JP5927140B2 - 定着装置およびそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、定着装置およびそれを備えた画像形成装置に関し、特に、記録材を加熱部材の表面から分離する分離部材を有する定着装置およびそれを備えた画像形成装置に関するものである。

従来から、画像形成装置には、像担持体から記録材上に転写されたトナー像を定着させるための定着装置が備えられている。この定着装置としては、互いに当接して回転する定着ローラー（加熱部材）および加圧ローラー（加圧部材）を備えたローラー方式や、加熱部材として無端状の定着ベルトを使用するベルト方式等が知られている。例えば、ローラー方式の定着装置は、圧接される定着ローラーと加圧ローラーとのニップ部で記録材上に担持されたトナー像を加熱及び加圧して記録材に定着させている。

上記のような定着装置においては、定着ローラーと加圧ローラーとのニップ部を通過した記録材を定着ローラーの表面から分離するために分離部材を設けている。分離部材には定着ローラーの長手方向に沿って延びる分離板が設けられ、分離板は定着ローラーの表面から所定の距離を隔てて配置される。そして、分離板と定着ローラーの表面との間隔が一定に保持される。

通常、定着ローラーの表面にはシリコーンゴムなどからなる熱膨張率の大きい弾性層が用いられる。このため、例えば特許文献１では、分離部材に、定着ローラー表面の端部（記録材非通過領域）に接触するスペーサー（接触片）を設けている。セパレーター（分離板）はスペーサーと一体で構成されているので、スペーサーが定着ローラーの膨張に追従して移動するとセパレーターも移動し、セパレーターと定着ローラーの表面との間隔が一定に保持される。

特開２００５−３７５６７号公報

しかしながら、誘導加熱（ＩＨ：Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ Ｈｅａｔｉｎｇ）方式などの、定着ローラー（加熱部材）が周方向に局所的に加熱される定着装置では、定着ローラーの表面温度を均一化するために、非定着動作時においても定着ローラーが回転駆動される。このため、特許文献１の構造を誘導加熱方式の定着装置に適用する場合、非定着動作時に定着ローラーを回転駆動させない定着装置に比べて、定着ローラーの表面のスペーサー（接触片）との接触部分が摩耗しやすくなる。これにより、スペーサーが徐々に定着ローラーに沈み込んで、セパレーター（分離板）と定着ローラーの表面との間隔が徐々に狭くなり、セパレーターが定着ローラーの表面を傷つける場合があるという問題点がある。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、加熱部材の表面が分離部材により摩耗されるのを抑制することが可能な定着装置およびそれを備えた画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の定着装置は、加熱部材及び加熱部材に圧接される加圧部材を有し、記録材上に担持されたトナー像を加熱及び加圧して記録材に定着させる定着部と、加熱部材と加圧部材とが圧接するニップ部にニップ圧を付与する加圧機構と、ニップ部のニップ圧を変更するニップ圧切り替え部と、ニップ部を通過した記録材を加熱部材の表面から分離する分離部材と、分離部材に加熱部材の表面から離間する方向の力を付与する離間力付与部材と、を備え、分離部材は、加熱部材の表面に対して所定の間隔を隔てて配置される分離板と、加熱部材の表面の記録材非通過領域に接触し、定着動作時における加熱部材の表面と分離板との間隔を一定に保持するための接触片と、を含み、加熱部材は回転駆動され、且つニップ圧切り替え部がニップ圧を減圧するとき、離間力付与部材はニップ圧切り替え部の動作に連動して、分離部材に加熱部材の表面から離間する方向の力を付与する。

本発明によれば、加熱部材は回転駆動され、且つニップ圧切り替え部がニップ圧を減圧するとき、離間力付与部材は分離部材に加熱部材の表面から離間する方向の力を付与する。これにより、非定着動作時などに加熱部材の表面の接触片（分離部材）との接触部分が摩耗するのを抑制することができるので、分離板が加熱部材の表面に接触して傷をつけるのを抑制することができる。

また、離間力付与部材はニップ圧切り替え部の動作に連動して、分離部材に力を付与する。これにより、離間力付与部材を駆動させるための部材を別途設けなくてもよいので、部品点数が増加したり構造が複雑になったりするのを抑制することができる。

本発明の一実施形態の定着装置を備えた画像形成装置の構造を概略的に示した断面図である。 本発明の一実施形態の定着装置の構造を示した断面図である。 本発明の一実施形態の定着装置の構造を示した斜視図である。 本発明の一実施形態の定着装置の通常加圧状態（定着動作時の状態）を示した断面図である。 本発明の一実施形態の定着装置の減圧状態（非定着動作時の状態）を示した断面図である。 本発明の一実施形態の定着装置の定着部および分離部材の構造を示した斜視図である。 本発明の一実施形態の定着装置の駆動部の通常加圧状態を示した斜視図である。 本発明の一実施形態の定着装置の駆動部の減圧状態を示した斜視図である。 本発明の一実施形態の定着装置の歯欠けギアの通常加圧時の状態を示した図である。 本発明の一実施形態の定着装置の歯欠けギアの減圧時の状態を示した図である。 本発明の一実施形態の定着装置の制御部とその周辺を示すブロック図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１〜図１１を参照して、本発明の一実施形態による画像形成装置１０について説明する。図１に示すように、画像形成装置１０は、胴内排紙方式のタンデム型カラー複写機であり、下側の装置本体１１と上側の装置本体１６とを備える。

