JP4661928B2 - 定着装置 - Google Patents

Description

本発明は、記録シートに転写された現像剤像を熱定着させる定着装置に関する。

一般に、画像形成装置に設けられる定着装置では、用紙が加熱ローラまたは加圧ローラの周面に沿って湾曲し、いわゆる用紙カールを生じることが知られている。用紙カールは、用紙の搬送不良や排紙トレイ上に排出された用紙の順番を乱す原因となる。そこで、定着装置の中には、加圧ローラを加熱ローラに対して位置変更可能に設け、用紙カールの状態に応じて加熱ローラに対する加圧ローラの位置を変更することで、用紙カールを修正するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、定着装置には、加熱ローラの表面温度を検知して、その温度が所定値以上である場合に加熱ローラの熱源への通電を遮断するサーモスタットや温度ヒューズなどの遮断部材が加熱ローラを挟んで加圧ローラとは反対側に設けられている。加熱ローラの表面温度が定着温度を超え、加熱ローラの樹脂製の軸受が溶融すると、加熱ローラが加圧ローラに押されて遮断部材に近接する。これによって、遮断部材で検知される温度がより早く所定値以上となるので、熱源への通電が速やかに遮断され、加熱ローラの温度上昇を速やかに停止することができる（例えば、特許文献２参照）。
特開昭６４−９４８４号公報 特開平６−１２４０５０号公報

ところで、加圧ローラを位置変更可能に設けた構成では、加圧ローラの位置を変更することで加圧ローラが加熱ローラを押圧する方向が変わっているので、熱源への通電が遮断されるまでの時間が変化する。具体的には、加熱ローラの軸受が溶融して加熱ローラが加圧ローラによって遮断部材に近接する方向に押されても、加圧ローラの位置によって、移動後の加熱ローラと遮断部材との位置関係が変わるので、遮断部材で検知される温度が所定値以上となるまでにかかる時間が変わり、熱源への通電が遮断されるまでの時間が変化することとなる。

そこで、本発明は、加圧部材を加熱部材に対して位置変更可能に設けた構成において、加圧部材の位置によらずに同等の条件で熱源への通電を遮断することができる定着装置を提供することを目的とする。

この目的を達成するために、請求項１記載の画像形成装置は、加熱部材と加圧部材とで記録シートを挟持して搬送しながら記録シートに転写された現像剤像を熱定着させる定着装置であって、前記加圧部材は、前記加熱部材に対し複数の加圧位置に変位可能にフレームに支持されるとともに、各前記加圧位置で前記加熱部材に向けて押圧され、前記加熱部材は、熱源により加熱され、かつ当該加熱部材が所定温度以上のとき前記加圧部材による押圧によって当該押圧方向に移動可能に前記フレームに支持され、前記フレームは、前記押圧方向において前記加熱部材を挟んで前記加圧部材とほぼ反対側に前記加熱部材に対向配置され前記熱源への通電を遮断する遮断部材を備え、前記遮断部材は、前記加圧部材の各前記加圧位置で前記加熱部材を挟んで前記加圧部材とほぼ反対側に位置するように前記加圧位置の変位に連動することを特徴とする。

また、請求項２記載の発明は、請求項１に記載の発明において前記加熱部材及び加圧部材は、それぞれ中心軸線の周りに回転可能なローラであり、前記加圧部材は、前記加熱部材の周方向の複数の前記加圧位置に変位可能であり、前記遮断部材は、各前記加圧位置で前記加圧部材による前記加熱部材への押圧方向のほぼ延長線上に位置していることを特徴とする。

また、請求項３記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記フレームは、前記遮断部材の変位が前記加熱部材の外縁に沿うようにガイドするガイド部材を備えたことを特徴とする。

また、請求項４記載の発明は、請求項１から３のいずれかに記載の発明において、前記フレームは、前記加熱部材を支持する第一のフレームと、前記加圧部材を支持し前記加圧部材を各前記加圧位置に変位させるように前記第一のフレームに対し変位可能な第二のフレームとを含み、前記遮断部材は前記第二のフレームの変位に連動する保持部材に保持されていることを特徴とする。

また、請求項５記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記所定温度未満で前記加圧部材による押圧によって前記加熱部材が前記押圧方向に移動しない時には、前記第二のフレームと前記保持部材とは前記変位方向に一体的に変位可能に接続され、前記所定温度以上で前記加圧部材による押圧によって前記加熱部材が移動する時には、前記第二のフレームが前記加圧部材の押圧方向において前記保持部材に対し移動可能であることを特徴とする。

また、請求項６記載の発明は、請求項１から３いずれかに記載の発明において、前記フレームは、前記加熱部材を支持する第一のフレームと、前記加圧部材を支持し前記加圧部材を各前記加圧位置に変位させるように前記第一のフレームに対し変位可能な第二のフレームとを含み、前記加圧部材と前記遮断部材とは、前記第二のフレーム上に形成されていることを特徴とする。

また、請求項７記載の発明は、請求項１から６いずれかに記載の発明において、前記遮断部材は、可撓性のケーブルを介して前記熱源への通電用回路と接続されることを特徴とする。

