部39ａまでの距離を170mmに設定している。このため、加圧バネ35のバネ圧が強くても、第１の支点部材38ａを中心にして係合部39ａを押し下げる力は小さくて足りる。

このとき、加圧バネ35は圧縮され、ガイド軸37下面は加圧アーム32から離間している。加圧バネ35のバネ圧は、ガイド軸37下部のフランジ形状と加圧ステイ38の間に作用している。ガイド軸37を下方に押し下げるバネ圧は、ビス60を介して解除アーム39に支持され、さらに係合部39ａにおいて加圧ステイ38に支持されている。したがって、この時バネ圧はビス61には作用していない。この状態では、ビスかじり等の問題を起こすことなく、容易にビス61を緩めることができる。

ビス61を取り外すと、図５(e)に示すように、加圧ステイ38、解除アーム39、ガイド軸37、加圧バネ35、ビス60を一体で定着装置から取り外すことができる。さらに支持軸34を取り外すと、外部加熱ローラ53，54、支持フレーム30、支持軸31、加圧アーム32を、一体の外部加熱ユニットとして取り外すことができる。

何らかの原因で、外部加熱ローラ53，54が定着ローラ40に対して加圧された状態で、外部加熱ユニットの取り外し作業を行う場合は、図６(a)のように着脱アーム36が加圧アーム32から離間している。このため、図５(a)に示した状態よりもガイド軸37が下方に位置した状態となっている。この場合、加圧ステイとビス60の距離は図５(a)に示した状態より小さいため、圧解除アーム39を第１の支点部材38ａに乗り上げた状態にすることはできない。この場合は、前記第１の支点部材38ａよりも突出量が小さい第２の支点部材38ｂを用いて圧解除作業を行う。

このときのガイド軸37の加圧ステイ38上面からの突出量をＨ２、圧解除アーム39の厚みをＴとしたとき、第２の支点部材38ｂの高さＬ２は、
Ｌ２≒Ｈ２−Ｔ
となっている。すなわち、圧解除アーム39を上方に持ち上げ、その上面がガイド軸37先端のビス60の頭に当接したとき、圧解除アーム39の長穴39ｂが第２の支点部材38ｂを抜ける位置となる。このため、図６(b)のように圧解除アーム39を第２の支点部材38ｂの高さＬ２以上に持ち上げると、図６(c)のように長手方向に略平行にスライドすることができる。なお、このとき、第２の支点部材38ｂよりも突出量が大きい第１の支点部材38ａは長穴39ｂの範囲内にあるため、圧解除アーム39のスライドに支障はない。

図６(c)のように、第２の支点部材38ｂの上に圧解除アーム39が乗り上げた状態で、図６(d)のように係合部39ａ側の端部を押し下げると、第２の支点部材38ｂが支点となり、他端側がビス60に当接した状態で持ち上がる。これにより、ガイド軸37は上方に持ち上げられる。さらに、圧解除アーム39の係合部39ａを加圧ステイ38の係合穴部38ｃに引っ掛けることにより、ガイド軸37が持ち上げられた状態が保持される。ガイド軸37と第２の支点部材38ｂの距離に対して、第２の支点部材38ｂと係合部39ａの距離が十分に長いため、バネ圧に抗して係合部39ａを押し下げる作業は工具を用いることなく、容易に行うことができる。

なお、本実施形態では圧解除アーム39の前記第２の支点部材38ｂから前記作用部39ｇまでの距離が18mmであるのに対し、第２の支点部材38ｂから係合部39ａまでの距離を170mmに設定している。

このとき、加圧バネ35は圧縮され、ガイド軸37下面は加圧アーム32から離間している。この状態では、図５(e)と同様に、ビス61を緩め、外部加熱ユニットを取り外すことができる。

なお、第２の支点部材38ｂは第１の支点部材38ａよりも突出量は小さい。このため、第２の支点部材38ｂを支点として係合部39ａを押し下げたとき、他端側のビス60が持ち上がる量は第１の支点部材38ａを支点とした場合よりも少ない。しかし、加圧ガイド軸37の端部がわずかでも加圧アーム32から離間すれば加圧バネ35による力はビス61に作用しなくなる。このため、加圧ガイド軸37のスライド量は突出量の小さい第２の支点部材38ｂを支点とした場合であっても十分足りる。