下側の装置本体１１には、給紙部１４と、画像形成部１２と、定着装置１３が配設され、また、上側の装置本体１６には、原稿画像を読み取る画像読取部２０が配設される。下側の装置本体１１と上側の装置本体１６との間には排紙空間１５が形成され、この排紙空間１５に定着処理後の用紙（記録材）Ｐが排出される。

画像形成部１２は、給紙部１４から給紙された用紙Ｐにトナー像を形成するものであり、中間転写ベルト１２５の回転方向の上流側から下流側へ向けてマゼンタ用ユニット１２Ｍと、シアン用ユニット１２Ｃと、イエロー用ユニット１２Ｙと、ブラック用ユニット１２Ｋとが配設される。

各画像形成ユニット１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｙ、１２Ｋには、像担持体である感光体１２１が配設され、感光体１２１の周囲に、現像器１２２、露光ユニット１２４、帯電器１２３及びクリーニング装置１２６が配設される。

現像器１２２は、感光体１２１の右方に対向して配置され、感光体１２１にトナーを供給する。帯電器１２３は、感光体回転方向に対し現像器１２２の上流側であって感光体１２１の表面に対向して配置され、感光体１２１表面を一様に帯電させる。

露光ユニット１２４は、画像読取部２０にて読み取った文字や絵柄などの画像データに基づいて、感光体１２１を走査露光するためのものであり感光体１２１の下方に設けられる。露光ユニット１２４には、図示しないレーザ光源、ポリゴンミラー等が設けられ、レーザ光源から出射されたレーザ光が、ポリゴンミラーを介して、帯電器１２３の感光体回転方向下流側から、感光体１２１の表面に照射される。照射されたレーザ光により、感光体１２１表面には静電潜像が形成され、この静電潜像が現像器１２２によりトナー像に現像される。

無端状の中間転写ベルト１２５は、駆動ローラー１２５ａとテンションローラー１２５ｂに張架されている。駆動ローラー１２５ａは図示しないモーターによって回転駆動され、中間転写ベルト１２５は駆動ローラー１２５ａの回転によって循環駆動させられる。

この中間転写ベルト１２５に接触するように感光体１２１が中間転写ベルト１２５の下方で搬送方向に沿って隣り合うように配列されている。１次転写ローラー１２５ｃは、中間転写ベルト１２５を挟んで感光体１２１と対向し、中間転写ベルト１２５に圧接して１次転写部を形成する。この１次転写部において、中間転写ベルト１２５の回転とともに所定のタイミングで各感光体１２１のトナー像が中間転写ベルト１２５に順次転写される。これにより、中間転写ベルト１２５表面にはマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの４色のトナー像が重ね合わされたトナー像が形成される。

２次転写ローラー１１３は、中間転写ベルト１２５を挟んで駆動ローラー１２５ａと対向し、中間転写ベルト１２５に圧接して２次転写部を形成する。この２次転写部において、中間転写ベルト１２５表面のトナー像が用紙Ｐに転写される。転写後に、図示しないベルトクリーニング装置が中間転写ベルト１２５に残存するトナーを清掃する。

画像形成装置１０内の下方には給紙部１４が配設され、給紙部１４には、用紙Ｐを収納し、挿脱自在に装置本体１１に装着された用紙トレイ１４１が設けられる。給紙部１４の左方には、用紙トレイ１４１からピックアップローラー１４２によって繰り出された用紙Ｐを中間転写ベルト１２５の２次転写部に搬送ローラー１１２によって搬送する第１用紙搬送路１１１が配設される。更に、装置本体１１の左上方には、画像が形成された用紙Ｐに対して定着処理を行う定着装置１３と、定着処理の行われた用紙を用紙排出トレイ１５１に搬送する第２用紙搬送路１１４とが配設される。

中間転写ベルト１２５における画像形成動作と給紙動作とのタイミングを取って、用紙Ｐが２次転写部に搬送される。２次転写部に搬送された用紙Ｐは、バイアス電位が印加された２次転写ローラー１１３によって、中間転写ベルト１２５上のトナー像を２次転写され、定着装置１３に搬送される。

定着装置１３は、熱源により加熱される定着ローラー１３１と、定着ローラー１３１に圧接して配設された加圧ローラー１３２とを備え、トナー像が転写された用紙Ｐを加熱及び加圧することにより定着処理を行う。トナー像が定着された用紙Ｐは第２用紙搬送路１１４を通って、排出ローラーにより用紙排出トレイ１５１に排出される。

定着装置１３は図２に示すように、加熱部材である定着ローラー１３１と、加圧部材である加圧ローラー１３２とを備え、その他に、誘導加熱部１３３と温度センサー１３４とを備え、これらの部材は定着部を構成する。なお、図２は図１の背面側から見た状態を示しており、各部材の配置は図１と左右が逆になっている。

定着装置１３は、電磁誘導加熱方式の熱源を用いた定着方式であり、定着ローラー１３１の外周に対向して配設される誘導加熱部１３３と、定着ローラー１３１表面の温度を検知するサーミスター等からなる温度センサー１３４とを備え、また、誘導加熱部１３３および温度センサー１３４は装置本体１１に固定保持され、一方、定着ローラー１３１および加圧ローラー１３２は装置本体１１等に回転可能に保持されている。

