(57)【要約】【課題】カム部材１２０が、弾性的に撓むことでカム軸１２３に設けられた係合穴１２３ａと係合するカム係合部１２０ｃを有する構成であっても、カム係合部１２０ｃが係合穴１２３ａから外れにくい構成を提供する。【解決手段】カム部材１２０は、軸受部１２０ａ、カム部１２０ｂ、カム係合部１２０ｃと、を一体的に有する。軸受部１２０ａは、定着フレーム１１５に回転自在に支持される。カム部１２０ｂは、軸受部１２０ａの片側に設けられ、加圧レバーと当接する。カム係合部１２０ｃは、軸受部１２０ａの他側に設けられ、弾性的に撓むことでカム軸１２３の外周面に設けられた係合穴１２３ａに係合する。カム係合部１２０ｃは、回転方向に関して、カム部１２０ｂのうち、加圧レバーから受ける負荷が最大となる最大負荷位置と９０°以上の位相差を有する位置で係合穴１２３ａと係合する。【選択図】図１４
2020181128.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加圧力が付与された加圧部材と、
回転軸と、
前記回転軸に固定されると共に、前記加圧部材と当接し、回転方向の位相によって前記加圧部材から受ける負荷が変化する回転部材と、
前記回転部材を支持する支持部材と、を備え、
前記回転部材は、
前記支持部材に回転自在に支持される支持部と、
前記回転軸の軸線方向に関して前記支持部の片側に設けられ、前記加圧部材と当接する当接部と、
前記軸線方向に関して前記支持部の他側に設けられ、弾性的に撓むことで前記回転軸の外周面に設けられた第１係合部に係合する第２係合部と、を一体的に有し、
前記第２係合部は、前記回転方向に関して、前記当接部のうち、前記加圧部材から受ける負荷が最大となる最大負荷位置と９０°以上の位相差を有する位置で前記第１係合部と係合する、
ことを特徴とする加圧装置。
【請求項２】
前記当接部は、前記加圧部材と当接可能な外周面が前記回転方向に関する複数箇所で回転中心からの距離が異なるカム面である、カム部である、
ことを特徴とする、請求項１に記載の加圧装置。
【請求項３】
前記第１係合部は、前記回転軸の外周面に設けられた係合穴であり、
前記第２係合部は、前記係合穴に係合可能な係合突部と、前記支持部から前記軸線方向に沿って前記他側に延出され、弾性的に撓むことで前記係合突部を前記係合穴に向けて付勢する付勢部とを有する、
ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の加圧装置。
【請求項４】
前記第２係合部は、前記回転方向に関して前記当接部の所定の領域で前記加圧部材から受ける負荷が最大となる場合、前記所定の領域の前記回転方向の両端位置のそれぞれから、前記回転方向に関して９０°以上の位相差を有する範囲が互いに重なる領域内で前記第１係合部と係合する、
ことを特徴とする、請求項１ないし３の何れか１項に記載の加圧装置。
【請求項５】
前記当接部は、前記最大負荷位置を複数有し、
前記第２係合部は、前記回転方向に関して、複数の前記最大負荷位置のそれぞれから９０°以上の位相差を有する範囲が互いに重なる領域内で前記第１係合部と係合する、
ことを特徴とする、請求項１ないし３の何れか１項に記載の加圧装置。
【請求項６】
前記当接部は、２つの前記最大負荷位置と、前記回転方向に関して２つの前記最大負荷位置の間に設けられた平坦部と、を有し、前記回転軸を所定位置に回転させた状態で前記平坦部を前記加圧部材に当接させるものである、
ことを特徴とする、請求項５に記載の加圧装置。
【請求項７】
加圧力が付与された加圧部材と、
回転軸と、
前記回転軸に固定されると共に、前記加圧部材と当接し、回転方向の位相によって前記加圧部材から受ける負荷が変化する回転部材と、
前記回転部材を支持する支持部材と、を備え、
前記回転部材は、
前記支持部材に回転自在に支持される支持部と、
前記回転軸の軸線方向に関して前記支持部の片側に設けられ、前記加圧部材と当接する当接部と、
前記軸線方向に関して前記当接部の片側に設けられ、弾性的に撓むことで前記回転軸の外周面に設けられた第１係合部に係合する第２係合部と、を一体的に有し、
前記第２係合部は、前記回転方向に関して、前記当接部のうち、前記加圧部材から受ける負荷が最大となる最大負荷位置と９０°以下の位相差を有する位置で前記第１係合部と係合する、
ことを特徴とする加圧装置。
【請求項８】
前記当接部は、前記加圧部材と当接可能な外周面が前記回転方向に関する複数箇所で回転中心からの距離が異なるカム面である、カム部材である、
ことを特徴とする、請求項７に記載の加圧装置。
【請求項９】
前記第１係合部は、前記回転軸の外周面に設けられた係合穴であり、
前記第２係合部は、前記係合穴に係合可能な係合突部と、前記当接部から前記軸線方向に沿って前記片側に延出され、弾性的に撓むことで前記係合突部を前記係合穴に向けて付勢する付勢部とを有する、
ことを特徴とする、請求項７又は８に記載の加圧装置。
【請求項１０】
前記第２係合部は、前記回転方向に関して前記当接部の所定の領域で前記加圧部材から受ける負荷が最大となる場合、前記所定の領域の前記回転方向の両端位置のそれぞれから、前記回転方向に関して９０°以上の位相差を有する範囲が互いに重なる領域内で前記第１係合部と係合する、
ことを特徴とする、請求項７ないし９の何れか１項に記載の加圧装置。
【請求項１１】
前記当接部は、前記最大負荷位置を複数有し、
前記第２係合部は、前記回転方向に関して、複数の前記最大負荷位置のそれぞれから９０°以下の位相差を有する範囲が互いに重なる領域内で前記第１係合部と係合する、
ことを特徴とする、請求項７ないし９の何れか１項に記載の加圧装置。
【請求項１２】
前記当接部は、２つの前記最大負荷位置と、前記回転方向に関して２つの前記最大負荷位置の間に設けられた平坦部と、を有し、前記回転軸を所定位置に回転させた状態で前記平坦部を前記加圧部材に当接させるものである、
ことを特徴とする、請求項１１に記載の加圧装置。
【請求項１３】
トナー像を担持した記録材を加熱及び加圧して、トナー像を記録材に定着させる定着装置であって、
記録材上のトナー像を加熱するニップ部を形成する第１回転体及び第２回転体と、
前記第１回転体を前記第２回転体に対して加圧する加圧装置と、を備え、
前記加圧装置は、請求項１ないし１２の何れか１項に記載の加圧装置であり、
前記加圧部材は、前記回転部材の回転方向の位相によって、前記第１回転体を前記第２回転体に対して加圧する加圧力を変更可能である、
ことを特徴とする定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加圧部材と当接する回転部材を備えた加圧装置、及び、トナー像を記録材に定着させる定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置として、２つの回転体の間でニップ部を形成し、ニップ部にトナー像が形成された記録材を通過させることで記録材を加圧、加熱して、トナー像を記録材に定着させる定着装置を備えた構成がある。このような定着装置では、２つの回転体のうちの一方の回転体を他方の回転体に対して加圧する加圧機構を備えている。
【０００３】
例えば、一方の回転体を他方の回転体に向けて加圧する加圧レバーと、回転軸と、回転軸に設けられたカム部材とを有し、カム部材を回転させることで加圧レバーを動作させ、加圧レバーによる加圧力を変更する構成が提案されている（特許文献１）。特許文献１に記載の構成の場合、カム部材を介して定着装置の側板に回転軸を支持しつつ、カム部材と回転軸との固定を、カム部材に設けられた弾性的に撓む突起部と、回転軸に設けられた固定穴との係合により行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１８−１７３６２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の構成のように、カム部材（回転部材）を回転させることで加圧レバー（加圧部材）を動作させる構成の場合、加圧レバーを動作させる際にカム部材が加圧レバーから負荷を受ける。このとき、カム部材には、カム部材の加圧レバーと当接する当接部に作用する負荷により、カム部材を側板に支持する支持部を支点として揺動する力が作用する。
