(57)【要約】【課題】簡単な構成でありながら、各ローラが圧接するときにだけ、圧力解除カムの動力伝達系を制動する。【解決手段】圧力解除カム７６の軸７６ａに固定された角度検出用カム９４と定着装置１２の本体フレームの不動箇所Ｇとの間に制動用コイルスプリング１０１を架け渡して、各ローラ３１、３２が圧接解除状態から圧接状態に移行するときには、この制動用コイルスプリング１０１の張力により角度検出用カム９４の加速動作を制動し、この角度検出用カム９４と同軸の圧力解除カム７６の加速動作も制動している。更に、圧力解除カム７６の加速動作の制動により、圧力解除カム７６の回転角度に応じて変位する加圧ローラ３２の加速動作も制動している。この結果、異常音、振動、衝撃、部品の破損等が防止される。【選択図】図１０
2010271587.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転部材とローラを相互に圧接し、前記回転部材とローラを回転させて、前記回転部材とローラ間のニップ域に記録部材を挟み込んで搬送しており、前記ローラを支持する支持部材に圧力解除カムを摺接させ、この圧力解除カムの回転により前記支持部材を変位させて、前記回転部材とローラ間の圧接状態を制御する定着装置であって、
前記圧力解除カムの回転を制動するべく、前記圧力解除カムの回転角度により変動する付勢力を該圧力解除カムの軸と共に回転する箇所に付与する制動手段を備えたことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
請求項１に記載の定着装置において、
前記制動手段の付勢力は、前記ローラが前記回転部材に圧接する方向に変位するときの前記圧力解除カムの第１位相範囲で増大し、前記ローラが前記回転部材から離れる方向に変位するときの前記圧力解除カムの第２位相範囲で低下することを特徴とする定着装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の定着装置において、
前記制動手段は、前記圧力解除カムの軸に固定された回転体と、前記軸から離間した前記回転体の回転箇所と装置本体の不動箇所との間に架け渡されて、該回転体を通じて圧力解除カムに張力を付与するコイルスプリングとを有することを特徴とする定着装置。
【請求項４】
請求項３に記載の定着装置において、
前記コイルスプリングは、前記ローラが前記回転部材に圧接する方向に変位するときの前記圧力解除カムの第１位相範囲で伸長するような前記回転体の箇所に係止されたことを特徴とする定着装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のうちのいずれか１つ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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ装置、及びプリンター等の電子写真方式の画像形成装置に適用される定着装置、及びそれを備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の電子写真方式の画像形成装置においては、静電潜像を感光体ドラム表面に形成し、トナーにより感光体ドラム表面の静電潜像を現像して、感光体ドラム表面にトナー像を形成し、トナー像を感光体ドラムから記録用紙に転写し、記録用紙を加熱及び加圧して、トナー像を記録用紙上に定着している。
【０００３】
記録用紙上のトナー像の定着は、定着装置により行われる。定着装置では、一対の加熱ローラと加圧ローラ間のニップ域に記録用紙を挟み込んで搬送しつつ、各ローラにより記録用紙を加熱及び加圧して、記録用紙上のトナーを加熱溶融して定着する。
【０００４】
このような定着装置においては、加熱ローラと加圧ローラ間のニップ域の幅を確保して、ニップ域を安定的に維持するために、各ローラを弾性層により覆って、各ローラの弾性層が相互に圧接して変形するようにしている。
【０００５】
しかしながら、各ローラの圧接圧力が大きいため、定着装置の非使用状態にあり、各ローラの停止状態が長時間継続すると、各ローラの弾性層が変形したままとなって元の形状に戻らず、各ローラの弾性層に凹みが形成されることがあった。
【０００６】
このため、加熱ローラと加圧ローラ間に圧接付与または圧接解除のための機構を設けることがある。例えば、作動状態においては、バネの付勢力により加熱ローラと加圧ローラを相互に圧接させ、休止状態においては、バネの付勢力に抗して加熱ローラ又は加圧ローラを離れる方向に変位させる。具体的には、一方のローラを支持する支持部材に圧力解除カムを摺接させ、この圧力解除カムの回転により支持部材を変位させて、一方のローラも変位させ、各ローラ間の圧接を解除する。
【０００７】
このような機構においては、各ローラが圧接するときの圧力解除カムの第１位相範囲でバネが縮小して、その付勢力が減少し、また各ローラが離れる方向に変位するときの圧力解除カムの第２位相範囲でバネが伸長して、その付勢力が増大する。このため、圧力解除カムの動力伝達系は、第１位相範囲でバネが縮小するときに加速され、また第２位相範囲でバネが伸長するときに制動される。詳しくは、圧力解除カムのいわゆる下りカム面（カムの作用量が減少してゆく面）において、圧力解除カムの動力伝達系が加速され、またいわゆる登りカム面（カムの作用量が増大してゆく面）において、圧力解除カムの動力伝達系が制動される。
【０００８】
ところが、前者の第１位相範囲（圧力解除カムの下りカム面）で圧力解除カムの動力伝達系が加速されると、動力伝達系が急激に作動し、異常音、振動、衝撃、部品の破損等が発生する。
【０００９】
このため、特許文献１では、圧力解除カムの動力伝達系の軸にトルクリミッタを設け、バネが縮小して、各ローラが圧接するときに、このトルクリミッタにより圧力解除カムの動力伝達系の軸を制動している。また、回転駆動力をトルクリミッタに伝達する歯車の歯の一部を切り欠き、これによりバネが伸長して、各ローラが離れる方向に変位するときには、回転がトルクリミッタに伝達されず、トルクリミッタによる制動が解除されるようにしている。
【００１０】
また、圧力解除カムのカム面に圧接するような板バネを設け、この板バネにより圧力解除カムの回転を制動している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００３−２８０３０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献１のように動力伝達系の軸にトルクリミッタを設けたり、回転をトルクリミッタに伝達する歯車の歯の一部を切り欠く構成では、動力伝達形の構成が複雑化し、部品点数が多くなる。また、トルクリミッタを圧力解除カムの軸に直接設けて、動力伝達系の構成を簡単化することが考えられるが、この場合は、トルクリミッタの制動が動力伝達系に常に加わって、つまり常にブレーキがかけられて、駆動力の無駄が増大する。
【００１３】
また、圧力解除カムのカム面に圧接するような板バネを設ける構成では、板バネを圧力解除カムのカム面に強く圧接させることから、この圧接による制動力が動力伝達系に常に加わる可能性があり、また動力伝達系の摩擦等が増大するという問題がある。
【００１４】
そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであり、簡単な構成でありながら、各ローラが圧接するときにだけ、圧力解除カムの動力伝達系を制動することが可能な定着装置、及びそれを備える画像形成装置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】
【００１５】
上記課題を解決するために、本発明の定着装置は、回転部材とローラを相互に圧接し、前記回転部材とローラを回転させて、前記回転部材とローラ間のニップ域に記録部材を挟み込んで搬送しており、前記ローラを支持する支持部材に圧力解除カムを摺接させ、この圧力解除カムの回転により前記支持部材を変位させて、前記回転部材とローラ間の圧接状態を制御する定着装置であって、前記圧力解除カムの回転を制動するべく、前記圧力解除カムの回転角度により変動する付勢力を該圧力解除カムの軸と共に回転する箇所に付与する制動手段を備えている。
【００１６】
また、前記制動手段の付勢力は、前記ローラが前記回転部材に圧接する方向に変位するときの前記圧力解除カムの第１位相範囲で増大し、前記ローラが前記回転部材から離れる方向に変位するときの前記圧力解除カムの第２位相範囲で低下する。
【００１７】
更に、前記制動手段は、前記圧力解除カムの軸に固定された回転体と、前記軸から離間した前記回転体の回転箇所と装置本体の不動箇所との間に架け渡されて、該回転体を通じて圧力解除カムに張力を付与するコイルスプリングとを有している。
【００１８】
また、前記コイルスプリングは、前記ローラが前記回転部材に圧接する方向に変位するときの前記圧力解除カムの第１位相範囲で伸長するような前記回転体の箇所に係止されている。
【００１９】
一方、本発明の画像形成装置は、上記本発明の定着装置を備えている。
【発明の効果】
【００２０】
このような本発明の定着装置によれば、圧力解除カムの回転を制動するべく、圧力解除カムの回転角度により変動する付勢力を該圧力解除カムの軸と共に回転する箇所に付与する制動手段を備えているので、回転部材とローラが圧接するような圧力解除カムの回転角度のときにだけ、付勢力を増大させて、圧力解除カムの回転を制動したり、回転部材とローラの急激な変位を制動することができ、異常音、振動、衝撃、部品の破損等を防止することができる。また、圧力解除カムの無駄な制動を回避して、駆動力の無駄等を防止することができる。
【００２１】
尚、回転部材は、他のローラであっても良いし、無端状ベルト等であっても構わない。
【００２２】
また、付勢力により圧力解除カムの軸と共に回転する箇所を制動していることから、機械的な摩擦が増大することはなく、耐久性が劣化することもない。
【００２３】
例えば、制動手段の付勢力は、ローラが前記回転部材に圧接する方向に変位するときの圧力解除カムの第１位相範囲で増大し、ローラが回転部材から離れる方向に変位するときの圧力解除カムの第２位相範囲で低下する。これにより、圧力解除カムの回転を適確に制動し、かつ圧力解除カムの無駄な制動を回避することができる。
【００２４】
例えば、制動手段は、圧力解除カムの軸に固定された回転体と、軸から離間した回転体の回転箇所と装置本体の不動箇所との間に架け渡されて、該回転体を通じて圧力解除カムに張力を付与するコイルスプリングとからなる。このような簡単な構成により、制動手段を実現することができる。
【００２５】
この場合、コイルスプリングは、ローラが回転部材に圧接する方向に変位するときの圧力解除カムの第１位相範囲で伸長するような回転体の箇所に係止される。これにより、先に述べたように圧力解除カムの回転を適確に制動することができる。
【００２６】
一方、本発明の画像形成装置は、上記本発明の定着装置を備えていることから、同様の作用効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の定着装置の一実施形態を適用した画像形成装置を示す断面図である。
【図２】本実施形態の定着装置の概略構成を示す側面図である。
【図３】本実施形態の定着装置における各ローラの一端側の構成を示す断面図である。
【図４】本実施形態の定着装置における各ローラの一端側の構成を示す断面図であり、図３よりも外側の断面を示している。
【図５】図４の制御レバーの動作を示す図である。
【図６】本実施形態の定着装置における各ローラの一端側の構成を示す断面図であり、図４よりも外側の断面を示している。
【図７】図６の角度検出用カムの動作を示す図である。
【図８】本実施形態の定着装置における各ローラの両端の構成を概略的に示す斜視図である。
【図９】（ａ）、（ｂ）は、図３における揺動レバー及び圧力解除カムの動作を示す図である。
【図１０】（ａ）、（ｂ）は、本実施形態の定着装置における制動用コイルスプリングの動作を模式的に示す図である。
【図１１】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、制動用コイルスプリングの動作を模式的に示す図である。
【図１２】本実施形態の定着装置における圧力解除カムの回転角度が０°から３６０°（０°）まで変化するときの該圧力解除カムの回転負荷を示すグラフである。
【図１３】比較例の定着装置を概略的に示す斜視図である。
【図１４】比較例の定着装置における圧力解除カムの回転角度が０°から３６０°（０°）まで変化するときの該圧力解除カムの回転負荷を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。
【００２９】
図１は、本発明の定着装置の一実施形態を適用した画像形成装置を示す断面図である。この画像形成装置は、原稿の画像を読取る原稿読取り装置Ｂと、原稿読取り装置Ｂにより読取られた原稿の画像又は外部から受信した画像をカラーもしくは単色で記録用紙に記録形成する装置本体Ａとを備えている。
【００３０】
原稿読取り装置Ｂでは、原稿が原稿セットトレイ４１にセットされると、ピックアップローラ４４が原稿表面に押し付けられて回転され、原稿がトレイ４１から引き出され、原稿がサバキローラ４５と分離パッド４６間を通過して１枚ずつに分離されてから搬送経路４７へと搬送される。
【００３１】
この搬送経路４７では、原稿の先端がレジストローラ４９に当接して、原稿の先端がレジストローラ４９と平行に揃えられ、この後に原稿がレジストローラ４９により搬送されて読取りガイド５１と読取りガラス５２間を通過する。このとき、第１走査部５３の光源の光が読取りガラス５２を介して原稿表面に照射され、その反射光が読取りガラス５２を介して第１走査部５３に入射し、この反射光が第１及び第２走査部５３、５４のミラーで反射されて結像レンズ５５へと導かれ、結像レンズ５５によって原稿の画像がＣＣＤ（Charge Coupled Device）５６上に結像される。ＣＣＤ５６は、原稿の画像を読取り、原稿の画像を示す画像データを出力する。更に、原稿は、搬送ローラ５７により搬送され、排紙ローラ５８を介して排紙トレイ５９に排出される。
【００３２】
