JP6665689B2 - 加圧脱圧装置、定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、加圧脱圧装置、定着装置及び画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置に用いられる定着装置は、通常、対向する加熱ローラと加圧ローラからなるローラ対、あるいは定着ベルト、あるいはそれらを組み合わせた構成となっている。搬送された記録材を加熱ローラと加圧ローラ間の定着ニップで挟み込み、この定着ニップを記録材が通過中に熱及び圧力を加えることで、トナー像を記録材に定着する。

このような定着装置において、定着ニップを加圧脱圧可能な構成とすることが知られている。この構成は、加圧ローラ表面の弾性体に圧縮永久ひずみが発生することを抑えるとともに、ジャム用紙つまりの解消などに用いられる。

例えば特許文献１の定着装置（図７参照）は、定着ニップを加圧脱圧可能とする加圧調整機構（カム、加圧調整レバー、加圧スプリング）を有する。この加圧調整機構は、カムの回転を制御して加圧調整レバーを動かし、加圧スプリングを伸縮させることで、加圧レバーを加圧ローラに加圧／脱圧できる。

この加圧調整機構は、加圧レバーの圧力を解除する際（脱圧時）に、加圧スプリングが自然長に戻るので、加圧ローラに加圧スプリングの弾性力が作用しない。したがって、加圧ローラを対向するローラから容易に遠ざけることができる。

上述した加圧調整装置は、カムや加圧スプリングなどの簡易な構成で定着ニップを加圧／脱圧可能とすることができる。しかし、特許文献１には個々の部品の寸法についてなんら開示されておらず、サイズやカム機構に工夫の余地がある。加圧調整機構を小さくできれば、それを備える定着装置や画像形成装置の小型化ができる。また高トルクを出力できるカム機構ならば、カムを駆動する駆動手段（モータなど）を小型化・低トルク化できる。

そこで、本発明の課題は、カムを駆動する駆動手段の出力を比較的小さくでき、サイズが小型である加圧脱圧装置を提供することを目的とする。

上記課題は、筐体と、前記筐体に軸心固定に支持され、回転駆動される回転体と、前記回転体と相互圧接し、被搬送体を挟持搬送する被加圧体と、前記被加圧体の両端を保持し、前記筐体に対し加圧位置又は脱圧位置に移動可能に支持される保持部材と、回転可能な第１支点で支持され、前記保持部材に当接可能な突起部を有する第１加圧レバーと、前記第１加圧レバーに接続された付勢機構と、を備え、前記付勢機構により、前記第１加圧レバー及び前記保持部材を介して前記被加圧体を前記回転体に加圧／脱圧する加圧脱圧装置において、前記第１加圧レバーは、加圧時に前記付勢機構により付勢され、前記突起部が前記保持部材に当接して作用点となる一方、脱圧時に前記付勢機構による付勢が解除され、前記付勢機構は、前記第１加圧レバーのフック部に接続された弾性体と、回転可能な第２支点で支持され、前記第２支点を中心に角度をなして２方向に伸びるリンクからなる第２加圧レバーと、回転駆動されるカムと、を有し、前記第２加圧レバーの前記リンクの一端は、前記弾性体と接続された留め部を具備し、前記第２加圧レバーの前記リンクの他端は、前記カムに接するカムフォロアを回転可能に支持する支持軸を具備し、前記第１加圧レバーの前記第１支点から、前記第１加圧レバーの前記作用点までの長さをＬ１とし、前記作用点から、前記第１加圧レバーの前記フック部までの長さをＬ２とし、前記第２加圧レバーの前記支持軸から、前記第２加圧レバーの前記第２支点までの長さをＬ３とし、前記第２加圧レバーの前記第２支点から、前記第２加圧レバーの前記留め部までの長さをＬ４として、Ｌ１＞Ｌ３かつＬ２＞Ｌ４かつＬ３＜Ｌ４であることを特徴とする加圧脱圧装置によって、解決される。

本発明の加圧脱圧装置は、第２加圧レバーのテコ比（Ｌ４／Ｌ３）を１より大きくすることで、駆動手段の出力を比較的小さくできる。また、第２加圧レバーを第１加圧レバーに対して小さくするので、サイズを小型にすることができる。

