JP5661073B2 - 定着装置、およびこれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、シートに画像の定着処理を施す定着装置、およびこれを備えた画像形成装置に関する。

従来、シートに画像を形成する画像形成装置では、感光体ドラム上にトナー像が形成され、転写部においてトナー像がシートに転写される。画像形成装置は、更に定着部を備え、トナー像が転写されたシートは、定着部において定着処理を施された後、排出される。

定着部では、定着ローラーと加圧ローラーとの間で形成される定着ニップ部をシートが通過され、シートに定着処理が施される。特許文献１には、定着スリーブへ内挿され、定着スリーブの温度が高いほど拡径する定着ローラーと、定着スリーブの外周面に接し、定着ローラーとの間で定着スリーブを挟み込む加圧ローラーと、を備える定着部が開示されている。そして、常温のときには、定着スリーブが定着ローラーに対し遊嵌された状態となる一方、定着スリーブが定着温度に達すると、定着スリーブが定着ローラーに密嵌される。

特開２０１０−１３９５３７号公報

特許文献１に記載された技術では、定着ローラーの加温時に、加圧ローラーが定着ローラーにニップされる際に、定着ローラーの弾性層が大きく圧縮される。このため、定着ローラーまたは加圧ローラーを回転させる駆動トルクが大きくなってしまうという課題があった。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、加熱前のローラー同士のニップ量が大きいことによって、ローラーを回転させる駆動トルクが増大することを抑止した定着装置、およびこれを備える画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明の一の局面に係る定着装置は、熱源と、前記熱源によって加熱される定着ローラーと、前記定着ローラーに当接され、前記定着ローラーとの間でシートが通過される定着ニップ部を形成する加圧ローラーと、前記定着ローラーまたは前記加圧ローラーにおいて、その周面または内層に形成された弾性層と、前記定着ローラーを回転可能に支持する第１ハウジングと、前記加圧ローラーを回転可能に支持する第２ハウジングと、前記弾性層を圧縮させながら、前記第２ハウジングを前記第１ハウジングに向かって付勢することで、前記加圧ローラーを前記定着ローラーに押圧させる押圧手段と、前記押圧手段が前記加圧ローラーを押圧させる際に、予め設定された距離以下とならないように前記定着ローラーと前記加圧ローラーとの軸間距離を規制することで、予め設定された圧縮量を越えないように前記弾性層の圧縮量を規制する規制手段と、前記規制手段によって前記圧縮量が規制された状態で、前記定着ローラーおよび前記加圧ローラーの一方を回転駆動させる駆動手段と、を有し、前記第１ハウジングは前記定着ローラーを回転可能に支持する第１軸受部を備える一対の第１側壁部と、前記第１側壁部から前記定着ローラーの軸方向に突設される第１回転軸と、を有し、前記第２ハウジングは前記加圧ローラーを回転可能に支持する第２軸受部を備える一対の第２側壁部と、前記第２側壁部に配置され、前記第１回転軸に係合される係合部と、を有し、前記押圧手段は、前記第２ハウジングの前記第２側壁部のうち、前記第２軸受部に対して前記係合部とは反対側に配置され、前記第１ハウジングに対向する開口部を備えた付勢部と、前記第１ハウジングの前記第１側壁部から前記軸方向に突設された第２回転軸と、前記第２回転軸に回動可能に連結され、前記第２回転軸から一方向に延伸される第１回動部を備える回動片と、前記第１回動部から前記開口部を貫通するように延設され、前記第２ハウジング側の端部に鍔部を備えるシャフト部と、前記シャフト部に外嵌され、前記付勢部と前記鍔部との間で圧縮可能に配置される付勢ばねと、を有し、前記回動片が前記第２回転軸周りに回動され、前記鍔部が前記付勢ばねを圧縮させることで、前記付勢ばねが前記付勢部を付勢し、前記第２ハウジングが前記第１回転軸周りに回動されることで、前記加圧ローラーが前記定着ローラーに押圧され、前記規制手段は、前記第２ハウジングの前記第２側壁部のうち前記係合部と前記付勢部との間に配置された当接部と、前記第１ハウジングの前記第２回転軸の周面に配置された被当接部と、を有し、前記当接部が前記被当接部に当接することで、前記軸間距離が規制されることを特徴とする。

本構成によれば、押圧手段は定着ローラーまたは加圧ローラーの周面または内層に配置された弾性層を圧縮させながら、定着ローラーおよび加圧ローラーの一方のローラーを他方のローラーに押圧させる。この際、規制手段は、予め設定された圧縮量を越えないように弾性層の圧縮量を規制する。そして、規制手段によって弾性層の圧縮量が規制された状
態で、駆動手段が定着ローラーおよび加圧ローラーの一方を回転駆動させる。このため、弾性層が過度に圧縮されることなく、駆動手段が定着ローラーおよび加圧ローラーの一方を回転駆動させることが可能となる。この結果、駆動手段の駆動トルクが増大されることが抑止される。また、本構成によれば、定着ローラーと前記加圧ローラーとの軸間距離が規制されることで、弾性層の圧縮量が規制される。また、本構成によれば、押圧手段は、第１および第２ハウジングの一方を他方に向かって付勢することによって、定着ローラーおよび加圧ローラーの一方のローラーを他方のローラーに押圧させる。このため、定着ローラーと加圧ローラーとの定着ニップ部を安定して形成することが可能となる。更に、本構成によれば、押圧手段による弾性層の圧縮過程において、当接部が被当接部に当接することによって、定着ローラーと加圧ローラーとの軸間距離が所定の距離に維持される。このため、弾性層が過度に圧縮されることが好適に抑止される。更に、本構成によれば、第２ハウジングが前記第１回転軸を中心に回動されることで、加圧ローラーが定着ローラーに押圧される。このため、第２ハウジングの回動によって、定着ニップ部が安定して形成される。また、本構成によれば、第１ハウジングの第１側壁部には、第２回転軸が配置される。第２回転軸には、回動片が回動可能に連結される。そして、シャフト部は、第２ハウジングの付勢部の開口部を貫通するように、回動片の第１回動部から延設される。シャフト部には付勢ばねが外嵌される。回動片が第２回転軸周りに回動されると、シャフト部が第１回動部によって牽引される。この結果、シャフト部の鍔部と付勢部との間で、付勢ばねが圧縮される。そして、付勢ばねが付勢部を押圧することによって、第２ハウジングが第１回転軸周りに回動される。したがって、回動片と、付勢部と、付勢ばねとによって、加圧ローラーが定着ローラーに押圧される。また、本構成によれば、第２ハウジングの回動に伴って、加圧ローラーが定着ローラーに押圧されると、定着ローラーまたは加圧ローラーの弾性層が圧縮される。そして、前記弾性層の圧縮過程において、第２側壁部の当接部が、第１側壁部から突設された第２回転軸の被当接部に当接される。このため、第１ハウジングに対する第２ハウジングの回動によって、弾性層の圧縮量が好適に規制される。

