JP6100090B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、定着装置が画像形成装置本体に対して着脱可能で、記録材としてのシートに画像形成する、複写機、プリンタ、ファックス、それらの複合機等の画像形成装置に関するものである。

画像形成装置は、画像形成プロセス手段部でシートに対して転写方式あるいは直接方式にて形成担持させた画像情報の未定着画像（トナー画像）をシート面に固着画像として定着させる定着装置を有している。画像形成プロセスは、電子写真プロセス、静電記録プロセス、磁気記録プロセス等である。シートは、転写シート・エレクトロファックスシート・静電記録紙・ＯＨＰシート・印刷用紙・フォーマット紙などである。

定着装置は、画像形成装置本体（以下、装置本体と記す）の寿命の間に、保守交換パーツとして一度、ないしは複数回交換されるものが多い。また、シートを収容したシートカセットを装置本体の下部に備え、そのシートカセットから鉛直方向へシートを搬送し、画像を転写、定着して装置本体の上部にあるトレイ上に排出するような構成の画像形成装置を考える。このような画像形成装置においては、装置本体の側面（右若しくは左）に配置した扉を開放し、側面側から定着装置を交換するような構成になっているものも多い。

しかし、画像形成装置を設置するにあたり、装置本体の左右には人が作業するための十分な空間が確保できないような場合も多い。そのような場合には、装置本体の側面側から定着装置の交換作業を行う構成のものは、場合によっては装置本体の前側に立ちながら狭い空間に手を伸ばし、定着装置を横に向かって挿抜するというような困難な作業になってしまうこともある。

その為、ユーザでも交換作業を行う場合もある、トナーボトルやプロセスカートリッジ等と同様に、装置本体の前側から交換作業を行うことができるようにすることが望まれている。

また、定着装置の交換時期の基準となるものには機種によって様々ではあるものの、高い温度まで加熱され、高い加圧力で加圧されながら使用されている、定着部材や加圧ローラが定着装置の寿命を決めるものになっている場合が多い。定着装置のその他の部材はまだ使用可能であるにも関わらず、交換されている事象もあることが現状である。

近年、省資源、ランニングコスト削減という観点が重要視されていることからも、交換パーツとしての定着装置にはできる限り交換が必要な部品のみに限定した構成にすることが求められている。

定着装置の交換を容易にするためには、定着装置内の部材を交換する際に挿抜軌跡と干渉するガイド部を退避させるもの（特許文献１）や、定着装置の挿抜軌跡から搬送ガイドが退避できるような構成のもの（特許文献２）などが挙げられている。

特開２０１１−２２５３６号公報 特開２０１２−８４５２号公報

前述のように交換する部品をできる限り少なくして、省資源、ランニングコスト削減を実現するために、保守交換部品としないものとして、定着部材と加圧ローラとを加圧している加圧機構が挙げられる。

加圧機構は、多数の部品から構成されていることが多い。例えば、加圧するためのバネ等の部材、バネを保持する部材、定着部材（若しくはそれを支持する部材）に接触して押圧する部材、加圧解除状態と加圧状態を切り換えるための部材、加圧解除部を駆動させるための部材といったものである。

以上から加圧機構を装置本体に残し、定着装置を交換する構成としたときには次のような課題がある。即ち、加圧機構は、定着部材（若しくは加圧部材）自体、又はそれらに連結している部材に直接接触して加圧するものであり、定着装置の挿抜方向と加圧方向が直交する関係となるため、加圧機構が定着装置の交換作業の妨げとなってしまう。

以上から、本発明の目的としては、交換するものをできる限り交換が必要な部材に限定した上で、容易に交換することのできる定着装置を備えた画像形成装置の実現にある。

上記の目的を達成するための本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、加熱部材および加圧部材を備え、前記加熱部材と前記加圧部材とで形成されるニップ部で画像を担持したシートを挟持搬送して加熱する定着装置が装置本体に対して着脱可能で、シートに画像形成する画像形成装置であって、前記定着装置が挿抜可能に装着される定着装置装着部と、前記加熱部材と前記加圧部材とを加圧するための加圧機構と、前記加圧機構を動作させて前記ニップ部の圧力を加圧状態と解除状態とに切り換えるための加圧解除機構と、を有し、前記解除状態においては前記加圧機構が前記定着装置の前記定着装置装着部に対する挿抜移動方向から見た投影領域の領域内から退避していることを特徴とする。

定着装置において、交換部材を少ない部材に限定した上で、容易な手法で交換可能とする。

実施例の画像形成装置の外観斜視図であり、定着装置がフロントアクセスで外側に引き出されている途中状態時、或いは装着のために挿入されている途中状態時を示している。 画像形成装置の縦断正面模式図である。 （ａ）は実施例における定着装置の正面図、（ｂ）は背面図、（ｃ）は途中部分省略の平面図、（ｄ）は途中部分省略の底面図である。 （ａ）は定着装置の途中部分省略の右側面図、（ｂ）は途中部分省略の左側面図、（ｃ）は図３の（ｃ）におけるＣ−Ｃ線矢視の拡大横断正面図である。 外装筐上面板を切り欠いて装置内部を見せた定着装置の平面図である。 フィルムユニットの構成部材およびフレームの一端側の分解斜視図である。 装置本体の装着部に所定に装着されていて、加圧状態にある定着装置の拡大横断正面図である。 加圧状態時における定着装置の途中部分省略の縦断平面図である。 制御系統のブロック図である。 装置本体の装着部に所定に装着されていて、加圧解除状態にある定着装置の拡大横断正面図である。 加圧解除状態時における定着装置の途中部分省略の縦断平面図である。 加圧状態時の加圧機構と加圧解除機構を示した図である。 加圧解除状態時の加圧機構と加圧解除機構を示した図である。