画像形成装置の一実施形態であるカラープリンタの断面を示す模式図である。 画像形成装置に搭載された定着装置の一実施形態に係る模式図である。 図２に示した定着装置の斜視図である。 加圧脱圧装置（加圧時）の一実施形態に係る模式図である。 加圧脱圧装置（脱圧時）の一実施形態に係る模式図である。 圧解除量とジャム用紙の引き抜き力の関係を示すグラフである。 定着ベルトと弾性ローラの位置関係を示す模式図である。 圧縮スプリングを用いた加圧脱圧装置（脱圧時）の一実施形態に係る模式図である。 加圧脱圧装置の変形例を示す模式図である 加圧脱圧装置をローラ定着方式に適用した模式図である。 加圧脱圧装置をベルト定着方式に適用した模式図である。 加圧脱圧装置をＦＢＮ方式に適用した模式図である。 加圧脱圧装置をＳＵＲＦ方式に適用した模式図である。 加圧脱圧装置のさらなる実施形態に係る模式図である。

（第１の実施形態）
図１は、画像形成装置の一実施形態であるカラープリンタの断面を示す模式図である。本カラープリンタは、複数の色画像を形成する作像部がベルトの展張方向に沿って並置されたタンデム方式であるが、本発明はこの方式に限らない。また、プリンタだけではなく複写機やファクシミリ装置などを対象とすることも可能である。

図１に示すように、画像形成装置１の中心部には、像担持体である感光体２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋが並設されている。各感光体２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋは、それぞれイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）に対応する画像を形成可能である。なお、これら画像形成手段は現像剤（トナー）色の違い以外はそれぞれ同一の構成であるため、以下の説明では参照符号におけるＹ、Ｃ、Ｍ及びＢｋの添え字を適宜省略して説明する。

各感光体２０の周りに、帯電部材３０、現像装置４０及びクリーニング手段５０が設けられている。この感光体２０は時計回りに回転駆動し、感光体２０の表面には帯電部材３０が圧接されていて、この帯電部材３０は、感光体２０の回転駆動に伴い従動回転する。また、この帯電部材３０には、高圧電源により所定のバイアス電圧が印加され、回転駆動する感光体２０の表面を一様に帯電できる。なお、これら感光体２０、帯電部材３０、現像装置４０及びクリーニング手段５０は、各々画像形成装置１から着脱自在に配置されている。

４つの感光体２０の斜め下方には、これらに平行して露光装置８が設けられている。この露光装置８は、光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラーなどの構成部材を有する。露光装置８は、各色トナーの画像データに応じて形成された画像情報に基づいて、帯電部材３０により帯電させられた各感光体２０を露光し、それぞれの感光体２０上に静電潜像を作り出す。この露光装置８を用いて感光体２０上に形成された静電潜像は、感光体２０の回転により現像装置４０を通るときに各色トナーが付与されることで現像され、顕像化される。

なお、画像形成装置１の内部の上方には、イエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの各色トナーが充填されたトナーボトル９Ｙ、９Ｃ、９Ｍ及び９Ｂｋが配置されている。これらトナーボトル９Ｙ、９Ｃ、９Ｍ及び９Ｂｋから図示しない搬送経路を介して、所定の補給量のトナーがそれぞれ各色現像装置４０Ｙ、４０Ｃ、４０Ｍ及び４０Ｂｋに補給される。

さらに、各画像形成手段の感光体２０に対向して、中間転写体として構成された無端ベルト状の中間転写ベルト１１が配置され、この中間転写ベルト１１の表面には各感光体２０が当接している。中間転写ベルト１１は、複数の支持ローラ（例えば、支持ローラ７２，７３など）に巻き掛けられて構成されている。図示した例では、支持ローラ７３が、図示しない駆動源としての駆動モータと連結されており、この駆動モータの駆動によって中間転写ベルト１１は図中反時計回りに回転移動し、これに伴って従動回転可能な支持ローラ７３も回転する。また、中間転写ベルト１１の内側には、ベルトを挟んで感光体２０に対向して位置する一次転写ローラ１２が配置されている。この一次転写ローラ１２に高圧電源から一次転写バイアスが印加され、現像装置４０により顕像化されたトナー像が中間転写ベルト１１に一次転写される。

なお、一次転写されずに感光体２０上に残された一次転写残トナーは、感光体２０による次の画像形成動作に備えるためにクリーニング手段５０により除去され、感光体２０上におけるトナーは完全に除去される。

さらに、中間転写ベルト１１の駆動方向下流側に、二次転写装置としての二次転写ローラ５が設けられている。この二次転写ローラ５は、中間転写ベルト１１を挟んで支持ローラ７２と対向しており、二次転写ローラ５と支持ローラ７２とで中間転写ベルト１１を介して二次転写ニップ部を形成している。また、画像形成装置１は、記録材である用紙Ｓの積載部としてのシート給紙装置６１、給送ローラ３に加え、レジストローラ対４などを備える。さらに、二次転写ローラ５から見て用紙Ｓの搬送方向下流側には、定着装置１００及び排紙ローラ対７が設けられている。