上記の構成において、前記定着ローラーが前記熱源によって予め設定された設定温度に加熱されると、前記弾性層の熱膨張によって、前記当接部が前記被当接部から離間されることが望ましい。

本構成によれば、定着ローラーが加熱され弾性層が熱膨張されると、当接部が被当接部から離間される。このため、弾性層の熱膨張力と押圧手段の押圧力とが釣り合いながら、定着ローラーと加圧ローラーとの当接荷重が安定して維持される。

上記の構成において、前記駆動手段は、前記定着ローラーが予め設定された温度に加熱された後、前記定着ニップ部に前記シートが通過される際に、第１の回転速度で前記ローラーを回転駆動させ、前記定着ローラーが前記温度まで加熱されるまでの間、前記第１の回転速度よりも速い第２の回転速度で前記ローラーを回転駆動させることが望ましい。

本構成によれば、定着ローラーが所定の温度まで加熱されるまでの間、駆動手段はシート通過時よりも速い回転速度で、定着ローラーまたは加圧ローラーを回転駆動させる。このため、駆動手段の駆動トルクが低減された状態で、定着ローラーの昇温時間を短縮することができる。

上記の構成において、前記押圧手段は、前記回動片のうち、前記第１回動部とは反対側に延伸される第２回動部と、前記第２回動部の先端部に配置されるギア部と、前記ギア部に駆動力を伝達し、前記回動片を前記第２回転軸周りに回動させる押圧駆動手段と、を更に有することが望ましい。

本構成によれば、押圧駆動手段から第２回動部のギア部に伝達された駆動力によって、回動片が第２回転軸周りに回動される。このため、押圧駆動手段からギア部への駆動伝達によって、加圧ローラーが定着ローラーに好適に押圧される。

本発明の他の局面に係る画像形成装置は、上記の何れかに記載の定着装置と、前記シートに画像を形成する画像形成部と、を有することを特徴とする。

本構成によれば、弾性層が過度に圧縮されることなく、駆動手段が定着ローラーおよび加圧ローラーの一方を回転駆動させることが可能となる。この結果、駆動手段の駆動トルクが低減され、画像形成装置の消費電力が抑制される。また、駆動手段の駆動トルクの上昇によってシートの搬送不良が生じることが抑止される。

本発明によれば、加熱前のローラー同士が過度に圧縮されることによって、ローラー同士のニップ量が増大され、ローラーを回転させる駆動トルクが増大することを抑止した定着装置、およびこれを備える画像形成装置が提供される。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の内部断面図である。 本発明の実施形態に係る定着装置の断面図である。 本発明の実施形態に係る定着装置の一端側の拡大斜視図である。 図３の定着装置の内部を示す斜視図である。 ローラ間のニップ状態を示す模式図である。 定着ローラーの線速と温度を示すグラフである。

以下、図面を参照しつつ、本発明の一実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置１の内部断面図である。また、図２は、画像形成装置１の定着装置１３０の内部断面図である。図１に示される画像形成装置１は、いわゆるモノクロ複合機であるが、他の実施形態において、画像形成装置は、カラー複合機、カラープリンター、ファクシミリ装置など、トナー画像をシートに形成するための他の装置であってもよい。尚、以下の説明で用いられる「上」や「下」、「前」や「後」、「左」や「右」といった方向を表す用語は、単に、説明の明瞭化を目的とするものであり、画像形成装置の原理を何ら限定するものではない。また、以下の説明において、「シート」との用語は、コピー用紙、コート紙、ＯＨＰシート、厚紙、葉書、トレーシングペーパーや画像形成処理を受ける他のシート材料或いは画像形成処理以外の任意の処理を受けるシート材料を意味する。

画像形成装置１は、略直方体形状の主筐体２を含む。主筐体２は、略直方体形状の下部筐体２１と、下部筐体２１の上方に配設される略直方体形状の上部筐体２２と、下部筐体２１と上部筐体２２とを連結する連結筐体２３とを含む。連結筐体２３は、主筐体２の右縁及び背面縁に沿って延びる。下部筐体２１、上部筐体２２及び連結筐体２３で囲まれる排出空間２４に印刷処理が施与されたシートが排出される。特に、本実施形態では、下部筐体２１の上面部に配置された排紙部２４１、および排紙部２４１の上方に配置される排紙トレイ２４２に、シートが排紙される。

上部筐体２２の正面方向に配置される操作部２２１は、例えば、ＬＣＤタッチパネル２２２を含む。操作部２２１は、画像形成処理に関する情報を入力可能に形成される。使用者は、例えば、ＬＣＤタッチパネル２２２を通じて、印刷されるシートの枚数等を入力したり、印刷濃度等を入力したりすることができる。上部筐体２２内には、主に原稿の画像を読み取るための機器や画像形成装置１の全体の制御を司る電子回路が収容される。

上部筐体２２の上に配設される押さえカバー２２３は、原稿を押さえるために用いられる。押さえカバー２２３は、上部筐体２２に上下に回動可能に取り付けられる。使用者は、押さえカバー２２３を上方に回動させ、上部筐体２２上に原稿を載置する。その後、使用者は操作部２２１を操作して、原稿の画像を上部筐体２２内に配設された機器に読み取らせることができる。

下部筐体２１の右側面には、手差トレイ２４０が配設される。手差トレイ２４０は、下端２４０Ａを支点として、上端２４０Ｂ側が上下に回動可能である。手差トレイ２４０が下方に回動され、手差トレイ２４０が下部筐体２１の右方に突出する位置にあるとき、ユーザーは手差トレイ２４０上にシートを載置可能である。手差トレイ２４０上のシートは、操作部２２１を通じてユーザーによって入力された指示に基づき、下部筐体２１内に引き込まれた後、画像形成処理を施与され、排出空間２４へ排出される。また、下部筐体２１の内部には、後記の各種装置が配置される内部空間Ｓが形成される。