【０００６】
また、特許文献１に記載の構成の場合、回転軸の固定穴（第１係合部）に突起部（第２係合部）を弾性的に撓ませて係合させることで、カム部材を回転軸に固定している。したがって、突起部が撓む方向とカム部材に作用する負荷の方向との関係によっては、突起部が回転軸の固定穴から離れる方向に作用する場合がある。
【０００７】
ここで、近年の画像形成装置の高速化、高画質化に伴い、加圧機構による加圧力が大きくなる場合がある。この場合、加圧レバーに付与される加圧力が大きくなり、これを動作させるカム部材にも大きな負荷がかかる。このようにカム部材に大きな負荷がかかると、上述のように突起部が回転軸の固定穴から離れる方向に作用する力も大きくなり、突起部が固定穴から外れてしまう虞がある。
【０００８】
本発明は、回転部材が、弾性的に撓むことで回転軸に設けられた第１係合部と係合する第２係合部を有する構成であっても、第２係合部が第１係合から外れにくい構成を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の加圧装置は、加圧力が付与された加圧部材と、回転軸と、前記回転軸に固定されると共に、前記加圧部材と当接し、回転方向の位相によって前記加圧部材から受ける負荷が変化する回転部材と、前記回転部材を支持する支持部材と、を備え、前記回転部材は、前記支持部材に回転自在に支持される支持部と、前記回転軸の軸線方向に関して前記支持部の片側に設けられ、前記加圧部材と当接する当接部と、前記軸線方向に関して前記支持部の他側に設けられ、弾性的に撓むことで前記回転軸の外周面に設けられた第１係合部に係合する第２係合部と、を一体的に有し、前記第２係合部は、前記回転方向に関して、前記当接部のうち、前記加圧部材から受ける負荷が最大となる最大負荷位置と９０°以上の位相差を有する位置で前記第１係合部と係合することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の加圧装置は、加圧力が付与された加圧部材と、回転軸と、前記回転軸に固定されると共に、前記加圧部材と当接し、回転方向の位相によって前記加圧部材から受ける負荷が変化する回転部材と、前記回転部材を支持する支持部材と、を備え、前記回転部材は、前記支持部材に回転自在に支持される支持部と、前記回転軸の軸線方向に関して前記支持部の片側に設けられ、前記加圧部材と当接する当接部と、前記軸線方向に関して前記当接部の片側に設けられ、弾性的に撓むことで前記回転軸の外周面に設けられた第１係合部に係合する第２係合部と、を一体的に有し、前記第２係合部は、前記回転方向に関して、前記当接部のうち、前記加圧部材から受ける負荷が最大となる最大負荷位置と９０°以下の位相差を有する位置で前記第１係合部と係合することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、回転部材が、弾性的に撓むことで回転軸に設けられた第１係合部と係合する第２係合部を有する構成であっても、第２係合部が第１係合から外れにくい。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施形態に係る画像形成装置の概略構成図。
【図２】第１の実施形態に係る定着装置の概略構成斜視図。
【図３】第１の実施形態に係る定着装置の加圧装置が配置された側の端部の斜視図。
【図４】第１の実施形態に係る加圧装置及び定着装置の要部を、加圧時の状態で示す図。
【図５】第１の実施形態に係る加圧装置及び定着装置の要部を、加圧解除時の状態で示す図。
【図６】第１の実施形態に係る定着装置の加圧動作及び加圧解除動作を行う制御ブロック図。
【図７】第１の実施形態に係る定着装置の加圧解除動作を行う制御のフローチャート。
【図８】第１の実施形態に係る定着装置の加圧動作を行う制御のフローチャート。
【図９】第１の実施形態に係る、（ａ）カム軸、カム及びカムギアの分解斜視図、（ｂ）カム軸にカム及びカムギアを組み付けた状態の斜視図。
【図１０】第１の実施形態に係るカム軸及びカム部材の側面図。
【図１１】第１の実施形態に係る加圧時の定着装置の概略構成斜視図。
【図１２】第１の実施形態に係る加圧解除時の定着装置の概略構成斜視図。
【図１３】比較例に係るカム部材及びカム軸の断面図。
【図１４】第１の実施形態に係るカム部材及びカム軸の断面図。
【図１５】第２の実施形態に係るカム軸及びカム部材の別例の側面図。
【図１６】第３の実施形態に係る、（ａ）カム軸、カム部材及びカムギアの分解斜視図、（ｂ）カム軸にカム部材及びカムギアを組み付けた状態の斜視図。
【図１７】第３の実施形態に係るカム部材及びカム軸の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜第１の実施形態＞
第１の実施形態について、図１ないし図１４を用いて説明する。まず、本実施形態の画像形成装置の概略構成について、図１を用いて説明する。
【００１４】
［画像形成装置］
図１は、記録材Ｐの搬送方向に沿った画像形成装置６００の概略構成断面図である。画像形成装置６００は、Ｙ（イエロ）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｂｋ（ブラック）の各色の作像ユニット１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄを中間転写ベルト２の回転方向に沿って配置したタンデム型のデジタルカラー複写機である。なお、画像形成装置６００は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複数の機能を有する複合機の何れであっても良い。記録材Ｐは、トナー像が形成されるものである。記録材Ｐの具体例としては、普通紙、普通紙の代用品である樹脂製のシート状のもの、厚紙、オーバーヘッドプロジェクター用などのシートがある。
【００１５】
画像形成装置６００は、エンジン部６０１と、画像読取部６０２と、操作部７００と、制御部８００とを有する。エンジン部６０１は、画像（トナー像）を記録材Ｐに形成する。画像読取部６０２は、エンジン部６０１の上方に配置され原稿の画像を読み取る。操作部７００は、エンジン部６０１と画像読取部６０２の略中間で画像形成装置６００の前面に配置され、ユーザやサービスマンなどの操作者が画像形成装置６００を操作する部分である。制御部８００は、エンジン部６０１の背面側に配置され、エンジン部６０１や画像読取部６０２の動作を制御する。
【００１６】
画像読取部６０２は、原稿台６１０と、自動原稿給送装置（ＡＤＦ）６１１とを有する。原稿台６１０は、原稿を載置可能で、載置された原稿を不図示の読み取り装置で読み取る。ＡＤＦ６１１は、不図示の原稿読取部に原稿を給送可能である。このように読み取られた原稿の画像データは、電気信号に変換され、エンジン部６０１のレーザスキャナ６に伝達される。
【００１７】
エンジン部６０１は、Ｙ（イエロ）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｂｋ（ブラック）の各色の作像ユニット１ａ〜１ｄを有する画像形成部１０を備えている。作像ユニット１ａ〜１ｄは、それぞれ像担持体としての円筒状の感光体、即ち、感光ドラムａ〜ｄを有する。作像ユニット１ａ〜１ｄは、それぞれ感光ドラムａ〜ｄの周囲に、不図示の帯電器、現像器、クリーニング装置を有する。感光ドラムａ〜ｄは、それぞれ、帯電器によって帯電され、その後、レーザスキャナ（露光装置）６によって、画像読取部６０２からの原稿読取画像データに応じた静電潜像が形成される。感光ドラムａ〜ｄの静電潜像は、それぞれ、各色のトナーが収容された現像器によって、各色のトナー像として顕像化される。感光ドラムａ〜ｄのトナー像は、一次転写ローラ２ａ〜２ｄによって、中間転写体としての中間転写ベルト２に順次転写される。
【００１８】
一方、記録材Ｐは、給送カセット４から給送ローラ８により１枚ずつ送り出されて、搬送路４５を通り、レジストローラ対９に送り込まれる。レジストローラ対９は、記録材Ｐを一旦受け止めて、記録材Ｐが斜行している場合、真っ直ぐに直す。そして、レジストローラ対９は、中間転写ベルト２上のトナー像と同期を取って、記録材Ｐを中間転写ベルト２と二次転写ローラ３ａとの間の二次転写部３に送り込む。