［実施例］
（１）画像形成部
図１は本発明に従う画像形成装置１の一例の外観斜視図である。この画像形成装置１は定着装置Ｆが画像形成装置本体（以下、装置本体と記す）１Ａの内部の定着装置装着部８０（図２：以下、装着部と記す）に対して着脱可能である。図１は定着装置Ｆが装置本体１Ａの装着部８０からフロントアクセスで外側に引き出されている途中状態時、或いは装着部８０に対して装着のために挿入されている途中状態時を示している。図２は画像形成装置１の縦断正面模式図である。

ここで、本実施例の画像形成装置１もしくはその構成部材に関して、正面側若しくは手前側とはシート（記録材）Ｐを収容しているシートカセット１２を装置本体１Ａのカセット装着部に対して出し入れ（挿抜）する側である。背面側若しくは奥側とはその反対側である。左右とは画像形成装置１を正面側から見て左または右である。上下とは重力方向において上または下である。

この画像形成装置１は、パソコン、イメージリーダ、ファクシミリなどの外部ホスト装置２００から制御回路部１００に入力する電気的画像情報に対応した画像を転写方式の電子写真プロセスによりシートＰに形成することができるカラープリンタである。シートＰは画像形成装置１によりトナー像を形成することができるシート状部材であって、定型もしくは非定型の各種の普通紙、樹脂コート紙、ＯＨＰシート、印刷用紙、フォーマット紙、封筒、葉書、ラベルなどが含まれる。

２は装置本体１Ａの内部に配設された画像形成部であり、左側から右側に配列された４つの画像形成ステーション３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋを有する。各画像形成ステーションは、回転ドラム型の電子写真感光体４、帯電部材５、現像器６、転写部材７、感光体クリーナ８を有し、それぞれ、イエロー色、マゼンタ色、シアン色、ブラック色のトナー像を形成する。また、画像形成部２は、各画像形成ステーションの感光体４をレーザー走査露光するレーザースキャナ９、および各画像形成ステーションの感光体４からトナー像が一次転写される中間転写ベルトユニット１０を有する。

シートカセット１２からは給送ローラ１３の駆動によりシートＰが一枚分離給送されてレジストローラ１４を含む上行（垂直）搬送路１５により下から上に搬送される。そして、そのシートＰが中間転写ベルト１１と二次転写ローラ１６とで形成される二次転写ニップ部に導入される。これにより、各画像形成ステーション３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋから中間転写ベルト１１に対して各色トナー像が重畳されて一次転写されている合成トナー像がシートＰに順次に二次転写されていく。以上の画像形成部２の構成、動作、画像形成プロセスは周知であるので詳細な説明は割愛する。

二次転写ニップ部を出たシートＰは中間転写ベルト１１から分離されて上方に搬送されて定着装置Ｆに対して下から導入される。そのシートＰが定着装置Ｆの後述する定着部材（加熱部材）と加圧部材とで形成されるニップ部で挟持搬送されることでトナー像が加熱定着される。そして、シートＰは定着装置Ｆから上方に搬送され、搬送路１７を通って、排出ローラ対１８により装置本体１Ａの上面側の排出トレイ１９に画像形成物として排出される。

両面画像形成モードの場合は次のとおりである。定着装置Ｆを出て搬送路１７を通って排出ローラ対１８によりトレイ１９に排出されていく第１面画像形成済みのシートＰの後端部が定着装置Ｆを出て排出ローラ対１８を通過し終わる前に排出ローラ対１８が逆回転に駆動切り替えされる。これにより当該シートＰがスイッチバック搬送されて再搬送路２０に導入され、再び上行搬送路１５を経由して二次転写ニップ部に対して表裏反転された状態で再搬送される。以後は片面画像形成の場合のシートと同じ経路を搬送されて両面画像形成済みのシートがトレイ１９に排出される。

図１において、２１は装置本体１Ａの前面板である。シートカセット１２は画像形成装置１の正面側から装置本体１Ａの内部のカセット装着部に対して出し入れ自由である（フロントローデイング）。１２ａはシートカセット１２の前面部に設けた取手部である。２２は前面板２１に設けた、定着装置Ｆを出し入れするための開口部、２３はその開口部２２を開閉する扉である。

２４は装置本体１Ａの右側面に配設された側面扉であり、下辺側のヒンジ軸２５を中心に装置本体１Ａの右側面に対して開閉可能である。２４ａは側面扉２４に設けた取手部である。側面扉２４を開くことで装置本体１Ａの右側面を大きく開放することができる。これにより、シート搬送路１５、１７、２０、定着装置ＦにジャムしたシートＰの処理をすることができる。１０１は装置本体１Ａの上面側に配設された操作部であり、各種の情報の入力キーや表示器を有し、制御回路部１００と各種の情報の授受をする。制御回路部１００は画像形成装置１のすべての装置動作を制御する。

（２）定着装置Ｆ
（２−１）装置構成
図３の（ａ）は本実施例における定着装置Ｆの正面図、（ｂ）は背面図、（ｃ）は途中部分省略の平面図、（ｄ）は途中部分省略の底面図である。図４の（ａ）は定着装置Ｆの途中部分省略の右側面図、（ｂ）は途中部分省略の左側面図、（ｃ）は図３の（ｃ）におけるＣ−Ｃ線矢視の拡大横断正面図である。図５は外装筐上面板を切り欠いて装置内部を見せた定着装置Ｆの平面図である。

