JP4654809B2

JP4654809B2 - 定着装置及び画像形成装置

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Publication number: JP4654809B2
Application number: JP2005211468A
Authority: JP
Inventors: 淳澤村; 公春稲葉; 秀樹佐藤; 康夫鈴木; 仁之難波
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2005-07-21
Filing date: 2005-07-21
Publication date: 2011-03-23
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Description

本発明は、加熱部材と加圧部材との間で記録媒体上のトナー像を定着する定着装置、及びこの定着装置を備えた複写機やレーザープリンタなどの画像形成装置に関する。

複写機、プリンタ等の画像形成装置では、感光体などの像担持体を帯電し、レーザー光を照射して像担持体表面に静電潜像を形成し、この静電潜像を現像装置で可視化して粉体トナーからなるトナー像を形成する。そして、トナー像を用紙などの記録媒体に転写した後、記録媒体上のトナー像を定着装置によって定着することによって画像を形成する。

上記定着装置は、回転体の内部にヒーターを内蔵した加熱ローラと、この加熱ローラに記録媒体を圧接させる加圧ローラとを備えている。そして、加熱ローラと加圧ローラとの間にトナー像を形成した記録媒体を通過させ、トナー像を加熱及び加圧により溶融して記録媒体上に定着させる。また、この定着装置はメンテナンス等を考慮し、画像形成装置本体に対して着脱可能なユニットとして構成する場合もある。

このような定着装置では、加熱ローラと加圧ローラとの圧接部で記録媒体上のトナー像を定着するときに、封筒などの記録媒体は高い荷重をかけると皺が発生してしまう。このため、従来からマニュアル操作によって加圧ローラの荷重を可変できるものが提案されている。しかし、ユーザーのマニュアル操作では、記録媒体の皺の発生を予防することはできず、誤操作などによって皺が発生してしまう。

また、特許文献１、２には、加圧ローラの支軸を押圧する揺動アームを揺動させることで、加熱ローラに圧接させる加圧ローラの荷重を自動で調整するようにした定着装置が提案されている。しかし、これらの定着装置は、ワンウエイクラッチ、モータ、及びカムフォロア等の各種部品を組み合わせており、部品点数が多く、高額な構成となっている。また、特許文献３には、基準位置変更カムを設けることによって部品点数を削減した構成も提案されているが、コストの低減が可能でもユニットとしての着脱性、ユニット及びカム位置の精度安定性を考慮したものではない。すなわち、従来の定着装置では、画像形成装置本体に対するユニットの着脱性を保ちつつ、ユニット及びカム位置の精度安定性を満足できるものがない。
特開平８−６９２０２号公報特開２００１−２４９５６９号公報特開２００４−１０９５２１号公報

本発明は、定着装置を画像形成装置本体に対して着脱可能な構成としても、カムの位置精度を満足させて用紙の皺の発生を抑制できる定着装置及び画像形成装置を提供すること、を目的とする。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明に係る定着装置は、画像形成装置本体に対して着脱可能な定着装置であって、前記定着装置は、加熱源と、前記加熱源により加熱され回転可能に設けられた加熱部材と、回転可能に設けられ、前記加熱部材との間で、トナー像が転写された用紙を加熱及び加圧して当該用紙にトナー像を定着させる加圧部材と、前記加熱部材が設けられるブラケットと、前記ブラケットに移動可能に支持された加圧レバーと、前記ブラケットと前記加圧レバーとに接することで、前記加熱部材と前記加圧部材との間に搬送された前記用紙に加圧力を加えるスプリングと、前記ブラケットに回転可能に支持されたシャフトにより連結され、当該シャフトの一方側と他方側に設けられ、回転されることで前記加圧レバーを移動させて前記加圧力を調整させる複数のカムと、前記シャフトに設けられ、前記画像形成装置本体側に設けられた駆動源から駆動力が伝達されて前記複数のカムを回転させるギアと、前記シャフトに設けられ、前記カムの回転位置を読み取るための読み取り部と、を備えることを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、定着装置を画像形成装置本体に対して着脱可能な構成としても、カムの位置精度を満足させて用紙の皺の発生を抑制することができる。

請求項２に記載の発明に係る定着装置は、画像形成装置本体に対して着脱可能な定着装置であって、前記定着装置は、加熱源と、前記加熱源により加熱され回転可能に設けられた加熱部材と、回転可能に設けられ、前記加熱部材との間で、トナー像が転写された用紙を加熱及び加圧して当該用紙にトナー像を定着させる加圧部材と、前記加熱部材が設けられるブラケットと、前記ブラケットに移動可能に支持された加圧レバーと、前記ブラケットと前記加圧レバーとに接することで、前記加熱部材と前記加圧部材との間に搬送された前記用紙に加圧力を加えるスプリングと、前記ブラケットに回転可能に支持されたシャフトにより連結され、当該シャフトの一方側と他方側に設けられ、回転されることで前記加圧レバーを移動させて前記加圧力を調整させる複数のカムと、前記シャフトの一方側の端部に設けられ、前記画像形成装置本体側に設けられた駆動源から駆動力が伝達されて前記複数のカムを回転させるギアと、前記シャフトの他方側の端部に設けられ、前記カムの回転位置を読み取るための読み取り部と、を備えることを特徴としている。