続いて、画像形成動作について説明する。まず、感光体２０が駆動源により時計回りに回転駆動され、このとき感光体２０表面に図示しない除電装置からの光が照射されて表面電位が初期化される。次に、感光体２０の表面は、帯電部材３０によって所定の極性に一様に帯電される。次いで、感光体２０表面には露光装置８からのレーザ光が照射され、これによって感光体２０表面に静電潜像が形成される。このとき各感光体２０に露光される画像情報は、所望のフルカラー画像をイエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの各トナー色情報に分解した単色の画像情報である。そして、感光体２０上に形成された静電潜像は、現像装置４０を通る際に現像装置４０からの各色トナー（現像剤）が付与され、顕像化されたトナー像として可視化される。

また、中間転写ベルト１１は、図中反時計回りに走行駆動させられる一方、一次転写ローラ１２には、感光体２０上に形成されたトナー像のトナー帯電極性と逆極性の一次転写電圧が印加される。これにより、感光体２０と中間転写ベルト１１との間に転写電界が形成され、感光体２０上のトナー像が、その感光体２０と同期して回転駆動される中間転写ベルト１１上に静電的に一次転写される。このようにして、一次転写される各色トナー像は、中間転写ベルト１１の搬送方向上流側から逐次タイミングを併せて中間転写ベルト１１上に重ね合わされ、所望のフルカラー画像が形成される。

一方、画像形成される用紙Ｓは、シート給紙装置６１に積載された用紙束から給送ローラ３などの搬送部材によってレジストローラ対４まで一枚ごとに分離されて給送される。その際、搬送された用紙Ｓの先端は、回転駆動を開始していないレジストローラ対４のニップ部に突き当たり、ループを形成し、用紙Ｓのレジストレーションが行われる。その後、中間転写ベルト１１上に担持されたフルカラートナー像とのタイミングを図って、レジストローラ対４の回転駆動が開始され、支持ローラ７２と二次転写ローラ５で構成される二次転写ニップ部に向けて用紙Ｓが送出される。

本実施形態では、二次転写ローラ５に中間転写ベルト１１表面におけるトナー像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加され、これにより中間転写ベルト１１表面に形成されたフルカラートナー像が用紙Ｓ上に一括して転写される。次に、トナー像を転写された用紙Ｓは定着装置１００まで搬送され、定着装置１００を通過するときに熱と圧力を加えられ、永久画像としてトナー像が用紙Ｓに定着される。

そして、用紙Ｓは、排紙ローラ対７を介して排出トレイなどの用紙排出部に排出され、画像形成動作が完了する。両面印刷の場合は、画像形成装置１の右側にある両面ユニット６５で用紙Ｓが反転され、搬送ローラ７５、７６を介して再度レジストローラ対４に送られる。その後は先に説明したのと同じである。なお、二次転写ニップ部で転写されずに中間転写ベルト１１上に残留した残留トナーは、中間転写ベルトクリーニング手段１３により取り除かれ回収される。

以上の説明は、用紙Ｓ上にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作であるが、感光体２０のいずれか１つを使用して単色画像を形成したり、２色又は３色の画像を形成したりすることもできる。また、本実施形態のプリンタを用いてモノクロ印刷をする場合には、感光体２０Ｂｋ上にのみ静電潜像を形成して同手段によって現像して用紙Ｓに転写し、定着装置１００で定着すればよい。

図２は、画像形成装置に搭載された定着装置の一実施形態に係る模式図である。定着装置１００は、筐体１２０と、弾性ローラ１２２と、定着ベルト１２４と、加熱源１２６と、定着ベルト１２４の内側に設けられたニップ形成部材１２８と、ニップ形成部材１２８を支持する支持部材１３０とを備える。また、定着装置１００は、定着ベルト１２４及び支持部材１３０などの両端を保持する保持部材１３２と、保持部材１３２を加圧する第１加圧レバー１３４と、第１加圧レバー１３４を付勢可能な付勢機構１３８と、分離部材１３６などを備える。