【００１９】
中間転写ベルト２上のカラーのトナー像は、転写部材としての二次転写ローラ３ａによって記録材Ｐに転写される。その後、記録材Ｐのトナー像は、搬送路３０を通り、記録材Ｐが定着装置４０によって、加熱および加圧されることで記録材Ｐに定着される。
【００２０】
記録材Ｐの片面だけにトナー像を形成する場合、切り換え部材４６の切り換えにより、記録材Ｐを排出ローラ１１を介して排出トレイ１２に排出する。記録材Ｐの両面にトナー像を形成する場合、定着装置４０によってトナー像を定着された記録材Ｐは、排出ローラ１１に搬送されて、記録材Ｐの搬送方向上流端が反転ポイント４２に達したとき、排出ローラ１１の逆回転によってスイッチバック搬送される。そして、両面搬送路４７を通過させた後に、片面画像形成と同様の過程を経て、他方の面にトナー像を形成して、排出トレイ１２に排出される。
【００２１】
なお、切り換え部材４６、排出ローラ１１のスイッチバック動作で構成される部分は、反転機構の一例である。本実施形態の反転機構では、排出ローラ１１で記録材Ｐを反転しているが、印刷の生産性を高めるために、排出ローラ１１以外の反転部を設け、この反転部に搬送してスイッチバック搬送しても良い。或いは、排出部を複数設けて、何れかの排出部でスイッチバック搬送を行なったりしても良い。
【００２２】
エンジン部６０１の側面は、給送カセット４以外の給送部として、手差し給送部５０が設けられている。手差し給送部５０は、給送カセット４にセットされた記録材Ｐ以外の種類の記録材Ｐに画像形成したい場合等に、簡易に記録材Ｐをセットできる等、ユーザ操作性を考慮した目的で設けられている。手差し給送部５０からの給送による画像形成も、給送カセット４からの給送と同様に、記録材が搬送路４５を通り画像形成される。
【００２３】
なお、手差し給送部５０には、記録材Ｐの有無状態を検知する手差給送センサ２０３が設けられており、手差し給送部５０の記録材Ｐの有無を検知可能となっている。また、画像形成装置６００は、搬送路を搬送中の記録材Ｐの状態を検出する機構として、搬送路内に記録材Ｐの検知センサを設けている。例えば、レジストローラ対９の下流の記録材Ｐの検知をレジセンサ２００が検知し、定着装置４０の下流の記録材Ｐの検知を内側排出センサ２０１が検知し、排出ローラ１１の下流の記録材Ｐの検知を外側排出センサ２０２が検知している。制御部８００は、各センサの検知信号を受信し、検知信号に応じて選択的に次工程へ移行する。
【００２４】
例えば、制御部８００は、記録材Ｐが搬送路を搬送中に、いずれかのセンサのオン時間がシークエンス上の規定時間より長い場合や、いずれかのセンサへの到達がシークエンス上の規定時間より遅れた場合に、どこかで記録材Ｐが詰まったと判断する。そして、詰まりの状態が進行しないように検知信号に基づいて各ローラの駆動部（不図示）を停止させる。
【００２５】
装置内部に記録材Ｐが詰まり、各センサがジャムを検知した後に装置内部から詰まった記録材Ｐを除去する目的で、装置本体６０１ａには、扉８０がヒンジ８１を回動中心として図示右側へ回動可能に設けられている。扉８０は、搬送路３０や二次転写ローラ３ａやレジストローラ対９の一方（図１の右側）に配置されている。そして、扉８０が開くと、搬送路４５から排出ローラ１１までの間で定着装置４０以外の搬送路が開かれる。
【００２６】
［定着装置］
次に、本実施形態に係る定着装置４０の構成及び機構について、図２ないし図５を用いて説明する。定着装置４０は、第１回転体としての定着ベルト１００、第２回転体としての加圧ローラ１０１、加熱源としてのヒータ１０２（図４、５）、加圧装置１１０等を備えている。
【００２７】
定着ベルト１００は、薄肉中空の無端状のベルトである。加圧ローラ１０１は、定着ベルト１００と当接し、記録材を挟持搬送して記録材上のトナー像を加熱する定着ニップ部（ニップ部）Ｎを形成する。定着ベルト１００は、長手方向（定着ベルト１００の回転方向と交差する方向、加圧ローラ１０１の回転軸線方向）の両端部をベルトガイド１０５に案内されている。加圧ローラ１０１は、定着モータ９３及び定着駆動部９０によって回転駆動され、これにともなって定着ベルト１００が従動回転する。
【００２８】
ヒータ１０２は、定着ベルト１００の内側に設けられ、定着ニップ部Ｎを通過する記録材を加熱する。本実施形態では、ヒータ１０２は、電力供給により発熱する発熱源としての発熱体（抵抗発熱体）を含み、発熱体の発熱により昇温する。ヒータ１０２は、定着ベルト１００の内周側に配置された加圧部１０３に保持され、加圧ローラ１０１との間で定着ベルト１００を挟持しつつ摺擦する。
【００２９】
なお、定着ベルト１００と加圧部１０３及びヒータ１０２の摺動面には、摩擦力を低減する目的で予め潤滑剤（不図示）が塗布されている。加圧部１０３及びヒータ１０２と定着ベルト１００の間の潤滑剤は、本実施形態においてはオイルが塗布されている。オイルとしては、高温環境下において使用可能なシリコーンオイル等が好ましい。
【００３０】
加圧装置１１０は、定着ベルト１００を加圧ローラ１０１に対して加圧する。即ち、加圧装置１１０は、詳しくは後述するように、加圧バネ１１３及び加圧レバー１１２により定着ベルト１００を加圧ローラ１０１に圧接する。具体的には、加圧バネ１１３により加圧力が付与された加圧レバー１１２により、加圧部１０３を介して定着ベルト１００を加圧ローラ１０１に圧接する。そして、加圧部１０３と加圧ローラ１０１の間に定着ベルト１００を挟んで、所定の加圧力が作用している状態とする。
【００３１】
このように構成される定着装置４０では、定着ベルト１００と加圧ローラ１０１の間の定着ニップ部Ｎに記録材Ｐを通すことで、記録材Ｐが定着ニップ部Ｎを通過する過程でヒータ１０２から定着ベルト１００を介して熱エネルギーが付与される。これにより、記録材Ｐ上の未定着トナー像（不図示）は溶融定着される。記録材Ｐは、定着ニップ部Ｎを通過したのち、定着ベルト１００から分離して排出される。以下、各構成についてより詳しく説明する。
【００３２】
［定着ベルト］
定着ベルト１００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、肉厚を総厚１５０μｍ以下としたポリイミドフィルム、ＰＥＥＫフィルム等の耐熱樹脂からなる。定着ベルト１００は、例えば、熱伝導率が高くなるように導電材を付与した樹脂層（基層）に重ねて、熱伝導率の高いゴム材料の弾性層を形成し、表面にフッ素樹脂の離型層を形成して、内径φ２５ｍｍの無端状に形成されている。
【００３３】
本実施形態では、基層は厚み３０μｍのポリイミドを用い、弾性層は厚み７０μｍで熱伝導率が１．０Ｗ／ｍ・Ｋのシリコーンゴム、離型層は厚さ３０μｍのＰＦＡチューブを用いた。離型層は、離型性の高いシート又はコート層であることが好ましく、例えばフッ素樹脂層を用いることができる。また、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミドアミド等に代表される耐熱性の高いシート状部材を基層とし、その上に導電層、さらにその上に表面離型層を積層したものでもよい。
【００３４】
［加圧ローラ］
加圧ローラ１０１は、鉄、アルミ等の金属製の円柱状芯金を芯材とし、該芯金の外周側にスポンジやシリコーンゴムなど柔軟なゴム材料の弾性層と、表層には離型層としてのＰＦＡ層を備えている。本実施形態では、鉄、アルミ等の芯金の表面をブラスト等の表面粗し処理を行った後、洗浄を行い、次いで芯金を筒型に挿入し、液状のシリコーンゴムを型内に注入し加熱硬化させる。この時、加圧ローラ１０１の表面層に離型層としてＰＦＡチューブ等の樹脂チューブ層を形成するために、型内に予め内面にプライマーを塗布したチューブを挿入しておくことにより、ゴムの加熱硬化と同時にチューブとゴム層の接着を行う。このようにして成型された加圧ローラは脱型処理した後、２次加硫を行う。
【００３５】