本実施例における定着装置Ｆは、フィルム（ベルト）加熱方式、加圧ローラ駆動方式の画像加熱装置である。この定着装置Ｆは前後方向に長い直方体の装置であり、以下においては、この定着装置Ｆもしくはその構成部材について正面側を一端側、背面側を他端側とする。

本実施例における定着装置Ｆは、定着装置本体３０と、この定着装置本体３０の右側面側を除く、正面側、背面側、上面側、底面側、左側面側の５つの面をカバーしている外装筐４０を有する。外装筐４０は定着装置本体３０に所定に被せられてネジなどの締結部材（不図示）により定着装置本体３０に対して固定されている。外装筐４０において、４１は正面板、４２は背面板、４３は上面板、４４は底面板、４５は左側面板である。

外装筐４０の底面板４４の板面中央部には長手に沿ってスリット状のシート入口部４４ａとガイド部４４ｂが設けられている。上面板４３の板面中央部には長手に沿ってスリット状のシート出口部４３ａとガイド部４３ｂが設けられている。背面板４２には電気接点部４６が配設されている。また、背面板４２の外側には定着装置本体３０側の加圧ローラ７０の他端側軸部７１ａが突出しており、その突出軸部にドライブギアＧが固着されている。

左側面板４５の一端側と他端側にはそれぞれ穴部４５ａが設けられている。この穴部４５ａは、定着装置Ｆが装置本体１Ａの装着部８０に所定に装着されている状態において装置本体１Ａ側の後述する加圧機構９０（図１２）の一端側と他端側の加圧コマ９１を定着装置Ｆに対して出入りさせるためのものである。外装筐４０の右側面は開放されており、その開放開口部には定着装置本体３０のフレーム５０の右側面板５１がほぼ面一で位置している。

定着装置本体３０は、板金製のフレーム５０と、このフレーム５０に対して組み込まれた、定着部材としての定着フィルム６１を含むフィルムユニット６０と、加圧部材としての加圧ローラ７０と、を有している。定着フィルム６１は無端状のフィルム部材或いはベルト部材である。

加圧ローラ７０は、例えば鉄などの金属からなる芯金７１と、この芯金周りに同心一体にローラ状に成形被覆させた、シリコーンゴム・フッ素ゴム・フッ素樹脂などの耐熱性・弾性材層７２とで構成されており、表層に離型層７３を設けてある。離型層７３は、例えばフッ素樹脂、シリコーン樹脂、フルオロシリコーンゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等の離型性かつ耐熱性のよい材料を選択することができる。

芯金７１の一端側と他端側にはそれぞれ芯金７１と同心一体に小径軸部７１ａが設けられている。加圧ローラ７０は一端側と他端側の小径軸部７１ａが、それぞれ、フレーム５０の一端側と他端側の側板５２間に軸受部材（加圧部支持部材）７４を介して回転可能に保持されて配設されている。他端側の小径軸部７１ａは外装筐４０の背面板４２に形成されている穴部４２ａから外側に突出しており、その突出軸部にドライブギアＧが固着されている。軸受部材７４は、本実施例においては、ＰＥＥＫ、ＰＰＳ、液晶ポリマー等の耐熱性樹脂よりなる。

フィルムユニット６０は、定着部材としての円筒状で可撓性を有する定着フィルム６１、加熱手段としてのヒータ６２、圧接部材（バックアップ部材）６３、ステイ６４、一端側および他端側の端末部材６５、の組立体である。定着フィルム６１、ヒータ６２、圧接部材６３、ステイ６４は前後方向に長い部材である。図６はフィルムユニット６０の構成部材およびフレーム５０の一端側の分解斜視図である。他端側は図には省略したけれどもこの一端側と対称形状の同一構成である。

定着フィルム６１は、熱容量を小さくしてクイックスタート性を向上させるために、フィルム膜厚が１００μｍ以下、好ましくは５０μｍ以下２０μｍ以上のものである。基層がＳＵＳ等の金属からなるものや、耐熱性のあるＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰからなる単層フィルムが使用できる。あるいは基層がポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ、ＰＥＳ、ＰＰＳ等で、その外周表面にＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ等をコーティングした複合層フィルムも使用できる。本実施例においては、定着フィルム６１は円筒状の薄肉金属の可撓性を有する基層上に弾性層と離型層が形成されたものである。

ヒータ６２は、本実施例においては、細長い薄板状のセラミック基板と、この基板面に具備させた通電発熱抵抗体層を基本構成とするもので、発熱抵抗体層に対する通電により全体に急峻な立ち上がり特性で昇温する低熱容量のセラミックヒータである。

圧接部材６３は横断面略半円弧状樋型の耐熱性・断熱性の部材である。フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ＰＥＥＫ樹脂、ＰＥＳ樹脂、ＰＰＳ樹脂、ＰＦＡ樹脂、ＰＴＦＥ樹脂、ＬＣＰ樹脂等の絶縁性及び耐熱性の良い材料が用いられる。定着フィルム６１のバックアップや、加圧ローラ７０と圧接することで形成されるニップ部Ｎ（図７、図８）の加圧、定着フィルム６１の回転時の搬送安定性を図る役目をする。ヒータ６２は圧接部材６３の定着フィルム対向面側に長手に沿って具備された嵌め込み溝内に嵌め込まれて支持されている。

ステイ６４は、主に鉄やＳＵＳ等の金属からなる部材であり、比較的柔軟な樹脂製の圧接部材６３に押し当てることで圧接部材６３に長手方向の強度を持たせ、かつ圧接部材６３を矯正させるための部材である。ステイ６４は、ヒータ６２を支持させた圧接部材６３のヒータ６２の側とは反対側において圧接部材６３に平行に配列して重ね合わせて配設されている。定着フィルム６１はこの圧接部材６３とステイ６４の重ね合わせ体に対してルーズに外嵌されている。