筐体１２０は、定着装置全体を形成するものである。図では分かりやすくするために、破断線とし、大部分を省略して描いている。

弾性ローラ１２２は、筐体１２０に軸心固定に支持され、モータなどの駆動源からギヤを介して駆動力が伝達され回転駆動される。弾性ローラ１２２は、芯金１１０に弾性ゴム層１１２が構成され、離型性を得るために表面に離型層（ＰＦＡ又はＰＴＦＥ層）が設けてある。弾性ローラ１２２は、中空のローラであってもよく、ローラ内にハロゲンヒータなどの加熱源を有していてもよい。弾性ゴム層１１２はソリッドゴムでもよいが、弾性ローラ１２２内部にヒータが無い場合は、スポンジゴムを用いてもよい。スポンジゴムの方が、断熱性が高まり定着ベルト１２４の熱が奪われにくくなるので、より望ましい。

定着ベルト１２４は、弾性ローラ１２２に接して従動回転し、加熱源１２６により内周側から輻射熱で直接加熱される。本構成において加熱源１２６であるハロゲンヒータは軸方向に異なる配光を持つ２本とした。もちろん、ヒータ本数は１本ないし３本以上でも構わない。加熱源１２６は、図示したハロゲンヒータでもよいが、ＩＨ（Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ Ｈｅａｔｉｎｇ）であってもよいし、抵抗発熱体、カーボンヒータなどであってもよい。

定着ベルト１２４は、ニッケルやＳＵＳなどの金属ベルトやポリイミドなどの樹脂材料を用いた無端状のベルト（もしくはフィルム）とする。ベルトの表層はＰＦＡ又はＰＴＦＥ層などの離型層を有し、トナーが付着しないように離型性を持たせている。ベルトの基材とＰＦＡ又はＰＴＦＥ層の間にはシリコーンゴムの層などで形成する弾性層があってもよい。シリコーンゴム層がない場合は熱容量が小さくなり、定着性が向上するが、未定着画像を押し潰して定着させるときにベルト表面の微小な凹凸が画像に転写されて画像のベタ部にユズ肌状の光沢ムラ（ユズ肌画像）が残るという不具合が生じる。これを改善するにはシリコーンゴム層を１００［μｍ］以上設ける必要がある。シリコーンゴム層の変形により、微小な凹凸が吸収されユズ肌画像が改善する。

定着ベルト１２４内部には、定着ベルト１２４と弾性ローラ１２２との間に定着ニップ部Ｎを形成するニップ形成部材１２８があり、定着ベルト１２４内面と直接（又は、摺動シートを介して間接的に）摺動するようになっている。図ではニップ部の形状が平坦状であるが、凹形状やその他の形状であってもよい。ニップ部の形状は凹形状の方が、記録材先端の排出方向が弾性ローラ寄りになり、分離性が向上するのでジャムの発生が抑制される。なお、ニップ形成部材１２８は、加熱手段として面状発熱体の機能を兼ねてもよく、定着ベルト１２４をニップ部の位置で局所的に加熱することができる。

また、定着ベルト１２４の内部には、ニップ部を支持するための支持部材１３０（ステー）がある。支持部材１３０は、弾性ローラ１２２により圧力を受けるニップ形成部材１２８の撓みを防止し、軸方向で均一なニップ幅を得られるようにしている。また、加熱源１２６と支持部材１３０の間に反射部材を備え、加熱源１２６からの輻射熱などにより支持部材１３０が加熱されてしまうことによる無駄なエネルギー消費を抑制している。ここで反射部材を備える代わりに、支持部材１３０表面に断熱もしくは鏡面処理を行っても同様の効果を得ることができる。

この支持部材１３０は、両端部で保持部材１３２（フランジ）に保持されている。保持部材１３２は、両端部で、定着ベルト１２４と、ニップ形成部材１２８と、支持部材１３０と、加熱源１２６を保持する。以下、これらの部品を加熱側組み付け部と称する。保持部材１３２は、筐体１２０に対し、移動可能（図中矢印Ａ）に構成されている。

保持部材１３２の弾性ローラ１２２の反対側には、筐体１２０に対して回転可能であり、保持部材１３２を弾性ローラ１２２側に押しつける第１加圧レバー１３４が設けられている。第１加圧レバー１３４は、付勢機構１３８（駆動モータなどで回転する加圧脱圧カム１４０と、第２加圧レバー１４２及び加圧スプリング１４４）によって付勢される。したがって、保持部材１３２、すなわち加熱側組み付け部は、通紙時に定着ニップを形成する加圧位置に配置（加圧）され、非通紙時に弾性ローラ１２２の永久圧縮歪みをなくすために脱圧位置に退避（脱圧）される。