本実施形態では、加圧ローラ１０１の芯金径はφ１５ｍｍ、弾性層の肉厚は５ｍｍでアスカー硬度６４°のシリコーンゴム、離型層のＰＦＡチューブ厚みは５０μｍとし、外径約φ２５ｍｍの加圧ローラとした。
【００３６】
［ヒータ］
ヒータ１０２は、略薄板状に形成されたセラミックヒータである。ヒータ１０２は、細長薄板状の熱伝導が良好なＡｌＮ基板上にＡｇ・Ｐｄペーストを厚膜印刷し焼成することで発熱体を形成する。そして、発熱体の上に摺動絶縁部材として５０〜６０μｍ程度の厚さのガラスコーティング層が一体となって設けられたセラミックヒータを構成する。本実施形態においては、厚み６００μｍのＡｌＮ基板上に発熱抵抗層を形成させている。
【００３７】
一方、ＡｌＮ基板を挟んで発熱体が設けられている側と反対側の基板上には、チップ状のサーミスタが設けられている。サーミスタは、発熱体が存在する領域の反対側に、予め厚膜印刷で形成された電極パターン上に接着固定され、ＡｌＮ基板の温度をモニターする。更に、発熱体の端部近傍の位置にもサーミスタが設けられている。サーミスタは、接着剤の耐熱温度を超えるような温度も検知するために不図示のバネ等の加圧手段により基板に所定の圧力で固定されている。
【００３８】
［ベルトガイド］
規制部材としてのベルトガイド１０５は、定着ベルト１００の長手方向両端部にそれぞれ設けられ、定着ベルト１００の長手方向移動および周方向の形状を規制する。ベルトガイド１０５は、図４、５に示すように、定着ベルト１００の内側に配置されたベルトフレーム１０４と、定着ベルト１００を加圧ローラ１０１方向へ加圧する加圧部１０３とを支持している。ベルトガイド１０５は、ＰＰＳ、液晶ポリマー、フェノール樹脂等の耐熱樹脂により形成されており、定着ベルト１００の端面を支持しつつ、加圧装置１１０からの加圧力を受ける。
【００３９】
ベルトフレーム１０４は、加圧ローラ１０１からの反力を受ける部材であり、高い圧力を掛けられても撓みにくい材質であることが望ましく、本実施形態においてはＳＵＳ３０４を用いている。
【００４０】
加圧部１０３は、ヒータ１０２を固定支持させたニップ形成部材である。加圧部１０３は、横断面略半円弧状の樋型で、図４、５の紙面垂直方向を長手とする耐熱性樹脂等の断熱性部材である。加圧部１０３は、省エネルギーの観点からベルトフレーム１０４への熱伝導の少ない材料を用いるのが望ましく、例えば、耐熱ガラスや、ポリカーボネート、液晶ポリマー等の耐熱性樹脂が用いられる。
【００４１】
定着ベルト１００は、加圧部１０３とヒータ１０２の外側にルーズに被せられており、両端部をベルトガイド１０５に支持され、ベルトガイド１０５は、加圧方向に自在に支持部材としての定着フレーム１１５に支持されている。一方、加圧ローラ１０１は、回転軸線方向両端に設けられた加圧ローラ軸受１１４（図３）を介して、定着フレーム１１５に支持されている。
【００４２】
定着ベルト１００は、ベルトフレーム１０４とベルトガイド１０５を介して、加圧レバー１１２に支持されている。加圧レバー１１２は、中心軸１１１を回動中心にして揺動可能に支持されており、加圧バネ１１３により定着ベルト１００が加圧ローラ１０１に加圧される方向に付勢されている。なお、本実施形態では、加圧バネ１１３の加圧力を、長手方向一端側が１５０Ｎ、総加圧力が３００Ｎとした。
【００４３】
［定着駆動部］
定着駆動部９０は、図２に示すように、定着モータ９３の回転駆動を加圧ローラ１０１又は加圧装置１１０に伝達するための複数のギアを有する。具体的には、ローラギア９１、カムギア１２１、カムギア１２１と噛合するギア１２１ａ、ローラギア９１及びギア１２１ａに定着モータ９３の駆動を伝達するための複数のギアからなるギア群９２を有する。ローラギア９１は、加圧ローラ１０１の長手方向一端部に設けられている。カムギア１２１は、後述する加圧装置１１０のカム軸１２３の軸方向一端部に設けられている。
【００４４】
また、ローラギア９１及びカムギア１２１の内部には、それぞれワンウェイクラッチ（不図示）が設けられている。これにより、定着モータ９３がＹ方向に回転すると、加圧ローラ１０１に駆動伝達するが、カムギア１２１に駆動伝達されず、定着モータ９３がＶ方向に回転すると、カムギア１２１に駆動伝達するが、加圧ローラ１０１に駆動伝達されないようにしている。即ち、定着モータ９３の回転方向を変えることで、加圧ローラ１０１を回転させるか、カム軸１２３を回転させるかを切り替えるようにしている。
【００４５】
通常の画像形成時は、定着モータ９３をＹ方向に回転させて加圧ローラ１０１に駆動伝達することで、記録材Ｐを定着搬送させる。また、加圧装置１１０による加圧動作及び加圧解除動作を行う際は、定着モータ９３をＶ方向に回転させてカムギア１２１に駆動伝達することで、カム軸１２３及びカム軸１２３に固定されたカム部材１２０を回転動作させる。
【００４６】
［加圧装置］
次に、加圧装置１１０について、図３ないし図５を用いて説明する。加圧装置１１０は、加圧バネ１１３、加圧レバー１１２、カム軸１２３、カム部材１２０、定着フレーム１１５を備える。加圧部材としての加圧レバー１１２は、定着フレーム１１５に対して中心軸１１１を中心に揺動自在に支持されている。加圧レバー１１２は、定着ベルト１００を支持するベルトガイド１０５と共に、中心軸１１１を中心として揺動する。このような加圧レバー１１２は、加圧バネ１１３によりベルトガイド１０５を図４、５の下方に向けて加圧する方向に付勢されている。即ち、加圧レバー１１２は、加圧バネ１１３により加圧力が付与されている。これにより、ベルトガイド１０５及びベルトフレーム１０４を介して支持される定着ベルト１００は、加圧ローラ１０１に向けて加圧される。
【００４７】
回転軸としてのカム軸１２３は、定着ベルト１００の長手方向と平行に配置され、軸線方向の両端部を、定着フレーム１１５に対しカム部材１２０を介して回転自在に支持されている。回転部材としてのカム部材１２０は、カム軸１２３の軸線方向両端側にそれぞれ固定されている。カム部材１２０は、加圧レバー１１２と当接し、回転方向の位相によって加圧レバー１１２から受ける負荷が変化する。このために、カム部材１２０は、加圧レバー１１２と当接する当接部としてのカム部１２０ｂを有する。カム部材１２０のカム軸１２３への固定構造を含むカム部材１２０の詳しい構成については後述する。
【００４８】
加圧レバー１１２は、定着モータ９３によりギア１２１ａ及びカムギア１２１（図２）を介してカム部材１２０が回転駆動されることで、中心軸１１１を中心に揺動する。具体的には、図４に示すように、カム部材１２０が加圧レバー１１２と当接していない位相に位置する場合には、加圧レバー１１２が加圧バネ１１３の付勢力によりベルトガイド１０５を下方に加圧する。これにより、定着ベルト１００と加圧ローラ１０１とが所定の圧接力で当接し、定着ニップ部Ｎが形成される。
【００４９】
一方、図５に示す位置までカム部材１２０を回転させると、カム部材１２０が加圧バネ１１３の付勢力に抗して加圧レバー１１２を押し上げる。すると、ベルトガイド１０５を介して定着ベルト１００が加圧ローラ１０１から離れる方向に移動し、定着ベルト１００と加圧ローラ１０１との加圧が解除される。即ち、加圧レバー１１２は、カム部材１２０の回転方向の位相によって、定着ベルト１００を加圧ローラ１０１に対して加圧する加圧力を変更可能である。本実施形態では、加圧解除状態では、加圧力が０である。
【００５０】
なお、このような加圧解除動作は、例えば、次のような場合に行う。まず、定着ニップ部Ｎで記録材Ｐがジャムを起こした場合にジャムした記録材Ｐの除去を行うために、加圧解除動作を行う。また、画像形成が行われていない場合に加圧を解除しておく。これは、定着ベルト１００及び加圧ローラ１０１が回転せずに所定時間以上、加圧された状態にあると、定着ベルト１００や加圧ローラ１０１に圧接痕が付く虞があるためである。
【００５１】