請求項２に記載の発明によれば、加熱部材が設けられるブラケットに対して、加圧レバーが支持され、スプリングが接し、複数のカムが設けられたシャフトが支持された構成であって、且つ、シャフトの一方側にカムを回転させるギアを設け、シャフトの他方側にカムの回転位置を読み取るための読み取り部を設けることで、定着装置を画像形成装置本体に対して着脱可能な構成としても、カムの位置精度を満足させて用紙の皺の発生を抑制することができる。

本発明によれば、定着装置を画像形成装置本体に対して着脱可能な構成としても、カムの位置精度を満足させて用紙の皺の発生を抑制できる定着装置及び画像形成装置を提供することができる。

以下、本発明に係る定着装置及び画像形成装置の最良の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１には、第１実施形態の定着装置１０を適用した画像形成装置１１が示されている。

この画像形成装置１１には、画像形成装置本体２００に対して着脱可能なユニットからなる定着装置１０が配設されている。画像形成装置本体２００には開閉カバー２０２が設けられており、この開閉カバー２０２を開放して画像形成装置本体２００の中に定着装置１０が装填されるようになっている。定着装置１０が画像形成装置本体２００に装填されると、これと同時に定着装置１０のコネクター２５２が画像形成装置本体２００のコネクター２５０と結合され、定着装置１０に給電が可能となるとともに、定着装置１０の装填完了が検知される。画像形成装置本体２００に定着装置１０が装填された後は、開閉カバー２０２を閉じることで画像形成装置１１が作動可能な状態になる。

また、画像形成装置本体２００には、画像形成部を一体的にユニット化したプロセスカートリッジ２０４が設けられている。このプロセスカートリッジ２０４の内部には、一定方向に回転する感光体ドラム２１６が設けられている。この感光体ドラム２１６の周囲には、回転方向上流側から、感光体ドラムを帯電する帯電ローラ２１８と、感光体ドラム上に形成された静電潜像を現像する現像ローラ２２０と、感光体ドラム上の現像されたトナー像を用紙に転写する転写ローラ２２２とが配設されている。さらに、感光体ドラム２１６の回転方向における転写ローラ２２２の下流側には、転写後の感光体ドラム表面を清掃するクリーニング部材２２４が設けられている。また、画像形成装置本体２００には、帯電ローラ２１８と現像ローラ２２０との間で、感光体ドラム２１６に像光を照射する露光装置２１４が設けられている。

画像形成装置本体２００の下部には、用紙を収容する給紙カセット２０６，２０８が外部に引き出し可能に配設されており、この給紙カセット２０６，２０８の用紙の取り出し位置には、用紙を一枚ずつ取り出して搬送する給紙ローラ２０５，２０７が設けられている。さらに、給紙ローラ２０５，２０７から供給される用紙を感光体ドラム２１６と転写ローラ２２２との対向位置に搬送する搬送ローラ２１０，２１１，２１２，２１３が設けられている。用紙の搬送方向における転写ローラ２２２の下流側には定着装置１０が装填されており、さらに定着装置１０の下流側には、定着後の用紙を排出する排紙トレイ２３０が設けられている。定着装置１０は加熱ローラ１４と加圧ローラ１６との間で用紙上のトナー像を定着させるものである。この定着装置１０については後述する。

このような画像形成装置１１では、感光体ドラム２１６が帯電ローラ２１８により帯電され、露光装置２１４から像光が照射されることによって表面に静電潜像が形成される。この静電潜像は現像ローラ２２０によって現像され、感光体ドラム２１６上にトナー像が形成される。

一方、給紙カセット２０６から給紙ローラ２０５により用紙が供給され、搬送ローラ２１０，２１１，２１２，２１３によって感光体ドラム２１６と転写ローラ２２２との対向位置に搬送される。そして、感光体ドラム２１６上のトナー像が転写ローラ２２２によって用紙上に転写され、さらに定着装置１０の加熱ローラ１４と加圧ローラ１６との間で加熱加圧されることによってトナー像が溶融して用紙上に画像が定着される。その後、画像が形成された用紙は排紙トレイ２３０に排出される。

次に、定着装置１０について説明する。

図２及び図４に示すように、定着装置１０は、ハウジング１２の内部に、所定の定着温度に加熱される加熱ローラ１４と、この加熱ローラ１４に用紙を圧接する加圧ローラ１６とを備えている。加熱ローラ１４は、表面に低摩擦係数の離型層（図示省略）を設けた中空形状の円筒部（例えば、鉄鋼素管）の内部にヒーター（図示省略）を備えている。また、加圧ローラ１６は、鉄製の芯金に耐熱性の弾性体層（例えば、シリコーンスポンジ又はシリコーンゴム）を備えており、加圧ローラ１６の弾性体層が加熱ローラ１４に圧接される。

図４に示すように、加熱ローラ１４は、両端部のブラケット２０に設けられた支持部２０Ａに回転可能に支持されている。加圧ローラ１６は、両端部の加圧レバー２２に設けられた支持部２２Ａに回転可能に支持されている。加圧レバー２２は、ブラケット２０に対して下方部の回動点２４を中心に回動可能に支持されている。図７に示すように、左右のブラケット２０の上方には、加熱ローラ１４の軸とほぼ平行にガイド片２１Ａが延設されており、このガイド片２１Ａにスタッド２６が締結されている。両端部の加圧レバー２２の上方には、ガイド片２１Ａとほぼ平行に移動片２３Ａが延設されており、移動片２３Ａに形成された開孔２３Ｂがスタッド２６に挿通されている。スタッド２６の周囲には圧縮スプリング２８が装着されており、圧縮スプリング２８の一端がスタッド２６のフランジ部２６Ａに当接され、他端が移動片２３Ａに当接している。圧縮スプリング２８が移動片２３Ａをブラケット２０のガイド片２１Ａ側に加圧することによって、加圧レバー２２に保持された加圧ローラ１６が加熱ローラ１４に所定の荷重（加圧力）で圧接される。