また、原稿台ガラス６１上に載置された原稿を読取ることができる。レジストローラ４９、読取りガイド５１、排紙トレイ５９等とそれらよりも上側の部材とは、一体化されて、原稿読取り装置Ｂの背面側で開閉可能に枢支されたカバー体となっており、この上側のカバー体が開かれると、原稿台ガラス６１が解放されて、原稿台ガラス６１上に原稿を載置することができる。原稿が載置されて、カバー体が閉じられると、第１及び第２走査部５３、５４が副走査方向に移動されつつ、第１走査部５３によって原稿台ガラス６１上の原稿表面が露光され、第１及び第２走査部５３、５４によって原稿表面からの反射光が結像レンズ５５へと導かれ、結像レンズ５５によって原稿の画像がＣＣＤ５６上に結像される。このとき、第１及び第２走査部５３、５４が相互に所定の速度関係を維持しつつ移動されて、原稿表面→第１及び第２走査部５３、５４→結像レンズ５５→ＣＣＤ５６という反射光の光路の長さが変化しないように第１及び第２走査部５３、５４の位置関係が常に維持され、これによりＣＣＤ５６上での原稿の画像のピントが常に正確に維持される。
【００３３】
こうして読取られた原稿の画像全体は、画像データとして画像形成装置の装置本体Ａへと送受され、装置本体Ａにおいて画像が記録用紙に記録される。
【００３４】
一方、画像形成装置の装置本体Ａは、レーザ露光装置１、現像装置２、感光体ドラム３、帯電器５、クリーナ装置４、中間転写ベルト装置８、定着装置１２、用紙搬送装置１８、給紙トレイ１０、及び排紙トレイ１５等により構成されている。
【００３５】
画像形成装置において扱われる画像データは、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色を用いたカラー画像に応じたもの、又は単色（例えばブラック）を用いたモノクロ画像に応じたものである。従って、現像装置２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）、感光体ドラム３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）、帯電器５（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）、クリーナ装置４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）は各色に応じた４種類の潜像を形成するようにそれぞれ４個ずつ設けられ、それぞれａがブラックに、ｂがシアンに、ｃがマゼンタに、ｄがイエローに対応付けられて、４つの画像ステーションが構成されている。
【００３６】
感光体ドラム３は、装置本体Ａのほぼ中央に配置されている。
【００３７】
帯電器５は、感光体ドラム３の表面を所定の電位に均一に帯電させるための帯電手段であり、接触型であるローラ型やブラシ型の帯電器のほか、チャージャー型の帯電器が用いられる。
【００３８】
レーザ露光装置１は、レーザダイオード及び反射ミラーを備えたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）であり、帯電された感光体ドラム３表面を画像データに応じて露光して、その表面に画像データに応じた静電潜像を形成する。
【００３９】
現像装置２は、感光体ドラム３上に形成された静電潜像を（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）のトナーにより現像する。クリーナ装置４は、現像及び画像転写後に感光体ドラム３表面に残留したトナーを除去及び回収する。
【００４０】
感光体ドラム３の上方に配置されている中間転写ベルト装置８は、中間転写ベルト７、中間転写ベルト駆動ローラ２１、従動ローラ２２、中間転写ローラ６（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）、及び中間転写ベルトクリーニング装置９を備えている。
【００４１】
中間転写ベルト駆動ローラ２１、中間転写ローラ６、従動ローラ２２等は、中間転写ベルト７を張架して支持し、中間転写ベルト７を矢印Ｃ方向に周回移動させる。
【００４２】
中間転写ローラ６は、中間転写ベルト７近傍に回転可能に支持され、中間転写ベルト７を介して感光体ドラム３に圧接され、感光体ドラム３のトナー像を中間転写ベルト７に転写するための転写バイアスを印加されている。
【００４３】
中間転写ベルト７は、各感光体ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄに接触するように設けられており、各感光体ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ表面のトナー像を中間転写ベルト７に順次重ねて転写することによって、カラーのトナー像（各色のトナー像）を形成する。この転写ベルトは、厚さ１００μｍ〜１５０μｍ程度のフィルムを用いて無端ベルト状に形成されている。
【００４４】
感光体ドラム３から中間転写ベルト７へのトナー像の転写は、中間転写ベルト７裏面に圧接されている中間転写ローラ６によって行われる。中間転写ローラ６には、トナー像を転写するために高電圧の転写バイアス（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）が印加されている。中間転写ローラ６は、直径８〜１０ｍｍの金属（例えばステンレス）軸をベースとし、その表面は、導電性の弾性材（例えばＥＰＤＭ、発泡ウレタン等）により覆われているローラである。この導電性の弾性材により、記録用紙に対して均一に高電圧を印加することができる。
【００４５】
上述の様に各感光体ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ表面のトナー像は、中間転写ベルト７で積層され、画像データによって示されるカラーのトナー像となる。このように積層された各色のトナー像は、中間転写ベルト７と共に搬送され、中間転写ベルト７と接触する２次転写装置１１によって記録用紙上に転写される。
【００４６】
中間転写ベルト７と２次転写装置１１の転写ローラ１１ａとは、相互に圧接されてニップ域を形成する。また、２次転写装置１１の転写ローラ１１ａには、中間転写ベルト７上の各色のトナー像を記録用紙に転写させるための電圧（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）が印加される。さらに、そのニップ域を定常的に得るために、２次転写装置１１の転写ローラ１１ａもしくは中間転写ベルト駆動ローラ２１の何れか一方を硬質材料（金属等）とし、他方を弾性ローラ等の軟質材料（弾性ゴムローラ、または発泡性樹脂ローラ等々）としている。
【００４７】
また、２次転写装置１１によって中間転写ベルト７上のトナー像が記録用紙上に完全に転写されず、中間転写ベルト７上にトナーが残留することがあり、この残留トナーが次工程でトナーの混色を発生させる原因となる。このため、中間転写ベルトクリーニング装置９によって残留トナーを除去及び回収する。中間転写ベルトクリーニング装置９には、例えばクリーニング部材として中間転写ベルト７に接触するクリーニングブレードが備えられており、クリーニングブレードが接触する部位で、従動ローラ２２により中間転写ベルト７裏側が支持されている。
【００４８】
給紙トレイ１０は、記録用紙を格納しておくためのトレイであり、装置本体Ａの画像形成部の下側に設けられている。また、画像形成部の上側に設けられている排紙トレイ１５は、印刷済みの記録用紙をフェイスダウンで載置するためのトレイである。
【００４９】
また、装置本体Ａには、給紙トレイ１０の記録用紙を２次転写装置１１や定着装置１２を経由させて排紙トレイ１５に送るための用紙搬送装置１８が設けられている。この用紙搬送装置１８は、Ｓの字形状の用紙搬送経路Ｓを有し、用紙搬送経路Ｓに沿って、ピックアップローラ１６、レジストローラ１４、定着装置１２、各搬送ローラ１３、及び排紙ローラ１７等を配置したものである。