また、本実施形態の場合、カム部材１２０の回転動作の中で、加圧位置、加圧解除位置を検知する機構として、センサフラグ１２２ａと、センサフラグ１２２ａを検知可能な接離センサ１２２ｂとを有する。センサフラグ１２２ａは、カム軸１２３の同軸上にカムギア１２１と一体に設けられ、カム部材１２０の回転と同期して回転する。接離センサ１２２ｂは、センサフラグ１２２ａの回転方向位置を検知する。接離センサ１２２ｂは、例えば、赤外線をセンサ内で透過させており、センサフラグ１２２ａがその赤外線を遮光するか、或いは、透過させるかのどちらか一方をすることにより信号を発信する。本実施形態では、図４に示すように、加圧位置では、センサフラグ１２２ａが接離センサ１２２ｂの赤外線を透過させるようにし、図５に示すように、加圧解除位置では、センサフラグ１２２ａが接離センサ１２２ｂの赤外線を遮光するようにしている。
【００５２】
［加圧動作及び加圧解除動作の制御］
次に、定着装置４０の加圧動作及び加圧解除動作の制御について、図４及び図５を参照しつつ、図６ないし図８を用いて説明する。図６に示すように、制御部８００は、ＣＰＵ８１０を備え、ＣＰＵ８１０は、接離センサ１２２ｂからの信号に基づいて定着モータ９３を制御する。なお、制御部８００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）８１０、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）８１１、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）８１２を有している。ＣＰＵ８１０は、ＲＯＭ８１１に格納された制御手順に対応するプログラムを読み出しながら各部の制御を行う。また、ＲＡＭ８１２には、作業用データや入力データが格納されており、ＣＰＵ８１０は、前述のプログラム等に基づいてＲＡＭ８１２に収納されたデータを参照して制御を行う。このような構成を有する制御部８００は、定着装置４０の加圧動作及び加圧解除動作の制御の他、画像形成装置６００全体の制御を行う。
【００５３】
まず、加圧解除動作について図７を用いて説明する。図７に示すように、定着ベルト１００と加圧ローラ１０１の加圧状態からの加圧解除動作は、加圧解除命令信号により開始される（Ｓ１０１）。加圧解除命令信号は、画像形成装置６００内を搬送される記録材Ｐを検知するセンサがジャムを検知した場合、扉８０が開いた場合、画像形成装置６００が低電力モードに移行する場合などに出力される。
【００５４】
次に、ＣＰＵ８１０は、定着モータ９３の駆動を停止させ、その後、定着モータ９３をＶ方向（図２）に回転駆動させる（Ｓ１０２）。これにより、定着駆動部９０の駆動経路の駆動伝達によりカム部材１２０が図４のＷ方向に回動し始め、カム軸１２３の同軸上にあるカムギア１２１と一体化したセンサフラグ１２２ａも回転する。図４に示すように、接離センサ１２２ｂは、回転動作前においては透過状態であり、回転開始から所定の角度回転する間は透過状態を維持する（Ｓ１０３のＮＯ）。
【００５５】
そして、カム部材１２０が図５に示す位置まで回転すると、センサフラグ１２２ａが接離センサ１２２ｂの赤外線照射域を遮って、接離センサ１２２ｂが遮光状態となる（Ｓ１０３のＹＥＳ）。すると、ＣＰＵ８１０は、この時の接離センサ１２２ｂの出力信号の遷移により加圧解除状態であると判断して定着モータ９３の駆動を停止する（Ｓ１０４）。以上により、加圧解除動作が完了する（Ｓ１０５）。
【００５６】
次に、加圧動作について図８を用いて説明する。図８に示すように、加圧解除状態からの加圧動作は、加圧命令信号により開始される（Ｓ２０１）。加圧命令信号は、画像形成ジョブの入力や装置が備える画像形成のスタートボタンの操作などで出力される。加圧命令信号が出力されると、ＣＰＵ８１０は、定着装置４０を画像形成可能な状態に復帰すべく、定着ベルト１００を加圧ローラ１０１に加圧する加圧動作を開始する。
【００５７】
まず、ＣＰＵ８１０は、定着モータ９３をＶ方向に回転駆動させる（Ｓ２０２）。これにより、定着駆動部９０の駆動経路の駆動伝達によりカム部材１２０が図５のＷ方向に回動し始め、カム軸１２３の同軸上にあるカムギア１２１と一体化したセンサフラグ１２２ａも回転する。図５に示すように、接離センサ１２２ｂは、回転動作前においては遮光状態であり、回転開始から所定の角度回転する間は遮光状態を維持する（Ｓ２０３のＮＯ）。
【００５８】
そして、カム部材１２０が図４に示す位置まで回転すると、センサフラグ１２２ａが接離センサ１２２ｂの赤外線照射域を抜けて、接離センサ１２２ｂが透過（透光）状態となる（Ｓ２０３のＹＥＳ）。すると、ＣＰＵ８１０は、この時の接離センサ１２２ｂの出力信号の遷移により加圧状態であると判断して定着モータ９３の駆動を停止する（Ｓ２０４）。以上により、加圧動作が完了する（Ｓ２０５）。
【００５９】
［カム及びカム軸の構成］
次に、カム部材１２０及びカム軸１２３の構成について、図９及び図１０を用いて説明する。カム軸１２３は、断面非円形形状を有し、本実施形態では、金属板を軸線方向に垂直な断面形状略コの字型に折り曲げることで形成されている。即ち、図１０の断面図で示すように、カム軸１２３は、平板部１２３ｂと、平板部１２３ｂの幅方向（軸線方向に直交する方向）の両端部から同方向にそれぞれ折り曲げられた折り曲げ部１２３ｃとから構成される。本実施形態では、金属板として、板厚０．８ｍｍの電気亜鉛めっき鋼板を使用している。このように薄い板厚の金属板をカム軸１２３として使用することで、丸軸状の金属製の鋼棒を使用するよりも、低コストとなる。
【００６０】
カム軸１２３には、一方の端部にカムギア１２１、他方の端部、及び、カムギア１２１よりもやや中央側の２か所に、それぞれカム部材１２０が取り付けられている。カムギア１２１には、弾性変形可能なカムギア係合部（不図示）が設けられている。カムギア１２１は、カム軸１２３に外嵌可能であり、カム軸１２３には、図９（ａ）に示すように、カムギア係合部の先端に設けられた突部が係合可能な係合穴１２３ａが形成されている。係合穴１２３ａは、カム軸１２３の平板部１２３ｂに形成されている。カムギア１２１をカム軸１２３に固定する際には、図９（ｂ）に示すように、カムギア１２１をカム軸１２３に外嵌し、更に、カム軸１２３に設けられた係合穴１２３ａにカムギア係合部を弾性的に撓ませた状態で係合させる。これにより、カムギア１２１がカム軸１２３の所定位置に位置決めされた状態で固定される。
【００６１】
カム部材１２０は、支持部としての軸受部１２０ａと、当接部としてのカム部１２０ｂと、第２係合部としてのカム係合部１２０ｃとを、一体的に有する。軸受部１２０ａは、後述する図１４に示すように、支持部材としての定着フレーム１１５に回転自在に支持される部分である。即ち、定着フレーム１１５には、円形の支持孔１１５ａが形成されており、支持孔１１５ａに外周面が円筒状に形成された軸受部１２０ａを挿入することで、支持孔１１５ａに軸受部１２０ａが回転自在に支持される。これにより、カム軸１２３は、カム部材１２０の軸受部１２０ａを介して定着フレーム１１５に回転自在に支持される。この軸受部１２０ａによるカム部材１２０及びカム軸１２３の回転中心を、図１０に示すように、カム部材１２０の回転中心Ｏとする。
【００６２】
カム部１２０ｂは、カム軸１２３の軸線方向に関して軸受部１２０ａの片側に設けられ、加圧レバー１１２と当接する。カム部１２０ｂは、図１０に示すように、加圧レバー１１２と当接可能な外周面が、カム部材１２０の回転方向に関する複数箇所で回転中心Ｏからの距離（以下、半径という）が異なるカム面である。
【００６３】
一方、カム係合部１２０ｃは、カム軸１２３の軸線方向に関して軸受部１２０ａの他側に設けられている。即ち、カム係合部１２０ｃは、カム軸１２３の軸線方向に関して、軸受部１２０ａを挟んでカム部１２０ｂと反対側に設けられている。このようなカム係合部１２０ｃは、弾性的に撓むことでカム軸１２３の外周面に設けられた第１係合部としての係合穴１２３ａ（図９（ａ）、（ｂ））に係合する。
【００６４】
即ち、カム係合部１２０ｃは、後述する図１４に示すように、係合突部１２０ｄと、付勢部１２０ｅとを有する。係合突部１２０ｄは、係合穴１２３ａに係合可能に形成されている。付勢部１２０ｅは、軸受部１２０ａからカム軸１２３の軸線方向に沿って他側（カム部１２０ｂと反対側）に延出され、弾性的に撓むことで係合突部１２０ｄを係合穴１２３ａに向けて付勢する。具体的には、付勢部１２０ｅは板状に形成され、カム軸１２３の外周面に弾性的に当接する。そして、付勢部１２０ｅは、先端に設けられた係合突部１２０ｄを係合穴１２３ａに進入させ、更に、係合突部１２０ｄが係合穴１２３ａに進入する方向に弾性力を付与している。なお、第１係合部としての係合穴１２３ａも、カム軸１２３の平板部１２３ｂに形成されている。