図４に示すように、加圧レバー２２の延設部２３には、移動片２３Ａとほぼ平行に当接片２３Ｃが設けられている。この当接片２３Ｃと対向する位置には、ブラケット２０の保持部２０Ｂにカム３０が回転可能に支持されており、両端部のカム３０がシャフト３２で連結されている。カム３０の一方側端部には、カム３０に駆動力を伝達するギア３４が設けられている。図７及び図８（Ａ）に示すように、カム３０はほぼ円形でシャフト３２の中心部からずらして設けられている。

この定着装置１０では、普通紙などを搬送する第１モードと、封筒などを搬送する第２モードが設定されており、図示しないセンサで用紙が検知され、制御部（図示省略）で２つのモードのいずれかが選択されるように構成されている。第１モードでは、カム３０は当接片２３Ｃに当接しないが、第２モードではカム３０が所定の位置に回転して当接片２３Ｃに当接する。カム３０が当接片２３Ｃに当接すると、移動片２３Ａが圧縮スプリング２８を圧縮させて所定の加圧位置に移動し、加圧レバー２２を回動させることで、加圧レバー２２の加圧が調整される（図９参照）。これにより、第２モード（封筒など）では、第１モード（普通紙など）に比べて加熱ローラ１４への加圧ローラ１６の荷重（加圧力）が小さくなる。

図２〜図４に示すように、画像形成装置本体２００には、ギア３４と噛み合うギア２５６が設けられ、またギア２５６に駆動力を伝達するモータを備えた駆動部２５８が図示しないフレームに取り付けられている。これにより、駆動部２５８がギア２５６に駆動力を伝達してギア３４を回転させ、シャフト３２に連結された一方（図３中奥側）のカム３０が回転するとともに、シャフト３２を介して他方（図３中手前側）のカム３０が回転するようになっている。

また、シャフト３２に対して駆動部２５８の反対側（図４中の手前側）には、ブラケット２０の支持部２０Ａに加熱ローラ１４を回転させるための駆動部（図示省略）が接続されている。そして、駆動部（図示省略）から駆動力が伝達されて加熱ローラ１４が回転し、この加熱ローラ１４の回転に従動して加圧ローラ１６が回転するようになっている。カム３０を回転させる駆動部２５８と、加熱ローラ１４を回転させる駆動部（図示省略）とが反対側に配置されることで、画像形成装置１１の内部に効率よく配置され、スペース上有利となる。

また、図４に示すように、駆動部２５８と反対側のシャフト３２には、カム３０の回転位置を読み取るためのスリット（図示省略）を備えた読み取り板４０が設けられている。また、読み取り板４０を挟んで対向する位置には、スリットを検知するセンサ４２が設けられている。このセンサ４２は、画像形成装置本体２００のフレーム（図示省略）に取り付けられており、定着装置１０の離脱時には画像形成装置本体２００に残るため、低コスト化が可能である。

図５に示すように、読み取り板４０の軸部４１には、Ｌ字型の突起部４１Ａが軸部４１の周面から外側に突出している。この突起部４１Ａがカム３０の軸部３１の内側に回転方向と直交する方向に形成された凹状の勘合部３１Ａに勘合される。また、読み取り板４０の軸部４１の内側には、弾性変形可能なスナップフィット４１Ｂが突出しており、このスナップフィット４１Ｂがシャフト３２の周面に形成された溝部３２Ａに係止されることで、読み取り板４０がシャフト３２に固定される。これにより、カム３０と読み取り板４０をそれぞれシャフト３２に直接取り付ける場合と比較して、カム３０と読み取り板４０の回転方向の精度を上げることが可能である。また、図４に示すように、両端部のカム３０のうちギア３４の駆動部２５８と反対側のカム３０（図４中の手前側）は回転の抵抗があるためシャフト３２がねじれることが懸念されるが、ねじれた側のカム３０の回転位置を読み取り板４０で読み取ることによって、読み取り精度を上げることが可能である。

図６に示すように、シャフト３２が貫通しているシャフト端部３３にＤカット面３３Ａが形成されており、このシャフト端部３３にギア３４のＤカット面が形成された軸部３５が挿通される。また、軸部３５の内側には、弾性変形可能なスナップフィット３５Ａが設けられており、このスナップフィット３５Ａがシャフト端部３３の溝部３３Ｂに係止されることで、ギア３４が固定される。ギア３４をシャフト端部３３にスナップフィット３５Ａで止めることで、ギア３４をシャフト端部３３にねじ止めする必要がなく、組み立てが簡単となる。