【００５０】
ピックアップローラ１６は、給紙トレイ１０の端部に設けられ、給紙トレイ１０から記録用紙を１枚ずつ用紙搬送経路Ｓに供給する呼び込みローラである。各搬送ローラ１３は、記録用紙の搬送を促進補助するための小型のローラであり、用紙搬送経路Ｓに沿って複数箇所に設けられている。
【００５１】
レジストローラ１４は、搬送されて来た記録用紙を一旦停止させて、記録用紙の先端を揃え、中間転写ベルト７と２次転写装置１１間のニップ域で中間転写ベルト７上のカラーのトナー像が記録用紙に転写されるように、感光体ドラム３及び中間転写ベルト７の回転にあわせて、記録用紙をタイミングよく搬送する。
【００５２】
定着装置１２は、トナー像が転写された記録用紙を受け取り、この記録用紙を加熱ローラ３１及び加圧ローラ３２間のニップ域に挟み込んで搬送し、記録用紙を加熱及び加圧して、記録用紙上のトナー像を定着する。
【００５３】
各色のトナー像の定着後の記録用紙は、排紙ローラ１７によって排紙トレイ１５上に排出される。
【００５４】
尚、画像形成ステーションＰａだけを用いて、モノクロ画像を形成し、モノクロ画像を中間転写ベルト装置８の中間転写ベルト７に転写することも可能である。このモノクロ画像も、カラー画像と同様に、中間転写ベルト７から記録用紙に転写され、記録用紙上に定着される。
【００５５】
また、記録用紙の表面だけではなく、両面の印字を行う場合は、記録用紙の表面の画像を定着装置１２により定着した後に、記録用紙を用紙搬送経路Ｓの排紙ローラ１７により搬送する途中で、排紙ローラ１７を停止させてから逆回転させ、記録用紙を反転経路Ｓｒに通して、記録用紙の表裏を反転させ、記録用紙をレジストローラ１４へと導き、記録用紙の表面と同様に、記録用紙の裏面に画像を記録して定着し、記録用紙を排紙トレイ１５に排出する。
【００５６】
次に、本実施形態の定着装置１２を詳しく説明する。この定着装置１２では、図２に示す様に加熱ローラ３１及び加圧ローラ３２を相互に圧接させた状態でそれぞれ軸支して、加熱ローラ３１と加圧ローラ３２間に記録用紙を挟み込むニップ域Ｎを形成しており、加熱ローラ３１を矢印方向に回転駆動し、加圧ローラ３２を従動回転させつつ、記録用紙をニップ域Ｎに通して加熱及び加圧し、記録用紙上のトナー像を溶融、混合、圧接して熱定着させる。
【００５７】
加熱ローラ３１は、芯金の外表面に弾性層を設け、この弾性層の外表面に離型層を形成してなる３層構造のローラである。芯金には、例えば鉄、ステンレス鋼、アルミニウム、銅等の金属或いはそれらの合金等が用いられる。また、弾性層にはシリコンゴムが用いられ、離型層にはＰＦＡ（テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体）やＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等のフッ素樹脂が用いられる。
【００５８】
加熱ローラ３１内部（芯金の内部）には、該ローラ３１を加熱する熱源のヒータランプ（ハロゲンランプ）３３が設けられている。
【００５９】
加圧ローラ３２も、加熱ローラ３１と同様に、鉄、ステンレス鋼、アルミニウム、銅等の金属或いはそれらの合金等よりなる芯金、この芯金表面のシリコンゴム等の弾性層、更にその上のＰＦＡやＰＴＦＥ等の離型層からなる３層構造のローラである。
【００６０】
ここで、加熱ローラ３１と加圧ローラ３２間のニップ域の幅を確保するべく、各ローラ３１、３２間の圧接圧力が大きく設定されているため、定着装置１２が非使用状態にあり、各ローラ３１、３２の停止状態が長時間継続すると、各ローラ３１、３２の弾性層が変形したままとなって元の形状に戻らず、各ローラ３１、３２の弾性層に凹みが形成されることがある。
【００６１】
このため、加熱ローラ３１と加圧ローラ３２の停止時には、各ローラ３１、３２を離間させて、各ローラ３１、３２の弾性層が変形したままで放置されないようにしている。
【００６２】
図３及び図４は、定着装置１２における各ローラ３１、３２を接離するための構成を示す断面図である。図３と図４ではそれぞれの断面位置が異なり、図４の構成が図３の構成の外側に位置する。
【００６３】
まず、図３において、加熱ローラ３１の軸３１ａは、定着装置１２の本体フレーム（図示せず）で軸支されて、この軸支位置が固定されている。また、加圧ローラ３２の軸３２ａは、変位フレーム７１で軸支されている。変位フレーム７１は、定着装置１２の本体フレーム側で支持された軸７１ａを有し、この軸７１ａ周りで回転移動可能である。変位フレーム７１の左上端のピン７２と本体フレームのピン７３には圧接用コイルバネ７４両端のフック７４ａがそれぞれ引っ掛けられ、圧接用コイルバネ７４により変位フレーム７１のピン７２が本体フレーム側に引き付けられ、変位フレーム７１が軸７１ａを中心に時計回りに付勢されて、加圧ローラ３２が加熱ローラ３１に圧接されている。
【００６４】
変位フレーム７１の左側端にはコロ７５が設けられている。また、定着装置１２の本体フレーム側で軸７６ａが軸支されており、この軸７６ａが本体フレーム外側の変位フレーム７１の開口部（図示せず）を通って突出し、この突出した軸７６ａの部分に圧力解除カム（偏芯カム）７６が固定されている。先に述べたように圧接用コイルバネ７４により変位フレーム７１が本体フレーム側に引き付けられて、コロ７５が圧力解除カム７６に圧接される。
【００６５】
圧力解除カム７６の軸７６ａには、ワンウェイクラッチ７７が設けられ、このワンウェイクラッチ７７が圧力解除カム７６の外側に並設され、このワンウェイクラッチ７７に揺動レバー７８が接続固定されている。ワンウェイクラッチ７７は、揺動レバー７８と圧力解除カム７６の軸７６ａ間に介在しており、揺動レバー７８の時計回りの回転のみがワンウェイクラッチ７７を介して圧力解除カム７６の軸７６ａに伝達され、揺動レバー７８が反時計回りに回転したときには、ワンウェイクラッチ７７が空転して、この反時計周りの回転が圧力解除カム７６の軸７６ａに伝達されない。
【００６６】
揺動レバー７８は、バネ（図示せず）により圧力解除カム７６の軸７６ａを中心にして反時計回りに付勢されている。
【００６７】
定着装置１２の本体フレーム側には、揺動用カム（偏芯カム）８１並びに揺動用ギヤ８２に共通の軸８３が軸支されている。揺動用ギヤ８２は、加熱ローラ３１の軸３１ａに固定された駆動ギヤ８４に歯合しており、加熱ローラ３１が回転駆動されると、駆動ギヤ８４が回転して、揺動用ギヤ８２及び揺動用カム８１が回転する。
【００６８】
図４において、くの字型の制御レバー９１は、定着装置１２の本体フレーム側の軸９１ａで回転自在に軸支されており、制御レバー９１の一端裏側にピン９１ｂが内側に向いて突設され、このピン９１ｂが揺動レバー７８右側の枠部７８ａ内に差し込まれている。枠部７８ａは、リブで縁取られており、このリブに制御レバー９１一端裏側のピン９１ｂが引っ掛かるようになっている。
【００６９】
制御レバー９１中央には一対の挟持部９１ｃが突設されており、プランジャー９２先端を上方から見ると、これらの挟持部９１ｃ間にプランジャー９２のくびれ部９２ａが挟み込まれるようになっている。このプランジャー９２は、ソレノイド９３中央の孔に挿入されており、ソレノイド９３の消勢状態では、バネ（図示せず）によりプランジャー９２が上方に付勢されてソレノイド９３から突出し、またソレノイド９３の付勢状態では、プランジャー９２がソレノイド９３内側に引き込まれる。