一端側と他端側の端末部材６５は、それぞれ、定着フィルム６１の一端側と他端側の開口部から突出している重ね合わせの圧接部材延長端部６３ａとステイ延長端部６４ａに対して外嵌されている（図８）。これにより圧接部材６３とステイ６４とが接合された状態に保持される。一端側と他端側の端末部材６５は圧接部材６３とステイ６４に対してルーズに外嵌されている定着フィルム６１の回転時における長手方向への移動を規制するとともに、定着フィルム端部の周方向の形状を規制（定着フィルム軌道規制）する役目もしている。

一端側と他端側の端末部材６５は耐熱性の樹脂であるＰＰＳ、ＬＣＰ等を用いた成形部材であり、対称形状の同一構成である。端末部材６５は圧接部材６３とステイ６４の重ね合わせの延長端部６３ａ・６４ａを差し込んで抱え込む穴部６５ａを有する。また、内面側に、定着フィルム６１の端部の内周面をガイドするガイド部材（定着フィルム軌道規制部材）６５ｂを有する。ガイド部材６５ｂは円筒状の定着フィルム６１の内径にほぼ対応する外径を有するほぼ半円弧状凸縁部材である。

一端側と他端側の端末部材６５が圧接部材６３とステイ６４の重ね合わせの延長端部６３ａ・６４ａに対して所定に装着されている状態において、ガイド部材６５ｂは定着フィルム６１の端部の内側に嵌り込んでいる（図７、図８）。また、端末部材６５は上面側と下面側とに、それぞれ、左右方向に平行にガイド溝６５ｃが形成されている。また、左側面側には受圧凸部６５ｄが設けられている。

上記構成のフィルムユニット６０は、ヒータ６２の側を加圧ローラ７０に対する対向側にしてフレーム５０の一端側と他端側の側板５２間に加圧ローラ７０の左側において加圧ローラ７０に平行にして配設されている。

より具体的には、フィルムユニット６０は一端側と他端側の端末部材６５の上下の左右方向のガイド溝６５ｃをそれぞれフレーム５０の一端側と他端側の側板５２の左右方向のガイドスリット部５３の上下の左右方向のガイド縁部５３ａに係合させてある。これにより、フィルムユニット６０はフレーム５０の一端側と他端側の側板５１間において、ガイド溝６５ｃとガイド縁部５２ａとのすべり係合により加圧ローラ７０の側に寄る右方向と加圧ローラ７０から離れる左方向とにスライド移動可能に支持されている。

上記の定着装置Ｆにおいての定着フィルム６１や加圧ローラ７０が画像形成装置の使用期間中に定着部のうちで交換が必要となる可能性が高い部材である。

（２−２）定着動作
上記の定着装置Ｆは装置本体１Ａの装着部８０に対して挿抜可能に装着されて使用される。装置本体１Ａ側には、装着部８０に装着されている定着装置Ｆの定着部材としての定着フィルム６１と加圧部材としての加圧ローラ７０とを所定に加圧してニップ部Ｎを形成させるための加圧機構９０（図１２、図１３）を有する。また、その加圧機構９０を動作させてニップ部Ｎの圧力を加圧状態と解除状態とに切り換えるための加圧解除機構１２０（図１２、図１３）を有する。加圧機構９０と加圧解除機構１２０の詳細については後述する。

図７は定着装置Ｆが装置本体１Ａの内部の装着部８０に所定に装着されていて、加圧機構９０の加圧動作によりフィルムユニット６０が加圧ローラ７０に対して所定に加圧されている状態時の定着装置Ｆの拡大横断正面図である。図８はこの加圧状態時における定着装置Ｆの途中部分省略の縦断平面図である。

定着装置Ｆは装着部８０に対して所定に装着されている状態において、外装筐４０の底面板４４が装着部８０の下側枠体８１に支持されている。定着装置本体３０のフレーム５０の右側面板５１が装着部８０の右側枠体８２により規制されている。外装筐４０の左側面板４５が装着部８０の左側枠体８３により規制されている。外装筐４０の背面板４２が装着部８０の奥側ストッパ部８４に受け止められている。装着部８０の下側枠体８１、右側枠体８２、左側枠体８３は前後方向に長い部材であり、定着装置Ｆの挿抜時のガイド部材としても機能する。

また、外装筐４０の正面板４１が付勢部材８６により押圧されて定着装置Ｆが一端側から他端側に付勢されている。これにより、外装筐４０の背面板４２が装着部８０の奥側ストッパ部８４に押し付けられて、定着装置Ｆの装着部８０における前後方向の位置決めがなされている。定着装置Ｆの他端側のドライブギアＧが装置本体１Ａ側の駆動出力部（不図示）に結合している。定着装置Ｆの他端側の電気接点部４６が装置本体１Ａ側の電気接点部８５に結合している。

また、装着部８０の左側枠体８３の定着装置Ｆの側とは反対側に加圧機構９０と加圧解除機構１２０が配設されている（図１２、図１３）。そして、左側枠体８３の一端側と他端側の穴部８３ａから加圧機構９０の一端側と他端側の加圧コマ９１が定着装置Ｆに対して出入りする構成になっている。

画像形成装置１の画像形成実行時には加圧機構９０により定着装置Ｆは加圧状態にされる。即ち、定着装置Ｆの加圧状態時には、加圧機構９０の一端側と他端側の加圧コマ９１が左側枠体８３の一端側と他端側の穴部８３ａから定着装置Ｆの側に突出して定着装置Ｆの外装筐体４０の一端側と他端側の穴部４５ａから定着装置本体３０内に進入する。これにより、定着装置本体３０の一端側と他端側の端末部材６５の受圧凸部６５ｄがそれぞれ加圧コマ９１により加圧される。そのため、一端側と他端側の端末部材６５がそれぞれガイド溝６５ｃとガイド縁部５２ａのすべり係合により右方にスライド移動する。