また、シャフト端部３３のＤカット面３３Ａの終端部には円形端部３３Ｃが形成されており、ギア３４が固定されたときに円形端部３３Ｃが突き出している。円形端部３３Ｃは、軸受け部材２６０に形成された横Ｕ字状の軸受け２６０Ａに挿入可能となっている。軸受け部材２６０は、画像形成装置本体２００のフレーム（図示省略）に取り付けられており、円形端部３３Ｃが軸受け２６０Ａに挿入されることで、画像形成装置本体２００に対する定着装置１０の固定及び位置出しを兼ねている。ギア３４の軸受け２６０Ａを画像形成装置本体２００に設け、ギア３４の外側の円形端部３３Ｃを保持することで、ギア３４をしっかりと固定できる。これにより、カム３０のトルクが大きくても、ギア３４の回転によりシャフト３２及び定着装置１０自体が動いてしまうことがない。また、ギア３４がシャフト３２のシャフト端部３３に直接取り付けられ、円形端部３３Ｃを軸受け２６０Ａでガイドすることにより、位置及び駆動伝達精度を向上できる。このため、定着装置１０を画像形成装置本体２００に装着したとき、定着装置１０が動きにくいため、読み取り板４０の位置精度が高くなり、画像形成装置本体２００にセンサ４２を設けても精度の良い検知が可能となる。このため、定着装置１０にセンサ４２を配置する場合と比較して低コスト化が可能である。

また、図８（Ｂ）に示すように、ギア３４の歯３４Ａは高歯となっている。このため、定着装置１０を画像形成装置本体２００に取り付けるとき、ギア３４と画像形成装置本体２００のギア２５６の歯先同士がぶつかりにくく、定着装置１０をスムーズに画像形成装置本体２００に装着できる。一方、ギアが一般的な歯であるときは、ギアと画像形成装置本体２００のギア２５６の歯先同士がぶつかり、定着装置をスムーズに装着できない。この問題は、ギア３４の歯先を尖らせることで解決可能で、その方法として高歯と転位ギアの２種がある。転位ギアの場合は、駆動接線が斜めになり、定着装置が動きやすく歯飛びする。ギア３４の歯３４Ａは高歯であれば、駆動接線が垂直になり、歯飛びしない。

次に、定着装置１０の作用について説明する。

図７に示すように、第１モード（普通紙など）では、カム３０が加圧レバー２２の当接片２３Ｃに当接しない位置（定位置）に回転している。これにより、圧縮スプリング２８の加圧力により加圧レバー２２の移動片２３Ａがブラケット２０のガイド片２１Ａの側に移動している。このため、加圧レバー２２に保持された加圧ローラ１６が、ブラケット２０に保持された加熱ローラ１４に所定の荷重で圧接される。第１モードでは、加圧ローラ１６は定荷重となっており、高い荷重で加熱ローラ１４に圧接されることで、加圧ローラ１６の弾性体層が弾性変形している。これにより、普通紙などを加熱ローラ１４と加圧ローラ１６との間に搬送し、トナー像を定着させることができる。

一方、図９に示すように、第２モード（封筒など）では、駆動部２５８がギア２５６を矢印方向に回転させることで、ギア２５６と噛み合うギア３４を回転させる。これにより、ギア３４とシャフト３２で連結されたカム３０が矢印Ａ方向に回転する。そして、カム３０が回転により当接片２３Ｃに当接し、移動片２３Ａの開孔２３Ｂがスタッド２６に挿通されているため、移動片２３Ａが圧縮スプリング２８を圧縮させて所定の加圧位置に移動する。これにより、加圧レバー２２が回動点２４を中心に矢印Ｂ方向に所定の加圧位置まで回動し、加圧レバー２２に保持された加圧ローラ１６が加熱ローラ１４との軸間距離が大きくなる方向に移動する。このとき、加圧ローラ１６は、定変位（軸間固定）となっている。これにより、第２モード（封筒など）では、第１モードに比べて加圧ローラ１６の加熱ローラ１４への荷重が小さくなる。

このような定着装置１０では、普通紙や封筒など用紙の種類によって加熱ローラ１４への加圧ローラ１６の荷重を適切に調整でき、用紙の皺の発生を抑制できる。また、ブラケット２０、加圧レバー２２、圧縮スプリング２８、及びカム３０の力関係が４部品の中だけでクローズするため、構成部品の変形、精度の点で有利である。また、構成部品の組み立ても容易である。また、加圧レバー２２のストローク量が少ないため、カム３０の設計上有利である。

また、図９に示すように、カム３０の回転方向（矢印Ａ方向）は、加圧レバー２２の回動方向（矢印Ｂ方向）と噛み込まない順方向に設定されている。カムの回転方向が加圧レバーと噛み込む方向であると、加圧レバーの移動がぎくしゃくしてスムーズに移動しないが、カム３０の回転方向を加圧レバー２２と噛み込まない順方向とすることで、加圧レバー２２の移動をスムーズにすることができる。

図１０には、ギア２５６に駆動力を伝達する駆動部２７０の一例が示されている。駆動部２７０には、モータ２７１が設けられており、モータ２７１にはウォーム２７２が連結されている。ウォーム２７２にはウォームギア２７４が噛み合っており、ウォームギア２７４と同軸に伝達ギア２７６が設けられている。伝達ギア２７６には伝達ギア２７８が噛み合っており、伝達ギア２７８にギア２５６が噛み合っている。モータ２７１はＤＣモータであり、ウォーム２７２によりウォームギア２７４を矢印方向に回転させ、伝達ギア２７６、２７８及びギア２５６をそれぞれ矢印方向に回転させる。ウォーム２７２とウォームギア２７４を介することで、高回転のモータ２７１をギアダウンさせて駆動力を伝達することができる。必要とされるカム３０の回転は、超低回転、高荷重であるため、ＤＣモータとウォーム２７２及びウォームギア２７４の組み合わせがスペース、コスト、出力の点で有利である。