画像形成装置１は、内部空間Ｓに、カセット１１０と、給紙部１１と、第２給紙ローラー１１４と、レジストローラー対１１６と、画像形成部１２０とを備える。給紙部１１は、ピックアップローラー１１２と、第１給紙ローラー１１３と、を備える。給紙部１１は、シート搬送路ＰＰにシートＰを送り出す。シート搬送路ＰＰは、給紙部１１から、レジストローラー対１１６を介して、画像形成部１２０内に配設された転写位置ＴＰを通過するように配設された搬送路である。

カセット１１０は、内部にシートＰを収容する。カセット１１０は、下部筐体２１から正面方向（図１の紙面手前方向）に引出可能である。カセット１１０内に収容されたシートＰは、下部筐体２１内で上方に送り出される。その後、シートＰは、操作部２２１を通じて使用者によって入力された指示に基づき、下部筐体２１内で画像形成処理を施与され、排出空間２４へ排出される。カセット１１０は、シートＰを支持するリフト板１１１を備える。リフト板１１１は、シートＰの先頭縁を上方に押し上げるように傾斜する。

ピックアップローラー１１２は、リフト板１１１によって上方に押し上げられたシートＰの先頭縁上に配置される。ピックアップローラー１１２が回転すると、シートＰはカセット１１０から引き出される。

第１給紙ローラー１１３は、ピックアップローラー１１２のシート搬送方向下流側に配設される。第１給紙ローラー１１３は、シートＰを更にシート搬送方向の下流側に送り出す。第２給紙ローラー１１４は、手差しトレイ２４０の下端２４０Ａの内側に配設される。第２給紙ローラー１１４は、手差トレイ２４０上のシートＰを下部筐体２１内に搬送する。使用者は、カセット１１０に収容されたシートＰ、または手差トレイ２４０の上に載置されたシートＰを選択的に使用することができる。

レジストローラー対１１６は、シート搬送方向と直交する方向のシートの位置を規定する。これにより、シートＰ上に形成される画像の位置が調整される。レジストローラー対１１６は、ローラー間にニップ部を形成する。レジストローラー対１１６は、画像形成部１２０において、シートＰにトナー画像が転写されるタイミングに合わせて、シートＰを画像形成部１２０に搬送する。また、レジストローラー対１１６は、シートＰの斜行（スキュー）を補正する機能を備える。

画像形成部１２０は、感光体ドラム１２１と、帯電器１２２と、露光装置１２３と、現像装置１２４と、トナーコンテナ１２５と、転写ローラー１２６と、クリーニング装置３５と、除電器５０と、を備える。

感光体ドラム１２１は、円筒体の形状を有する。感光体ドラム１２１は、周面に静電潜像が形成されるとともに、該静電潜像に応じたトナー画像を担持する。

帯電器１２２は、所定の電圧が印加され、感光体ドラム１２１の周面を略一様に帯電させる。露光装置１２３は、帯電器１２２によって帯電された感光体ドラム１２１の周面に、レーザー光を照射する。該レーザー光は、画像形成装置１に通信可能に接続されたパーソナルコンピュータといった外部装置（図示せず）から出力された画像データに従って、照射される。この結果、感光体ドラム１２１の周面には、画像データに対応する静電潜像が形成される。

現像装置１２４は、静電潜像が形成された感光体ドラム１２１の周面にトナーを供給する。トナーコンテナ１２５は、現像装置１２４へトナーを供給する。トナーコンテナ１２５は、現像装置１２４に順次又は必要に応じてトナーを供給する。現像装置１２４がトナーを感光体ドラム１２１に供給すると、感光体ドラム１２１の周面に形成された静電潜像が現像（可視化）される。この結果、感光体ドラム１２１の周面に、トナー画像が形成されることとなる。現像装置は、周面にトナーを担持する現像ローラー１２４Ａを備える。現像ローラー１２４Ａは、現像位置において、感光体ドラム１２１に対向して配置される。現像ローラー１２４Ａは、回転駆動され、感光体ドラム１２１にトナーを供給する。

転写ローラー１２６は、転写位置ＴＰにおいて、感光体ドラム１２１の周面に対向して配設される。転写ローラー１２６は、転写位置ＴＰにおいて、感光体ドラム１２１と同方向に回転駆動される。転写位置ＴＰにおいて、感光体ドラム１２１の周面に形成されたトナー画像が、シートＰに転写される。

クリーニング装置３５は、シートＰへトナー画像が転写された後に、感光体ドラム１２１の周面に残るトナーを除去する。除電器５０は、クリーニング装置３５によって、周面が清浄化された感光体ドラム１２１に所定の除電光を照射する。この結果、感光体ドラム１２１の周面の電位が、均一化される。

クリーニング装置３５によって、清浄化された後、除電器５０によって、除電された感光体ドラム１２１の周面は、再度、帯電器１２２の下方を通過し、一様に帯電される。その後、上述のトナー画像の形成が新たに行われる。