これにより、フィルムユニット６０におけるステイ６４、圧接部材６３、ヒータ６２を介して定着フィルム６１が加圧ローラ７０の左側面に対して弾性層７２の弾性に抗して所定の押圧力で圧接する。この圧接により、定着フィルム６１と加圧ローラ７０との間にシート搬送方向において所定幅のニップ部（定着ニップ部）Ｎが形成される。

この定着装置Ｆの加圧状態において、加圧コマ９１の押圧力と加圧ローラ７０の弾性層７２の圧縮反力により定着装置本体３０のフレーム５０の右側面板５１が装着部８０の右側枠体８２に対して押し付けられて規制される。これにより定着装置Ｆの装着部８０における左右方向の位置決めがなされる。

この定着装置Ｆの加圧状態において、制御回路部１００は所定の制御タイミングで電源部１０２（図９）からヒータ６２への電力供給を開始する。また、駆動部Ｍ１を起動させて駆動出力部を介してドライブギアＧに駆動力を伝達する。これにより加圧ローラ７０は図７において矢印の時計方向Ｒ７０に所定の周速度で回転する。

この加圧ローラ７０の回転駆動による加圧ローラ７０と定着フィルム６１の外面とのニップ部Ｎにおける摩擦力で定着フィルム６１に回転力（回転トルク）が作用する。そして定着フィルム６１が、その内面がニップ部Ｎにおいてヒータ６２の表面に密着して摺動しつつ図７の矢印Ｒ６１の反時計方向に加圧ローラ７０の回転周速度にほぼ対応した周速度で従動回転する。

圧接部材６３はヒータ６２を保持すると共に回転する定着フィルム６１の搬送安定性を図るガイド部材としても機能している。一端側と他端側の端末部材６５は回転する定着フィルム６１が圧接部材６３の長手に沿って一端側または他端側に寄り移動したときの寄り移動側の定着フィルム端部を受け止めて寄り移動を規制する。また、ガイド部材６５ｂは定着フィルム６１が回転する際の両端部の周方向の形状が規制されるように定着フィルム６１の両端部側の内周面をガイドする。

電源部１０２からヒータ６２への電力供給は装置本体１Ａ側の電気接点部８５と定着装置側の電気接点部４６とを介してなされる。なお、電気接点部４６とヒータ６２との電気的導通回路構成は図には省略した。ヒータ６２は通電により急峻に昇温する。そしてヒータ６２の温度がヒータ６２の裏面側に配設されている温度検出手段としてのサーミスタ等の温度センサＴＨ（図６）により検出される。

そして、温度センサＴＨの検出温度に関する電気的情報が定着装置側の電気接点部４６と装置本体１Ａ側の電気接点部８５とを介して制御回路部１００にフィードバックされる。制御回路部１００は温度センサＴＨから入力する検出温度に関する電気的情報が所定の定着温度にほぼ対応するものに維持されるように電源部１０２からヒータ６２への供給電力を制御する。なお、電気接点部４６と温度センサＴＨとの電気的導通回路構成は図には省略した。

このように加圧ローラ７０が駆動され、定着フィルム６１が従動回転し、ヒータ６２が所定の定着温度に温調された状態において、トナー像が転写されたシートＰが定着装置Ｆの底面側のシート入口部４４ａから定着装置Ｆ内に導入される。そしてニップ部Ｎに進入して上方に挟持搬送される。これにより、トナー像およびシートＰが加熱加圧されることでトナー像がシートＰに固着画像として定着される。そしてニップ部Ｎを出たシートＰは定着装置Ｆの上面側のシート出口部４３ａから定着装置Ｆの外に送り出される。

所定の１枚或いは連続複数枚の画像形成ジョブが終了すると、制御回路部１００はヒータ６２に対する通電を停止する。また、駆動部Ｍ１の駆動を停止する。加圧解除機構１２０を動作させて加圧機構９０による定着装置Ｆの加圧状態を解除する。制御回路部１００は定着装置Ｆの加圧を解除状態にしたままで次の画像形成ジョブのスタート信号が入力するまで画像形成装置を待機状態に保持する。

定着装置Ｆの加圧解除状態時においては、加圧機構９０の一端側と他端側の加圧コマ９１はそれぞれ、図１０、図１１のように、定着装置Ｆの一端側と他端側の穴部４５ａから外側に抜け出ている。そして、加圧コマ９１はその先端部が装着部８０の左側枠体８３の一端側と他端側の穴部８６の内側に位置している状態に保持されている。

（２−３）定着装置の着脱方式
本実施例において定着装置Ｆの装置本体１Ａに対する着脱交換はユーザビリティ向上のために画像形成装置１の正面側からのフロントアクセスにより行う方式である。即ち、装置本体１Ａの前面板２１には定着装置Ｆを装置本体１Ａの装着部８０に挿入する、及び、装着部８０から取り出すために、定着装置Ｆを通過させる開口部２２（図１）が設けられている。

図１において、ＸとＹは定着装置Ｆの装着部８０に対する挿抜移動方向を示している。Ｘは挿入方向、Ｙが抜き出し方向である。開口部２２には、回動可能に設けられ、開口部２２を閉鎖する位置と開放する位置とを取り得る開閉部材としての扉（前面扉）２３が配設されている。