また、モータ２７１は、回転時間がカム３０を回転させるときの極めて限定的な時間のみであるため、低価格なブラシモータを用いることができる。

なお、上記定着装置において、カム３０の当接面にベアリング（図示省略）を設けてもよい。ベアリングを設けることで、カム３０と当接片２３Ｃとの摺動抵抗を小さくすることが可能である。

次に、本発明の第２実施形態の定着装置について説明する。

なお、第１実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、重複した説明は省略する。

図１１に示すように、この定着装置には、加熱ローラ１４を保持するブラケット６０に、加圧ローラ１６を保持する加圧レバー６２が回動可能に支持されている。加圧レバー６２のガイド部６２Ａには、引っ張りスプリング６６の一方の端部６６Ａが係止されている。ブラケット６０の保持部６０Ｂに設けられたカム６４の周面には、溝部６４Ａが形成されており、この溝部６４Ａに引っ張りスプリング６６の他端部に形成されたフック６６Ｂが掛止されている。この引っ張りスプリング６６により加圧レバー６２がブラケット６０の側に引っ張られ、加圧ローラ１６が加熱ローラ１４に圧接される。

カム６４の回転軸は偏心しており、カム６４の回転により加圧レバー６２が回動し、加熱ローラ１４と加圧ローラ１６との軸間距離が可変することで、加圧ローラ１６の荷重が調整される。これにより、軸間距離を可変させるタイプにおいて構成を単純化することができる。また、引っ張りスプリング６６のフック６６Ｂを溝部６４Ａに掛止することで、フック６６Ｂをカム６４にしっかり保持できる。

次に、本発明の第３実施形態の定着装置について説明する。

なお、第１実施形態及び第２実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、重複した説明は省略する。

図１２及び図１３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、この定着装置では、保持部６０Ｂに支持されたカム７４の外周に溝部７４Ａが形成されており、この溝部７４Ａにベアリング７６が設けられている。ベアリング７６に引っ張りスプリング６６のフック６６Ｂが掛止されている。

この定着装置では、引っ張りスプリング６６のフック６６Ｂがベアリング７６に掛止されることで、カム７４の回転時にカム７４とフック６６Ｂとの摺動抵抗が小さくなる。

次に、本発明の第４実施形態の定着装置について説明する。

図１４に示すように、この定着装置は、加圧ローラ１６を保持する加圧レバー８２の回動端部側で、加熱ローラ１４を保持するブラケット８０の先端部８１と加圧レバー８２の先端部８３とがクロスしている。先端部８１には加熱ローラ１４の軸方向とほぼ平行にばね受け部８１Ａが形成されており、また先端部８３にはばね受け部８１Ａと間隔をおいてばね受け部８３Ａが設けられている。ばね受け部８１Ａにはボス８６が取り付けられ、ばね受け部８３Ａにはボス８７が取り付けられており、これらのボス８６、８７に圧縮スプリング８８の両端部が保持されている。また、先端部８３には、カム３０が当接可能な当接片２３Ｃが形成されている。

この定着装置では、カム３０が矢印Ａ方向に回転して当接片２３Ｃに当接すると、圧縮スプリング８８を圧縮させてばね受け部８３Ａが矢印Ｃ方向に移動する。これにより、加圧レバー８２が矢印Ｂ方向に回動し、加圧レバー８２に保持された加圧ローラ１６の荷重が調整される。