定着ローラー１３１は、円筒型ステンレスからなる基材１３１ａと、加圧ローラー１３２に圧接するニップ部Ｎへ弾性と離型性の向上のためにシリコーンゴムスポンジからなる弾性層１３１ｄとを備え、基材１３１ａと弾性層１３１ｄとの間に、基材側から順に断熱層１３１ｂおよび誘導発熱層１３１ｃを備える。

加圧ローラー１３２は、アルミニウム製の芯金からなる基材１３２ａと、ニップ部Ｎへ弾性を付与するために基材１３２ａ上に形成されるシリコーンゴムからなる弾性層１３２ｂと、ニップ部Ｎで未定着トナー像を溶融定着する際の離型性を向上させるために弾性層１３２ｂの表面を覆うフッ素樹脂チューブからなる離型層１３２ｃとを備える。

また、定着ローラー１３１は、モーター等の駆動源（図略）によって回転駆動させられ、加圧ローラー１３２は、定着ローラー１３１に対してその中心方向に加圧する。これにより、定着ローラー１３１が回転すると、加圧ローラー１３２がニップ部Ｎにおいて同方向に従動回転する。

温度センサー１３４は、定着ローラー１３１表面の通紙領域（記録材通過領域）において軸方向（幅方向）の中央部および両端部に対向するように配置され、夫々の領域の温度を検知する。温度センサー１３４にて検知された温度に基づいて、誘導加熱部１３３の電力が制御され、定着ローラー１３１表面が所定の温度に保持される。

誘導加熱部１３３は、励磁コイル１３３ａとホビン１３３ｂとコア１３３ｃとを備え、電磁誘導により定着ローラー１３１を加熱するものであり、定着ローラー１３１の軸方向に延びて、定着ローラー１３１の外周の一部を囲うように対向して配設される。

銅線からなる励磁コイル１３３ａは、ホビン１３３ｂに巻回され、コア１３３ｃの中央部の周りを軸方向に周回するように、定着ローラー１３１外周の一部にわたって渦巻状に配設されている。また励磁コイル１３３ａは、図示しない電源に接続されていて、電源から供給される高周波電流により磁束を発生させる。誘導加熱部１３３から発せられる磁束は、図２の紙面に平行な方向に発せられ、定着ローラー１３１の誘導発熱層１３１ｃを貫通する。誘導発熱層１３１ｃの磁束の周りには渦電流が生じ、渦電流が流れると、誘導発熱層１３１ｃ内の電気抵抗によってジュール熱が発生して、誘導発熱層１３１ｃが発熱することになる。

定着ローラー１３１が誘導加熱部１３３によって所定の温度となるように、温度センサー１３４の検知する温度に基づいて電源の電力が制御される。そして、定着ローラー１３１が加熱され所定の温度に昇温すると、ニップ部Ｎで挟持された用紙Ｐが加熱されるとともに、加圧ローラー１３２にて加圧されることにより、用紙Ｐ上の粉体状態のトナーが溶融定着される。

なお、定着ローラー１３１は、誘導加熱部１３３により周方向に局所的に加熱される。このため、定着ローラー１３１は、表面温度を均一化するために、定着動作時のみならず、非定着動作時にも回転駆動される。

定着装置１３は図３に示すように、前述の定着ローラー１３１、加圧ローラー１３２等からなる定着部３０の他に、加圧機構５０と、ニップ圧切り替え部６０とを備える。なお、図３では説明の便宜上、定着部３０、加圧機構５０、ニップ圧切り替え部６０のみを図示している。

定着ローラー１３１及び加圧ローラー１３２は長手方向の両端側で回転可能に支持され、加圧ローラー１３２の両端側には加圧機構５０及びニップ圧切り替え部６０が配設される。

加圧機構５０は、加圧ローラー１３２と定着ローラー１３１とを圧接させ、圧接するニップ部Ｎ（図２参照）でニップ圧を発生させるものであり、第１アーム部材５１と、第２アーム部材５２と、弾性部材５３とを備え、加圧ローラー１３２の両端側に一対配設される。

ニップ圧切り替え部６０は、弾性部材５３の付勢力を可変にしてニップ部Ｎのニップ圧を変更するものであり、モーター、ギア列等からなる駆動部７０と、偏芯カム６２と、偏芯カム６２に係合するコロ６１と、回転連結軸（回転軸）６３とを備える。駆動部７０は加圧ローラー１３２の右側に配設され、偏芯カム６２とコロ６１とは加圧ローラー１３２の両端側に一対配設される。回転連結軸６３は両側の偏芯カム６２と一体に設けられ、駆動部７０の回転駆動力を右側の偏芯カム６２と左側の偏芯カム６２とに伝達する。これによって、ニップ圧切り替え部６０は加圧ローラー１３２の両側の弾性部材５３の付勢力を同時に変更することになる。

図４に示すように、第１アーム部材５１は鉄等の金属板で所定の形状に形成される。第１アーム部材５１の略中央部には、加圧ローラー１３２が回転可能に軸支されている。第１アーム部材５１の下部には、装置本体１１に固設された支軸５４に嵌装する孔が形成され、第１アーム部材５１は、支軸５４を中心として左右方向に揺動自在に保持される。第１アーム部材５１の上部は、左方向に延びる固定軸５５（軸部）で形成されている。また、固定軸５５の左端には平板状の第１当接部（第１係合部）５１ａが形成される。固定軸５５には弾性部材５３が巻装され、第１当接部５１ａには弾性部材５３の一端が当接している。