さらには、圧解除アーム39を操作したとき、必ずしも前記加圧ガイド軸37の端部が加圧アーム32から離間しない状態であってもよい。すなわち、支点部材の突出量が極めて小さく、圧解除アーム39を操作したときに加圧ガイド軸37のスライド量が極めて少ないと係合部39ａを係合穴部38ｃに係止しても加圧ガイド軸37の端部が加圧アーム32から完全に離間しないことがある。しかし、その場合でも加圧バネ35がわずかでも圧縮され、そのバネ圧がビス61にほとんど作用しない程度に弱められていれば、ビス61の着脱はビスかじり等の問題を起こすことなく、容易に行うことができる。

すなわち、圧解除アーム39を操作して加圧ステイ38に対して加圧ガイド軸37をスライドさせ、加圧バネ35によるビス61に対する作用の解除は、バネ圧の作用が完全になくなる場合のみならず、わずかに残っている場合（実質的な解除）であってもよい。

〔第２実施形態〕
次に第２実施形態に係る装置について図７乃至図９を参照して説明する。なお、本実施形態の定着装置は、前述した第１実施形態の定着装置と、外部加熱部材の圧解除機構のみ異なる。そのため、定着装置の基本構成、外部加熱装置の加圧構成、着脱構成についての説明は省略する。また、前述した実施形態と同一機能を有する部材には同一符号を付す。

本実施形態の圧解除アーム36は、ガイド軸37の上部に、カム軸39ｄを中心に回動自在に取り付けられている。カム軸39ｄの周囲には、カム軸39ｄを中心に回動可能なカム部39ｅが設けられ、これと一体的に前記カム部39ｅを回動させるレバー部39ｈが設けられている。

前記カム部39ｅは、回動したときに外部加熱ローラ53，54の定着ローラ40への圧接を可能とさせる部位と、加圧バネ35による力が加圧ステイ38を介してビス61に作用するのを解除させる部位とを有するように回動中心に対して偏心している。図７は、外部加熱部材である外部加熱ローラと定着ローラが離間した状態を、図８は、外部加熱ローラが定着ローラに対して加圧された状態を、それぞれ示している。いずれの場合でも、通常動作時（画像形成時）には、カム部39ｅは加圧ステイ38上面から離間しており、加圧バネ35のバネ圧は、ガイド軸37を介して、加圧アーム32に付与されている。

図９に示すように、圧解除アーム39をカム軸39ｄ中心に回転させると、カム部39ｅが加圧ステイ38上面に当接し、ガイド軸37は上方に引き上げられる。このとき、加圧バネ35は圧縮され、ガイド軸37下面は加圧アーム32から離間している。この状態では、図５(e)と同様に、ビス61を緩め、外部加熱ユニットを取り外すことができる。

以上説明したように、本発明の画像加熱装置によれば、外部加熱ローラが定着ローラに対して十分な熱量を供給可能なニップを形成できるよう、大きな加圧力が掛けられている外部加熱ユニットを、簡易な構成の圧解除機構を用いて着脱することができる。したがって、特殊な工具を用いることなく、簡単に、取り付け、取り外しを行うことができる。

〔第３実施形態〕
前述した第１実施形態では加圧バネ35を保持する加圧ガイド軸37の上端にビス60を取り付け、このビス60を圧解除アーム39で持ち上げることで加圧ガイド軸37をスライドさせて加圧バネ35を圧縮するようにした例を示した。

また、前述した第２実施形態では加圧バネ35を保持する加圧ガイド軸37の上部に、カム軸39ｄを中心に回動自在に取り付けられた圧解除アーム39を回転させ、カム軸39ｄを持ち上げることで加圧ガイド軸37をスライドさせて加圧バネ35を圧縮するようにした例を示した。