画像形成装置１は、画像形成部１２０よりも搬送方向下流側に、シートＰ上のトナー画像を定着させる定着装置１３０を更に備える。図２を参照して、定着装置１３０は、シートＰ上のトナーを溶融させる定着ローラー１３１と、シートＰを定着ローラー１３１に密着させる加圧ローラー１３２と、定着ローラー１３１を加熱するＩＨユニット１３３（熱源）と、を備える。また、定着ローラー１３１は、周面に定着ベルト１３１Ａを備える。定着ベルト１３１Ａは、定着ローラー１３１の表面に外嵌される。また、定着ローラー１３１の内部には、シリコン系のスポンジ材から構成される弾性層１３１Ｂが配置される。更に、加圧ローラー１３２は、シリコン系ゴム（ソリッドゴム）から構成される。後記の押圧手段７００によって、加圧ローラー１３２が定着ローラー１３１に押圧されると、定着ローラー１３１の弾性層１３１Ｂが圧縮変形され、周方向に所定の幅を有する定着ニップ部Ｎが形成される。シートＰが定着ローラー１３１と加圧ローラー１３２との間の定着部ニップ部Ｎを通過すると、トナー画像はシートＰに定着される。ＩＨユニット１３３は、定着ニップ部Ｎの反対側で、定着ローラー１３１の周面に対向して配置され、定着ローラー１３１（定着ベルト１３１Ａ）を加温する。なお、シートＰは定着装置１３０の下方に形成された搬入口１３０Ａから搬入され、定着ニップ部Ｎを通過した後、定着装置１３０の上方に形成された排出口１３０Ｂから排出される。定着装置１３０は、更に、剥離部材１３４と、駆動モーター７９（駆動手段）と、を備える。剥離部材１３４は、定着ニップ部Ｎの下流側において、定着ローラー１３１の周面に当接しシートＰを剥離させる。駆動モーター７９は、加圧ローラー１３２を回転駆動させるモーターである。なお、定着ローラー１３１は、加圧ローラー１３２の回転に伴って、従動回転される。駆動モーター７９は、後記の制御部８０によって、回転制御される。

図１を参照して、画像形成装置１は、定着装置１３０の下流に配設された搬送ローラー対１３３と、搬送ローラー対１３３の下流に配設された切り替え部７０と、下排出ローラー１３４と、上排出ローラー１３５と、を更に備える。搬送ローラー対１３３は、定着装置１３０によって、定着処理が施されたシートＰを、シート搬送方向下流側に搬送する。切り替え部７０は、搬送ローラー対１３３のシート搬送方向下流側において、シートＰの搬送方向を切り替える機能を備える。下排出ローラー１３４は、切り替え部７０の左方に配置され、搬送ローラー対１３３によって搬送されたシートＰを、排紙部２４１に排出する。上排出ローラー１３５は、下排出ローラー１３４の上方に配置され、搬送ローラー対１３３によって搬送されたシートＰを、排紙部２４１の上方に装着された排紙トレイ２４２に排出する。

次に、図３および図４を参照して、定着装置１３０の内部構造について更に詳述する。図３は、定着装置１３０の前側の端部を拡大した斜視図である。また、図４は、図３において、後記の駆動伝達片７１を取り除いた斜視図である。

定着装置１３０は、定着ハウジング６０（第１ハウジング）および加圧ハウジング５０（第２ハウジング）を備える。

定着ハウジング６０は、定着ローラー１３１を回転可能に支持する。定着ハウジング６０は、ハウジング側壁部６０１（第１側壁部）と、定着ローラー軸受部６０２（第１軸受部）と、第１シャフト部６０３と（第２回転軸）、第２シャフト部６０４と、第３シャフト部６０５（第１回転軸）と、駆動軸用穴６０６とを備える。

ハウジング側壁部６０１は、前後方向に一対配置される定着ハウジング６０の側壁である。なお、図４および図５では、前側のハウジング側壁部６０１だけが現れている。

定着ローラー軸受部６０２は、ハウジング側壁部６０１の上下方向の略中央部に嵌めこまれた軸受部である。定着ローラー軸受部６０２は、定着ローラー１３１の回転軸である定着ローラーシャフト１３１Ｓを回転可能に支持する。

第１シャフト部６０３は、定着ローラー軸受部６０２の直右側かつ上方において、定着ローラーシャフト１３１Ｓの軸方向に突設される円筒状の軸部である。第１シャフト部６０３のうち、ハウジング側壁部６０１に近い基端部側の外径は、先端部の外径よりも僅かに大きく設定される。前記基端部の周面には当接面６０３Ａ（被当接部）が形成される。当接面６０３Ａには、後記の規制部５０６が当接される。一方、第１シャフト部６０３の先端部には、後記の駆動伝達片７１が回転可能にはめ込まれる。

第２シャフト部６０４は、定着ローラー軸受部６０２の下方において、ハウジング側壁部６０１から定着ローラーシャフト１３１Ｓの軸方向に突設される円筒状の軸部である。第２シャフト部６０４には、後記の駆動伝達ギア７５が回転可能に挿通される。

第３シャフト部６０５は、第２シャフト部６０４よりも右方において、ハウジング側壁部６０１から前記軸方向に突設される円筒状の軸部である。第３シャフト部６０５の基端部には、後記の加圧ハウジング５０の係合穴５０４が回転可能に係合される。また、第３シャフト部６０５の先端部には、後記のアイドラギア７４が回転可能に挿通される。

駆動軸用穴６０６は、第３シャフト部６０５よりも右方において、ハウジング側壁部６０１に開口される孔部である。駆動軸用穴６０６には不図示の回転シャフトが固定される。そして、前記回転シャフトには後記の駆動ギア７３が、回転可能に挿通される。

加圧ハウジング５０は、加圧ローラー１３２を回転可能に支持する。加圧ハウジング５０は、連設部５０１と、加圧側壁部５０２（第２側壁部）と、加圧ローラー軸受部５０３（第２軸受部）と、係合穴５０４（係合部）と、付勢部５０５と、規制部５０６（当接部）と、を備える。

連設部５０１は、加圧ローラー１３２の右方において加圧ローラー１３２の軸方向に沿って延設された板状部材である。連設部５０１は、一対の加圧側壁部５０２を連設させる。

加圧側壁部５０２は、連設部５０１の前後方向の両端部に連設された一対の側壁部である。なお、図４および図５では、前側の加圧側壁部５０２だけが現れている。加圧側壁部５０２の下端部は、左方かつ下方に向かって突出した形状を備える。

加圧ローラー軸受部５０３は、加圧側壁部５０２の上下方向の略中央部に嵌めこまれた軸受部である。加圧ローラー軸受部５０３は、加圧ローラー１３２の回転軸である加圧ローラーシャフト１３２Ｓを回転可能に支持する。

係合穴５０４は、加圧側壁部５０２の下方の前記突出された部分に開口された穴部である。係合穴５０４は、定着ハウジング６０の第３シャフト部６０５の基端部に挿通される。この結果、加圧ハウジング５０が定着ハウジング６０の第３シャフト部６０５を支点として回動可能とされる。