この定着装置では、ブラケット８０のばね受け部８１Ａと加圧レバー８２のばね受け部８３Ａとの間に圧縮スプリング８８を設けることで、図７に示すスタッド２６を省略可能であり、部品点数を削減することができる。
尚、上記実施形態１から４を概念的に捉えると、次のように捉えることもでき、第１の態様に記載の発明に係る定着装置は、加熱源を内蔵した加熱部材と、前記加熱部材に圧接する加圧部材とを備え、画像形成装置本体に対して着脱可能な定着装置であって、前記加熱部材を保持するブラケットと、前記加圧部材を保持して前記ブラケットに移動可能に支持された加圧レバーと、前記加圧部材が前記加熱部材を圧接する方向へ前記加圧レバーを加圧する付勢手段と、前記ブラケットに回転可能に支持され、前記加圧レバーに当接して前記加圧部材の加圧力を調整するカムと、を有することを特徴としている。
第１の態様に記載の発明によれば、加圧レバーは加圧部材を保持しており、加熱部材を保持したブラケットに移動可能に支持されている。付勢手段によって加圧レバーが加圧され、加圧部材が加熱部材を加圧する。そして、ブラケットに回転可能に支持されたカムを回転させることで、カムが加圧レバーに当接して加圧部材の加圧力が調整される。これにより、加熱部材への加圧部材の荷重を適切に調整することが可能となり、記録媒体の皺の発生が抑制される。また、カムを回転させる駆動源は定着装置が装着される画像形成装置側に設け、ブラケット、加圧レバー、付勢手段、及びカムの中でクローズして構成できるため、構成部品の変形や精度安定性の点で有利である。また、組み立ても容易である。
第２の態様に記載の発明に係る定着装置は、第１の態様に記載の定着装置において、前記カムが前記加圧レバーに当接しない第１モードと、前記カムが前記加圧レバーに当接し前記加圧レバーが所定の加圧位置に移動する第２モードと、を有することを特徴としている。
第２の態様に記載の発明によれば、記録媒体の種類によって第１モードと第２モードに切り替えることが可能である。例えば、普通紙などの第１モードでは、カムが加圧レバーに当接せず、加圧部材を定荷重とし、また、封筒などの第２モードでは、加圧レバーが所定の加圧位置に移動する定変位（軸間固定）とすることができる。これにより、加圧レバーのストローク量を少なくすることができ、カムの設計上有利となる。
第３の態様に記載の発明に係る定着装置は、第１の態様又は第２の態様に記載の定着装置において、前記加圧部材の両端部に前記加圧レバーと前記カムを配設し、一方の前記カムの回転を他方の前記カムへ伝達するシャフトと、前記シャフトの端部に設けられ、前記カムの回転位置を読み取るための読み取り板と、を備え、前記読み取り板は、他方の前記カム側に設けられていることを特徴としている。
第３の態様に記載の発明によれば、両端部のカムのうち駆動側のカム（一方のカム）と反対側のカム（他方のカム）は回転の抵抗があるためシャフトがねじれる。ねじれた側のカム（他方のカム）の回転位置を読み取り板で読み取ることによって、読み取り精度を上げることが可能である。
第４の態様に記載の発明は、第３の態様に記載の定着装置において、前記読み取り板は、他方の前記カムに取り付けられることを特徴としている。
第４の態様に記載の発明によれば、読み取り板は駆動側のカムと反対側のカムに取り付けることで、読み取り板をシャフト等に勘合させた構成よりもカムの回転方向の読み取り精度を上げることが可能である。
第５の態様に記載の発明は、第３の態様又は第４の態様に記載の定着装置において、前記シャフトに駆動力が伝達されるギアが設けられ、前記ギアの軸受けを前記画像形成装置本体に設けたことを特徴としている。
第５の態様に記載の発明によれば、シャフトに駆動力が伝達されるギアの軸受けを画像形成装置本体に設けることで、ギアを軸受けでしっかりと保持できる。このため、カムのトルクが大きくても、ギアの駆動によりシャフト、定着装置自体が動いてしまうことがない。
第６の態様に記載の発明は、第５の態様に記載の定着装置において、前記ギアは前記シャフトのＤカット面に固定され、前記ギアを貫通した前記シャフトの端部が前記軸受けに軸支されたことを特徴としている。
第６の態様に記載の発明によれば、ギアはシャフトのＤカット面に直接固定され、シャフトの端部を軸受けでガイドすることで、位置精度を向上することが可能である。
第７の態様に記載の発明は、第５の態様又は第６の態様に記載の定着装置において、前記ギアの歯が高歯であることを特徴としている。
第７の態様に記載の発明によれば、ギアの歯が高歯であるので、定着装置のユニットを画像形成装置本体に取り付けるとき、ギアと画像形成装置本体側のギアの歯先同士がぶつかりにくく、定着装置をスムーズに画像形成装置本体に装着できる。ギアが一般的な歯であるときは、ギアと画像形成装置本体側のギアの歯先同士がぶつかり、定着装置をスムーズに装着できない。この問題は、ギアの歯先を尖らせることで解決可能で、その方法として高歯と転位ギアの２種がある。転位ギアの場合は、駆動接線が斜めになり、定着装置が動きやすく歯飛びする。高歯であれば、駆動接線が垂直になり、歯飛びしない。
第８の態様に記載の発明は、第５の態様から第７の態様までのいずれか１つに記載の定着装置において、前記ギアに設けられたスナップフィットが、前記シャフトに形成された溝に係止されることを特徴としている。
第８の態様に記載の発明によれば、ギアをスナップフィットによってシャフトの溝に係止して固定するので、ギアをシャフトにねじ止めする必要がなく、組み立てが簡単となる。
第９の態様に記載の発明は、第３の態様から第８の態様までのいずれか１つに記載の定着装置において、前記読み取り板のスリットを検知するセンサを前記画像形成装置本体に設けたことを特徴としている。
第９の態様に記載の発明によれば、定着装置を画像形成装置本体に装着したとき、定着装置が動きにくいため、画像形成装置本体にセンサを設けても精度の良い検知が可能となる。また、画像形成装置本体にセンサを設けることで、コストを低減できる。
第１０の態様に記載の発明は、第５の態様又は第６の態様に記載の定着装置において、前記軸受けが前記画像形成装置本体に対する定着装置の固定又は位置出しを兼ねていることを特徴としている。
第１０の態様に記載の発明によれば、軸受けがユニットの固定又は位置出しを兼ねており、読み取り板の位置精度が高い構成とすることができるため、画像形成装置本体に読み取り板のセンサを配設することが可能となる。このため、低コスト化が可能である。
第１１の態様に記載の発明は、第１の態様から第１０の態様までのいずれか１つに記載の定着装置において、前記カムの回転方向は、前記加圧レバーと前記カムが噛み込まない順送り方向であることを特徴としている。
第１１の態様に記載の発明では、カムの回転方向が加圧レバーの移動と噛み込む方向であると、加圧レバーの移動がぎくしゃくしてスムーズでなくなるが、カムが加圧レバーと噛み込まない順送り方向とすることで、加圧レバーの移動をスムーズにすることが可能となる。
第１２の態様に記載の発明は、第５の態様から第１１の態様までのいずれか１つに記載の定着装置において、前記加熱部材又は前記加圧部材を駆動する駆動機構の反対側に、前記シャフトに駆動力を伝達する前記ギアを設けたこと特徴としている。
第１２の態様に記載の発明では、加熱部材又は加圧部材を駆動する駆動機構とカムの駆動機構とがそれぞれスペースを必要とするが、それぞれの駆動機構を反対側に設けることで、スペース上有利となる。
第１３の態様に記載の発明は、第１の態様から第１２の態様までのいずれか１つに記載の定着装置において、前記カムを駆動させるモータは、ＤＣモータであり、ウォームギアでギアダウンして駆動力を伝達することを特徴としている。
第１３の態様に記載の発明では、必要とされるカムの回転が超低回転、高荷重であるため、ＤＣモータにウォームギアを組み合わせてギアダウンして駆動力を伝達することで、スペース、コスト、出力の点で有利となる。
第１４の態様に記載の発明は、第１３の態様に記載の定着装置において、前記モータは、ブラシモータであることを特徴としている。
第１４の態様に記載の発明では、カムを回転させる時間は極めて限定的であるため、低価格なブラシモータを用いることが可能であり、コストを低減できる。
第１５の態様に記載の発明は、第１の態様又は第２の態様に記載の定着装置において、前記付勢手段は、前記ブラケットから延設されたガイド部と、前記加圧レバーに形成され、前記ガイド部へ挿通される開孔と、前記ガイド部へ挿通され、一端が前記開孔の縁部に当たり、他端が前記ガイド部の端部に形成されたフランジ部に当たる圧縮スプリングと、で構成されていることを特徴としている。
第１５の態様に記載の発明では、一端が加圧レバーに形成された開孔の縁部に当たり、他端がガイド部の端部に形成されたフランジ部に当たる圧縮スプリングを設けることで、加圧レバーがブラケットのガイド部の方向へ加圧される。そして、カムの回転によって圧縮スプリングを圧縮させることで、加圧レバーを所定の移動位置に容易に移動させることが可能となる。
第１６の態様に記載の発明は、第１の態様又は第２の態様に記載の定着装置において、前記付勢手段は、前記ブラケットに形成された第１ばね受けと、前記加圧レバーに形成され、前記第１ばね受けよりも前記カム側にある第２ばね受けと、前記第１ばね受けと前記第２ばね受けの間に装着されるばね受け用圧縮スプリングと、で構成されていることを特徴としている。
第１６の態様に記載の発明では、第１ばね受けと第２ばね受けとの間にばね受け用圧縮スプリングを装着することで、加圧レバーをブラケット側に加圧することができ、構成を簡略化することが可能である。
第１７の態様に記載の発明は、第１の態様から第１６の態様までのいずれか１つに記載の定着装置において、前記カムが前記加圧レバーに当接する当接面にベアリングを設けたことを特徴としている。
第１７の態様に記載の発明では、当接面にベアリングを設けることでカムの摺動抵抗が低くなる。
第１８の態様に記載の発明に係る定着装置は、加熱源を内蔵した加熱部材と、前記加熱部材に圧接する加圧部材とを備え、画像形成装置本体に対して着脱可能な定着装置であって、前記加熱部材を保持するブラケットと、前記加圧部材を保持して前記ブラケットに移動可能に支持された加圧レバーと、前記加圧レバーに一端が連結され、前記加圧部材が前記加熱部材を圧接する方向へ引っ張る引張スプリングと、前記ブラケットに回転可能に支持されると共に、前記引張スプリングの他端を支持し、前記引張スプリングの支持位置を変える引張力調整手段と、を有することを特徴としている。
第１８の態様に記載の発明によれば、加圧レバーに引張スプリングの一端が連結され、加圧部材が加熱部材を圧接する方向へ加圧レバーを引っ張る。ブラケットに引張力調整手段が回転可能に支持されると共に、引張スプリングの他端を支持し、引張スプリングの支持位置を変えるので、加圧部材の加圧力を調整することが可能である。このため、構成をより単純化することが可能となる。
第１９の態様に記載の発明は、第１８の態様に記載の定着装置において、前記引張力調整手段は、前記引張スプリングの先端が掛止される引張スプリング用カムであることを特徴としている。
第１９の態様に記載の発明では、引張スプリング用カムを回転させることで、引張スプリングの張力を調整できる。
第２０の態様に記載の発明は、第１９の態様に記載の定着装置において、前記引張スプリング用カムに、前記引張スプリングの他端に形成されたフックに合わせた溝が設けられていることを特徴としている。
第２０の態様に記載の発明では、フックを引張スプリング用カムに設けられた溝に掛止させることで、引張スプリングのフックをカムにしっかりと保持できる。
第２１の態様に記載の発明は、第１９の態様又は第２０の態様に記載の定着装置において、前記引張スプリング用カムの外周にベアリングを設けたことを特徴としている。
第２１の態様に記載の発明では、引張スプリング用カムの外周にベアリングを設けることで、カムとスプリングとフックとの摺動抵抗が小さくなる。
第２２の態様に記載の発明に係る画像形成装置は、第１の態様から第２１の態様までのいずれか１つに記載の定着装置を備えることを特徴としている。
第２２の態様に記載の発明では、第１の態様から第２１の態様までのいずれか１つに記載の定着装置を備えているので、加熱部材への加圧部材の加圧力を適切に調整することが可能となり、記録媒体の皺の発生が抑制される。また、画像形成装置本体に装着した定着装置が動くのを抑制でき、精度安定性を向上できる。