【００６５】
このように構成されるカム部材１２０も、カムギア１２１と同様に、カム軸１２３に固定される。即ち、カム部材１２０をカム軸１２３に固定する際には、図９（ｂ）に示すように、カム部材１２０をカム軸１２３に外嵌し、更に、カム軸１２３に設けられた係合穴１２３ａにカム係合部１２０ｃを弾性的に撓ませた状態で係合させる。これにより、カム部材１２０がカム軸１２３の所定位置に位置決めされた状態で固定される。
【００６６】
［カム面］
次に、カム部材１２０のカム部１２０ｂのカム面１２０ｆについて、図１０を用いてより詳細に説明する。上述のように、カム部材１２０には、加圧レバー１１２と当接するカム部１２０ｂが設けられている。カム部１２０ｂの外周面であるカム面１２０ｆは、カム部材１２０の回転中心Ｏに対して角度によって半径の異なるプロファイルを有する。したがって、カム部材１２０の回転動作により加圧レバー１１２の揺動回転量を変化させ、加圧状態と加圧解除状態を切り替えることが可能となる。
【００６７】
本実施形態においては、カム面１２０ｆの半径が最大となる領域の角度の中心１２０ｇが加圧レバー１１２と当接状態になっている場合に、定着ニップ部Ｎが加圧解除状態となる様に設定している。カム面１２０ｆの半径が最大となる領域は、加圧レバー１１２を最も押し上げる領域であり、この領域では、加圧レバー１１２から受ける負荷が最大となる。したがって、この領域を最大負荷領域という。カム面１２０ｆの半径が最大となる領域（最大負荷領域）は、カム部材１２０の回転位相バラつきに対して加圧解除不良が発生しない程度に十分大きく設定する。
【００６８】
一方、加圧解除状態及び加圧状態を切り替える際の負荷変動を低減するために、加圧解除状態から加圧状態へのカム面１２０ｆの半径プロファイルの変化はなるべくなだらかであることが望ましい。即ち、半径プロファイルの変化領域は広く設定する方が良く、その分、カム面１２０ｆの最大負荷領域はなるべく狭い方が良い。本実施形態においては、カム面１２０ｆの最大負荷領域を約６０°に設定している。
【００６９】
［最大負荷領域と係合位置との関係］
次に、カム面１２０ｆの最大負荷領域と、カム部材１２０のカム軸１２３に対する係合位置との関係について説明する。まず、本実施形態では、第２係合部としてのカム係合部１２０ｃは、カム部材１２０の回転方向に関して、カム部１２０ｂのうち、加圧レバー１１２から受ける負荷が最大となる最大負荷位置と９０°以上の位相差を有する位置で係合穴１２３ａと係合する。これは、例えば、カム部材１２０のカム面の半径（回転中心Ｏからの距離）が最大となる位置が１箇所である場合、この箇所が最大負荷位置となる。そして、カム係合部１２０ｃの係合突部１２０ｄは、この最大負荷位置から９０°以上の位相差を有する位置で係合穴１２３ａと係合することを意味する。
【００７０】
一方、本実施形態のように、カム面の半径が最大となる位置が１箇所ではなく、所定の領域に広がっている場合がある。この場合、即ち、カム部材１２０の回転方向に関してカム部１２０ｂの所定の領域で加圧レバー１１２から受ける負荷が最大となる場合、最大負荷領域と係合位置との関係を次のようにする。即ち、カム係合部１２０ｃは、この所定の領域（最大負荷領域）の回転方向の両端位置のそれぞれから、回転方向に関して９０°以上の位相差を有する範囲が互いに重なる領域内で係合穴１２３ａと係合する。
【００７１】
即ち、図１０に示すように、最大負荷領域の回転方向両端の位置をそれぞれＬ１、Ｌ２とする。この場合に、位置Ｌ１に対して回転方向に９０°の位相差がある位置は、Ｍ１、Ｎ１となる。同様に、位置Ｌ２に対して回転方向に９０°の位相差ある位置は、Ｍ２、Ｎ２となる。したがって、位置Ｌ１、Ｌ２からそれぞれ９０°以上の位相差を有する範囲が互いに重なる領域は、位置Ｍ１から位置Ｎ２の範囲（矢印で示す範囲）となり、この領域で、カム係合部１２０ｃと係合穴１２３ａとが係合するようにする。これにより、係合位置が、最大負荷領域のどの位置に対しても９０°以上の位相差を有する範囲に位置することになる。
【００７２】
本実施形態においては、カム係合部１２０ｃは、カム部材１２０の回転中心Ｏに対して、カム面１２０ｆの最大負荷領域の角度の中心１２０ｇと略１８０°の位相差を有する位置に配置されている。言い換えれば、カム係合部１２０ｃは、中心１２０ｇと回転中心Ｏを挟んで中心１２０ｇと対向する位置に配置されている。
【００７３】
次に、最大負荷領域と係合位置との関係を上述のようにした理由を、図１１ないし図１４を用いて説明する。まず、図１１は、加圧状態の定着装置４０の斜視図であり、図１２は、加圧解除状態の定着装置４０の斜視図である。なお、図１１、１２の定着駆動部９０の構成が、図２に示した定着駆動部９０の構成と若干異なるが、機能的には同じである。また、図１３は、比較例におけるカム部材１２０Ａとカム軸１２３の関係を示す断面図、図１４は、本実施形態のカム部材１２０とカム軸１２３の関係を示す断面図である。比較例における定着装置４０全体の構成は本実施形態と同一とし、カム部材１２０Ａが本実施形態と異なるとする。
【００７４】
図１３、図１４に示すように、比較例の場合も本実施形態の場合も、カム部材１２０、１２０Ａは、カム軸１２３の軸線方向に関して、カム部１２０ｂ、軸受部１２０ａ、カム係合部１２０ｃが順に並んで配置されている。即ち、カム係合部１２０ｃとカム部１２０ｂは、軸受部１２０ａを挟んで互いに反対側に位置している。したがって、カム係合部１２０ｃは定着フレーム１１５の内側、カム部１２０ｂは定着フレーム１１５の外側に位置することになる。
【００７５】
比較例のカム部材１２０Ａは、図１３に示すように、カム係合部１２０ｃは、カム部材１２０の回転中心Ｏに対して、カム部１２０ｂの半径が最大となる領域（最大負荷領域）の角度の中心１２０ｇ（図１０参照）と略同位相の位置に配置されている。即ち、最大負荷位置とカム係合部１２０ｃが係合穴１２３ａと係合する位置との位相差が９０°未満で、図１３に示す例では、略同じ位相としている。
【００７６】
ここで、定着装置４０が、図１１の加圧状態から、図７で示した加圧解除動作により図１２の加圧解除状態になると、両端のカム部１２０ｂは加圧レバー１１２により押され、矢印Ａ方向にそれぞれ負荷がかかる。即ち、加圧解除状態では、最大負荷領域の角度の中心１２０ｇに加圧レバー１１２が当接し、カム部材１２０により加圧レバー１１２を押し上げている状態である。このため、カム部１２０ｂには加圧レバー１１２から最大の負荷が作用する。
【００７７】
比較例においては、図１３に示すように、このようにカム部１２０ｂに負荷が矢印Ａ方向にかかると、軸受部１２０ａを支点にカム係合部１２０ｃが矢印Ｂ方向に撓み変形しようとする。矢印Ｂ方向にはカム係合部１２０ｃの変形を抑制する物は存在しない。このため、カム係合部１２０ｃは、係合突部１２０ｄがカム軸１２３に設けられた係合穴１２３ａから抜ける方向に変形する。そして、カム部１２０ｂにかかる負荷が大きくなり、カム係合部１２０ｃの変形量が増大し、係合突部１２０ｄの係合穴１２３ａに対する係合量を、この変形量が超えるような状態になると、カム部材１２０がカム軸１２３から外れてしまう可能性がある。
【００７８】
一方、本実施形態においては、図１４に示すように、カム部１２０ｂに負荷が矢印Ａ方向にかかると、軸受部１２０ａを支点にカム係合部１２０ｃが矢印Ｃ方向に撓み変形しようとする。この変形方向は、カム係合部１２０ｃがカム軸１２３に当接する方向である。このため、カム係合部１２０ｃは、係合突部１２０ｄがカム軸１２３に設けられた係合穴１２３ａに押し込まれる方向に変形する。また、カム部１２０ｂにかかる負荷が大きくなっても、カム係合部１２０ｃの変形量はカム軸１２３によって抑制されており、係合突部１２０ｄが係合穴１２３ａに押し込まれる方向に付勢される。このため、カム部材１２０がカム軸１２３から外れてしまうことを抑制できる。即ち、本実施形態の場合、カム部材１２０が、弾性的に撓むことでカム軸１２３に設けられた係合穴１２３ａと係合するカム係合部１２０ｃを有する構成であっても、カム係合部１２０ｃが係合穴１２３ａから外れにくい。