付勢部５０５は、加圧側壁部５０２の上方かつ左方の端部に配置される。また、付勢部５０５は、加圧ローラー軸受部５０３に対して、係合穴５０４とは反対側に配置される。付勢部５０５は、上壁５０５Ａおよび付勢壁５０５Ｂを備える。上壁５０５Ａは、加圧側壁部５０２の上端縁から前方に向かって立設された壁部である。また、付勢壁５０５Ｂは、加圧側壁部５０２の左端縁の上端部において、前方に向かって立設された壁部である。付勢壁５０５Ｂは、上壁５０５Ａと交差するように配置される。また、付勢壁５０５Ｂには、孔部５０５Ｃ（開口部）が配置される。孔部５０５Ｃは、定着ハウジング６０に対向するように開口された孔部である。

規制部５０６は、上下方向において付勢部５０５と加圧ローラー軸受部５０３との間であって、加圧側壁部５０２の左端縁の一部が左方に向かって突出して形成された突片である。加圧ハウジング５０の回動に伴って、規制部５０６は、定着ハウジング６０の当接面６０３Ａに当接可能とされる。換言すれば、規制部５０６および当接面６０３Ａによって、加圧ローラー１３２と定着ローラー１３１との軸間距離を規制する規制手段５（図４）が構成される。

更に、定着装置１３０は、押圧手段７００を備える。押圧手段７００は、定着ローラー１３１の弾性層１３１Ｂを圧縮させながら、加圧ローラー１３２を定着ローラー１３１に押圧させる機能を備える。特に、本実施形態では、押圧手段７００は、加圧ハウジング５０を定着ハウジング６０に向かって付勢することによって、加圧ローラー１３２を定着ローラー１３１に押圧させる。

押圧手段７００は、駆動伝達片７１（回動片）と、付勢ばね５１と、押圧駆動手段７０１と、を備える。

駆動伝達片７１は、第１シャフト部６０３に回動可能に連結される。駆動伝達片７１は、上方を頂点とする略二等辺三角形の形状を備え、駆動伝達片７１の底辺部は円弧形状からなる。駆動伝達片７１は、支点部７１１と、駆動入力片７１２（第２回動部）と、牽引片７１３（第１回動部）と、ギア部７１４と、荷重シャフト７１５（シャフト部）と、検出片７１６と、を備える。

支点部７１１は、駆動伝達片７１の上下方向の略中央部に配置される。支点部７１１は前後方向に貫通される貫通孔からなり、前述の第１シャフト部６０３に回転可能に挿通される。

駆動入力片７１２は、駆動伝達片７１のうち支点部７１１から下方に延設される部分である。また、牽引片７１３は、駆動伝達片７１のうち支点部７１１から上方に延設される部分である。ギア部７１４は、駆動入力片７１２の下端に円弧形状をもって配設されたギア部分である。

また、荷重シャフト７１５は、牽引片７１３の上端部から、右方に向かって延設される円柱部材である。荷重シャフト７１５は、加圧ハウジング５０の孔部５０５Ｃを貫通するように延設される。荷重シャフト７１５は、基端部７１５Ａ、本体部７１５Ｂ、鍔部７１５Ｃを備える。基端部７１５Ａは、付勢壁５０５Ｂよりも左方において牽引片７１３に連結される。本体部７１５Ｂは、基端部７１５Ａに連設され、付勢壁５０５Ｂよりも右方に延伸される。鍔部７１５Ｃは、付勢壁５０５Ｂの右端部に配置される鍔部分である。牽引片７１３が、支点部７１１（第１シャフト部６０３）を支点として回動されると、荷重シャフト７１５は、左右方向にスライド移動可能とされる。換言すれば、荷重シャフト７１５は、付勢壁５０５Ｂに対して、相対的にスライド移動可能とされる。

検出片７１６は、牽引片７１３から前方に向かって突設される突片である。牽引片７１３が支点部７１１を支点として回動されると、検出片７１６は左右方向に移動される。この際、検出片７１６が定着ハウジング６０に固定された不図示のセンサによって検出されることで、駆動伝達片７１の回動が停止される。すなわち、定着ローラー１３１に対して加圧ローラー１３２が押圧されるにあたり、定着ニップ部Ｎのニップ圧が予め設定された値となると、前記センサが検出片７１６を検出し加圧ローラー１３２の押圧が停止される。

付勢ばね５１は、荷重シャフト７１５に外嵌され、荷重シャフト７１５の鍔部７１５Ｃと付勢壁５０５Ｂとの間で圧縮可能に配置される。荷重シャフト７１５が左方にスライド移動されると、付勢ばね５１が圧縮変形されるとともに、付勢ばね５１が付勢壁５０５Ｂを左方に向かって付勢する。付勢ばね５１によって、加圧ローラー１３２が定着ローラー１３１に押圧される押圧力が調整される。定着装置１３０においてシートＰに定着処理が施される際に、定着ローラー１３１および加圧ローラー１３２の定着ニップ部Ｎでは、付勢ばね５１によって定荷重状態が維持される。

押圧駆動手段７０１は、押圧用モーター７２と、駆動ギア７３と、アイドラギア７４と、駆動伝達ギア７５とを備える。押圧用モーター７２は、加圧ローラー１３２を定着ローラー１３１に押圧するための駆動力を発生する。押圧用モーター７２は、後記の制御部８０によって駆動制御される。駆動ギア７３は押圧用モーター７２に連結され、アイドラギア７４に回転駆動力を伝達する。駆動ギア７３は、駆動軸用穴６０６に固定された不図示の回転シャフトに回転可能に挿通される。アイドラギア７４は、駆動ギア７３から伝達された回転駆動力を駆動伝達ギア７５に伝達する。アイドラギア７４は、第３シャフト部６０５の先端部に回転可能に挿通される。駆動伝達ギア７５は、アイドラギア７４から伝達された回転駆動力を、駆動伝達片７１のギア部７１４に伝達する。駆動伝達ギア７５は、第２シャフト部６０４に回転可能に挿通される。

更に、画像形成装置１は、制御部８０（図２、図３）を備える。制御部８０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、制御プログラムを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＰＵの作業領域として使用されるＲＡＭ（Random Access Memory）等から構成されている。制御部８０は、押圧用モーター７２、駆動モーター７９、ＩＨユニット１３３に電気的に接続される。制御部８０は、押圧用モーター７２および駆動ギア７３の駆動条件を制御する。また、制御部８０は、ＩＨユニット１３３（図２）を制御して、定着ローラー１３１を加熱する。