定着ベルト１２４は弾性ローラ１２２により連れ回り回転する。図２の場合は弾性ローラ１２２が駆動源により回転し、定着ニップ部Ｎでベルトに駆動力が伝達されることにより定着ベルト１２４が回転する。定着ベルト１２４は定着ニップ部Ｎで挟み込まれて回転し、定着ニップ部以外では両端部で保持部材１３２にガイドされ、走行する。以上のような構成により安価で、ウォームアップが速い定着装置を実現することが可能となる。

なお、分離部材１３６は、定着ニップ下流側に位置し、記録材を定着ベルト１２４から分離する。

図３は、図２に示した定着装置の斜視図である。図３において、分かりやすくするために第１加圧レバー１３４、及び付勢機構１３８は省略した。

図３に示すように、保持部材１３２と筐体１２０は、互いにガイドとレールのような形状を有し、保持部材１３２が弾性ローラ１２２の軸心方向に移動できる。すなわち、第１加圧レバー１３４（図２参照）によって加熱側組み付け部は、矢印Ａ方向に移動可能で、通紙時に弾性ローラ１２２側に荷重を掛ける事で定着ニップを形成（加圧）できる。また、非通紙時には荷重を取り除く又は退避させることで弾性ローラ１２２の圧縮状態を解除する（脱圧）できる。

続いて、本発明の特徴部分について説明する。

図４は、加圧脱圧装置（加圧時）の一実施形態に係る模式図である。この加圧脱圧装置は、定着ニップを加圧脱圧可能とする構成部品である。図４において、図２と同一物には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。

第１加圧レバー１３４は、筐体１２０に第１支点１３４ａで回転可能に支持されている。第１加圧レバー１３４の押圧部１３４ｂは、付勢機構１３８に付勢されて保持部材１３２に当接し、定着ベルト１２４を弾性ローラ１２２の軸心方向に押しつける。すなわち、押圧部１３４ｂは、第１加圧レバー１３４の作用点である。

付勢機構１３８は、第１加圧レバー１３４のフック部（力点）１３４ｃに接続された弾性体である加圧スプリング１４４と、筐体１２０に第２支点１４２ａで回転可能な支持された第２加圧レバー１４２と、回転駆動される加圧脱圧カム１４０とを有する。第２加圧レバー１４２は、第２支点１４２ａを中心に角度をなして２方向に伸びるリンクからなる。

第２加圧レバー１４２のリンクの一端は、留め部１４２ｃで加圧スプリング１４４と接続され、第２加圧レバー１４２のリンクの他端は、カムフォロア１４６を具備している。カムフォロア１４６は、第２加圧レバー１４２の支持軸１４２ｂを中心に回転する。加圧脱圧カム１４０は、第２加圧レバー１４２の２つのリンクで生成される鈍角側に位置する。

ここで第１加圧レバー１３４の第１支点１３４ａから、第１加圧レバー１３４の押圧部１３４ｂまでの長さをＬ１とし、押圧部１３４ｂからフック部１３４ｃまでの長さをＬ２とする。また、第２加圧レバー１４２の第２支点１４２ａから、第２加圧レバー１４２の支持軸１４２ｂまでの距離をＬ３とし、第２加圧レバー１４２の第２支点１４２ａから、第２加圧レバー１４２の留め部１４２ｃまでの距離をＬ４とする。

ここで、Ｌ１〜Ｌ４は、Ｌ１＞Ｌ３かつＬ２＞Ｌ４かつＬ３＜Ｌ４とする。Ｌ１＞Ｌ３、Ｌ２＞Ｌ４なる関係から、第２加圧レバー１４２を第１加圧レバー１３４に対して小さくすることができる。また、Ｌ３＜Ｌ４となる関係から、第２加圧レバー１４２は、カム機構で生じる力をテコ比（Ｌ４／Ｌ３）で増大することができる。よって、加圧脱圧カム１４０を小さくできるとともに、カム機構を駆動する駆動源（例えば、モータ）の出力トルクを小さくでき、より安価な駆動源とすることができる。したがって、従来と比較してより小型かつ安価な加圧脱圧装置とすることができる。

図５は、加圧脱圧装置（脱圧時）の一実施形態に係る模式図である。図５において、図４と同一物には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。

図５を用いて、脱圧時の状態を説明する。脱圧時には、加圧脱圧カム１４０が時計周りに回転し、同時に第２加圧レバー１４２のカムフォロア１４６は、支持軸１４２ｂを中心に反時計周りに回転する。カムフォロア１４６は、加圧脱圧カム１４０の上支点から下支点に移動するので、加圧スプリング１４４の長さ、すなわちフック部１３４ｃから留め部１４２ｃまでの距離は、Ｓ２（図４参照）からＳ１（図５参照）となる（Ｓ２＞Ｓ１）。