しかし、加圧バネ35は必ずしも加圧ガイド軸37によって保持するようにしなくてもよい。

例えば、加圧バネ35の一端を加圧ステイ38に係止し、他端を加圧アーム32に係止して取り付け、両者間に加圧アーム32の付勢力が作用するように構成する。そして、圧解除アーム39を操作したときに、加圧アーム32を持ち上げて加圧バネ35を圧縮するように構成する。このようにしても、圧解除アーム39を操作したときに加圧バネ35の力がビス61に作用するのを解除することができる。

上記のように構成した場合は、前述した実施形態のように、加圧バネ35を加圧ガイド軸37で保持しなくてもよい。

画像形成装置例の概略構成図である。 定着装置の概略構成図である。 第１実施形態の定着装置における外部加熱部材の加圧構成・着脱構成の説明図で、外部加熱部材と定着ローラが離間した状態を示す断面図である。 第１実施形態の定着装置における外部加熱部材の加圧構成・着脱構成の説明図で、外部加熱部材と定着ローラが離間した状態を示す上面図及び正面図である。 第１実施形態の定着装置における外部加熱部材の加圧構成・着脱構成の説明図で、外部加熱部材が定着ローラに対して加圧された状態を示す断面図である。 第１実施形態の定着装置における外部加熱部材の加圧構成・着脱構成の説明図で、外部加熱部材が定着ローラに対して加圧された状態を示す上面図及び正面図である。 第１実施形態の定着装置における外部加熱部材と定着ローラが離間した状態で外部加熱部材の圧解除方法の説明図であり、圧解除アームの操作前の状態を示す説明図である。 第１実施形態の定着装置における外部加熱部材と定着ローラが離間した状態で外部加熱部材の圧解除方法の説明図であり、圧解除アームを持ち上げた状態を示す説明図である。 第１実施形態の定着装置における外部加熱部材と定着ローラが離間した状態で外部加熱部材の圧解除方法の説明図であり、圧解除アームをスライドさせた状態を示す説明図である。 第１実施形態の定着装置における外部加熱部材と定着ローラが離間した状態で外部加熱部材の圧解除方法の説明図であり、圧解除アームを操作して加圧ガイド軸を持ち上げた状態を示す説明図である。 第１実施形態の定着装置における外部加熱部材と定着ローラが離間した状態で外部加熱部材の圧解除方法の説明図であり、ビスを取り外して外部加熱ユニットを取り外した状態を示す説明図である。 第１実施形態の定着装置における外部加熱部材が定着ローラに対して加圧された状態で外部加熱部材の圧解除方法の説明図であり、圧解除アームの操作前の状態を示す説明図である。 第１実施形態の定着装置における外部加熱部材が定着ローラに対して加圧された状態で外部加熱部材の圧解除方法の説明図であり、圧解除アームを持ち上げた状態を示す説明図である。 第１実施形態の定着装置における外部加熱部材が定着ローラに対して加圧された状態で外部加熱部材の圧解除方法の説明図であり、圧解除アームをスライドさせた状態を示す説明図である。 第１実施形態の定着装置における外部加熱部材が定着ローラに対して加圧された状態で外部加熱部材の圧解除方法の説明図であり、圧解除アームを操作して加圧ガイド軸を持ち上げた状態を示す説明図である。 第２実施形態の定着装置における外部加熱部材の加圧構成・着脱構成の説明図で、外部加熱部材と定着ローラが離間した状態を示す断面図である。 第２実施形態の定着装置における外部加熱部材の加圧構成・着脱構成の説明図で、外部加熱部材と定着ローラが離間した状態を示す上面図及び正面図である。 第２実施形態の定着装置における外部加熱部材の加圧構成・着脱構成の説明図で、外部加熱部材が定着ローラに対して加圧された状態を示す断面図である。 第２実施形態の定着装置における外部加熱部材の加圧構成・着脱構成の説明図で、外部加熱部材が定着ローラに対して加圧された状態を示す上面図及び正面図である。 第２実施形態の定着装置における外部加熱部材の圧解除方法の説明図である。 背景技術に係る外部加熱部材を備えた定着装置の説明図である。