次に、図３および図４に加え、図５および図６を参照して、定着装置１３０の加熱および駆動制御について説明する。図５は、定着ローラー１３１および加圧ローラー１３２のニップ量の状態を示す模式図である。同図において、ＮＩＰ（０）とは定着ローラー１３１と加圧ローラー１３２の周面同士の接触が開始された状態を意味する。また、ＮＩＰ（１）、ＮＩＰ（２）、ＮＩＰ（３）はそれぞれ、定着ニップ部Ｎのニップ量、換言すれば、ニップ圧力の序列を意味し、ＮＩＰ（１）からＮＩＰ（３）に向かって、ニップ量が大きくなる。なお、本実施形態では、ＮＩＰ（２）の状態での定着ニップ部でのニップ量は１〜１．５ｍｍに設定される。更に、図６は、定着ローラー１３１が予め設定された温度まで加温される際の定着ローラー１３１の線速と温度を示すグラフである。

画像形成装置１の電源がオン状態とされると、定着装置１３０は定着処理の準備のために、ウォームアップ動作を開始する。ウォームアップ動作が開始されるにあたり、制御部８０が押圧手段７００を制御し、加圧ローラー１３２が定着ローラー１３１に押圧される。

加圧ローラー１３２の押圧動作について、より詳しくは、制御部８０は、押圧用モーター７２を回転駆動させる（図３）。この結果、押圧用モーター７２の回転駆動力が駆動ギア７３、アイドラギア７４、駆動伝達ギア７５に伝達される。この際、図３において、駆動伝達ギア７５は時計回りに回転される。駆動伝達ギア７５が回転されると、駆動伝達ギア７５とギア部７１４との噛み合いによって、駆動入力片７１２が矢印Ｄ３１方向に回動される。すなわち、駆動伝達片７１が支点部７１１を支点として回動され、牽引片７１３が矢印Ｄ３２方向に回動される。そして、牽引片７１３の回動に伴って、荷重シャフト７１５が左方に引っ張られ、付勢ばね５１が圧縮される。付勢ばね５１が圧縮されると、付勢ばね５１の反力をもって、付勢壁５０５Ｂが左方に向かって付勢される。この結果、加圧ハウジング５０が第３シャフト部６０５を支点として、図４の矢印Ｄ４方向に回動される。そして、加圧ハウジング５０の回動に伴って、加圧ローラー軸受部５０３に支持された加圧ローラー１３２が、定着ローラー１３１に押圧される。なお、図５では、この際の定着ローラー１３１に対する加圧ローラー１３２の押圧動作はＳＴＥＰ１で示される。

駆動伝達片７１が回動され、定着ローラー１３１に対する加圧ローラー１３２の押圧が継続されると、やがて、加圧ハウジング５０の規制部５０６が、定着ハウジング６０の当接面６０３Ａに当接される。この結果、定着ローラー１３１と加圧ローラー１３２との軸間距離（定着ローラーシャフト１３１Ｓと加圧ローラーシャフト１３２Ｓとの距離）が一時的に固定される。この結果、図５の「規制位置Ｘ」で示される状態で、定着ローラー１３１と加圧ローラー１３２との定着ニップ部Ｎのニップ量がＮＩＰ（２）に略固定される。

規制部５０６が当接面６０３Ａに当接した後、継続して付勢ばね５１が圧縮されながら、駆動伝達片７１が回動される。そして、駆動伝達片７１の検出片７１６（図３）が不図示のセンサによって検出されると、押圧用モーター７２による駆動伝達片７１の回動が停止される。制御部８０は、加圧ローラー１３２の押圧動作が終了されると、ＩＨユニット１３３（図２）を制御して、定着ローラー１３１のウォームアップ動作を開始する。同時に、制御部８０は、駆動モーター７９を制御して、加圧ローラー１３２を回転駆動させる。この結果、定着ローラー１３１が加圧ローラー１３２に従動回転される。なお、本実施形態では、制御部８０は、ウォームアップ動作において、通常の定着処理動作における加圧ローラー１３２の回転速度Ｖ１よりも速い回転速度Ｖ２で加圧ローラー１３２を回転駆動させる（図６）。

図５を参照して、ウォームアップ動作が実行されると、定着ローラー１３１の温度が上昇され、定着ローラー１３１の弾性層１３１Ｂが熱膨張する。この結果、定着ローラー１３１Ｂの熱膨張によって、加圧ローラー１３２が定着ローラー１３１から離れる方向に僅かに押し戻される（図５のＳＴＥＰ２）。この際、当接面６０３Ａに当接していた規制部５０６が、当接面６０３Ａから離間される。

そして、定着ローラー１３１が予め設定された温度まで加熱されたことが不図示の温度センサによって検出されると、定着ローラー１３１のウォームアップ動作が完了される。この結果、定着ローラー１３１の弾性層１３１Ｂの熱膨張と付勢ばね５１（図３）の付勢力とが釣り合い、定着ニップ部Ｎのニップ量がＮＩＰ（１）に設定される。定着ローラー１３１は、予め設定された定着温度と、定着ニップ部Ｎのニップ量ＮＩＰ（１）をもって、シートの定着処理が可能となる。この際、制御部８０は駆動モーター７９を制御して、加圧ローラー１３２（定着ローラー１３１）の回転速度を通常の回転速度Ｖ１に減速させている。

このように、本実施形態では、定着装置１３０のウォームアップ動作において、ＩＨユニット１３３による定着ローラー１３１の加熱が開始される前に、押圧手段７００は定着ローラー１３１の周面に配置された弾性層１３１Ｂを圧縮させながら、加圧ローラー１３２を定着ローラー１３１に押圧させる。この際、規制部５０６と当接面６０３Ａとによって構成される規制手段５は、弾性層１３１Ｂの圧縮過程において、定着ローラー１３１と加圧ローラー１３２との軸間距離を所定の距離以上となるように規制する。この結果、弾性層１３１Ｂの圧縮量が、予め設定された圧縮量（ＮＩＰ（２））を越えないように規制される。そして、規制手段５によって前記軸間距離が規制された状態で、駆動モーター７９が加圧ローラー１３２を回転駆動させる。このため、弾性層１３１Ｂが過度に圧縮されることなく、駆動モーター７９が加圧ローラー１３２を回転駆動させることが可能となる。この結果、駆動モーター７９の駆動トルクが増大されることが抑止される。