定着ニップ部Ｎを形成していたニップ形成部材１２８は、弾性ローラ１２２の軸心から離れる方向に移動する。したがって、ニップ形成部材１２８と弾性ローラ１２２の間に隙間が生じ、圧解除量Ｌｎを得ることができる。

図６は、圧解除量とジャム用紙の引き抜き力の関係を示すグラフであり、図７は、定着ベルトと弾性ローラの位置関係を示す模式図である。図６において、横軸は圧解除量（ｍｍ）であり、縦軸は用紙引き抜き力（Ｎ）である。

図６、７において、弾性ローラ１２２の弾性ゴム層１１２が圧縮された状態（圧解除量０〜３ｍｍ）を「加圧状態」と呼び、弾性ゴム層１１２の圧縮が開放され、かつ定着ベルト１２４が変形した状態（圧解除量３〜５ｍｍ）を「脱圧状態」と呼ぶ。弾性ローラ１２２と定着ベルト１２４が離間した状態（圧解除量５ｍｍ以上）を「完全離間状態」と呼ぶ。

ニップ形成部材１２８が退避すると、弾性ゴム層１１２の圧縮量が低下し（ａ２）、それに伴い、用紙引き抜き力は低下する。脱圧状態（ｂ）では、定着ベルト１２４が変形し用紙を挟持するので、引き抜き力は依然として発生する。定着ベルト１２４の剛性は弾性ローラ１２２の弾性ゴム層１１２より低いので、圧解除量は、加圧状態（ａ１〜ａ２）より緩やかな勾配で低下する。さらに圧解除量が大きくなると、定着ベルト１２４と弾性ローラ１２２が離間して完全離間状態（ｃ）となり、用紙引き抜き力はゼロになる。

このように、本実施形態の加圧脱圧装置は、十分な圧解除量を得ることができるためジャム処理を容易に行うことができる。

続いて、有利な構成について説明する。

図２、４及び５に示すように、筐体１２０と保持部材１３２を、弾性部材である引張りスプリング１４８によって連結し、加熱側組み付け部を脱圧方向に付勢することが望ましい。また、規制部材（保持部材１３２に設けられた突き当て部１５０と、筐体１２０に設けられた、突き当て部１５０に当接するストッパ１５２）を備えることが望ましい。ここで、引張りスプリング１４８の付勢力は、加圧スプリング１４４の付勢力よりも十分に小さくし、定着ニップ部への影響は無視できる大きさとする。

脱圧時に、加圧スプリング１４４は無負荷状態の長さとなり、第１加圧レバー１３４への力は解除される。この状態において、引張りスプリング１４８の縮む方向の付勢力により、保持部材１３２は、弾性ローラ１２２から離間する方向に移動される。そして、保持部材１３２の突き当て部１５０がストッパ１５２に突き当たり、停止する。そのときの移動量により、用紙引き抜き力が決定する。

図６、７で示したように、「加圧状態」では用紙引き抜き力が大きく、「完全離間状態」では用紙が自由落下し、意図しない場所に移動してしまうおそれがある。そのため、圧解除量Ｌｎは「脱圧状態」の範囲にあることが望ましく、具体的にＬｎは、式（１）より算出される。
弾性ローラの半径方向の圧縮量＜Ｌｎ＜弾性ローラの半径方向の圧縮量＋定着ベルトの変形量・・・（１）
本実施形態では、圧解除量Ｌｎを「脱圧状態」の範囲である４ｍｍとなるように設定した。

加熱側組み付け部を脱圧方向に付勢する構成は、上述した構成以外にも、筐体１２０と支持部材１３０を引張りスプリング１４８によって連結してもよいし、筐体１２０とニップ形成部材１２８を引張りスプリング１４８によって連結してもよい。また、引張りスプリング１４８に替えて、圧縮スプリングや板バネとしてもよいし、モータ又はソレノイドといった付勢手段としてもよい。引張りスプリング１４８を圧縮スプリング１５４にした構成の一例を、図８に示す。圧縮スプリング１５４の付勢力により、保持部材１３２は、脱圧方向に移動される。ここで、受け面１５６は筐体１２０に設けており、受け面１５８は保持部材１３２に設けている。

（変形例）
図９は、加圧脱圧装置の変形例を示す模式図である。図４、５では、加圧スプリングとして、１本の加圧スプリング１４４を用いた。これに替えて、図９に示すように、第１加圧レバー１３４と第２加圧レバー１４２の間に第１加圧スプリング１６０を設けるとともに、筐体１２０に第１加圧レバー１３４を第２加圧レバー１４２方向に付勢する第２加圧スプリング１６２を設けてもよい。これにより、第１加圧レバー１３４を挟んで加圧脱圧カム１４０や第２加圧レバー１４２を定着ニップ部Ｎと対向する位置に配置することができる。