請求項１記載の定着装置によれば、加圧部材の位置を加熱部材に対して異なる加圧位置に変位させたとき、その変位に連動して遮断部材が加熱部材を挟んで加圧部材とほぼ反対側に位置するように変位するので、加熱部材が所定温度以上になって加圧部材により押圧によって加熱部材がその押圧方向に移動したとき、加圧部材の位置によらず、加熱部材が遮断部材に接近し、加熱部材の熱源への通電を正確に遮断することができる。

また、請求項２記載の発明によれば、請求項１に記載の効果に加え、各加圧位置で加圧部材による加熱部材への押圧方向のほぼ延長線上に遮断部材を位置させることで、加圧部材による押圧方向に加熱部材が移動したとき、良好に通電を遮断することが可能となる。

また、請求項３記載の発明によれば、請求項１または２に記載の効果に加え、遮断部材が加熱部材の外縁に沿って延びるガイド部に沿ってガイドされるため、加熱部材に対して規定された距離を保って変位することが可能となり、加熱部材を傷つけることがない。また、常に規定された距離を保つため、常に同条件で熱源の通電を遮断できる。

また、請求項４記載の発明によれば、請求項１から３のいずれかに記載の効果に加え、第一のフレームに加熱部材、第二のフレームに加圧部材を支持し、第二のフレームの変位によって加圧部材を各加圧位置に変位させるとともに、それにともない遮断部材を保持した保持部材も変位させるから、加圧部材と遮断部材との連動が容易となる。

また、請求項５記載の発明によれば、請求項４に記載の効果に加え、所定温度未満で加圧部材による押圧によって加熱部材が当該押圧方向に移動しない時には、第二のフレームと保持部材とは変位方向に一体的に変位し、遮断部材を、加圧部材の各加圧位置で加熱部材を挟んで加圧部材とほぼ反対側に位置させることができる。一方、所定温度以上で加圧部材による押圧によって加熱部材が移動する時には、第二のフレームが加圧部材の押圧方向において保持部材に対し移動するので、加圧部材により加熱部材が移動する際に遮断部材を静止させ、加熱部材を遮断部材に接近させることができる。

また、請求項６記載の発明によれば、請求項１から３いずれかに記載の効果に加え、第一のフレームに加熱部材、第二のフレームに加圧部材を支持し、加圧部材と遮断部材とが第二のフレームに形成されることによって加圧部材の変位と遮断部材の変位とを同期する。さらに遮断部材と加圧部材の相対的な位置関係は変位前と変位後で変わることがないので、常に同条件で熱源の通電を遮断できる。

また、請求項７記載の発明によれば、請求項１から６に記載の効果に加え、遮断部材が可撓性のケーブルで通電用回路と接続されていることにより、遮断部材が変位しても通電用回路との接続状態を保つことが可能となり、ケーブルが遮断部材の変位の邪魔にならない。

＜レーザプリンタの全体構成＞
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。参照する図面において、図１はレーザプリンタ１の構成を示す断面図である。

ここで、以下の説明において方向は、レーザプリンタ１を使用するユーザを基準にした方向で説明する。すなわち、図１において、紙面に向かって左側を「前」側、紙面に向かって右側を「後」側とし、紙面に向かって手前側を「右」側、紙面に向かって奥側を「左」側とする。また、紙面に向かって上下方向を「上下」方向とする。

図１に示すように、レーザプリンタ１は、本体筐体２内に、記録シートの一例としての用紙Ｐを給紙するための給紙部３と、露光装置４と、用紙Ｐ上にトナー像（現像剤像）を転写するプロセスカートリッジ５と、用紙Ｐに転写されたトナー像を熱定着させる定着装置６とを主に備えている。本体筐体２の前側には、開閉自在なフロントカバー２１が設けられており、フロントカバー２１を開いたときにできる開口からプロセスカートリッジ５が着脱可能に装着される。また、本体筐体２の上面には、本体筐体２の外部に排出された用紙Ｐが蓄積される排紙トレイ２２が設けられている。

給紙部３は、本体筐体２内の下部に設けられ、本体筐体２に対して着脱可能に装着される給紙トレイ３１と、給紙トレイ３１の下部において前方が持ち上がるように揺動自在に設けられた用紙押圧板３２と、用紙押圧板３２を下方から持ち上げるリフトレバー３３とを備えている。また、給紙トレイ３１の前寄り上方には、給紙トレイ３１から用紙Ｐを搬送するピックアップローラ３４と、給紙ローラ３５と、給紙パッド３６と、ピンチローラ３７と、レジストローラ３８とが設けられている。

給紙トレイ３１内の用紙Ｐは、リフトレバー３３および用紙押圧板３２によって持ち上げられてピックアップローラ３４側に寄せられ、ピックアップローラ３４によって送り出される。送り出された用紙Ｐは、給紙ローラ３５および給紙パッド３６によって一枚ずつ分離され、ピンチローラ３７およびレジストローラ３８を通った後、プロセスカートリッジ５に搬送される。