第２アーム部材５２は鉄等の金属板で所定の形状に形成される。第２アーム部材５２の右端には、平板状をなす第２当接部（第２係合部）５２ａが形成される。第２当接部５２ａは、第１アーム部材５１の第１当接部５１ａに対向するとともに、固定軸５５に沿って左右方向に移動可能であるように、固定軸５５が貫通される孔を有する。また、第２当接部５２ａには弾性部材５３の他端が当接している。

弾性部材５３は、ニップ部Ｎにニップ圧を付与するためのものであり、圧縮コイルスプリングからなり、圧縮された状態でその両端部を第１当接部５１ａと第２当接部５２ａに当接している。このため、第１当接部５１ａには左方向の付勢力が作用し、第２当接部５２ａには右方向の付勢力が作用する。そして、弾性部材５３によって第１当接部５１ａと第２当接部５２ａとは互いに離間する方向に付勢されることになり、加圧ローラー１３２が定着ローラー１３１に圧接する。

第２アーム部材５２には、引張コイルスプリングからなる離間力付与部材４５の一端が係合されている。離間力付与部材４５の他端は、分離部材４０に係合されている。これにより、離間力付与部材４５は、第２アーム部材５２の動作（左右方向への移動）に連動して、分離部材４０に定着ローラー１３１の表面から離間する方向（定着ローラー１３１の表面に垂直な方向）の力を付与する。

分離部材４０は、ニップ部Ｎを通過した用紙を定着ローラー１３１の表面から分離するためのものである。分離部材４０は、ニップ部Ｎを通過した用紙を定着ローラー１３１の表面から分離する分離板４１と、定着ローラー１３１表面の両端の非通紙領域（記録材非通過領域）に接触する接触片４２と、これらが取り付けられる本体部４３と、を有する。

本体部４３は図４および図６に示すように、定着ローラー１３１の長手方向に沿って延びるように形成されており、分離板４１の裏面側が取り付けられている。本体部４３の両端には、側板４３ａが設けられている。側板４３ａには、回動中心軸（図示せず）が挿入される挿入穴が形成されており、分離部材４０は側板４３ａの挿入穴を中心として回動可能である。分離部材４０は、ねじりばね等により付勢されており、側板４３ａの挿入穴を中心として回動されることにより、定着ローラー１３１に接触される。なお、分離部材４０は、ねじりばね等を用いず自重により定着ローラー１３１に接触してもよい。

分離板４１は、定着ローラー１３１の長手方向に沿って延びる平板状に形成されている。分離板４１は、接触片４２が定着ローラー１３１の表面に接触した状態で、定着ローラー１３１の表面に対して所定の間隔を隔てて配置される。分離板４１の両端（非通紙領域）に、離間力付与部材４５の他端が係合されている。なお、本体部４３の両端に、離間力付与部材４５の他端が係合されていてもよい。

接触片４２は、本体部４３の両端部に設けられている。接触片４２は、定着動作時における定着ローラー１３１の表面と分離板４１との間隔を一定に保持するために設けられている。接触片４２は図５に示すように、非定着動作時において、ニップ圧切り替え部６０および加圧機構５０の動作に連動して、定着ローラー１３１の表面から離間される。

また、第２アーム部材５２は、第２当接部５２ａから左側に延びて形成され、その左端部には円筒状のコロ６１が回転可能に取り付けられる。

コロ６１には偏芯カム６２が係合する。偏芯カム６２は、回転連結軸６３（図３も参照）の回転中心の周りに回転可能であり、その回転中心から外周面までの距離が変化するように形成されている。偏芯カム６２の外周面には、凹状の第１凹部６２ａ及び第２凹部６２ｂが形成される。第１凹部６２ａと第２凹部６２ｂは回転中心から異なる周面位置に設けられ、第１凹部６２ａの回転中心からの距離は、第２凹部６２ｂの回転中心からの距離に対して大きくなるように設定されている。第１凹部６２ａ及び第２凹部６２ｂはコロ６１に係合可能であり、回転連結軸６３が後述する駆動部７０によって回転させられると、図４に示す第１凹部６２ａがコロ６１に係合した状態と、図５に示す第２凹部６２ｂがコロ６１に係合した状態とに切り替えられる。

図４に示した状態（定着動作時）では、第２アーム部材５２の第２当接部５２ａと第１アーム部材５１の第１当接部５１ａとの間隔は、所定の距離にあり、弾性部材５３は所定量だけ圧縮されている。図５に示した状態（非定着動作時）では、図４の状態に対して、第２アーム部材５２は、右方向に変位し、第２当接部５２ａと第１当接部５１ａとの間隔は大きくなり、弾性部材５３は伸長している。

従って、図５の状態では、図４の状態に比べると、弾性部材５３による付勢力は小さくなり、これにともなって、ニップ部Ｎのニップ圧が小さくなり減圧状態となる。尚、ニップ部Ｎのニップ圧が小さくなるので、第１アーム部材５１は支軸５４を中心として右方向に僅かに揺動する。

また、図４の状態では、分離部材４０の接触片４２は定着ローラー１３１の表面に接触しており、分離板４１は定着ローラー１３１の表面から所定の距離を隔てて配置されている。その一方、図５の状態では、離間力付与部材４５により、分離部材４０の接触片４２が定着ローラー１３１の表面から離間される。