本実施例においては、この扉２３は、扉下辺側に設けたヒンジ部（不図示）を中心に前面板２１に対して開閉回動可能である。即ち、扉２３はヒンジ部を中心に立て起こし方向に回動して前面板２１に対して閉じ込んだ状態にすることができる。この扉の閉じにより開口部２２が閉鎖される。また、ヒンジ部を中心に前面板２１の手前側に倒し回動することができる。これにより、開口部２２が開放される。扉２３の開閉操作は手動でなされる。或いは、操作部１０１におけるキー操作により自動で行うこともできる。

装置本体１Ａの内部の装着部８０に装着されている定着装置Ｆの取り出しは次のようにしてなされる。定着装置Ｆの取り出しは画像形成装置１が画像形成動作していない待機状態時や画像形成装置１の休止時に行うことが出来る。この待機状態時や休止時には加圧機構９０による定着装置Ｆの加圧が解除されている。

したがって、加圧機構９０の一端側と他端側の加圧コマ９１はそれぞれ、図１０、図１１のように、定着装置Ｆの一端側と他端側の穴部４５ａから外側に抜け出ている。そして、加圧コマ９１はその先端部が装着部８０の左側枠体８３の一端側と他端側の穴部８３ａの内側に位置している状態に保持されている。

使用者は、扉２３を手動あるいは自動で開いて開口部２２を開放する。扉２３が開かれることで定着装置Ｆの外装筐４０の正面板４１を押圧している付勢部材８６が正面板４１の領域内から領域外に逃げて正面板４１の押さえ込みが解除される。開放された開口部２２には装着部８０に装着されている定着装置Ｆの一端側が臨んでいる。

そこで、使用者は開口部２２において定着装置Ｆの一端側を掴み、定着装置Ｆを装着部８０における下側、右側、左側の前後方向に長い枠体８１、８２、８３をガイド部材にしてそれに沿って手前側にスライド移動させる。この定着装置Ｆの引き出し方向への移動で定着装置Ｆの他端部側のドライブギアＧと電気接点部４６はそれぞれ装置本体１Ａ側の駆動出力部と電気接点部８５から離れて外れる。そして、定着装置Ｆを更に装着部８０から引き出し移動して装置本体１Ａの外側に引き抜く。これにより、定着装置Ｆが装置本体１Ａの装着部８０からフロントアクセスで取り出される。

この定着装置Ｆの引き出し移動時には装置本体１Ａ側の加圧機構９０は加圧解除状態に保持されている。すなわち、加圧機構９０の一端側と他端側の加圧コマ９１はそれぞれ、図１０、図１１のように、定着装置Ｆの一端側と他端側の穴部４５ａから外側に抜け出ている。そして、加圧コマ９１はその先端部が装着部８０の左側枠体８３の一端側と他端側の穴部８３ａの内側に位置している状態に保持されている。つまり、加圧コマ９１は定着装置Ｆの装着部８０に対する挿抜移動方向Ｘ・Ｙから見た投影領域の領域内から外側に退避している。

従って、加圧コマ９１は定着装置Ｆの引き出し移動を障害せず、定着装置Ｆを装着部８０からガイド部材となる枠体８１、８２、８３の長手に沿って装置本体１Ａの外部に引き出し移動して取り出すことができる。

逆に、定着装置Ｆの装着は次のようにしてなされる。即ち、定着装置Ｆを、開放されている開口部２２に対して上面側を上向きにして他端側を先にして差し入れる。そして、定着装置Ｆを装着部８０における下側、右側、左側の前後方向に長い枠体８１、８２、８３をガイド部材にしてそれに沿って奥側にスライド移動させて装着部８０に押し込む。十分に押し込むことで、定着装置Ｆの外装筐４０の背面板４２の外面が装置本体１Ａ側のストッパ部材８４に突き当たる。これにより定着装置Ｆのそれ以上の押し込み移動が阻止される。

この状態において、定着装置Ｆの他端側のドライブギアＧが装置本体１Ａ側の駆動出力部に結合する。また、定着装置Ｆの他端側の電気接点部４６が装置本体１Ａ側の電気接点部８５に結合する。

この定着装置Ｆの押し込み移動時には引き出し移動時のときと同様に装置本体１Ａ側の加圧機構９０は加圧解除状態に保持されている。すなわち、加圧機構９０の一端側と他端側の加圧コマ９１はそれぞれ、図１０、図１１のように、定着装置Ｆの一端側と他端側の穴部４５ａから外側に抜け出ている。そして、加圧コマ９１はその先端部が装着部８０の左側枠体８３の一端側と他端側の穴部８６の内側に位置している状態に保持されている。つまり、加圧コマ９１は定着装置Ｆの装着部８０に対する挿抜移動方向Ｘ・Ｙから見た投影領域の領域内から外側に退避している。

従って、加圧コマ９１は定着装置Ｆの押し込み移動を障害せず、定着装置Ｆを装着部８０のガイド部材となる枠体８１、８２、８３の長手に沿って装置本体１Ａの内部に押し込み移動することができる。定着装置Ｆを十分に押し込み移動したら扉２３を手動あるいは自動で閉じて開口部２２を閉鎖する。扉２３が閉じられることで定着装置Ｆの外装筐４０の正面板４１に対する付勢部材８６が復帰移動して正面板４１が押圧されて定着装置Ｆが一端側から他端側に向けて付勢されている。これにより、定着装置Ｆの装着部８０における前後方向の位置決めがなされている。