露光装置４は、本体筐体２内の上部に設けられ、図示しないレーザ発光部と、回転駆動されるポリゴンミラー４１と、レンズ４２，４３と、反射鏡４４，４５とを主に備えている。レーザ発光部から発光される画像データに基づくレーザ光は、鎖線で示すように、ポリゴンミラー４１、レンズ４２、反射鏡４４、レンズ４３、反射鏡４５の順に反射または通過して、プロセスカートリッジ５の感光体ドラム５２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５は、露光装置４の下方に設けられ、本体筐体２に対して着脱自在に装着される。このプロセスカートリッジ５は、外枠を構成する中空のケーシング５１内に、感光体ドラム５２と、帯電器５３と、現像ローラ５４と、供給ローラ５５と、層厚規制ブレード５６と、トナー収容部５７と、転写ローラ５８とを主に備えている。

プロセスカートリッジ５では、感光体ドラム５２の表面が、帯電器５３により一様に帯
電された後、露光装置４からのレーザ光の高速走査によって露光される。これにより、露光された部分の電位が下がって、画像データに基づく静電潜像が形成される。

このとき、トナー収容部５７内のトナー（図示せず）は、アジテータ５７Ａの回転により供給ローラ５５に供給され、供給ローラ５５と現像ローラ５４の回転により、供給ローラ５５と現像ローラ５４が摺接することで、現像ローラ５４上に供給される。現像ローラ５４上に供給されたトナーは、現像ローラ５４の回転により、層厚規制ブレード５６と現像ローラ５４との間に進入して一定厚さの薄層として現像ローラ５４上に担持される。

現像ローラ５４上に担持されたトナーは、現像ローラ５４と感光体ドラム５２とが対向して接触するときに感光体ドラム５２上に形成された静電潜像に供給される。これにより、静電潜像が可視像化され、感光体ドラム５２上にトナー像が形成される。そして、感光体ドラム５２と転写ローラ５８との間を用紙Ｐが搬送されることで感光体ドラム５２上のトナー像が用紙Ｐに転写される。

定着装置６は、プロセスカートリッジ５の後方（用紙Ｐの搬送方向下流側）に設けられ、加熱部材の一例としての加熱ローラ６１と、加熱ローラ６１に対向して配置され、加熱ローラ６１との間で用紙Ｐを挟持する加圧部材の一例としての加圧ローラ６２とを主に備えている。定着装置６の詳細な構成については後述する。

用紙Ｐに転写されたトナー像は、用紙Ｐが加熱ローラ６１と加圧ローラ６２との間を挟持されて搬送されながら熱定着される。トナー像が熱定着された用紙Ｐは、定着装置６から排出経路２３に搬送され、排出経路２３から排出ローラ２４によって本体筐体２の外部に排出されて排紙トレイ２２上に蓄積される。

定着装置６による用紙カールを抑えるため、加圧ローラ６２は、加熱ローラ６１に対し用紙の搬送方向においてそれぞれ異なる角度の少なくとも２以上の加圧位置に変位可能に設けられている。具体的には、加圧ローラ６２は、以下に詳述するように加熱ローラ６１の周方向に変位可能に設けられている。
＜定着装置の構成＞
次に、定着装置６の詳細な構成について説明する。図２において、記録用の用紙が搬送される左斜め上から右斜め下へ向かう方向を「前後」方向とし、用紙の幅方向を「左右」方向とする。

図２、図３に示すように、定着装置６は、加熱ローラ６１と、加圧ローラ６２と、遮断部材の一例としてのサーモスタット６３と、加熱ローラ６１、加圧ローラ６２およびサーモスタット６３を支持するフレーム６５とを主に備えている。

フレーム６５は、本発明の第一のフレームの一例としての上フレーム７１と、本発明の第二のフレームの一例としての下フレーム７２とを有する。上フレーム７１は、加熱ローラ６１の回転軸線方向両端に位置する一対の側壁７１６と、その一対の側壁７１６間を加熱ローラ６１の回転軸線方向に延びて連結する連結部７１７とを有する。

連結部７１７は、加熱ローラ６１を挟んで加圧ローラ６２とはほぼ反対側に位置し、その上面からは、加熱ローラ６１の回転軸線方向に対向する一対のサーモスタット保持ガイド６４１を突出させている。サーモスタット保持ガイド６４１は、後述するサーモスタット保持部材６４の両端を摺動可能に支持するためのものである。

加熱ローラ６１は、金属から形成された円筒状の回転体６１１と、回転体６１１の回転中心６１Ｃに配置された本発明の熱源の一例としてのハロゲンヒータ６１２とから主に構成され、ハロゲンヒータ６１２の発熱によって回転体６１１の表面（外周面）が定着温度に加熱される。また、図３に示すように、加熱ローラ６１（回転体６１１）は、両端が軸受６６を介して上フレーム７１の一対の側壁７１６に、回転中心軸線のまわりに回転可能に支持されている。軸受６６は、加熱ローラ６１（回転体６１１）の表面温度が、定着温度を大きく超えた場合（所定値以上となった場合）に溶融する樹脂（または軟化して変形する樹脂）によって形成されている。

図３に示すように、加圧ローラ６２は、回転軸６２１を両端に突出させた芯金６２２と、芯金６２２の周囲を被覆する弾性層６２３とから主に構成され、回転軸６２１が下フレーム７２の一対の側壁７２４に軸受６２４を介して、回転中心軸線のまわりに回転可能に支持されている（図４参照）。下フレーム７２は、その一対の側壁７２４と、その一対の側壁７２４間を連結し加圧ローラ６２の回転軸線方向に延びる連結部７２５とを有している。連結部７２５には、加圧ローラ６２の回転軸方向において、その縁の部分を除いて開口部が形成されており、該開口部を通じて用紙Ｐが搬送される。