本実施形態では、偏芯カム６２の第１及び第２凹部６２ａ、６２ｂは、その回転中心に対して互いに対向する位置（１８０°位相のずれた位置）に配置される。これによって、第１凹部６２ａがコロ６１に係合した状態から、偏芯カム６２を１８０°回転させると、第２凹部６２ｂがコロ６１に係合する。

尚、弾性部材５３の付勢方向（固定軸５５の軸方向）が定着ローラー１３１と加圧ローラー１３２との並び方向に略一致しているので、弾性部材５３の付勢力がロスなくニップ部Ｎに伝えられる。

図３に示すように、偏芯カム６２を正逆回転させるために、駆動部７０が設けられる。図７に示すように、駆動部７０は、モーター７２と、モーターギア７３と、ギア列７４〜８０と、復帰スプリング８２と、装置本体１１に固設される台板７１とを備える。尚、図７、図８は便宜上、一部のギアをギア列から取り外して示している。

モーター７２は例えばＤＣモーターからなり台板７１に取り付けられる。モーター７２が後述のモーター駆動回路によって正逆回転させられると、ギア列７４〜８０を介して回転連結軸６３および偏芯カム６２（図４参照）が正回転または逆回転する。モーター７２の回転軸にはウォームギアからなるモーターギア７３が取り付けられる。

ギア列７４〜８０は、モーターギア７３に噛合するホイールからなる第１ギア７４と、平歯車からなる第２ギア７５、第３ギア７６、第４ギア７７と、平歯車からなり所定歯数の歯欠け部７８ａを有する歯欠けギア７８と、平歯車からなる第５ギア７９、第６ギア８０とを有し、モーター７２の回転駆動力を第１〜第４ギア７４〜７７、歯欠けギア７８、第５ギア７９、第６ギア８０へと順次伝達していく。

第１及び第２ギア７４、７５は一体に回転軸に設けられ、台板７１に回転可能に支持される。第３ギア７６は第２ギア７５に噛合し第４ギア７７と一体に設けられる。第３及び第４ギア７６、７７は回転連結軸６３から延びる回転軸部６３ａに回転可能支持される。歯欠けギア７８はモーター側ギアである第４ギア７７に噛合し、第５ギア７９と一体に設けられるとともに台板７１に回転可能に支持される。第６ギア８０は第５ギア７９と噛合し回転軸部６３ａに一体に設けられる。

ここで、モーター７２が正回転するとギア列７４〜８０は図７の状態（定着動作時の状態）にあり、この状態からモーター７２が所定の回数だけ逆回転するとギア列７４〜８０は図８の状態（非定着動作時の状態）に変わる。図７に示す状態は、通常加圧状態、つまり、偏芯カム６２の第１凹部６２ａがコロ６１に係合している場合（図４参照）である。図８に示す状態は、減圧状態、つまり、偏芯カム６２の第２凹部６２ｂがコロ６１に係合している場合（図５参照）である。

図７に示す状態にあるギア列７４〜８０では、歯欠けギア７８は、その歯欠け部７８ａの右端が第４ギア７７に対向するように、配置設定される。詳しくは図９に示すように、第４ギア７７は、歯欠けギア７８における歯欠け部７８ａの右端部の歯部７８ｂに噛み合うように、歯欠け部７８ａに対向している。

また、図７に示す状態からモーター７２が所定の回数だけ逆回転すると、第６ギア８０が１８０°回転するように、つまり、コロ６１への係合が偏芯カム６２の第１凹部６２ａから第２凹部６２ｂに切り替わるように、ギア列７４〜８０の減速比が設定される。また、前記のギア列７４〜８０の減速比において、モーター７２が所定の回数だけ逆回転すると、図８に示すように、歯欠けギア７８は、その歯欠け部７８ａの左端が第４ギア７７に対向するように、歯欠け部７８ａは所定の歯数に設定される。詳しくは図１０に示すように、第４ギア７７は、歯欠けギア７８における歯欠け部７８ａの左端部の歯部７８ｃに噛み合うように、歯欠け部７８ａに対向している。

図７に戻り、復帰スプリング８２は、第６ギア８０と台板７１との間に掛けられるコイルスプリングからなり、第６ギア８０及び第５ギア７９を介して、歯欠けギア７８に付勢力を付与している。図７に示す状態では、復帰スプリング８２は第６ギア８０を時計回り方向に付勢しており、モーター７２が逆回転すると、復帰スプリング８２は、図８に示すように第６ギア８０を反時計回り方向に付勢している。図７及び図８における復帰スプリング８２の各付勢力は、第６ギア８０及び第５ギア７９を介して、歯欠けギア７８には図９のＦ１方向に作用し、また、歯欠けギア７８には図１０のＦ２方向に作用する。

従って、図９に示すように、モーター７２の正回転によって第４ギア７７が矢印Ｂ方向に回転し、第４ギア７７が歯欠けギア７８の歯部７８ｂに噛合して歯欠け部７８ａに対向している状態において、第４ギア７７が矢印Ｂ方向にさらに回転すると、歯欠けギア７８には第４ギア７７によって時計回り方向への回転駆動力が伝達される。しかし、歯欠けギア７８には、復帰スプリング８２によって、上記回転駆動力の逆方向の付勢力も作用する。このため、歯欠けギア７８の歯欠け部７８ａが第４ギア７７に対向した状態で、歯欠けギア７８は空転することになる。このように、モーター７２がさらに正回転しても、歯欠けギア７８は空転するために、後段のギア列及び回転連結軸６３を介して偏芯カム６２（図４参照）は回転することなく、偏芯カム６２の第１凹部６２ａがコロ６１に係合し、通常加圧状態を保持する。