以上により、定着装置Ｆが装置本体１Ａの装着部８０に対してフロントアクセスで装着される。

（３）加圧機構および加圧解除機構
上述のような手法で装置本体１Ａから定着装置Ｆを交換するような構成にした上で、定着装置Ｆの加圧機構を装置本体１Ａに設置する構成とすると、定着装置Ｆの交換に支障が出てしまうことが想定される。その点に対して、本実施例における定着装置Ｆを加圧する加圧機構９０および加圧解除機構１２０について説明を行う
定着装置Ｆは前述のように熱と圧力をかけて未定着画像を定着させるためのものであり、定着ニップ部Ｎを形成するために定着部材６１と加圧部材７０とに圧力を加えるための加圧機構を備える必要がある。本実施例においては、定着装置Ｆの交換部材を最小限にし、それ以外の部材は装置本体１Ａに設置する構成をとるものであり、定着部の加圧機構９０も装置本体１Ａ側に設置されているものである。

定着部材６１と加圧部材７０とを加圧する加圧機構９０および加圧解除機構１２０について図１２、図１３を用いて説明を行う。図１２、図１３は定着装置Ｆの一端側の端末部材６５に対する加圧機構９０および加圧解除機構１２０を示している。他端側の端末部材６５に対する同機構は図には省略したけれどもこの一端側の端末部材６５に対する加圧機構９０および加圧解除機構１２０と同一構成である。

本実施例における加圧機構９０は、装置本体１Ａにおいて装着部８０の左側枠体８３の定着装置Ｆの側とは反対側に配設されている。加圧機構９０は、定着装置Ｆの一端側と他端側の端末部材６５にそれぞれ押し当てることで加圧力を発生させる加圧コマ９１と、加圧コマ９１を押圧するための加圧板９２と、加圧板９２に接触して加圧力を発生させるための加圧弾性部材９３を有する。また、加圧弾性部材９３を支持し、加圧弾性部材９３が所望の加圧力を発生させるように調節するためにも利用される加圧弾性部保持部材９４を有する。

加圧コマ９１は装着部８０の左側枠体８３に対して右側の端部が左側枠体８３に設けられた穴部８３ａから定着装置Ｆの側に図１２のように突出した第１位置Ａと、図１３のように穴部８３ａの中に引っ込んだ第２位置Ｂとの間を移動可能に支持されている。加圧コマ９１は、加圧コマ９１と左側枠体８３との間に縮設された弾性部材（コイルばね）９５により第２位置Ｂへ移動する方向に付勢されている。

図１２は加圧機構９０により定着装置Ｆが加圧されている状態時を示している。加圧板９２は支軸部９２ａを中心に回動可能なレバーであり、自由状態時においては加圧弾性部材９３の加圧力により支軸部９２ａを中心に図面上時計方向に回動して加圧コマ９１の左側の頭部を押圧している。その押圧力は弾性部材９５の付勢力よりも所定に大きい設定としてある。そのために、加圧コマ９１は弾性部材９５の付勢力に抗して第１位置Ａへ移動されている。

これにより、一端側と他端側の加圧コマ９１が左側枠体８３の一端側と他端側の穴部８３ａから定着装置Ｆの側に突出して定着装置Ｆの外装筐体４０の一端側と他端側の穴部４５ａから定着装置本体３０内に進入する。そして、定着装置本体３０の一端側と他端側の端末部材６５の受圧凸部６５ｄがそれぞれ加圧コマ９１により加圧され、一端側と他端側の端末部材６５がガイド溝６５ｃとガイド縁部５２ａのすべり係合により右方にスライド移動する。

従って、図７、図８で説明したように定着装置Ｆが加圧状態になり、定着フィルム６１と加圧ローラ７０との間にシート搬送方向において所定幅のニップ部Ｎが形成される。

続いて、加圧機構９０を加圧状態と加圧解除状態と切り替えるための加圧解除機構１２０について説明する。加圧解除機構１２０は、前述の加圧板９２を加圧弾性部材９３の加圧力に抗して加圧コマ９１から逃がす方向に移動させることで加圧コマ９１に対する押圧力を下げるための加圧カム１２１と、この加圧カム１２１を支持するための加圧軸１２２を有する。また、加圧軸１２２に連結され、駆動源Ｍ２（図９）によって回転させられ加圧軸１２２を回転させるための加圧カム駆動ギア（不図示）を有する。

加圧カム１２１が加圧軸１２２を中心に回動されることで加圧板９２が軸９２ａを中心に図面上時計方向と反時計方向に揺動回動する。加圧板９２が時計方向に回動することで、加圧コマ９１の頭部が押圧されて定着装置Ｆを加圧状態にする図１２の第１位置Ａに移動する。また、加圧板１０６が反時計方向に回動することで、加圧板９２が加圧コマ９１の頭部から逃げ移動する。これに伴い、加圧コマ９１が弾性部材９５の付勢力で図１２の第１位置Ａから図１３の第２位置Ｂに移動して定着装置Ｆの加圧状態が解除される。

制御回路部１００は画像形成実行時には定着装置Ｆが図１２の加圧状態になるように、それ以外の時には定着装置Ｆが図１３の加圧解除状態になるように、加圧解除機構１２０の駆動部Ｍ２を制御して加圧機構９０を加圧状態と解除状態とに切り換える。

定着装置Ｆの加圧時においては、加圧機構９０の加圧コマ９１は加圧板９２の加圧弾性部材９３の加圧力により弾性部材９５の付勢力によりもさらに大きな押圧力で押されて第１位置Ａに位置して定着装置Ｆの端末部材６５に押し当てられている。これにより定着装置Ｆが加圧状態にされている。

定着装置Ｆの加圧解除状態時においては、加圧機構９０の加圧コマ９１は加圧板９２の逃げ方向への移動により弾性部材９５の付勢力により第１位置Ａから第２位置Ｂへ移動する。加圧コマ９１が第２位置Ｂへ移動することにより、加圧コマ９１の先端部が定着装置Ｆの穴部４５ａから外側に抜け出て、装着部８０の左側枠体８３の穴部８３ａの内側に位置する。つまり、加圧コマ９１は定着装置Ｆの装着部８０に対する挿抜移動方向Ｘ・Ｙから見た投影領域の領域内の外側に退避させられることになる。