サーモスタット６３は、図示しないバイメタルを利用した公知のサーモスタットであり、所定値以上の温度を検知すると通電を遮断するように構成されている。なお、サーモスタット６３は、所定値以上の温度を検知して通電が遮断されると、少なくとも人為的手段によらない限り通電が回復しない種類のサーモスタットである。

サーモスタット６３は、図２、図３に示すように、上フレーム７１の連結部７１７上に支持された本発明の保持部材の一例としてのサーモスタット保持部材６４に保持されており、可撓性を有するケーブル６３１を介して図示しない通電用回路に接続されている。サーモスタット保持ガイド６４１は、連結部７１７との間に、加熱ローラ６１の回転軸線を中心とする円弧状の隙間部７１５を有している。

サーモスタット保持部材６４は、その隙間部７１５に、両端を摺動可能に挿入され、加熱ローラ６１の回転軸線を中心として所定角度範囲内で変位可能に構成される。サーモスタット６３はそのサーモスタット保持部材６４上から、連結部７１７に上記変位方向に形成した開口部７１３をとおして加熱ローラ６１の外表面と対向し、加熱ローラ６１の周方向の外縁に沿い、加熱ローラ６１の外周と一定間隔を保って変位可能である。なお、隙間部７１５においてサーモスタット保持部材６４と接する少なくとも一つの面は、本発明の「ガイド部材」を構成する。

また、サーモスタット保持部材６４は、その一部に凹部６４５を有し、その凹部６４５に向かって下フレーム７２の連結部７２５から延びた腕部７２６の先端の係合部７２３が係合されている。詳細には、凹部６４５と係合部７２３とは、両ローラ６１，６２の回転中心６１Ｃ，６２Ｃを結ぶ方向と平行な方向において嵌合離脱可能に係合しており、後述する、加圧ローラ６２が加熱ローラ６１の周方向に変位する方向には、下フレーム７２の変位に同期してサーモスタット保持部材６４も変位させることができる。

一方、加圧ローラ６２が加熱ローラ６１を押す方向には、サーモスタット保持部材６４を上フレーム７１上に静止させたまま、下フレーム７２を移動させ、凹部６４５から係合部７２３を離脱または離脱することなくその方向に移動させる。なお、通常の定着動作を行う状態で加圧ローラ６２が加熱ローラ６１に接触しているとき、凹部６４５と係合部７２３とが嵌合した状態で、係合部７２３と凹部６４５の底部との間に所定長さの空間が設けられている。

また、図４に示すように、サーモスタット６３は加熱ローラ６１の上方において加熱ローラ６１と対向して配置されている。詳細には、サーモスタット６３は、加熱ローラ６１を挟んで、加圧ローラ６２が配置された側とは反対側であって、加熱ローラ６１の回転中心６１Ｃと第１加圧位置にある加圧ローラ６２の回転中心６２Ｃとを結ぶ面Ｓ１（図３参照）上に配置されている。この配置は、加圧ローラ６２が加熱ローラ６１を押圧する方向のほぼ延長線上である。

次に、加圧ローラ６２を加熱ローラ６１に対して押圧するための構成、加圧ローラ６２を加熱ローラ６１の周囲に変位させるための構成について説明する。図５に示すように、フレーム６５は、前述した上フレーム７１および下フレーム７２のほか、位置決め部材７３と、押圧部材７４と、解除部材７５とを有している。

上フレーム７１の一対の側壁７１６の前側下部に、それぞれ、押圧部材７４を回動可能に支持する押圧部材支持部７１１が設けられている。また、各側壁の後部には、引きバネ７１２の一端部が取り付けられている。なお、引きバネ７１２の他端部は、押圧部材７４の後端に取り付けられている。

下フレーム７２は、押圧部材７４に、加熱ローラ６１の周方向に移動可能でかつ加熱ローラ６１向け押圧可能に支持されている。この下フレーム７２の一対の側壁７２４には、それぞれ、加圧ローラ６２の回転軸線方向外側に向かって突出し、後述する位置決め部材７３をスライド移動可能に支持する突出部７２１，７２２（図８参照）が複数設けられている。

位置決め部材７３は、下フレーム７２の各側壁に対し、加圧ローラ６２の回転軸線方向外側から対向する本体部７３１と、本体部７３１の下端中央付近から加圧ローラ６２の回転軸線方向内側に向かって延びる操作部７３２とを主に有する略Ｌ形状に形成されている。

本体部７３１には、下フレーム７２に設けられた突出部７２１，７２２に対応する箇所に加熱ローラ６１と加圧ローラ６２の対向方向に延びる長穴７３３（図９も参照）が設けられ、この長穴７３３に突出部７２１，７２２が挿入されている。このような構成により、位置決め部材７３は、下フレーム７２に対して、加熱ローラ６１と加圧ローラ６２の対向方向にスライド移動可能となっている。

また、本体部７３１の下端縁（操作部７３２の前方部分および後方部分）は、加熱ローラ６１の回転軸線を中心とする略円弧状に形成され、その前後方向に複数の位置決め凹部７３４が設けられている。