本発明の第１実施形態に係る定着装置を備えた画像形成装置を示す概略構成図である。本発明の第１実施形態に係る定着装置を示す斜視図である。図２に示す定着装置のカムの方向から見た斜視図である。図２に示す定着装置の加圧ローラを保持する加圧レバー、加熱ローラを保持するブラケット、及びカムの取り付け構造を示す斜視図である。図２に示す定着装置のカムと読み取り板の取り付け構造を示す分解斜視図である。図２に示す定着装置のギアとシャフトの取り付け構造を示す分解斜視図である。図２に示す定着装置の加圧ローラを保持する加圧レバー、加熱ローラを保持するブラケット、及びカムの取り付け構造を示す側面図である。（Ａ）は図２に示す定着装置の加圧ローラを保持する加圧レバー、加熱ローラを保持するブラケット、及びカムの取り付け構造を示す平面図であり、（Ｂ）はカムを回転させるギアの一部拡大図である。図２に示す定着装置のカムが回転し、加圧レバーが回動した状態を示す側面図である。図２に示す定着装置のカムの駆動機構の一例を示す構成図である。本発明の第２実施形態に係る定着装置の主要部を示す部分斜視図である。本発明の第３実施形態に係る定着装置の主要部を示す部分斜視図である。本発明の第３実施形態に係る定着装置の主要部を示す部分斜視図及び分解斜視図である。本発明の第４実施形態に係る定着装置の加圧レバー、ブラケット、及び圧縮スプリングの取り付け構造を示す側面図である。