符号の説明

Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄ …画像形成部
９ …定着装置
30 …支持フレーム
30ａ …突き当て部
32 …加圧アーム
35 …加圧バネ
36 …着脱アーム
37 …加圧ガイド軸
38 …加圧ステイ
38ａ …第１の支点部材
38ｂ …第２の支点部材
38ｃ …係合穴部
39 …圧解除アーム
39ａ …係合部
39ｂ …長穴
39ｄ …カム軸
39ｅ …カム部
39ｆ …アーム部
39ｇ …作用部
39ｈ …レバー部
40 …定着ローラ
40ａ，41ａ …ハロゲンヒータ
41 …加圧ローラ
53，54 …外部加熱ローラ
60 …ビス
61 …ビス
62，63 …定着器フレーム

Claims (9)

1. 記録材に形成された画像を加熱するため記録材を挟持搬送する第１回転体及び第２回転体と、この第１回転体に圧接してこれを外部から加熱する外部加熱部材と、を有する画像加熱装置において、
   前記第１回転体を回転可能に支持する枠体と、
   前記外部加熱部材を前記第１回転体に向けて付勢する付勢部材と、この付勢部材を保持する保持部材と、この保持部材を前記付勢部材の付勢方向にスライド可能に支持する支持部材と、を備えたユニットと、
   前記ユニットを前記支持部材を介して前記枠体に対し取り外し可能に固定する固定部材と、
   前記支持部材に対し前記保持部材をスライドさせることで、前記付勢部材による付勢力を緩和させる解除手段と、
   を有することを特徴とする画像加熱装置。
2. 前記解除手段は前記保持部材を前記外部加熱部材から離間させることを特徴とする請求項１記載の画像加熱装置。
3. 前記付勢部材は圧縮バネより構成され、前記解除手段は前記支持部材に対し前記保持部材をスライドさせることで前記圧縮バネを圧縮させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像加熱装置。
4. 前記解除手段は支点部を中心に回動可能なアーム部材を有し、
   前記アーム部材は前記保持部材に作用する作用部と前記保持部材が前記支持部材に対しスライドした状態を維持するように前記支持部材に係合可能なフック部とを有し、
   前記支点部から前記作用部までの距離よりも前記支点部から前記フック部までの距離を長くしたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の画像加熱装置。
5. 前記第１回転体に対し前記外部加熱部材を接離させる接離手段を有し、
   前記支点部として、前記外部加熱部材が前記第１回転体から離間している際に用いられる第１支点部と、前記外部加熱部材が前記第１回転体に当接している際に用いられ前記第１支点部よりも突出量が小さい第２支点部と、が前記支持部材上に形成されていることを特徴とする請求項４記載の画像加熱装置。
6. 前記支持部材には非解除時の前記アーム部材のアーム部が前記支持部材と略平行な状態となるように前記フック部を挿入可能な穴部が形成されていることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の画像加熱装置。
7. 前記解除手段は前記保持部材に回動可能に設けられたカム部とこのカム部を回動させるレバー部とを有し、
   前記カム部は、前記外部加熱部材の前記第１回転体への圧接を可能とさせる部位と、前記付勢部材による力が前記支持部材を介して前記固定部材に作用するのを解除させる部位と、を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の画像加熱装置。
8. 前記固定部材は前記支持部材を前記枠体に固定させる雄ねじを有することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の画像加熱装置。
9. 記録材に形成された画像を加熱するため記録材を挟持搬送する第１回転体及び第２回転体と、この第１回転体に圧接してこれを外部から加熱する外部加熱部材と、を有する画像加熱装置において、
   第１回転体を回転可能に支持する枠体と、
   外部加熱部材を第１回転体に向けて付勢する付勢手段と、この付勢手段を支持する支持部材と、を備えたユニットと、
   前記ユニットを支持部材を介して枠体に対し取り外し可能に固定する固定部材と、
   前記付勢部材による付勢力を緩和させる解除手段と、
   を有することを特徴とする画像加熱装置。

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