【００７０】
図４では、ソレノイド９３が消勢され、プランジャー９２がソレノイド９３から突出し、プランジャー９２のくびれ部９２ａを挟み込む制御レバー９１の挟持部９１ｃが押し上げられて、制御レバー９１が軸９１ａを中心にして時計回りに回転し、制御レバー９１の一端裏側のピン９１ｂが下方に移動している。このとき、ピン９１ｂは、揺動レバー７８右側の枠部７８ａのリブに引っ掛かって、揺動レバー７８右側を押し下げ、揺動レバー７８のバネ（図示せず）による反時計回りの付勢力に抗して揺動レバー７８を時計回りに回転させる。これにより、揺動レバー７８右側の摺接縁７８ｂが揺動用カム８１の周面から離間される。
【００７１】
このように揺動レバー７８右側の摺接縁７８ｂが揺動用カム８１の周面から離間した状態では、定着装置１２の加熱ローラ３１が回転駆動されて、駆動ギヤ８４が回転し、揺動用ギヤ８２及び揺動用カム８１が回転しても、揺動レバー７８の停止した状態が維持される。
【００７２】
また、図５に示すようにソレノイド９３が付勢され、プランジャー９２がソレノイド９３内側に引き込まれると、プランジャー９２のくびれ部９２ａを挟み込む制御レバー９１の挟持部９１ｃが引き下げられて、制御レバー９１が軸９１ａを中心にして反時計回りに回転し、制御レバー９１の一端裏側のピン９１ｂが上昇する。これにより、揺動レバー７８右側の枠部７８ａのリブ内周がピン９１ｂに突き当たるまでの範囲で、揺動レバー７８が時計回り及び反時計周りに回転可能になる。
【００７３】
このとき、バネ（図示せず）の付勢力により揺動レバー７８が圧力解除カム７６の軸７６ａを中心にして反時計回りに回転し、揺動レバー７８右側の摺接縁７８ｂが揺動用カム８１の周面に当接する。
【００７４】
この状態で、加熱ローラ３１が回転駆動されて、駆動ギヤ８４が回転し、揺動用ギヤ８２及び揺動用カム８１が回転すると、揺動レバー７８右側の摺接縁７８ｂが揺動用カム８１の周面に追従して上下移動し、揺動レバー７８が揺動する。
【００７５】
更に、図６に示すように圧力解除カム７６の軸７６ａには、角度検出用カム９４が設けられ、この角度検出用カム９４がワンウェイクラッチ７７及び揺動レバー７８の外側に並設されている。この角度検出用カム９４は、圧力解除カム７６並びにその軸７６ａと共に回転し、その回転を圧力制御センサ９５により検出される。
【００７６】
圧力制御センサ９５は、角度検出用カム９４の回転により変位する検出部材９６を有し、この検出部材９６の変位を検出する。
【００７７】
角度検出用カム９４は、円板の一部に切欠部９４ａを形成したものである。また、圧力制御センサ９５の検出部材９６は、軸９６ａにより回転自在に軸支されたものであって、軸９６ａを中心とする扇形の摺接部９６ｂと、軸９６ａを中心とする円弧壁部９６ｃとを有している。図６に示すように圧力解除カム７６の短径側の周面がコロ７５と対向したときに、角度検出用カム９４の切欠部９４ａが下方に向き、角度検出用カム９４の周面が検出部材９６の摺接部９６ｂを押し上げ、検出部材９６の円弧壁部９６ｃが圧力制御センサ９５の発光素子９５ａと受光素子９５ｂ間まで移動して、発光素子９５ａと受光素子９５ｂ間が遮断される。また、図７に示すように圧力解除カム７６の長径側の周面がコロ７５に圧接されたときに、角度検出用カム９４が１８０°回転して、角度検出用カム９４の切欠部９４ａが上方に向き、検出部材９６の摺接部９６ｂが切欠部９４ａに移動して、検出部材９６が軸９６ａ周りで回転し、検出部材９６の円弧壁部９６ｃが発光素子９５ａと受光素子９５ｂ間から外れて、発光素子９５ａと受光素子９５ｂ間が開放される。従って、受光素子９５ｂの受光出力に基づいて、角度検出用カム９４及び圧力解除カム７６の回転を検出することができる。
【００７８】
図８に示すように加圧ローラ３２の両側に本体フレーム７９ａ、７９ｂが配置され、これらの本体フレーム７９ａ、７９ｂにより加熱ローラ３１の軸３１ａ（図３に示す）の両端が軸支されている。また、一方の本体フレーム７９ａ外側に変位フレーム７１が配置され、他方の本体フレーム７９ｂ外側にも変位フレーム７１が配置され、加圧ローラ３２の軸３２ａの両端が各本体フレーム７９ａ、７９ｂ外側に突出してそれぞれの変位フレーム７１で軸支され、それぞれの圧接用コイルバネ７４（図３に示す）により各変位フレーム７１が付勢されて、加圧ローラ３２が加熱ローラ３１に圧接される。
【００７９】
また、本体フレーム７９ｂ及びその変位フレーム７１側にも、圧力解除カム７６、及び圧力解除カム７６に圧接するコロ７５が設けられている。両側の圧力解除カム７６の軸７６ａは、１本の共通のものであり、本体フレーム７９ａ側で軸７６ａが回転されたならば、両側の圧力解除カム７６が回転する。
【００８０】
更に、本体フレーム７９ｂ内側には、逆転阻止用のワンウェイクラッチ９７が固定され、逆転阻止用のワンウェイクラッチ９７に圧力解除カム７６の軸７６ａが通されている。この逆転阻止用のワンウェイクラッチ９７は、本体フレーム７９ａ側のワンウェイクラッチ７７が時計回りの回転を軸７６ａに伝達するときに空転して、軸７６ａの時計回りの回転を可能にし、本体フレーム７９ａ側のワンウェイクラッチ７７の反時計周りの空転に引き摺られて軸７６ａが回転しようとするときに、軸７６ａの反時計回りの回転を禁止する。従って、本体フレーム７９ａ側のワンウェイクラッチ７７と本体フレーム７９ｂ内側の逆転阻止用のワンウェイクラッチ９７とでは、回転を伝達する方向及び空転する方向が逆になっている。
【００８１】
さて、このような定着装置１２において、定着動作が行われるときには、図４に示すようにソレノイド９３が消勢され、プランジャー９２がソレノイド９３から突出し、プランジャー９２が制御レバー９１の挟持部９１ｃを押し上げて、制御レバー９１の一端裏側のピン９１ｂが下方に移動し、このピン９１ｂにより揺動レバー７８が時計回りに回転され、揺動レバー７８右側の摺接縁７８ｂが揺動用カム８１の周面から離間される。
【００８２】
また、図３に示すように圧力解除カム７６の短径側の周面が変位フレーム７１のコロ７５に対向し、加圧ローラ３２が加熱ローラ３１に圧接している。
【００８３】
この状態で、定着装置１２の加熱ローラ３１が回転駆動されて、加圧ローラ３２が従動回転し、記録用紙が各ローラ３１、３２間のニップ域Ｎに通されて加熱及び加圧される。
【００８４】
このとき、加熱ローラ３１と共に駆動ギヤ８４が回転し、揺動用ギヤ８２及び揺動用カム８１が回転するものの、揺動レバー７８が揺動用カム８１の周面から離間しているので、揺動レバー７８の停止した状態が維持される。このため、後で述べるような各ローラ３１、３２の接離動作が行われることはない。
【００８５】
従って、ソレノイド９３が消勢され、揺動レバー７８右側の摺接縁７８ｂが揺動用カム８１の周面から離間された状態で、加熱ローラ３１が回転駆動されると、各ローラ３１、３２による記録用紙の定着を行うことができる。
【００８６】
次に、定着動作が行われないときには、図５に示すようにソレノイド９３が付勢され、プランジャー９２がソレノイド９３内側に引き込まれ、制御レバー９１が軸９１ａを中心にして反時計回りに回転し、制御レバー９１の一端裏側のピン９１ｂが上昇して、揺動レバー７８が時計回り及び反時計周りに回転可能になり、バネ（図示せず）の付勢力により揺動レバー７８が反時計回りに回転して、揺動レバー７８右側の摺接縁７８ｂが揺動用カム８１の周面に当接される。