位置決め部材７３は、下フレーム７２に固定された図示しない板バネによって、常時略
下方に向けて付勢されており、操作部７３２を板バネの付勢力に抗して略上方（加圧ローラ６２側）へ押圧することで、位置決め部材７３が上方にスライド移動する。

押圧部材７４は、下フレーム７２および位置決め部材７３に対し、加圧ローラ６２の軸方向外側から対向するように配置されている。この押圧部材７４は、前記したように、前端が上フレーム７１の押圧部材支持部７１１に回動可能に支持され、後端に引きバネ７１２の他端部が取り付けられている。これにより、押圧部材７４（の後端）は、上フレーム７１に近接・離間する方向に揺動可能であるとともに、引きバネ７１２の作用により上フレーム７１に近接する方向に付勢されている。

また、押圧部材７４には、下方に向かって延びる２つの延出部（符号省略）が形成され、この延出部の前端には、下フレーム７２及び位置決め部材７３の位置決め凹部７３４の下において加圧ローラ６２の回転軸線方向内側に向かって延びる係合片７４１が形成されている。この係合片７４１は、位置決め部材７３が板バネによって略下方に向けて付勢された状態において位置決め凹部７３４と係合する。これにより、位置決め部材７３を介して、下フレーム７２の上フレーム７１に対する加熱ローラ６１の周方向への移動が規制され、下フレーム７２に支持されている加圧ローラ６２の位置が固定される。

また、係合片７４１は、下フレーム７２の側壁の下端に当接し、引きバネ７１２の作用により、下フレーム７２を上フレーム７１に近接する方向に付勢する。これにより、下フレーム７２に支持されている加圧ローラ６２が、上フレーム７１に支持されている加熱ローラ６１に向けて押圧される。

解除部材７５は、側面視略Ｌ形状に形成され、支持軸７５１を介して押圧部材７４の後端に回動可能に取り付けられている。図５に示す状態では、解除部材７５と上フレーム７１との間に所定の間隔があるので、加圧ローラ６２は、引きバネ７１２の作用により押圧部材７４および下フレーム７２を介して、加熱ローラ６１に向けて押圧され接触した状態となっている。

図６に示すように、解除部材７５の操作部７５２が後方へ回動されると、端部７５３が上フレーム７１に当接することで、押圧部材７４（の後端）が引きバネ７１２の付勢力に抗して押し下げられる。これにより、加圧ローラ６２が加熱ローラ６１から離間して、加圧ローラ６２の押圧が解除される。

ここで、加圧ローラ６２を第１加圧位置から第２加圧位置へ変位する場合の操作（フレーム６５の作用）について説明する。なお、説明の便宜のため、加圧ローラ６２の位置について、第１加圧位置から押圧を解除した位置を第１解除位置といい、シート搬送方向（図１参照）において第一加圧位置と異なる角度であって第２加圧位置から押圧を解除した位置を第２解除位置という。

まず、図６に示すように、解除部材７５の操作部７５２を後方へ回動させると、押圧部材７４を介して下フレーム７２が上フレーム７１から離間する方向に移動する。このとき、下フレーム７２の係合部７２３と凹部６４５の底部との間に形成された空間７２８は、下フレーム７２が移動した分だけ減少する。この動作によって加圧ローラ６２は押圧が解除されて第１解除位置へ移動する。

次に、図７に示すように、位置決め部材７３の操作部７３２が板バネの付勢力に抗して略上方（加圧ローラ６２側）へ押し上げられることで、位置決め部材７３が上方にスライド移動し、押圧部材７４の係合片７４１と位置決め凹部７３４との係合が解除される。

これにより、下フレーム７２の上フレーム７１に対する加熱ローラ６１の周方向への移動が可能となるので、図８に示すように、下フレーム７２を後方へ移動させることで、加
圧ローラ６２が第１解除位置から第２解除位置へ移動する。

そして、図９に示すように、操作部７３２の押圧を解除することで、板バネの作用によって位置決め部材７３が略下方に移動して、押圧部材７４の係合片７４１と位置決め凹部７３４とが係合する。これにより、位置決め部材７３を介して、下フレーム７２の上フレーム７１に対する加熱ローラ６１の周方向への移動が規制されるので、下フレーム７２に支持されている加圧ローラ６２が第２解除位置に固定される。

次いで、図１０に示すように、解除部材７５の操作部７５２を前方へ回動することで、引きバネ７１２の作用により、押圧部材７４を介して、下フレーム７２が上フレーム７１に近接する方向に移動する。これにより、加圧ローラ６２が加熱ローラ６１に向けて押圧され接触する第２加圧位置へ移動する。

なお、加圧ローラ６２を第２加圧位置から第１加圧位置へ変位する場合は、上記と逆の操作によって行うことができる。

上記のような作用によって、加圧ローラ６２の位置を第一加圧位置から第二加圧位置に変位することができる。次に、加圧ローラ６２が第一加圧位置から第二加圧位置に変位する場合のサーモスタット６３を保持するサーモスタット保持部材６４の作用について説明する。

