(57)【要約】【課題】簡単な構成で、封筒状記録材のシワの発生と定着不良とを防ぐ画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置１は、加圧ローラ１９を加熱ローラ１８に圧接させニップ部Ｎにニップ圧を付与する加圧機構５０と、ニップ部Ｎに対する所定の位置で記録材９の通過を検知する検知部材８１と、ニップ部Ｎのニップ圧を変更する切り替え部材５５と、ニップ部Ｎのニップ圧を変更するように切り替え部材５５の切り替えを制御する切り替え制御部１０１とを備える。切り替え制御部１０１は、封筒状の記録材９を定着するときに、検知部材８１による記録材９の通過の検知から所定の遅延時間経過すると、加圧機構５０によるニップ圧が小さくなるように切り替え部材５５を切り替える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱部材と加圧部材とが圧接するニップ部で加熱及び加圧して記録材上に担持されたトナー像を記録材に定着する定着部と、前記加圧部材と前記加熱部材とを圧接させ前記ニップ部にニップ圧を付与する加圧機構と、前記ニップ部に対する所定の位置で記録材の通過を検知する検知部材と、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、前記ニップ部のニップ圧を変更するように前記ニップ圧切り替え部の切り替えを制御する切り替え制御部とを備え、
前記切り替え制御部は、封筒状の記録材を定着するときに、前記検知部材による記録材の通過の検知から所定の遅延時間が経過すると、前記加圧機構によるニップ圧が小さくなるように前記ニップ圧切り替え部を切り替えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記切り替え制御部は、記録材の搬送方向の幅を入力可能であり、搬送方向の幅が長い記録材を定着するときは、搬送方向の幅が短い記録材を定着するときに比べて、前記遅延時間を長くすることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記検知部材は記録材の搬送方向に対して前記ニップ部の下流側の近傍に配設されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記加圧機構は複数の弾性部材を有し、前記ニップ圧切り替え部は前記複数の弾性部材の少なくともひとつの弾性部材の付勢力を解除することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置に関し、特に、加熱部材と加圧部材のニップ圧を変更可能な定着装置を備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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す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加熱ローラと加圧ローラを備えたローラ方式、また、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、ローラ方式の定着装置は、圧接される加熱ローラと加圧ローラ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している。
【０００３】
上記のような定着装置においては、加熱ローラの温度とニップ部のニップ圧は記録材へのトナー定着性を考慮し設定される。しかし、普通紙等のシート状の記録材へのトナー定着性を考慮して設定した加熱・加圧の条件下で、それとは種類の異なる特殊紙などの記録材上のトナー像を定着させる場合、その記録材にシワが発生しやすい。例えば、封筒は用紙を重ね三方を密封して作成されるが、この封筒状の記録材のトナー像を定着させる場合、封筒の重ねた用紙間で加熱ローラと加圧ローラによる搬送速度が異なると、重ねた用紙に搬送方向のズレが生じる。また、ニップ圧によって圧接されると、封筒端部の密封された用紙間に空気が溜まる。この重ねた用紙のズレや空気の溜まった用紙間の圧接のために、封筒にシワが発生することになる。そこで、トナー像を定着する記録材の種類に応じて加熱ローラと加圧ローラとの圧力を可変にした定着装置がある。
【０００４】
例えば、特許文献１の定着装置は、ヒータを内蔵する加熱ローラとバネによって加圧される加圧ローラとを備え、加熱ローラと加圧ローラとの間のニップ部で記録材上に担持したトナー像を記録材に定着するが、板部材を介してバネの加圧力を加圧ローラに作用させている。そして、この板部材を手動で回転させて、加圧ローラへの加圧力を可変させている。普通紙の定着では所定のニップ圧を発生させる第１の位置として、封筒上のトナー像を定着させるときには、第２位置に切り替えニップ圧を減少させている。