これにより、定着装置Ｆが装置本体１Ａの側から受けている力はなくなっており、定着装置Ｆを装置本体１Ａの前側に引き出そうとしたとき或いは装着のために挿入しようとしたときに、その挿抜の妨げとなるものがない状態になっている。

加えて、加圧コマ９１は加圧状態では、定着するために例えば約１５０℃といった非常に高い温度まで熱せられた定着フィルム６１を支持している端末部材６５と直接接触しているものであるため、耐熱性が高い樹脂からなるものであることが望ましい。

このように、熱伝導性が比較的低い樹脂材料とすることにより、定着装置Ｆを抜き出した状態で作業者が万が一加圧コマ９１に触れた場合でも問題のないものにすることができる。

以上より、加圧解除状態とすることにより、加圧機構部９０を装置本体１Ａに残した状態で、定着装置Ｆをその長手方向に沿って引き出すことが可能となる。これにより、定着部のうちで必要最小限な部材のみを、作業者にとってより簡易に交換することができる画像形成装置を実現することができる。

［その他の事項］
以上、本発明に係る実施例について詳述したが、本発明の思想の範囲内において種々の構成の他の公知の構成に置き換えることは可能である。

１）定着装置Ｆは実施例のようにシートに担持された未定着トナー像を加熱加圧して固着画像として加熱定着する装置に限定されない。シートに一旦定着された或いは仮定着された画像（定着済み画像又は半定着画像）を加熱加圧して光沢度を向上させるなどの画像の表面性を調整する装置（この場合も定着装置と呼ぶことにする）も含まれる。

２）加熱部材を回転駆動されるローラにした定着装置にすることもできる。加圧部材を回転駆動あるいは回動駆動される無端状のフィルム部材あるいはベルト部材にした定着装置にすることもできる。加熱部材が駆動手段により直接的に駆動されるものである場合には、加圧部材は回転体でなくともよく、加熱部材や記録材との当接面である表面の摩擦係数が小さいパッドや板状部材などの非回転部材の形態のものにすることもできる。

３）加熱部材を加熱する加熱手段はセラミックヒータに限られない。電磁誘導コイル、ハロゲンヒータ、赤外線ランプなどの他の公知の加熱手段であって、加熱部材を内部または外部から加熱する加熱手段を用いることもできる。加圧部材も加熱する定着装置構成にすることもできる。

４）加圧機構により加圧部材を加圧して或いは加圧機構により加熱部材と加圧部材の両方を加圧してニップ部の圧力を加圧状態にする定着装置構成にすることもできる。

５）画像形成装置は、実施例のカラー電子写真プリンタ以外の画像形成装置、モノクロ複写機、ファクシミリ、モノクロプリンタ、これらの複合機等で実施されてもよい。即ち、実施例の定着装置及びカラー電子写真プリンタは、上述した構成部材の組み合わせには限定されず、それぞれの代替部材で一部又は全部を置き換えた別の実施形態で実現してもよい。

６）画像形成装置の画像形成方式は電子写真方式に限られない。静電記録方式や磁気記録方式の画像形成部であってもよい。また、転写方式に限られず、エレクトロファックス紙、静電記録紙、普通紙などのシートに対して直接方式で画像を形成する構成のものであってもよい。インクジェット方式でシートに画像を形成して加熱乾燥定着する方式ものであってもよい。

１・・画像形成装置、１Ａ・・装置本体、Ｆ・・定着装置、８０・・定着装置装着部、６１・・加熱部材、７０・・加圧部材、Ｎ・・ニップ部、Ｐ・・シート、９０・・加圧機構、１２０・・加圧解除機構

Claims (10)

1. 加熱部材および加圧部材を備え、前記加熱部材と前記加圧部材とで形成されるニップ部で画像を担持したシートを挟持搬送して加熱する定着装置が装置本体に対して着脱可能で、シートに画像形成する画像形成装置であって、
   前記定着装置が挿抜可能に装着される定着装置装着部と、
   前記加熱部材と前記加圧部材とを加圧するための加圧機構と、
   前記加圧機構を動作させて前記ニップ部の圧力を加圧状態と解除状態とに切り換えるための加圧解除機構と、
   を有し、前記解除状態においては前記加圧機構が前記定着装置の前記定着装置装着部に対する挿抜移動方向から見た投影領域の領域内から退避していることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記定着装置は前記定着装置装着部に対して前記装置本体の正面側から挿抜可能に装着されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記加圧機構は、加圧力を発生させる加圧弾性部材と、前記加圧弾性部材に連結された加圧板と、前記加圧板によって前記加熱部材または前記加圧部材に押し当てられて加圧するための加圧コマと、前記解除状態においては前記加圧コマを前記定着装置の前記定着装置装着部に対する挿抜移動方向から見た投影領域の領域内から退避させるための弾性部材と、を有することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記加圧コマは耐熱性の樹脂で構成されていることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記加熱部材が無端状のフィルム部材あるいはベルト部材であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
6. 前記加熱部材がローラであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
7. 前記加熱部材を内側または外側から加熱する加熱手段を有することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
8. 前記加圧部材がローラであることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一項に記載の画像形成装置。
9. 前記加圧部材が無端状のフィルム部材あるいはベルト部材であることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一項に記載の画像形成装置。
10. 前記加圧部材が回転駆動または回動駆動されることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一項に記載の画像形成装置。