【００７９】
なお、本実施形態では、カム係合部１２０ｃは、カム部材１２０の回転中心Ｏに対して、カム面１２０ｆの半径が最大となる領域（最大負荷領域）の角度の中心１２０ｇと略１８０°位相差を有する位置とした。これは、カム面１２０ｆの最大負荷領域の角度の中心１２０ｇで加圧レバー１１２と当接することで、定着装置４０を加圧解除状態とするためである。但し、上述したように、最大負荷領域の回転方向の両端位置Ｌ１、Ｌ２（図１０）のそれぞれから、回転方向に関して９０°以上の位相差を有する範囲が互いに重なる領域内（位置Ｍ１から位置Ｎ２の範囲）にカム係合部１２０ｃがあれば良い。
【００８０】
例えば、最大負荷位置から９０°の位相差がある位置にカム係合部１２０ｃがある場合、カム部１２０ｂに矢印Ａ方向の負荷がかかっても、カム係合部１２０ｃが係合穴１２３ａから外れる方向に撓む力が作用しない。この場合、カム係合部１２０ｃが係合穴１２３ａに押し込まれる方向にも力が作用しないが、カム係合部１２０ｃが係合穴１２３ａから外れる方向に力が作用しないため、カム係合部１２０ｃが係合穴１２３ａから外れにくい。
【００８１】
また、最大負荷位置から９０°よりも大きい角度の位相差がある位置にカム係合部１２０ｃがある場合、カム部１２０ｂに矢印Ａ方向の負荷がかかると、カム係合部１２０ｃが係合穴１２３ａに押し込まれる方向に力が作用することになる。この場合、最大負荷位置とカム係合部１２０ｃとの位相差によって力の大きさが異なるものの、何れの位置でも、カム係合部１２０ｃが係合穴１２３ａに押し込まれる方向に力が作用する。したがって、カム係合部１２０ｃが係合穴１２３ａから外れにくい。
【００８２】
＜第２の実施形態＞
第２の実施形態について、図１４を参照しつつ、図１５を用いて説明する。第１の実施形態では、カム面１２０ｆの所定の領域を最大負荷領域とした構成について説明した。これに対して本実施形態では、カム面１２０ｆ１に最大負荷位置が複数ある構成としている。その他の構成及び作用は上述の第１の実施形態と同様であるため、同じ構成については同じ符号を付して説明及び図示を省略又は簡略にし、以下、第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００８３】
図１５に示すように、カム部材１２０Ｂのカム部１２０ｂは、最大負荷位置を複数有する。本実施形態では、カム部１２０ｂは、２つの最大負荷位置Ｐ１、Ｐ２と、カム部材１２０Ｂの回転方向に関して２つの最大負荷位置Ｐ１、Ｐ２の間に設けられた平坦部１２０ｈと、を有する。このような本実施形態のカム部材１２０Ｂは、カム軸１２３を所定位置に回転させた状態で平坦部１２０ｈを加圧レバー１１２（図４、５など参照）に当接する。この所定位置は、加圧レバー１１２を押し上げて定着装置を加圧解除状態とする位置である。したがって、本実施形態の場合、加圧解除を行う位置が最大負荷位置ではない。
【００８４】
このようにカム面１２０ｆ１に平坦部１２０ｈを設け、この平坦部１２０ｈが加圧レバー１１２と当接した場合に、加圧解除状態とすることで、加圧解除状態を安定させることができる。また、平坦部１２０ｈの回転方向両端を最大負荷位置Ｐ１、Ｐ２とすることで、カム部材１２０Ｂが加圧解除位置から不用意に外れにくくできる。例えば、加圧解除状態で何らかの外力が作用し、カム部材１２０Ｂが回転する傾向となっても、カム部材１２０Ｂが加圧解除位置から外れる際には、最大負荷位置Ｐ１、Ｐ２の何れかの位置を乗り越える必要がある。即ち、加圧解除状態よりも負荷が大きい位置を乗り越えないと加圧解除位置から外れない。このため、カム部材１２０Ｂが加圧解除位置から不用意に外れにくくできる。
【００８５】
本実施形態では、カム面１２０ｆ１の半径が最も小さい位置から最大負荷位置Ｐ１、Ｐ２まで徐々に半径を大きくし、最大負荷位置Ｐ１、Ｐ２を同じ半径の領域である平坦部１２０ｈで連続させている。但し、カム面にこのような平坦部を設けずに、例えば、加圧解除状態となる所定の領域の回転方向両端に突部をそれぞれ設け、これら突部を設けた位置を最大負荷位置としても良い。
【００８６】
本実施形態の場合、カム係合部１２０ｃは、カム部材１２０Ｂの回転方向に関して、２つの最大負荷位置Ｐ１、Ｐ２のそれぞれから９０°以上の位相差を有する範囲が互いに重なる領域内で、カム軸１２３の係合穴１２３ａと係合するようにしている。
【００８７】
即ち、図１５に示すように、最大負荷位置Ｐ１に対して回転方向に９０°の位相差がある位置は、Ｑ１、Ｒ１となる。同様に、最大負荷位置Ｐ２に対して回転方向に９０°の位相差ある位置は、Ｑ２、Ｒ２となる。したがって、最大負荷位置Ｐ１、Ｐ２からそれぞれ９０°以上の位相差を有する範囲が互いに重なる領域は、位置Ｑ１から位置Ｒ２の範囲（矢印で示す範囲）となり、この領域で、カム係合部１２０ｃと係合穴１２３ａとが係合するようにする。これにより、係合位置が、最大負荷領域のどの位置に対しても９０°以上の位相差を有する範囲に位置することになる。
【００８８】
このような本実施形態の場合も、第１の実施形態と同様に、カム部材１２０Ｂが、弾性的に撓むことでカム軸１２３に設けられた係合穴１２３ａと係合するカム係合部１２０ｃを有する構成であっても、カム係合部１２０ｃが係合穴１２３ａから外れにくい。本実施形態では、加圧解除位置ではカム部１２０ｂに最大負荷が作用しないが、加圧位置と加圧解除位置との間を移動する際に最大負荷位置Ｐ１（又はＰ２）で最大負荷が作用する。したがって、この位置で、図１３に示すような係合位置とすると、カム面が最大負荷位置Ｐ１（又はＰ２）を通過する際に、カム係合部１２０ｃが係合穴１２３ａから外れる虞がある。本実施形態では、加圧解除位置ではなく、最大負荷位置Ｐ１、Ｐ２に対して係合位置との位相差を設定しているため、カム部材１２０Ｂの動作時にカム係合部１２０ｃが係合穴１２３ａから外れにくくできる。
【００８９】
なお、上述の説明では、最大負荷位置を２箇所としたが、最大負荷位置が３箇所以上の複数有っても同様である。即ち、この場合には、カム係合部１２０ｃが、複数の最大負荷位置のそれぞれから９０°以上の位相差を有する範囲が互いに重なる領域内で係合穴１２３ａと係合するようにすれば良い。
【００９０】
＜第３の実施形態＞
第３の実施形態について、図１０を参照しつつ、図１６及び図１７を用いて説明する。上述の第１、第２の実施形態では、カムの構成が、軸受部１２０ａを挟んでカム部１２０ｂとカム係合部１２０ｃとが反対側にある構成について説明した。これに対して本実施形態では、カムの構成を、軸受部１２０ａに対してカム部１２０ｂとカム係合部１２０ｃが同じ側にある構成としている。その他の構成及び作用は上述の第１の実施形態と同様であるため、同じ構成については同じ符号を付して説明及び図示を省略又は簡略にし、以下、第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００９１】
本実施形態の場合も、図１６（ａ）に示すように、カム軸１２３には、カム部材１２０Ｄのカム係合部１２０ｃの係合突部１２０ｄ（図１７）が係合可能な第１係合部としての係合穴１２３ａが形成されている。また、カム部材１２０Ｄをカム軸１２３に固定する際には、図１６（ｂ）に示すように、カム部材１２０Ｄをカム軸１２３に外嵌し、更に、カム軸１２３に設けられた係合穴１２３ａにカム係合部１２０ｃを弾性的に撓ませた状態で係合させる。
【００９２】
また、本実施形態の場合も、第１の実施形態と同様に、カム部材１２０Ｄは、支持部としての軸受部１２０ａと、当接部としてのカム部１２０ｂと、第２係合部としてのカム係合部１２０ｃとを、一体的に有する。但し、図１７に示すように、第１の実施形態と異なり、カム部１２０ｂは、カム軸１２３の軸線方向に関して軸受部１２０ａの片側に設けられ、カム係合部１２０ｃは、カム軸１２３の軸線方向に関してカム係合部１２０ｃの片側に設けられている。即ち、カム係合部１２０ｃは、カム軸１２３の軸線方向に関して、軸受部１２０ａに対し、カム部１２０ｂと同じ側に設けられ、且つ、カム部１２０ｂから軸線方向片側に更に延出するように設けられている。したがって、カム部１２０ｂは定着フレーム１１５の外側、カム係合部１２０ｃはカム部１２０ｂの更に外側に配置される。