【００８７】
この状態で、定着装置１２の加熱ローラ３１が回転駆動されると、駆動ギヤ８４が回転して、揺動用ギヤ８２及び揺動用カム８１が回転し、揺動用カム８１の周面に当接した揺動レバー７８右側の摺接縁７８ｂが上下に往復移動し、揺動レバー７８が圧力解除カム７６の軸７６ａを中心にして時計回り及び反時計回りに繰り返し往復回転する。
【００８８】
このとき、揺動レバー７８の時計周りの回転のみがワンウェイクラッチ７７を介して圧力解除カム７６の軸７６ａに伝達され、圧力解除カム７６の軸７６ａには時計周りの回転が間欠的に伝達される。これにより、図９（ａ）に示すように圧力解除カム７６が時計回りに間欠的に回転して行く。
【００８９】
また、揺動レバー７８が反時計回りに回転して、ワンウェイクラッチ７７が空転するときには、図８の本体フレーム７９ｂ側の逆転阻止用のワンウェイクラッチ９７により圧力解除カム７６の軸７６ａの反時計周りの回転が禁止されるので、ワンウェイクラッチ７７の反時計回りの回転に引き摺られて圧力解除カム７６の軸７６ａが反時計周りに回転することがなく、圧力解除カム７６が時計回りに間欠的に確実に回転して行く。
【００９０】
そして、図９（ｂ）に示すように圧力解除カム７６が時計回りに略１８０°回転すると、圧力解除カム７６の長径側の周面が変位フレーム７１のコロ７５を突き放して、変位フレーム７１がその軸７１ａを中心に反時計回りに回転移動して、加圧ローラ３２が加熱ローラ３１から離間する。
【００９１】
このようにソレノイド９３が付勢され、揺動レバー７８右側の摺接縁７８ｂが揺動用カム８１の周面に当接した状態で、定着装置１２の加熱ローラ３１が回転駆動されると、揺動レバー７８が揺動し、揺動レバー７８の時計周りの回転のみがワンウェイクラッチ７７を介して圧力解除カム７６の軸７６ａに伝達され、圧力解除カム７６が時計周りに間欠的に回転し、圧力解除カム７６の長径側の周面が変位フレーム７１のコロ７５を突き放して、加圧ローラ３２が加熱ローラ３１から離間する。これにより、各ローラ３１、３２の弾性層の変形が防止される。
【００９２】
一方、図３に示すように圧力解除カム７６の短径側の周面が変位フレーム７１のコロ７５に対向し、加圧ローラ３２が加熱ローラ３１に圧接しているときには、図６に示すように角度検出用カム９４の切欠部９４ａが下方に向き、角度検出用カム９４の周面が検出部材９６の摺接部９６ｂを押し上げるので、検出部材９６の円弧壁部９６ｃが圧力制御センサ９５の発光素子９５ａと受光素子９５ｂ間まで移動して、発光素子９５ａと受光素子９５ｂ間が遮断される。
【００９３】
また、図９（ｂ）に示すように圧力解除カム７６の長径側の周面が変位フレーム７１のコロ７５を突き放して、変位フレーム７１がその軸７１ａを中心に反時計回りに回転移動して、加圧ローラ３２が加熱ローラ３１から離間しているときには、図７に示すように角度検出用カム９４も１８０°回転して、角度検出用カム９４の切欠部９４ａが上方に向き、検出部材９６の摺接部９６ｂが切欠部９４ａに移動して、検出部材９６が軸９６ａ周りで回転し、検出部材９６の円弧壁部９６ｃが発光素子９５ａと受光素子９５ｂ間から外れて、発光素子９５ａと受光素子９５ｂ間が開放される。
【００９４】
従って、圧力制御センサ９５の受光素子９５ｂの受光出力に基づいて、角度検出用カム９４及び圧力解除カム７６の回転角度を検出し、この回転角度から加圧ローラ３２が加熱ローラ３１に接触しているか否かを判定することができる。
【００９５】
更に、そのような判定結果に基づき各ローラ３１、３２の接離動作を制御することが可能である。
【００９６】
例えば、圧力制御センサ９５の受光素子９５ｂの受光出力に基づいて加圧ローラ３２が加熱ローラ３１に接触していることを判定した後に、ソレノイド９３を付勢して、揺動レバー７８右側の摺接縁７８ｂを揺動用カム８１の周面に当接させた状態で、定着装置１２の加熱ローラ３１を回転駆動して、揺動用カム８１を回転させ、揺動レバー７８を揺動させて、圧力解除カム７６を時計回りに間欠的に回転させる。そして、圧力解除カム７６の長径側の周面が変位フレーム７１のコロ７５を突き放して、圧力制御センサ９５の受光素子９５ｂの受光出力に基づいて加圧ローラ３２が加熱ローラ３１から離間したと判定されるまで、圧力解除カム７６を回転させる。これにより、各ローラ３１、３２間を離間させることができる。
【００９７】
また、定着動作を再開するときには、ソレノイド９３を付勢して、揺動レバー７８右側の摺接縁７８ｂを揺動用カム８１の周面に当接させた状態で、定着装置１２の加熱ローラ３１を回転駆動して、揺動用カム８１を回転させ、揺動レバー７８を揺動させて、圧力解除カム７６の時計回りの間欠的な回転を再開する。そして、圧力解除カム７６の短径側の周面が変位フレーム７１のコロ７５に対向して、圧力制御センサ９５の受光素子９５ｂの受光出力に基づいて加圧ローラ３２が加熱ローラ３１に圧接したと判定されるまで、圧力解除カム７６を回転させる。この後、ソレノイド９３を消勢して、揺動レバー７８を揺動用カム８１から離間させればよい。
【００９８】
ところで、加圧ローラ３２が加熱ローラ３１から離間しているときには圧接用コイルバネ７４が伸長して、その付勢力が増大している。また、加圧ローラ３２が加熱ローラ３１に圧接しているときには、圧接用コイルバネ７４が縮小して、その付勢力が減少している。そして、各ローラ３１、３２が離間状態から圧接状態に移行するときには、伸長していた圧接用コイルバネ７４が縮小して、加圧ローラ３２が加速され、また圧力解除カム７６も加速される。
【００９９】
このような各ローラ３１、３２が離間状態から圧接状態に移行するときの加圧ローラ３２や圧力解除カム７６の加速動作を放置しておくと、異常音、振動、衝撃、部品の破損等が発生する。
【０１００】
そこで、本実施形態の定着装置１２では、図６乃至図８に示すように圧力解除カム７６の軸７６ａに固定された角度検出用カム９４と定着装置１２の本体フレームの不動箇所Ｇとの間に制動用コイルスプリング１０１を架け渡し、各ローラ３１、３２が離間状態から圧接状態に移行するときに、この制動用コイルスプリング１０１の張力により角度検出用カム９４の加速動作を制動し、この角度検出用カム９４と同軸の圧力解除カム７６の加速動作も制動している。更に、圧力解除カム７６の加速動作の制動により、圧力解除カム７６の回転角度に応じて変位する加圧ローラ３２の加速動作も制動している。この結果、異常音、振動、衝撃、部品の破損等が防止される。
【０１０１】
また、加圧ローラ３２が加熱ローラ３１に圧接する方向に変位しているときには、制動用コイルスプリング１０１が伸長して、制動用コイルスプリング１０１の張力が増大し、制動用コイルスプリング１０１による制動力が増大するようにし、また各ローラ３１、３２が離間しようとするときには、制動用コイルスプリング１０１が縮小して、制動用コイルスプリング１０１の張力が減少もしくは０となり、制動用コイルスプリング１０１による制動力が減少もしくは０となるようにしている。このため、各ローラ３１、３２が離間しようとするとき、つまり加圧ローラ３２や圧力解除カム７６の制動が必要でないときには、制動用コイルスプリング１０１による制動が無駄になされることがなく、圧力解除カム７６を回転駆動するための駆動力が無駄に増大せずに済む。
【０１０２】