図９の状態から、モーター７２が所定の回数だけ逆回転すると、第４ギア７７が矢印Ｂ方向に対して反対方向に回転し、歯欠けギア７８は反時計回り方向に回転する。次に、後段のギア列及び回転連結軸６３を介して偏芯カム６２（図４参照）は１８０°回転し、偏芯カム６２の第２凹部６２ｂがコロ６１に係合し、図１０に示す減圧状態に変わる。図１０の状態では、第４ギア７７が歯欠けギア７８の歯部７８ｃに噛合して歯欠け部７８ａに対向している。この状態において、モーター７２がさらに逆回転し、第４ギア７７も矢印Ｃ方向にさらに回転すると、歯欠けギア７８には第４ギア７７によって反時計回り方向への回転駆動力が伝達される。しかし、歯欠けギア７８には、復帰スプリング８２によって、上記回転駆動力の逆方向の付勢力も作用し、歯欠けギア７８の歯欠け部７８ａが第４ギア７７に対向した状態で、歯欠けギア７８は空転することになる。このように、モーター７２が所定の回数以上に逆回転しても、歯欠けギア７８は空転するために、後段のギア列及び回転連結軸６３を介して偏芯カム６２（図４参照）は回転することなく、偏芯カム６２の第２凹部６２ｂがコロ６１に係合し、減圧状態を保持する。

また、歯欠けギア７８には復帰スプリング８２によって回転駆動力と逆方向の付勢力が作用するため、モーター７２の回転方向を切り替えたとき、歯欠け部７８ａの端部に位置する歯部７８ｂもしくは７８ｃが第４ギア７７と噛み合う位置に配置される。従って、第４ギア７７からの回転駆動力を歯欠けギア７８に確実に伝達することができる。

図１１はモーター７２を制御する制御部とその周辺を示すブロック図である。制御部である切り替え制御部１０１には、モーター７２を駆動させるモーター駆動回路１０３と、定着装置１３を含めて画像形成装置１０の電源をオンオフする電源スイッチ１０５と、電源スイッチ１０５のオンオフ操作、印刷モード、ジャム解除等の操作及びその表示が行われる操作パネル１０４が接続される。

切り替え制御部１０１は、マイクロコンピューター、及びＲＡＭ、ＲＯＭの記憶素子等で構成され、記憶素子に設定されたプログラムに従って、入出力を制御する。具体的には、電源スイッチ１０５から信号、及び操作パネル１０４から入力される信号に基づいて、切り替え制御部１０１は、モーター７２が所定の回数だけ正回転または逆回転するようにモーター駆動回路１０３を制御する。この制御によって、定着装置１３は通常加圧状態と減圧状態に切り替えられる。

電源スイッチ１０５からオン信号が入力されると、切り替え制御部１０１はモーター駆動回路１０３を介してモーター７２を所定の回数だけ逆回転させた後、モーター７２の回転を停止する。これによって、ギア列７４〜８０（図７参照）を介して偏芯カム６２（図４参照）の第２凹部６２ｂがコロ６１に係合し、非定着動作時において定着装置１３は減圧状態となる。

また、印刷モードが設定されると、操作パネル１０４から印刷開始信号が入力され、印刷開始信号に基づいて切り替え制御部１０１はモーター駆動回路１０３を介してモーター７２を所定の回数だけ正回転させた後、モーター７２の回転を停止する。これによって、ギア列７４〜８０（図７参照）を介して偏芯カム６２（図４参照）の第１凹部６２ａがコロ６１に係合し、定着動作時において定着装置１３は通常加圧状態となる。これで定着処理が可能となる。

さらに、印刷が終了すると、印刷終了信号に基づいて切り替え制御部１０１はモーター駆動回路１０３を介してモーター７２を所定の回数だけ逆回転させた後、モーター７２の回転を停止することで、非定着動作時において定着装置１３は減圧状態となる。

なお、定着処理中において、ジャム処理信号が操作パネル１０４から入力されると、切り替え制御部１０１はモーター駆動回路１０３を介してモーター７２を所定の回数だけ逆回転させた後、モーター７２の回転を停止する。これによって定着装置１３は通常加圧状態から減圧状態となり、ジャム処理が可能となる。

本実施形態では、上記のように、定着ローラー１３１は回転駆動され、且つニップ圧切り替え部６０がニップ圧を減圧するとき、離間力付与部材４５は分離部材４０に定着ローラー１３１の表面から離間する方向の力を付与する。これにより、非定着動作時に定着ローラー１３１の表面の接触片４２（分離部材４０）との接触部分が摩耗するのを抑制することができるので、分離板４１が定着ローラー１３１の表面に接触して傷をつけるのを抑制することができる。

また、離間力付与部材４５はニップ圧切り替え部６０および加圧機構５０の動作に連動して、分離部材４０に力を付与する。これにより、離間力付与部材４５を駆動させるための部材を別途設けなくてもよいので、部品点数が増加したり構造が複雑になったりするのを抑制することができる。