特に、図５を参照して、規制手段５が配置されていない場合、付勢ばね５１の付勢力によって加圧ローラー１３２が定着ローラー１３１に押圧され続けると、定着ニップ部Ｎのニップ量がＮＩＰ（３）に到達される（図５のＳＴＥＰ１Ａ）。これは、ウォームアップ動作が開始される前では、弾性層１３１Ｂの見かけの硬度が低く、弾性層１３１Ｂが変形（圧縮）されやすいためである。この場合、通常使用されるニップ量ＮＩＰ（１）よりも大きく広がったニップ量ＮＩＰ（３）によって、定着ローラー１３１と加圧ローラー１３２との間の回転負荷が増大される。したがって、ＮＩＰ（３）の状態で加圧ローラー１３２が回転駆動され、ウォームアップ動作が開始されると、加圧ローラー１３２を回転駆動させる駆動モーター７９の駆動トルクが著しく増大されてしまう。そして、駆動トルクが増大された状態でウォームアップ動作が進行され、弾性層１３１Ｂが熱膨張されると、定着ニップ部Ｎのニップ量がＮＩＰ（１）まで変化される（図５のＳＴＥＰ２Ａ）。

また、上記の実施形態によれば、押圧手段７００は、加圧ハウジング５０を定着ハウジング６０に向かって付勢することによって、加圧ローラー１３２を定着ローラー１３１に押圧させる。このため、定着ローラー１３１と加圧ローラー１３２との定着ニップ部Ｎを安定して形成することが可能となる。

また、上記の実施形態によれば、押圧手段７００による弾性層１３１Ｂの圧縮過程において、規制部５０６が当接面６０３Ａに当接することによって、定着ローラー１３１と加圧ローラー１３２との軸間距離が所定の距離に維持される。このため、弾性層１３１Ｂが過度に圧縮されることが好適に抑止される。

また、上記の実施形態によれば、定着ローラー１３１が加熱され弾性層１３１Ｂが熱膨張されると、規制部５０６が当接面６０３Ａから離間される。このため、弾性層１３１Ｂの熱膨張力と押圧手段７００の押圧力とが釣り合いながら、定着ローラー１３１と加圧ローラー１３２との当接荷重が安定して維持される。

また、上記の実施形態によれば、定着ローラー１３１が所定の温度まで加熱されるまでの間、駆動モーター７９はシート通過時よりも速い回転速度Ｖ２で、加圧ローラー１３２を回転駆動させる。このため、駆動モーター７９の駆動トルクが低減された状態で、定着ローラー１３１の昇温時間を短縮することができる。

また、上記の実施形態によれば、定着ハウジング６０は、定着ローラー１３１を回転可能に支持する定着ローラー軸受部６０２を備える一対のハウジング側壁部６０１と、ハウジング側壁部６０１から定着ローラー１３１の軸方向に突設される第３シャフト部６０５と、を有する。また、加圧ハウジング５０は、加圧ローラー１３２を回転可能に支持する加圧ローラー軸受部５０３を備える一対の加圧側壁部５０２と、加圧側壁部５０２に配置され、第３シャフト部６０５に係合される係合穴５０４と、を有する。そして、押圧手段７００は、第３シャフト部６０５を中心に加圧ハウジング５０を回動させることで、加圧ローラー１３２を定着ローラー１３１に押圧する。このため、加圧ハウジング５０の回動によって、定着ニップ部Ｎが安定して形成される。

また、上記の実施形態によれば、定着ハウジング６０のハウジング側壁部６０１には、第１シャフト部６０３が配置される。第１シャフト部６０３には、駆動伝達片７１が回動可能に連結される。そして、荷重シャフト７１５は、加圧ハウジング５０の付勢部５０５の孔部５０５Ｃを貫通するように、駆動伝達片７１の牽引片７１３から延設される。荷重シャフト７１５には付勢ばね５１が外嵌される。駆動伝達片７１が第１シャフト部６０３周りに回動されると、荷重シャフト７１５が牽引片７１３によって牽引される。この結果、荷重シャフト７１５の鍔部７１５Ｃと付勢部５０５との間で、付勢ばね５１が圧縮される。そして、付勢ばね５１が付勢部５０５を押圧することによって、加圧ハウジング５０が第３シャフト部６０５周りに回動される。したがって、駆動伝達片７１と、付勢部５０５と、付勢ばね５１とによって、加圧ローラー１３２が定着ローラー１３１に押圧される。

また、上記の実施形態によれば、加圧ハウジング５０の回動に伴って、加圧ローラー１３２が定着ローラー１３１に押圧されると、定着ローラー１３１の弾性層１３１Ｂが圧縮される。そして、前記弾性層１３１Ｂの圧縮過程において、加圧側壁部５０２の規制部５０６が、ハウジング側壁部６０１から突設された第１シャフト部６０３の当接面６０３Ａに当接される。このため、定着ハウジング６０に対する加圧ハウジング５０の回動によって、弾性層１３１Ｂの圧縮量が好適に規制される。

また、上記の実施形態によれば、押圧駆動手段７０１から駆動伝達片７１の駆動入力片７１２のギア部７１４に伝達された駆動力によって、駆動伝達片７１が第１シャフト部６０３周りに回動される。このため、押圧駆動手段７０１からギア部７１４への駆動伝達によって、加圧ローラー１３２が定着ローラー１３１に好適に押圧される。

以上、本発明の実施形態に係る定着装置１３０および画像形成装置１について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば次のような変形実施形態を取ることができる。

（１）上記の実施形態では、弾性層１３１Ｂが定着ローラー１３１に配置される態様にて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。弾性層１３１Ｂは、定着ローラー１３１および加圧ローラー１３２、あるいは加圧ローラー１３２だけに配置されるものであってもよい。また、定着ローラー１３１が加圧ローラー１３２に向かって押圧されることで、定着ニップ部Ｎが形成されるものであってもよい。更に、駆動モーター７９は加圧ローラー１３２を回転駆動させる態様に限定されるものではなく、定着ローラー１３１を回転駆動させる態様であってもよい。