加圧ローラ６２が図５の第一加圧位置にあるとき、係合部７２３は凹部６４５の底部に空間を形成しているから、第一位置から図６に示した第二解除位置へ移動する際に係合部７２３は下フレーム７２と一緒に同方向へと移動する。加圧ローラ６２が図５の第一加圧位置から図６の第一解除位置へ移動した後、加圧ローラ６２を第二解除位置へ変位させると、サーモスタット保持部材６４は、隙間部７１５に沿って図３から図１１に示すように反時計回りに変位する。これによって、図１１に示すようにサーモスタット６３は、第二加圧位置にある加圧ローラ６２が配置された側とは反対側であって、加熱ローラ６１の回転中心６１Ｃと第二加圧位置にある加圧ローラ６２の回転中心６２Ｃとを結ぶ面Ｓ２上に位置する。加圧ローラ６２を第二加圧位置に移動させてもその状態は維持される。

なお、上述のように、隙間部７１５が加熱ローラ６１の回転軸線を中心とする円弧状に形成されている。そのため、サーモスタット保持部材６４はサーモスタット保持ガイド６４１に沿い、サーモスタット６３が加熱ローラ６１の周方向の外縁と常に一定の間隔を保って変位することが可能となる。これによって、サーモスタット６３が変位するにあたってサーモスタット６３が加熱ローラ６１と接触し、加熱ローラ６１を傷つけることがない。さらに、変位前と同じ条件でハロゲンヒータ６１２への通電を遮断することが可能となる。

また、この加圧ローラ６２が第一加圧位置から第二加圧位置まで変位する過程で、ケーブル６３１は通電用回路とサーモスタット６３を接続したまま撓んで変位する。ケーブル６３１は可撓性を有しているため、サーモスタット６３の変位に合わせてスムーズに変位することができる。そのため、サーモスタット６３が変位するに際して変位の邪魔になることがない。
＜暴走時における通電の遮断＞
次に、ハロゲンヒータ６１２が軸受６６を溶融するまで過熱された暴走時における定着装置６の作用について説明する。ここでは、第一加圧位置にて暴走が起こったとする。

図１３、図１４に示すように、加熱ローラ６１の温度が所定の温度よりも上昇すると、樹脂製の軸受６６が溶融する。すると、加圧ローラ６２を押圧方向に付勢していた引きバネ７１２の力によって加熱ローラ６１がさらに上方へ押圧される。すると、軸受６６が溶融したことによって加熱ローラ６１が上方、すなわち加圧ローラ６２による加熱ローラ６１への押圧方向の延長方向へ移動し、加熱ローラ６１がサーモスタット６３に接近する。サーモスタット６３が所定値以上の温度を感知すると通電が遮断され、ハロゲンヒータ６１２の加熱が停止される。

このとき、図１３に示すように、サーモスタット保持部材６４と係合していた係合部７２３が、下フレーム７２の上方への移動に伴って上方へ移動し、凹部６４５との係合が解除される。これによって、暴走時に加圧ローラ６２が下フレーム７２ごと上方へ移動しても、サーモスタット６３は静止位置にあり、加熱ローラ６１が上記の移動によってサーモスタット６３に接近することとなる。

なお、サーモスタット６３は、第一及び第二の加圧位置で、加熱ローラ６１の回転中心６１Ｃと加圧ローラ６２の回転中心６２Ｃとを結ぶ面、すなわち加圧ローラ６２による加熱ローラ６１への押圧方向の延長線上に位置しているが、押圧部材７４から加圧ローラ６２への押圧方向や、その方向と両ローラの回転中心との位置関係などで、加熱ローラ６１が前記面または前記延長線上からずれて移動することがあり得る。したがって、サーモスタット６３は、それに対応して、前記面または前記延長線上からずれて配置しても良い。

また、上記実施形態において、下フレーム７２の連結部７２５及び腕部７２６からなる部分がそれぞれ異なる部品として前記押圧方向に移動可能に連結し、一方の部品を下フレーム７２の側壁７２４に、他方の部品をサーモスタット保持部材６４にそれぞれ固定することもできる。これにより、下フレーム７２の側壁７２４の前記第一及び第二の加圧位置間での変位に対しては、それぞれの部品は一体的に動作し、サーモスタット６３もそれに連動して前述のように変位する。下フレーム７２の側壁７２４の前記押圧方向の移動は、同方向で２部品間の相対移動により、サーモスタット６３を静止位置に維持する。
＜その他の変形例＞
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記した実施形態に限定されるものではない。具体的な構成については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能であり、ここではその他の変形例について説明する。なお、ここでは先述した定着装置６と同じ部分について同一の符号を付す。

図１６（ａ），（ｂ）に示すように、下フレーム７２は、加熱ローラ６１の回転軸線を中心として回転可能に上フレーム７１の側壁７１６に支持されている。下フレーム７２の連結部７２５は、上フレーム７１の連結部７１７の上面と平行に延出してサーモスタット保持部材として機能し、サーモスタット６３を保持している。サーモスタット６３は、連結部７１７に設けられた開口部７１３を通って加熱ローラ６１と対向している。

下フレーム７２を回転可能に支持している上フレーム７１の円筒部７１８は、サーモスタット６３を加熱ローラ６１の外縁に沿うようにガイドするガイド部材として機能し、後述する加圧ローラ６２の各加圧位置で、サーモスタット６３を加熱ローラ６１から一定の距離に保持している。