図６乃至図８に示すように角度検出用カム９４は、圧力解除カム７６の外側に配置されて、圧力解除カム７６の軸７６ａに固定されており、軸７６ａから離間した角度検出用カム９４の箇所に制動用コイルスプリング１０１の一端を係止している。この制動用コイルスプリング１０１の一端が係止される角度検出用カム９４の箇所は、圧力解除カム７６の位相と関連付けられて決定されている。
【０１０３】
具体的には、図１０（ａ）に示すように圧力解除カム７６の回転角度が１８０°となって、圧力解除カム７６の最も長径側の周面部分が変位フレーム７１のコロ７５を突き放し、加圧ローラ３２が加熱ローラ３１から最も離間しているときに角度検出用カム９４の最下点（下死点）となるような箇所に、制動用コイルスプリング１０１の一端を係止している。この箇所は、圧力解除カム７６の最も長径側の周面部分から見ると、圧力解除カム７６の回転方向Ｄとは逆方向に９０°だけ離れている。このとき、制動用コイルスプリング１０１が最も縮小し、その張力が０となる。
【０１０４】
図１０（ｂ）に示すように圧力解除カム７６が回転方向Ｄに回転して、その回転角度が３６０°（０°）に達すると、圧力解除カム７６の最も短径側の周面部分が変位フレーム７１のコロ７５に当接して、加圧ローラ３２が加熱ローラ３１に圧接した状態となる。この図１０（ｂ）の状態では、制動用コイルスプリング１０１の一端が係止されている角度検出用カム９４の箇所が最上点（上死点）に達する。
【０１０５】
図１０（ａ）から図１０（ｂ）へと遷移するときに、制動用コイルスプリング１０１の一端が係止されている角度検出用カム９４の箇所が最下点から最上点へと移動して行き、制動用コイルスプリング１０１が徐々に伸長して、その張力が徐々に増大し、この制動用コイルスプリング１０１の張力が圧力解除カム７６を回転方向Ｄとは逆方向に回転させるように作用する。すなわち、制動用コイルスプリング１０１の張力は、先に述べたような各ローラ３１、３２が離間状態から圧接状態に移行するときの圧接用コイルバネ７４の縮小に伴う圧力解除カム７６の加速動作を制動するように作用する。
【０１０６】
尚、図１０（ｂ）の状態で制動用コイルスプリング１０１が最大限に弾性変形しないように、制動用コイルスプリング１０１の変形量に余裕を持たせておく。また、制動用コイルスプリング１０１を圧力解除カム７６の軸７６ａの一端側だけに設けているが、この軸７６ａの他端に圧力解除カム７６と同様の円板状部材を設け、この円板状部材と定着装置１２の本体フレームの不動箇所間にも制動用コイルスプリングを設けてもよい。これにより、２本の制動用コイルスプリングにより圧力解除カム７６の加速動作を制動することができ、制動力を増大させることができる。
【０１０７】
次に、図１１（ａ）〜（ｃ）及び図１２を参照しつつ、制動用コイルスプリング１０１の作用効果を詳しく説明する。図１１（ａ）〜（ｃ）は、圧力解除カム７６の回転角度が０°から１８０°まで変化する様子を示している。また、図１２は、圧力解除カム７６の回転角度が０°から３６０°（０°）まで変化するときの圧力解除カム７６の回転負荷を示すグラフである。
【０１０８】
図１２のグラフにおいては、加圧ローラ３２が加熱ローラ３１に圧接する方向に変位するとき及び各ローラ３１、３２が圧接しているときの圧力解除カム７６の回転角度範囲０°〜９０°、１９５°〜３６０°を第１位相範囲とし、加圧ローラ３２が加熱ローラ３１から離間する方向に変位するとき及び各ローラ３１、３２が離間しているときの圧力解除カム７６の回転角度範囲９０°〜１９５°を第２位相範囲とする。
【０１０９】
ここで、図１１（ａ）の状態は、図１０（ｂ）の状態に対応しており、圧力解除カム７６の回転角度が３６０°（０°）（第１位相範囲に入る）である。また、図１１（ｂ）の状態は、圧力解除カム７６の回転角度が９０°（第１位相範囲に入る）以下の状態である。図１１（ａ）及び（ｂ）に示すように圧力解除カム７６の回転角度が０°〜９０°（第１位相範囲に入る）のときには、圧力解除カム７６の短径側の周面部分が変位フレーム７１のコロ７５に当接するので、コロ７５が変位せず、各ローラ３１、３２の圧接状態が維持される。また、制動用コイルスプリング１０１の一端が係止されている角度検出用カム９４の箇所が最上点（上死点）付近にあり、制動用コイルスプリング１０１が伸長し、その張力により圧力解除カム７６の加速動作が制動される。
【０１１０】
次に、圧力解除カム７６の回転角度が９０°〜１６５°（第２位相範囲に入る）になると、圧力解除カム７６の登りカム面が変位フレーム７１のコロ７５に圧接してコロ７５を突き放し、加圧ローラ３２が加熱ローラ３１から離間して行き、圧接用コイルバネ７４が伸長して、その付勢力が増大して行く。
【０１１１】
このため、圧力解除カム７６の登りカム面に対するコロ７５の圧接圧力が高くなって行き、図１２のグラフに示すように圧力解除カム７６の回転負荷が徐々に高くなり、圧力解除カム７６の回転角度が１６５°になったときに圧力解除カム７６の回転負荷が最大値Ｔ２となる。
【０１１２】
ただし、制動用コイルスプリング１０１の張力が圧力解除カム７６を回転方向Ｄに付勢するため、この制動用コイルスプリング１０１の張力が圧力解除カム７６の回転負荷を増大させることはない。
【０１１３】
引き続いて、図１１（ｃ）に示すように圧力解除カム７６の回転角度が１６５°〜１９５°（第２位相範囲に入る）では、圧力解除カム７６の周面によるコロ７５の突き放し量（変位量）が変化せず、各ローラ３１、３２間の離間距離が一定に維持される。従って、圧接用コイルバネ７４の長さも一定に維持され、その付勢力も変化しない。
【０１１４】
また、ワンウェイクラッチ９７により圧力解除カム７６の軸７６ａの逆回転が阻止されていることもあって、図１２のグラフに示すように圧力解除カム７６の回転負荷が低下して値Ｔ１に維持される。このときの圧力解除カム７６の回転負荷Ｔ１は、ギアや軸受け等の摩擦を原因とする機械損失である。
【０１１５】
また、制動用コイルスプリング１０１が最も縮小し、その張力が０となっているので、この制動用コイルスプリング１０１の張力が圧力解除カム７６の回転負荷の原因になることはない。
【０１１６】
尚、圧力解除カム７６の回転角度が１８０°のときに、圧力解除カム７６の最も長径の周面部分が変位フレーム７１のコロ７５に対向するのが理想的であるが、圧力解除カム７６の停止位置がピンポイントになることから、圧力解除カム７６の回転角度の停止位置の誤差等を考慮すると、実現困難である。このため、各ローラ３１、３２を一定距離だけ離間させるための圧力解除カム７６の回転角度幅１８０°±１５°を設定している。従って、圧力解除カム７６の最も長径の周面付近がコロ７５に対してフラットに作用し、コロ７５を一定距離だけ突き放す。
【０１１７】
次に、圧力解除カム７６の回転角度が１９５°〜３６０°（０°）（第１位相範囲に入る）になると、圧力解除カム７６の下りカム面が変位フレーム７１のコロ７５に当接して、加圧ローラ３２が加熱ローラ３１に接近して行き、圧接用コイルバネ７４が縮小して、その付勢力が減少して行く。そして、加圧ローラ３２が加速され、また圧力解除カム７６も加速される。
【０１１８】
ところが、図１０（ｂ）及び図１１（ａ）に示すように制動用コイルスプリング１０１が伸長し、その張力が増大するので、この張力により圧力解除カム７６の加速動作が制動される。このため、異常音、振動、衝撃、部品の破損等が発生せずに済む。
【０１１９】