（２）更に、上記の実施形態では、規制手段５は、規制部５０６と当接面６０３Ａとから構成される態様にて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。弾性層１３１Ｂの圧縮過程において、定着ローラー１３１と加圧ローラー１３２との軸間距離を予め設定された距離以上となるように規制する構成であれば、他の態様であってもよい。加圧ハウジング５０の加圧側壁部５０２と定着ハウジング６０のハウジング側壁部６０１とが直接当接される態様でもよい。

１ 画像形成装置
１２０ 画像形成部
１３０ 定着装置
１３０Ａ 搬入口
１３０Ｂ 排出口
１３１ 定着ローラー
１３１Ａ 定着ベルト
１３１Ｂ 弾性層
１３１Ｓ 定着ローラーシャフト
１３２ 加圧ローラー
１３２Ｓ 加圧ローラーシャフト
１３３ ＩＨユニット（熱源）
１３４ 剥離部材
５ 規制手段
５０ 加圧ハウジング（第２ハウジング）
５０１ 連設部
５０２ 加圧側壁部（第２側壁部）
５０３ 加圧ローラー軸受部（第２軸受部）
５０４ 係合穴（係合部）
５０５ 付勢部
５０５Ａ 上壁
５０５Ｂ 付勢壁
５０５Ｃ 孔部（開口部）
５０６ 規制部（当接部）
５１ 付勢ばね
６０ 定着ハウジング（第１ハウジング）
６０１ ハウジング側壁部（第１側壁部）
６０２ 定着ローラー軸受部（第１軸受部）
６０３ 第１シャフト部（第２回転軸）
６０３Ａ 当接面（被当接部）
６０４ 第２シャフト部
６０５ 第３シャフト部（第１回転軸）
６０６ 駆動軸用穴
７００ 押圧手段
７０１ 押圧駆動手段
７１ 駆動伝達片（回動片）
７１１ 支点部
７１２ 駆動入力片
７１３ 牽引片（第１回動部）
７１４ ギア部
７１５ 荷重シャフト（シャフト部）
７１５Ａ 基端部
７１５Ｂ 本体部
７１５Ｃ 鍔部
７１６ 検出片
７２ 押圧用モーター
７３ 駆動ギア
７４ アイドラギア
７５ 駆動伝達ギア
７９ 駆動モーター（駆動手段）
８０ 制御部

Claims (5)

1. 熱源と、
   前記熱源によって加熱される定着ローラーと、
   前記定着ローラーに当接され、前記定着ローラーとの間でシートが通過される定着ニップ部を形成する加圧ローラーと、
   前記定着ローラーまたは前記加圧ローラーにおいて、その周面または内層に形成された弾性層と、
   前記定着ローラーを回転可能に支持する第１ハウジングと、前記加圧ローラーを回転可能に支持する第２ハウジングと、
   前記弾性層を圧縮させながら、前記第２ハウジングを前記第１ハウジングに向かって付勢することで、前記加圧ローラーを前記定着ローラーに押圧させる押圧手段と、
   前記押圧手段が前記加圧ローラーを押圧させる際に、予め設定された距離以下とならないように前記定着ローラーと前記加圧ローラーとの軸間距離を規制することで、予め設定された圧縮量を越えないように前記弾性層の圧縮量を規制する規制手段と、
   前記規制手段によって前記圧縮量が規制された状態で、前記定着ローラーおよび前記加圧ローラーの一方を回転駆動させる駆動手段と、
   を有し、
   前記第１ハウジングは
   前記定着ローラーを回転可能に支持する第１軸受部を備える一対の第１側壁部と、
   前記第１側壁部から前記定着ローラーの軸方向に突設される第１回転軸と、を有し、
   前記第２ハウジングは
   前記加圧ローラーを回転可能に支持する第２軸受部を備える一対の第２側壁部と、
   前記第２側壁部に配置され、前記第１回転軸に係合される係合部と、を有し、
   前記押圧手段は、
   前記第２ハウジングの前記第２側壁部のうち、前記第２軸受部に対して前記係合部とは反対側に配置され、前記第１ハウジングに対向する開口部を備えた付勢部と、
   前記第１ハウジングの前記第１側壁部から前記軸方向に突設された第２回転軸と、
   前記第２回転軸に回動可能に連結され、前記第２回転軸から一方向に延伸される第１回動部を備える回動片と、
   前記第１回動部から前記開口部を貫通するように延設され、前記第２ハウジング側の端部に鍔部を備えるシャフト部と、
   前記シャフト部に外嵌され、前記付勢部と前記鍔部との間で圧縮可能に配置される付勢ばねと、を有し、
   前記回動片が前記第２回転軸周りに回動され、前記鍔部が前記付勢ばねを圧縮させることで、前記付勢ばねが前記付勢部を付勢し、前記第２ハウジングが前記第１回転軸周りに回動されることで、前記加圧ローラーが前記定着ローラーに押圧され、
   前記規制手段は、前記第２ハウジングの前記第２側壁部のうち前記係合部と前記付勢部との間に配置された当接部と、前記第１ハウジングの前記第２回転軸の周面に配置された被当接部と、を有し、前記当接部が前記被当接部に当接することで、前記軸間距離が規制されることを特徴とする定着装置。
2. 前記定着ローラーが前記熱源によって予め設定された設定温度に加熱されると、前記弾性層の熱膨張によって、前記当接部が前記被当接部から離間されることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記駆動手段は、前記定着ローラーが予め設定された温度に加熱された後、前記定着ニップ部に前記シートが通過される際に、第１の回転速度で前記ローラーを回転駆動させ、前記定着ローラーが前記温度まで加熱されるまでの間、前記第１の回転速度よりも速い第２の回転速度で前記ローラーを回転駆動させることを特徴とする請求項１または２に記載の定着装置。
4. 前記押圧手段は、
   前記回動片のうち、前記第１回動部とは反対側に延伸される第２回動部と、
   前記第２回動部の先端部に配置されるギア部と、
   前記ギア部に駆動力を伝達し、前記回動片を前記第２回転軸周りに回動させる押圧駆動手段と、を更に有することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の定着装置。
5. 請求項１乃至４の何れか１項に記載の定着装置と、
   前記シートに画像を形成する画像形成部と、を有することを特徴とする画像形成装置。

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