また、上記のように、非定着動作時において、ニップ圧切り替え部６０がニップ圧を減圧するとき、分離部材４０は定着ローラー１３１の表面から離間される。これにより、非定着動作時に定着ローラー１３１の表面の接触片４２（分離部材４０）との接触部分が摩耗するのをより抑制することができるので、分離板４１が定着ローラー１３１の表面を傷つけるのをより抑制することができる。

また、非定着動作時において、ニップ圧切り替え部６０はニップ圧を減圧するので、非定着動作時に定着ローラー１３１の表面（弾性層１３１ｄ）にかかる負荷を抑制することができる。これにより、定着ローラー１３１の寿命を長くすることができる。

また、上記のように、離間力付与部材４５は、第２アーム部材５２（加圧機構５０）と分離部材４０とに連結されている。これにより、離間力付与部材４５は、容易に、ニップ圧切り替え部６０および加圧機構５０の動作に連動して分離部材４０に力を付与することができる。

また、上記のように、離間力付与部材４５は、引張コイルスプリングである。これにより、離間力付与部材４５は、容易に、分離部材４０に定着ローラー１３１の表面から離間する方向の力を付与することができる。

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

例えば、カラー複写機に本発明を適用した例について示したが、本発明はこれに限らない。言うまでもなく、カラープリンター、モノクロ複写機、モノクロプリンター、デジタル複合機、ファクシミリ等の、記録材を加熱部材の表面から分離する分離部材を有する種々の画像形成装置に本発明を適用できる。

また、上記実施形態では、非定着動作時に分離部材が加熱部材の表面から離間される例について示したが、本発明はこれに限らず、非定着動作時に分離部材が加熱部材の表面から離間されなくてもよい。加熱部材の表面に対する分離部材の接触圧が減圧されれば、加熱部材の表面の摩耗を抑制することができる。

また、上記実施形態では、非定着動作時に加熱部材と加圧部材とのニップが解除されない例について示したが、本発明はこれに限らず、非定着動作時に加熱部材と加圧部材とのニップが解除されてもよい。すなわち、非定着動作時に加圧部材が加熱部材の表面から離間されてもよい。このように構成すれば、非定着動作時に加熱部材の表面にかかる負荷をより抑制することができるので、加熱部材の寿命をより長くすることができる。

また、上記実施形態では、定着動作時に加圧部材を所定のニップ圧で加熱部材に接触させ、非定着動作時に加圧部材の加熱部材に対するニップ圧を減圧させた例について示したが、本発明はこれに限らず、定着動作時に加圧部材の加熱部材に対するニップ圧を減圧させてもよい。具体的には、用紙の種類に応じて定着動作時にニップ圧が減圧されるように構成する。そして、封筒などへの定着動作時にニップ圧が減圧された状態において、分離部材の接触片が加熱部材の表面から離間しないように構成してもよい。このように構成すれば、封筒などへの定着動作時には、加熱部材の表面の摩耗を抑制しながら、封筒など（記録材）を加熱部材の表面から確実に分離することができる。

また、上記実施形態では、加熱部材をその外部から加熱した例について示したが、本発明はこれに限らず、加熱部材の内部にヒーターなどを配置し、加熱部材を内部から加熱してもよい。

また、上記実施形態では、ローラー方式の定着装置に適用した例を示したが、本発明はこれに限らず、加熱部材として無端状の定着ベルトを使用するベルト方式や、加熱部材は固定支持された加熱体と、この加熱体に密着して摺動する耐熱性フィルムとを有し、加熱体と加圧ローラーとを耐熱性フィルムを介して圧接させる方式の定着装置に適用してもよい。また、加熱部材側に加圧機構を設けるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、弾性部材として圧縮コイルスプリングを用いるとともに、第１当接部と第２当接部とを互いに離間する方向に付勢する構成を示したが、本発明はこれに限らない。弾性部材として引張コイルスプリングを用いるとともに第１係合部と第２係合部とを上記実施形態とは逆に配置し、第１係合部と第２係合部とを互いに接近する方向に付勢してもよい。また、スプリング以外の弾性部材を用いてもよい。

１０ 画像形成装置
１３ 定着装置
３０ 定着部
４０ 分離部材
４１ 分離板
４２ 接触片
４５ 離間力付与部材
５０ 加圧機構
５１ 第１アーム部材
５１ａ 第１当接部（第１係合部）
５２ 第２アーム部材
５２ａ 第２当接部（第２係合部）
５３ 弾性部材
５４ 支軸
６０ ニップ圧切り替え部
６１ コロ
６２ 偏芯カム
６３ 回転連結軸（回転軸）
７０ 駆動部
１３１ 定着ローラー（加熱部材）
１３２ 加圧ローラー（加圧部材）
Ｎ ニップ部
Ｐ 用紙（記録材）

Claims (8)