図１０は、加圧脱圧装置をローラ定着方式に適用した模式図である。図１０に示すように、本変形例においては定着ベルト１２４の代わりに定着ローラ１６４を用いている点と、第１加圧レバー１３４によって弾性ローラ１２２を加圧／脱圧する点が異なる。それ以外の基本的な構成は、図４及び図５と同じであり、参照符号を付すことで詳細な説明は省略する。

図１１は、加圧脱圧装置をベルト定着方式に適用した模式図である。図１１に示すように、定着ベルト１２４が、加熱ローラ１６６、テンションローラ１６８及び定着ローラ１６４に巻き架けられている。本変形例においても、第１加圧レバー１３４によって弾性ローラ１２２を加圧／脱圧する。それ以外の基本的な構成は、図４及び図５と同じであり、参照符号を付すことで詳細な説明は省略する。

図１２は、加圧脱圧装置をＦＢＮ方式に適用した模式図である。図１２に示すように、定着ローラ１６４が、加圧ベルト１７０に接触し、定着ニップ部Ｎを形成している。本変形例では、第１加圧レバー１３４によって加圧ベルト１７０を加圧／脱圧する。それ以外の基本的な構成は、図４及び図５と同じであり、参照符号を付すことで詳細な説明は省略する。

図１３は、加圧脱圧装置をＳＵＲＦ方式に適用した模式図である。図１３に示すように、定着ベルト１２４が、弾性ローラ１２２に接触し、定着ニップ部Ｎを形成している。ニップ形成部材１２８には、加熱源１２６として、面状発熱体が設けられている。本変形例では、第１加圧レバー１３４によって保持部材１３２を加圧／脱圧する。それ以外の基本的な構成は、図４及び図５と同じであり、参照符号を付すことで詳細な説明は省略する。

以上、実施形態を用いて本願発明を詳細に説明した。これらの実施形態では、加圧脱圧装置を定着装置に適用した例で説明したが、これに限られない。図１４に示すように、加圧脱圧装置は、回転駆動される回転体１７２と、回転体１７２と相互圧接し、被搬送体を挟持搬送する被加圧体１７４と、被加圧体１７４を回転体１７２に付勢可能な付勢機構１３８を備えた装置である。また、その付勢機構は、図４、５を用いて説明したような技術的特徴を有する。

このような加圧脱圧装置のさらなる用途として、例えば、図１に示した画像形成装置１の搬送ローラ７５、７６として用いることができる。また、定着装置、画像形成装置以外にも、被搬送体を挟持搬送する用途（例えば、工場の搬送ラインなど）に組み込むことができる。いずれの場合においても、駆動手段の出力を比較的小さくでき、サイズを小型できるので、スペースの制限が厳しい装置にも適用でき、有利である。

１ 画像形成装置
３ 給送ローラ
４ レジストローラ対
５ 二次転写ローラ
７ 排紙ローラ対
８ 露光装置
９ トナーボトル
１１ 中間転写ベルト
１２ 一次転写ローラ
１３ 中間転写ベルトクリーニング手段
２０ 感光体
３０ 帯電部材
４０ 現像装置
５０ クリーニング手段
６１ シート給紙装置
６５ 両面ユニット
７２、７３ 支持ローラ
７５、７６ 搬送ローラ
１００ 定着装置
１１０ 芯金
１１２ 弾性ゴム層
１２０ 筐体
１２２ 弾性ローラ
１２４ 定着ベルト
１２６ 加熱源
１２８ ニップ形成部材
１３０ 支持部材
１３２ 保持部材
１３４ 第１加圧レバー
１３４ａ 第１支点
１３４ｂ 押圧部
１３４ｃ フック部
１３６ 分離部材
１３８ 付勢機構
１４０ 加圧脱圧カム
１４２ 第２加圧レバー
１４２ａ 第２支点
１４２ｂ 支持軸
１４２ｃ 留め部
１４４ 加圧スプリング
１４６ カムフォロア
１４８ 引張りスプリング
１５０ 突き当て部
１５２ ストッパ
１５４ 圧縮スプリング
１５６、１５８ 受け面
１６０ 第１加圧スプリング
１６２ 第２加圧スプリング
１６４ 定着ローラ
１６６ 加熱ローラ
１６８ テンションローラ
１７０ 加圧ベルト
１７２ 回転体
１７４ 被加圧体
Ｌｎ 圧解除量
Ｎ 定着ニップ部
Ｓ 用紙