このとき、図１２のグラフに示すように圧力解除カム７６の回転負荷が０である。また、制動用コイルスプリング１０１は、圧力解除カム７６の加速動作を制動するだけであるから、この制動用コイルスプリング１０１の張力が圧力解除カム７６の回転負荷の原因になることはない。
【０１２０】
このような圧力解除カム７６の回転負荷や制動用コイルスプリング１０１の張力の変化を整理して、次の表（１）に示す。
【０１２１】
【表１】
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この表１からも明らかなように第１位相範囲では制動用コイルスプリング１０１の張力が圧力解除カム７６の加速動作を制動し、第２位相範囲では制動用コイルスプリング１０１の張力が生じないか殆ど生じず、この張力が無駄な負荷もしくは無駄な駆動力の原因になることはない。
【０１２２】
次に、比較例を挙げて、本実施形態の定着装置１２の優れた点をより明確に説明する。図１３は、比較例の定着装置を概略的に示す斜視図である。
【０１２３】
この比較例の定着装置では、本実施形態の定着装置１２における制動用コイルスプリング１０１を省略し、この代わりに、圧力解除カム７６の軸７６ａにトルクリミッタ１１１を設けている。
【０１２４】
このトルクリミッタ１１１は、圧力解除カム７６の軸７６ａに作用したトルクが一定値以上となったときに軸７６ａの回転を可能するもので、回転する軸７６ａに負荷を与えて、圧力解除カム７６の加速動作を制動する。
【０１２５】
図１４は、比較例の定着装置における圧力解除カム７６の回転角度が０°から３６０°（０°）までの変化したときの圧力解除カム７６の回転負荷を示すグラフである。
【０１２６】
図１４のグラフから明らかなように、圧力解除カム７６の回転角度が０°〜９０°（第１位相範囲に入る）→９０°〜１６５°（第２位相範囲に入る）→１６５°〜１９５°（第２位相範囲に入る）→１９５°〜３６０°（０°）（第１位相範囲に入る）と変化して行く過程で、圧力解除カム７６の回転負荷が、本実施形態の定着装置１２における圧力解除カム７６の回転負荷と同様に増減している。すなわち、０°〜９０°では圧力解除カム７６の回転負荷が一定となり、９０°〜１６５°では圧力解除カム７６の回転負荷が増大して、１６５°で圧力解除カム７６の回転負荷が最大となり、１６５°〜１９５°では圧力解除カム７６の回転負荷が機械損失分まで低下し、１９５°〜３６０°（０°）では圧力解除カム７６の回転負荷が再び一定となる。
【０１２７】
ただし、トルクリミッタ１１１が設けられていることから、圧力解除カム７６の軸７６ａを回転させるには、軸７６ａに一定値以上のトルクを常にかける必要があり、このため圧力解除カム７６の回転負荷にそのトルク分の一定負荷Ｔが常に含まれている。
【０１２８】
このトルクリミッタ１１１による一定負荷Ｔは、１９５°〜３６０°（０°）において圧力解除カム７６の加速動作を制動するのに役立つが、他の０°〜９０°、９０°〜１６５°、１６５°〜１９５°においては全く無駄な負荷となり、無駄な駆動力の原因となっている。
【０１２９】
このような比較例の定着装置における圧力解除カム７６の回転負荷の変化を整理して、次の表（２）に示す。
【０１３０】
【表２】
2010271587.tif 000004
これに対して本実施形態の定着装置１２では、０°〜９０°、１９５°〜３６０°（０°）において制動用コイルスプリング１０１の張力が圧力解除カム７６の加速動作を制動するのに役立ち、他の９０°〜１６５°、１６５°〜１９５°において制動用コイルスプリング１０１の張力が生じないか殆ど生じないので、この張力が無駄な負荷もしくは無駄な駆動力の原因になることはない。
【０１３１】
また、本実施形態の定着装置１２では、圧力解除カム７６の軸７６ａに固定された角度検出用カム９４と定着装置１２の本体フレームの不動箇所Ｇとの間に制動用コイルスプリング１０１を架け渡すという簡単な構成であり、部品点数が少なくて済み、無駄な摩擦を生じることもなく、耐久性の点でも優れている。
【０１３２】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと解される。
【０１３３】
例えば、上記実施形態では、制動用コイルスプリング１０１の張力により角度検出用カム９４の回転を制動しているが、スプリングの押圧力により角度検出用カム９４の回転を制動することも可能である。この場合は、図１０（ａ）に示すように圧力解除カム７６の回転角度が１８０°となって、加圧ローラ３２が加熱ローラ３１から最も離間しているときに、スプリングが伸び切って、スプリングの押圧力が０となり、図１０（ｂ）に示すように圧力解除カム７６の回転角度が３６０°（０°）に達して、加圧ローラ３２が加熱ローラ３１に圧接したときに、スプリングが縮小して、スプリングの押圧力が最大となり、かつスプリングの押圧力が圧力解除カム７６を回転方向Ｄとは逆方向に回転させるような箇所に作用するようにする。また、コイルスプリングの代わりに、他の種類のスプリングを利用してもよい。
【０１３４】
更に、各ローラ３１、３２を完全に離間させる必要はなく、各ローラ３１、３２の弾性層に凹みが形成されない程度に加圧ローラ３２を加熱ローラ３２から離れる方向に変位させるだけでも構わない。
【０１３５】
また、無端状の定着ベルトを加熱ローラ等に張架し、この加熱ローラを定着ベルトを介して加圧ローラ３２を圧接して、定着ベルトと加圧ローラ３２間にニップ域を形成し、このニップ域に記録用紙を挟み込んで搬送する定着装置においても、本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【０１３６】
Ａ  画像形成装置
Ｂ  原稿用見取り装置
Ｓ  用紙搬送路
１  光学走査装置
２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）  現像装置
３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）  感光体ドラム
４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）  クリーナ装置
５（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）  帯電器
７  中間転写ベルト
８  中間転写ベルト装置
１０  給紙トレイ
１１  ２次転写装置
１２  定着装置
１５  排紙トレイ
３１  加熱ローラ
３２  加圧ローラ
４１  原稿セットトレイ
４４  ピックアップローラ
５１  原稿ガイド
５２  読取りガラス
５３  第１走査部
５４  第２走査部
５５  結像レンズ
５６  ＣＣＤ
７１  変位フレーム
７４  コイルバネ
７５  コロ
７６  圧力解除カム
７７  ワンウェイクラッチ
７８  揺動レバー
８１  揺動用カム
８４  駆動ギヤ
９１  制御レバー
９２  プランジャー
９３  ソレノイド
９４  カム
９５  圧力制御センサ
９７  逆転防止用のワンウェイクラッチ
１０１  制動用コイルスプリング
１１１  トルクリミッタ
【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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