1. 加熱部材及び前記加熱部材に圧接される加圧部材を有し、記録材上に担持されたトナー像を加熱及び加圧して前記記録材に定着させる定着部と、
   前記加熱部材と前記加圧部材とが圧接するニップ部にニップ圧を付与する加圧機構と、
   前記ニップ部のニップ圧を変更するニップ圧切り替え部と、
   前記ニップ部を通過した前記記録材を前記加熱部材の表面から分離する分離部材と、
   前記分離部材に前記加熱部材の表面から離間する方向の力を付与する離間力付与部材と、
   を備え、
   前記分離部材は、前記加熱部材の表面に対して所定の間隔を隔てて配置される分離板と、前記加熱部材の表面の記録材非通過領域に接触し、定着動作時における前記加熱部材の表面と前記分離板との間隔を一定に保持するための接触片と、を含み、
   前記加熱部材は回転駆動され、且つ前記ニップ圧切り替え部が前記ニップ圧を減圧するとき、前記離間力付与部材は前記ニップ圧切り替え部の動作に連動して、前記分離部材に前記加熱部材の表面から離間する方向の力を付与し、
   前記定着動作時において、前記ニップ圧切り替え部が前記ニップ圧を減圧するとき、前記分離部材の接触片は前記加熱部材の表面に接触していることを特徴とする定着装置。
2. 前記加圧機構は、支軸を中心に揺動自在に支持されるとともに第１係合部を有し前記加圧部材及び前記加熱部材の一方の部材を保持する第１アーム部材と、第２係合部を有する第２アーム部材と、一端が前記第１係合部に係合し、他端が前記第２係合部に係合するように配置され、前記第１係合部及び第２係合部を互いに離間又は接近させる方向に付勢することで、前記ニップ部にニップ圧を付与する弾性部材と、を含み、
   前記ニップ圧切り替え部は、前記第２アーム部材に設けられるコロと、前記コロに外周面が当接するとともに回転中心から前記外周面までの距離が変化する偏芯カムと、前記偏芯カムが固定される回転軸と、前記回転軸を回転駆動させる駆動部と、を含み、
   前記離間力付与部材は、前記加圧機構の第２アーム部材と前記分離部材とに連結されていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記離間力付与部材は、前記加圧機構と前記分離部材とに連結されており、
   前記離間力付与部材は、引張コイルスプリングであ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. 加熱部材及び前記加熱部材に圧接される加圧部材を有し、記録材上に担持されたトナー像を加熱及び加圧して前記記録材に定着させる定着部と、
   前記加熱部材と前記加圧部材とが圧接するニップ部にニップ圧を付与する加圧機構と、
   前記ニップ部のニップ圧を変更するニップ圧切り替え部と、
   前記ニップ部を通過した前記記録材を前記加熱部材の表面から分離する分離部材と、
   前記分離部材に前記加熱部材の表面から離間する方向の力を付与する離間力付与部材と、
   を備え、
   前記分離部材は、前記加熱部材の表面に対して所定の間隔を隔てて配置される分離板と、前記加熱部材の表面の記録材非通過領域に接触し、定着動作時における前記加熱部材の表面と前記分離板との間隔を一定に保持するための接触片と、を含み、
   前記加熱部材は回転駆動され、且つ前記ニップ圧切り替え部が前記ニップ圧を減圧するとき、前記離間力付与部材は前記ニップ圧切り替え部の動作に連動して、前記分離部材に前記加熱部材の表面から離間する方向の力を付与し、
   前記加圧機構は、支軸を中心に揺動自在に支持されるとともに第１係合部を有し前記加圧部材及び前記加熱部材の一方の部材を保持する第１アーム部材と、第２係合部を有する第２アーム部材と、一端が前記第１係合部に係合し、他端が前記第２係合部に係合するように配置され、前記第１係合部及び第２係合部を互いに離間又は接近させる方向に付勢することで、前記ニップ部にニップ圧を付与する弾性部材と、を含み、
   前記ニップ圧切り替え部は、前記第２アーム部材に設けられるコロと、前記コロに外周面が当接するとともに回転中心から前記外周面までの距離が変化する偏芯カムと、前記偏芯カムが固定される回転軸と、前記回転軸を回転駆動させる駆動部と、を含み、
   前記離間力付与部材は、前記加圧機構の第２アーム部材と前記分離部材とに連結されていることを特徴とする定着装置。
5. 加熱部材及び前記加熱部材に圧接される加圧部材を有し、記録材上に担持されたトナー像を加熱及び加圧して前記記録材に定着させる定着部と、
   前記加熱部材と前記加圧部材とが圧接するニップ部にニップ圧を付与する加圧機構と、
   前記ニップ部のニップ圧を変更するニップ圧切り替え部と、
   前記ニップ部を通過した前記記録材を前記加熱部材の表面から分離する分離部材と、
   前記分離部材に前記加熱部材の表面から離間する方向の力を付与する離間力付与部材と、
   を備え、
   前記分離部材は、前記加熱部材の表面に対して所定の間隔を隔てて配置される分離板と、前記加熱部材の表面の記録材非通過領域に接触し、定着動作時における前記加熱部材の表面と前記分離板との間隔を一定に保持するための接触片と、を含み、
   前記加熱部材は回転駆動され、且つ前記ニップ圧切り替え部が前記ニップ圧を減圧するとき、前記離間力付与部材は前記ニップ圧切り替え部の動作に連動して、前記分離部材に前記加熱部材の表面から離間する方向の力を付与し、
   前記離間力付与部材は、前記加圧機構と前記分離部材とに連結されており、
   前記離間力付与部材は、引張コイルスプリングであることを特徴とする定着装置。
6. 非定着動作時において、前記ニップ圧切り替え部が前記ニップ圧を減圧するとき、前記分離部材は前記加熱部材の表面から離間されることを特徴とする請求項４または５に記載の定着装置。
7. 前記非定着動作時において、前記加熱部材と前記加圧部材とのニップが解除されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の定着装置。
8. 請求項１〜７のいずれか１項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。