また、下フレーム７２のうち加圧ローラ６２の回転軸６２１が挿通される部分には加圧ローラ６２の加圧方向に長い形状の回転軸用長穴７２７が設けられている。それによって、加圧ローラ６２は、加熱ローラ６１の回転中心６１Ｃと加圧ローラ６２の回転中心６２Ｃとを結ぶ方向には下フレーム７２とは独立して移動可能であるが、加熱ローラ６１の周方向には下フレーム７２と一体に変位可能である。そして、回転軸用長穴７２７から突出した回転軸６２１は、引きバネ７１２によって加熱ローラ６１の方向に付勢された押圧部材７４に支持されている。押圧部材７４は、下フレーム７２の側壁７２４に押圧部材支持部７１１にて回転可能に支持されている。

下フレーム７２を加熱ローラの６１の回転軸線を中心として所定の角度範囲で回転操作することで、図１６（ｂ）に実線と鎖線とで示すように、加圧ローラ６２を、加熱ローラ６１に対してその周方向に第一加圧位置と第二加圧位置とに選択的に変位させることができる。下フレーム７２上に押圧部材７４も支持されているから、各加圧位置において加圧ローラ６２は加熱ローラ６１に同等の圧力で接触している。また、各加圧位置において、図示しない係止部材により、下フレーム７２の位置を固定しておくことが望ましい。

この構成によって、加圧ローラ６２が第一加圧位置から第二加圧位置に変位すると、それに同期してサーモスタット６３が開口部７１３の領域を加熱ローラ６１の周方向に変位し、加熱ローラ６１の回転中心６１Ｃと加圧ローラ６２の回転中心６２Ｃとを結ぶ面上に位置する。

また、加熱ローラ６１が所定の温度以上に加熱されて軸受６６が溶融すると、引きバネ７１２の押圧力によって回転軸６２１が回転軸用長穴７２７中を押圧方向に持ち上げられて移動する。このとき、下フレーム７２は引きバネ７１２の作用を受けない。

したがって、加圧ローラ６２の移動に対してサーモスタット６３は静止したままである。さらに、加圧位置の変位前と変位後でサーモスタット６３と加圧ローラ６２の相対的な位置関係は変わらないので、常に同条件で加熱ローラ６１をサーモスタット６３に接近させて通電の遮断が可能である。

図１６の実施形態では、下フレーム７２に支持した加圧ローラ６２とサーモスタット６３のうち、加圧ローラ６２を移動可能にしたが、下フレーム７２の側壁７２４において前記押圧方向に長く形成された長孔を設け、サーモスタット６３を保持する連結部７２５の両端が長孔に沿って移動可能に支持されるように構成してもよい。この場合、前記実施形態の隙間部７１５のようなガイド部を用いて、下フレーム７２の連結部７２５が上フレーム７１の連結部７１７の円弧状面に沿ってスライド移動可能に変位する。

また、図１６の実施形態において、下フレーム７２の側壁７２４は前記押圧方向に移動可能に、例えばピンなどで連結された２部品で構成し、側壁７２４の一方に加圧ローラ６２を支持し、側壁７２４の他方を下フレーム７２の連結部７２５に連結することもできる。これにより、加圧ローラ６２の前記第一及び第二の加圧位置間での変位に対しては、２部品は一体的に動作し、サーモスタット６３もそれに連動して前述のように変位する。加圧ローラ６２の前記押圧方向の移動は、同方向での２部品間の相対移動により、サーモスタット６３を静止位置に維持する。

さらに、図１６の実施形態において、下フレーム７２の側壁７２４は、加圧ローラ６２を支持する部分と、サーモスタット６３を保持する部分との間の箇所を、前記押圧方向に可撓性を有し、加熱ローラ６１の回転軸線のまわりに回転する方向に対しては剛性を有する材料で構成することもできる。たとえば、側壁７２４を弾性のある樹脂等の材料で形成し、前記箇所を前記押圧方向に伸縮可能な蛇腹状にする。これにより、加圧ローラ６２の前記第一及び第二の加圧位置間での変位に対しては、サーモスタット６３もそれに連動して前述のように変位する。加圧ローラ６２の前記押圧方向の移動は、材料の撓みにより、サーモスタット６３を静止位置に維持する。

なお、前記した実施形態では、遮断部材の一例としてのサーモスタット６３を採用した例を示したが、本発明の遮断部材はこれに限定されず、例えば、所定値以上の温度に達すると溶断して通電を遮断する温度ヒューズなどを採用してもよい。

前記した実施形態では、加熱ローラ６１の軸受６６は所定温度以上で溶融または変形する樹脂によって形成したが、軸受６６をそのような溶融または変形する樹脂でない材料で形成し、その軸受６６を上フレーム７２対して所定温度以上で溶融または変形する材料を介して取り付けてもよい。

前記した実施形態では、加圧ローラ６２が２つの加圧位置の間を変位可能に構成された例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、加圧ローラ（加圧部材）が３以上の加圧位置の間を変位可能に構成されていてもよい。

前記した実施形態では、サーモスタットの配置は、加熱ローラ６１の回転中心６１Ｃと加圧ローラ６２の回転中心６２Ｃとを結ぶ面上に存在していたが、実施例に示した配置に限定されず、上記した面に対して所定の角度をもつようにして配置されてもよい。