【００９３】
次に、カム面１２０ｆの最大負荷領域と、カム部材１２０Ｄのカム軸１２３に対する係合位置との関係について説明する。まず、本実施形態では、第２係合部としてのカム係合部１２０ｃは、カム部材１２０Ｄの回転方向に関して、カム部１２０ｂのうち、加圧レバー１１２から受ける負荷が最大となる最大負荷位置と９０°以下の位相差を有する位置で係合穴１２３ａと係合する。
【００９４】
また、本実施形態の場合も、カム面１２０ｆの形状を、図１０に示す構造としている。このため、本実施形態の場合も、カム面１２０ｆは最大負荷領域を有する。したがって、本実施形態では、カム係合部１２０ｃは、最大負荷領域の回転方向の両端位置のそれぞれから、回転方向に関して９０°以下の位相差を有する範囲が互いに重なる領域内で係合穴１２３ａと係合する。即ち、図１０において、回転中心Ｏよりも最大負荷領域側で、且つ、位置Ｍ２から位置Ｎ１の範囲で、カム係合部１２０ｃと係合穴１２３ａとが係合するようにしている。
【００９５】
本実施形態においては、カム係合部１２０ｃは、カム部材１２０の回転中心Ｏに対して、カム面１２０ｆの最大負荷領域の角度の中心１２０ｇと略同じ位相の位置に配置されている。
【００９６】
上述したように本実施形態のカム部材１２０Ｄは、カム軸１２３の軸線方向に関して、カム係合部１２０ｃ、カム部１２０ｂ、軸受部１２０ａが順に並んで配置されている。即ち、カム係合部１２０ｃとカム部１２０ｂは、軸受部１２０ａに対し同じ側に位置し、且つ、カム係合部１２０ｃは、カム部１２０ｂに対し軸受部１２０ａと反対側に位置している。
【００９７】
図１７に示すように、カム部１２０ｂに負荷が矢印Ａ方向にかかると、軸受部１２０ａを支点にカム係合部１２０ｃが矢印Ｄ方向に撓み変形しようとする。この変形方向は、カム係合部１２０ｃがカム軸１２３に当接する方向である。このため、カム係合部１２０ｃは、係合突部１２０ｄがカム軸１２３に設けられた係合穴１２３ａに押し込まれる方向に変形する。また、カム部１２０ｂにかかる負荷が大きくなっても、カム係合部１２０ｃの変形量はカム軸１２３によって抑制されており、係合突部１２０ｄが係合穴１２３ａに押し込まれる方向に付勢される。このため、カム部材１２０がカム軸１２３から外れてしまうことを抑制できる。即ち、本実施形態の場合、カム部材１２０が、弾性的に撓むことでカム軸１２３に設けられた係合穴１２３ａと係合するカム係合部１２０ｃを有する構成であっても、カム係合部１２０ｃが係合穴１２３ａから外れにくい。
【００９８】
なお、本実施形態では、カム係合部１２０ｃは、カム部材１２０の回転中心Ｏに対して、カム面１２０ｆの半径が最大となる領域（最大負荷領域）の角度の中心１２０ｇと略同じ位相の位置とした。これは、カム面１２０ｆの最大負荷領域の角度の中心１２０ｇで加圧レバー１１２と当接することで、定着装置４０を加圧解除状態とするためである。但し、上述したように、最大負荷領域の回転方向の両端位置Ｌ１、Ｌ２（図１０）のそれぞれから、回転方向に関して９０°以下の位相差を有する範囲が互いに重なる領域内（位置Ｍ２から位置Ｎ１の範囲）にカム係合部１２０ｃがあれば良い。この点については、最大負荷領域と係合位置との位相差の関係が９０°以上であるか、９０°以下であるかが異なるだけで、第１の実施形態と同様である。
【００９９】
また、本実施形態の構成に第２の実施形態の構成のカム面１２０ｆ１を適用しても良い。即ち、カム部１２０ｂが最大負荷位置を複数有する構成の場合、カム係合部１２０ｃは、カム軸１２３の回転方向に関して、複数の最大負荷位置のそれぞれから９０°以下の位相差を有する範囲が互いに重なる領域内で係合穴１２３ａと係合するようにする。
【０１００】
特に、図１５に示したように、平坦部１２０ｈと、最大負荷位置Ｐ１、Ｐ２とを有するカム面１２０ｆ１の場合、次のようにする。即ち、カム係合部１２０ｃは、カムの回転方向に関して、２つの最大負荷位置Ｐ１、Ｐ２のそれぞれから９０°以下の位相差を有する範囲が互いに重なる領域内で、カム軸１２３の係合穴１２３ａと係合するようにする。具体的には、図１５において、回転中心Ｏよりも最大負荷領域側で、且つ、位置Ｑ２から位置Ｒ１の範囲で、カム係合部１２０ｃと係合穴１２３ａとが係合するようにする。
【０１０１】
なお、本実施形態の場合も、第２の実施形態と同様に、カム面に平坦部を設けずに、例えば、加圧解除状態となる所定の領域の回転方向両端に突部をそれぞれ設け、これら突部を設けた位置を最大負荷位置としても良い。
【０１０２】
＜他の実施形態＞
上述の各実施形態では、カム軸１２３はコの字に曲げた金属板としたが、ロの字に曲げた金属板や、角軸、周方向の一部を平坦としたＤカット形状を有する丸軸等、種々の軸に適用することができる。
【０１０３】
また、上述の各実施形態においては、カム部１２０ｂと加圧レバー１１２が、カム部１２０ｂの半径が最大となる領域の角度の中心１２０ｇにおいて接している状態を加圧解除状態とした。但し、カム部材１２０で加圧レバー１１２を押し上げることで加圧状態を達成する構成にも本発明を適用可能である。この構成の場合、カム部１２０ｂと加圧レバー１１２が、カム部１２０ｂの半径が最大となる領域の角度の中心１２０ｇにおいて接している状態が加圧状態である。
【０１０４】
また、上述の各実施形態では、カム面を回転中心Ｏと加圧解除位置（角度の中心１２０ｇ）通る線に対し対称形状とした。但し、カム面は非対称であっても良い。この場合、第２の実施形態で説明したような最大負荷位置は、片側にのみ設けるようにしても良い。
【０１０５】
また、上述の各実施形態では、回転部材としてカム部材を用いた構成について説明した。但し、回転部材は、例えば、回転中心からの距離が全周に亙って同じである断面円形の部材であっても良い。このような構成であっても、回転部材の回転方向の位相によって加圧部材から受ける負荷が変化するものであれば、本発明を適用可能である。
【０１０６】
また、上述の各実施形態では、定着装置４０として、ヒータ側に無端状の定着ベルトを用い、ベルトとの間でニップ部を形成する部材として加圧ローラを用いているが、定着装置は、この方式に限定するものではない。例えば、加圧ローラを無端状のベルトとしても良いし、ヒータ側をローラにより張架されるベルトとしても良い。また、定着装置の構成は、ＩＨによる加熱方式など、従来から知られている他の構成であっても良い。
【０１０７】
更に、上述の各実施形態では、本発明を定着装置の第１回転体としての定着ベルトと第２回転体としての加圧ローラとを当接及び離間させる構成に適用した場合について説明した。但し、本発明は、中間転写ベルトを感光ドラムに対して当接及び離間させる構成にも適用可能である。また、定着ベルトや定着ローラ等の定着部材を外部から加熱する外部加熱部材を定着部材に対して当接及び離間させる構成にも適用可能である。また、定着部材をウェブなどでクリーニングするクリーニング部材を定着部材に対して当接又は離間させる構成にも適用可能である。更には、当接又は離間させる構成だけではなく、離間せずに当接圧が変化する構成にも適用可能である。
【符号の説明】
【０１０８】
４０・・・定着装置／１００・・・定着ベルト（第１回転体）／１０１・・・加圧ローラ（第２回転体）／１０２・・・ヒータ（加熱源）／１１０・・・加圧装置／１１２・・・加圧レバー（加圧部材）／１１５・・・定着フレーム（支持部材）／１２０、１２０Ｂ、１２０Ｄ・・・カム部材（回転部材）／１２０ａ・・・軸受部（支持部）／１２０ｂ・・・カム部（当接部）／１２０ｃ・・・カム係合部（第２係合部）／１２０ｄ・・・係合突部／１２０ｅ・・・付勢部／１２０ｆ、１２０ｆ１・・・カム面／１２３・・・カム軸（回転軸）／１２３ａ・・・係合穴（第１係合部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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