符号の説明

１０定着装置
１１画像形成装置
１２ハウジング
１４加熱ローラ（加熱部材）
１６加圧ローラ（加圧部材）
２０ブラケット
２０Ｂ保持部
２１Ａガイド片（付勢手段）
２２加圧レバー
２３Ａ移動片（付勢手段）
２３Ｂ開孔（付勢手段）
２３Ｃ当接片
２４回動点
２６スタッド（ガイド部）
２６Ａフランジ部
２８圧縮スプリング（付勢手段）
３０カム
３１Ａ勘合部
３２シャフト
３２Ａ溝部
３３シャフト端部
３３ＡＤカット面
３３Ｂ溝部
３３Ｃ円形端部
３４ギア
３４Ａ歯
３５Ａスナップフィット
４０読み取り板
４１Ｂスナップフィット
４１Ａ突起部
４２センサ
６０ブラケット
６０Ｂ保持部
６２加圧レバー
６４カム
６４Ａ溝部
６６スプリング
６６Ｂフック
６６Ａ端部
７４カム
７４Ａ溝部
７６ベアリング
８０ブラケット
８１Ａばね受け部
８２加圧レバー
８３Ａばね受け部
８８圧縮スプリング
２００画像形成装置本体
２５６ギア
２５８駆動部
２７０駆動部
２７１モータ
２７２ウォーム
２７４ウォームギア

Claims

画像形成装置本体に対して着脱可能な定着装置であって、
前記定着装置は、
加熱源と、
前記加熱源により加熱され回転可能に設けられた加熱部材と、
回転可能に設けられ、前記加熱部材との間で、トナー像が転写された用紙を加熱及び加圧して当該用紙にトナー像を定着させる加圧部材と、
前記加熱部材が設けられるブラケットと、
前記ブラケットに移動可能に支持された加圧レバーと、
前記ブラケットと前記加圧レバーとに接することで、前記加熱部材と前記加圧部材との間に搬送された前記用紙に加圧力を加えるスプリングと、
前記ブラケットに回転可能に支持されたシャフトにより連結され、当該シャフトの一方側と他方側に設けられ、回転されることで前記加圧レバーを移動させて前記加圧力を調整させる複数のカムと、
前記シャフトに設けられ、前記画像形成装置本体側に設けられた駆動源から駆動力が伝達されて前記複数のカムを回転させるギアと、
前記シャフトに設けられ、前記カムの回転位置を読み取るための読み取り部と、
を備えることを特徴とする定着装置。
画像形成装置本体に対して着脱可能な定着装置であって、
前記定着装置は、
加熱源と、
前記加熱源により加熱され回転可能に設けられた加熱部材と、
回転可能に設けられ、前記加熱部材との間で、トナー像が転写された用紙を加熱及び加圧して当該用紙にトナー像を定着させる加圧部材と、
前記加熱部材が設けられるブラケットと、
前記ブラケットに移動可能に支持された加圧レバーと、
前記ブラケットと前記加圧レバーとに接することで、前記加熱部材と前記加圧部材との間に搬送された前記用紙に加圧力を加えるスプリングと、
前記ブラケットに回転可能に支持されたシャフトにより連結され、当該シャフトの一方側と他方側に設けられ、回転されることで前記加圧レバーを移動させて前記加圧力を調整させる複数のカムと、
前記シャフトの一方側の端部に設けられ、前記画像形成装置本体側に設けられた駆動源から駆動力が伝達されて前記複数のカムを回転させるギアと、
前記シャフトの他方側の端部に設けられ、前記カムの回転位置を読み取るための読み取り部と、
を備えることを特徴とする定着装置。
請求項１又は請求項２に記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。