前記した実施形態では、加熱部材の一例として加熱ローラ６２を、加圧部材の一例として加圧ローラ６２を採用した例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、加熱部材の他の例としてフィルム状の加熱部材などを、加圧部材の他の例としてベルト状の加圧部材などを採用してもよい。

前記した実施形態では、熱源の一例としてハロゲンヒータ６１２を採用した例を示したが、熱源はこれに限定されず、例えば、セラミックヒータなどを採用してもよい。

前記した実施形態では、フレームは樹脂製としたが、金属などの剛性の高い材料で形成されても良い。

前記した実施形態では、定着装置６を画像形成装置の一例としてのレーザプリンタ１に使用した例を示したが、本発明の定着装置が使用される画像形成装置はこれに限定されるものではない。例えば、ＬＥＤプリンタ、複写機、複合機などに使用してもよいし、カラー画像を形成可能なプリンタ、複写機、複合機などに使用してもよい。

レーザプリンタ１の構成を示す断面図である。 定着装置６の斜視図である。 第一加圧位置における定着装置６を側面から見たときの構成を示す要部断面図である。 定着装置６を後方から見たときの構成を示す部分断面図である。 加圧ローラ６２が第１加圧位置にある状態を示す側面図である。 第１加圧位置から加圧ローラ６２の押圧が解除された状態を示す側面図である。 加圧ローラ６２が第１解除位置から第２解除位置へ変位可能となった状態を示す側面図である。 加圧ローラ６２が第１解除位置から第２解除位置へ変位した状態を示す側面図である。 加圧ローラ６２が第２解除位置に固定された状態を示す側面図である。 加圧ローラ６２が第２加圧位置にある状態を示す側面図である。 第二加圧位置における定着装置６を側面から見たときの構成を示す要部断面図である。 第二加圧位置に変位した状態の定着装置６の斜視図である。 暴走時における定着装置６の側面から見た要部断面図である。 暴走時における定着装置６の後ろ側から見た要部断面図である。 暴走時における定着装置６の斜視図である。 （ａ）変形例としての定着装置６の側面から見た要部断面図である。 （ｂ）変形例としての定着装置６の側端部を正面から見た要部断面図である。

符号の説明

１ レーザプリンタ
６ 定着装置
６１ 加熱ローラ
６２ 加圧ローラ
６３ サーモスタット
６４ サーモスタット保持部材
６５ フレーム
６６ 軸受
７１ 上フレーム
７２ 下フレーム
６４１ サーモスタット保持ガイド
７１５ 隙間部

Claims (7)

1. 加熱部材と加圧部材とで記録シートを挟持して搬送しながら記録シートに転写された現像剤像を熱定着させる定着装置であって、
   前記加圧部材は、前記加熱部材に対し複数の加圧位置に変位可能にフレームに支持されるとともに、各前記加圧位置で前記加熱部材に向けて押圧され、
   前記加熱部材は、発熱する熱源を有し、かつ当該加熱部材が所定温度以上のとき前記加圧部材による押圧によって当該押圧方向に移動可能に前記フレームに支持され、
   前記フレームは、前記押圧方向において前記加熱部材を挟んで前記加圧部材とほぼ反対側に前記加熱部材に対向配置され前記熱源への通電を遮断する遮断部材を備え、
   前記遮断部材は、前記加圧部材の各前記加圧位置で前記加熱部材を挟んで前記加圧部材とほぼ反対側に位置するように前記加圧位置の変位に連動することを特徴とする定着装置。
2. 前記加熱部材及び加圧部材は、それぞれ中心軸線の周りに回転可能なローラであり、前記加圧部材は、前記加熱部材の周方向の複数の前記加圧位置に変位可能であり、前記遮断部材は、各前記加圧位置で前記加圧部材による前記加熱部材への押圧方向のほぼ延長線上に位置していることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記フレームは、前記遮断部材の変位が前記加熱部材の外縁に沿うようにガイドするガイド部材を備えたことを特徴とする請求項１から２いずれかに記載の定着装置。
4. 前記フレームは、前記加熱部材を支持する第一のフレームと、前記加圧部材を支持し前記加圧部材を各前記加圧位置に変位させるように前記第一のフレームに対し変位可能な第二のフレームとを含み、
   前記遮断部材は前記第二のフレームの変位に連動する保持部材に保持されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の定着装置。
5. 前記所定温度未満で前記加圧部材による押圧によって前記加熱部材が前記押圧方向に移動しない時には、前記第二のフレームと前記保持部材とは前記変位方向に一体的に変位可能に接続され、前記所定温度以上で前記加圧部材による押圧によって前記加熱部材が移動する時には、前記第二のフレームが前記加圧部材の押圧方向において前記保持部材に対し移動可能であることを特徴とする請求項４に記載の定着装置。
6. 前記フレームは、前記加熱部材を支持する第一のフレームと、前記加圧部材を支持し前記加圧部材を各前記加圧位置に変位させるように前記第一のフレームに対し変位可能な第二のフレームとを含み、
   前記加圧部材と前記遮断部材とは、前記第二のフレーム上に形成されていることを特徴とする請求項１から３いずれかに記載の定着装置。
7. 前記遮断部材は、可撓性のケーブルを介して前記熱源への通電用回路と接続されることを特徴とする請求項１から６いずれかに記載の定着装置。