特開２００５−３２６５２４号公報

Claims (10)

1. 筐体と、
   前記筐体に軸心固定に支持され、回転駆動される回転体と、
   前記回転体と相互圧接し、被搬送体を挟持搬送する被加圧体と、
   前記被加圧体の両端を保持し、前記筐体に対し加圧位置又は脱圧位置に移動可能に支持される保持部材と、
   回転可能な第１支点で支持され、前記保持部材に当接可能な突起部を有する第１加圧レバーと、
   前記第１加圧レバーに接続された付勢機構と、
   を備え、
   前記付勢機構により、前記第１加圧レバー及び前記保持部材を介して前記被加圧体を前記回転体に加圧／脱圧する加圧脱圧装置において、
   前記第１加圧レバーは、加圧時に前記付勢機構により付勢され、前記突起部が前記保持部材に当接して作用点となる一方、脱圧時に前記付勢機構による付勢が解除され、
   前記付勢機構は、
   前記第１加圧レバーのフック部に接続された弾性体と、
   回転可能な第２支点で支持され、前記第２支点を中心に角度をなして２方向に伸びるリンクからなる第２加圧レバーと、
   回転駆動されるカムと、
   を有し、
   前記第２加圧レバーの前記リンクの一端は、前記弾性体と接続された留め部を具備し、
   前記第２加圧レバーの前記リンクの他端は、前記カムに接するカムフォロアを回転可能に支持する支持軸を具備し、
   前記第１加圧レバーの前記第１支点から、前記第１加圧レバーの前記作用点までの長さをＬ１とし、前記作用点から、前記第１加圧レバーの前記フック部までの長さをＬ２とし、前記第２加圧レバーの前記支持軸から、前記第２加圧レバーの前記第２支点までの長さをＬ３とし、前記第２加圧レバーの前記第２支点から、前記第２加圧レバーの前記留め部までの長さをＬ４として、
   Ｌ１＞Ｌ３かつＬ２＞Ｌ４かつＬ３＜Ｌ４であることを特徴とする加圧脱圧装置。
2. 請求項１に記載の加圧脱圧装置において、
   前記回転体は、弾性ローラであり、
   前記被加圧体は、前記弾性ローラに接して従動回転する無端状の定着ベルトであり、
   前記定着ベルトの内側に設けられ、前記定着ベルトと前記弾性ローラとの間に定着ニップを形成するニップ形成部材と、
   前記ニップ形成部材を支持する支持部材と、
   をさらに備え、
   前記保持部材は、前記定着ベルト及び前記支持部材の両端を保持し、前記筐体に対し加圧位置又は脱圧位置に移動可能に支持することを特徴とする加圧脱圧装置。
3. 脱圧時に移動する前記定着ベルトの圧解除量Ｌｎは、
   前記弾性ローラの半径方向の圧縮量＜Ｌｎ＜前記弾性ローラの半径方向の圧縮量＋前記定着ベルトの変形量であることを特徴とする請求項２に記載の加圧脱圧装置。
4. 前記筐体と前記保持部材にそれぞれ接続され、定着ニップを脱圧する方向に付勢する弾性部材と、前記保持部材の移動量を規制する規制部材を備えることを特徴とする請求項２又は３に記載の加圧脱圧装置。
5. 前記筐体と前記支持部材にそれぞれ接続され、定着ニップを脱圧する方向に付勢する弾性部材と、前記保持部材の移動量を規制する規制部材を備えることを特徴とする請求項２又は３に記載の加圧脱圧装置。
6. 前記筐体と前記ニップ形成部材にそれぞれ接続され、定着ニップを脱圧する方向に付勢する弾性部材と、前記保持部材の移動量を規制する規制部材を備えることを特徴とする請求項２又は３に記載の加圧脱圧装置。
7. 前記弾性部材は、前記定着ベルトを前記弾性ローラから離間する向きに付勢する引張りスプリングであることを特徴とする請求項４乃至６のいずれか一項に記載の加圧脱圧装置。
8. 前記弾性部材は、前記定着ベルトを前記弾性ローラから離間する向きに付勢する圧縮スプリングであることを特徴とする請求項４乃至６のいずれか一項に記載の加圧脱圧装置。
9. 請求項３乃至８のいずれか一項に記載の加圧脱圧装置と、
   前記定着ベルトの内部に設けられた加熱源と、
   を備える定着装置。
10. 請求項９に記載の定着装置を備える画像形成装置。

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