【０００５】
また、特許文献２の定着装置は、加熱部材を保持するとともに支軸を中心に上下揺動自在な加圧アームと、支軸に対して加圧アームを上方へ付勢させるバネと、回転自在で回転によって第１から第３の位相に変位するカム部材とを備える。そして、カム部材の回転制御に応じて第１位相から第３の位相に変化し、この位相の変化に従い、加圧アームがカム部材の各位相のカム高さでバネに抗して押し下げられると、ニップ部のニップ圧は減少する。第１の位相では普通紙の定着が行なわれ、第２の位相では封筒状の記録材の定着が行なわれ、さらに第３の位相ではジャム処理が行なわれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−３３７６１２号公報（段落［００２０］〜［００２４］、図１）
【特許文献２】特開２００７−７９１６０号公報（段落［００３６］〜［００４６］、図３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した特許文献１では、封筒状の記録材を定着するときにニップ圧を減少させているために、定着不良が発生するおそれがある。また、板部材を手動で回転させるときに、その手動操作によっては、板部材の停止位置が第２位置から外れることがある。第２位置から外れると所定のニップ圧にならず、ニップ部で封筒状記録材のシワの発生を防ぐことが難しくなり、また、第２位置に正確に合わせるには、微妙な手動操作が必要になり、操作に時間がかかるという不具合があった。
【０００８】
また、上述した特許文献２では、封筒状の記録材を定着させるときに、ニップ圧を減少させているために、定着不良が発生するという不具合があった。
【０００９】
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、簡単な構成で、封筒状記録材のシワの発生と定着不良とを防ぐ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】
【００１０】
上記目的を達成するために本発明は、加熱部材と加圧部材とが圧接するニップ部で加熱及び加圧して記録材上に担持されたトナー像を記録材に定着する定着部と、前記加圧部材と前記加熱部材とを圧接させ前記ニップ部にニップ圧を付与する加圧機構と、前記ニップ部に対する所定の位置で記録材の通過を検知する検知部材と、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、前記ニップ部のニップ圧を変更するように前記ニップ圧切り替え部の切り替えを制御する切り替え制御部とを備え、前記切り替え制御部は、封筒状の記録材を定着するときに、前記検知部材による記録材の通過の検知から所定の遅延時間経過すると、前記加圧機構によるニップ圧が小さくなるように前記ニップ圧切り替え部を切り替えることを特徴としている。
【００１１】
この構成によれば、封筒状の記録材は、その先端部から順次ニップ部を通過し、ニップ部で加熱部材と加圧部材によって加熱されるとともに所定のニップ圧で加圧される。そして、検知部材による記録材の検知から所定の遅延時間が経過すると、ニップ圧切り替え部によってニップ圧が切り替えられ、封筒状の記録材は、例えば、その後端部の略直前で所定のニップ圧より小さいニップ圧で加圧される。
【００１２】
また、請求項２に記載の発明では、前記切り替え制御部は、記録材の搬送方向の幅を入力可能であり、搬送方向の幅が長い記録材を定着するときは、搬送方向の幅が短い記録材を定着するときに比べて、前記遅延時間を長くすることを特徴としている。この構成によれば封筒状記録材の搬送方向の幅に係わらず、記録材の後端部から略直前の所定の位置でニップ圧切り替え部によって加圧機構のニップ圧を切り替えることが可能となる。
【００１３】
また、請求項３に記載の発明では、前記検知部材は記録材の搬送方向に対して前記ニップ部の下流側の近傍に配設されることを特徴としている。
【００１４】
また、請求項４に記載の発明では、前記加圧機構は複数の弾性部材を有し、前記ニップ圧切り替え部は前記複数の弾性部材の少なくともひとつの弾性部材の付勢力を解除することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に記載の発明によれば、封筒状記録材は、その先端部から順次ニップ部を通過し、ニップ部で加熱部材と加圧部材によって加熱されるとともに所定のニップ圧で加圧される。そして、検知部材による封筒状記録材の検知から所定の遅延時間経過すると、ニップ圧切り替え部によってニップ圧が切り替えられ、封筒状記録材は、例えば、その後端部の略直前で所定のニップ圧より小さいニップ圧で加圧される。従って、封筒状記録材はニップ部で加熱され、且つ所定のニップ圧で加圧され、記録材上のトナー像が良好に定着されるとともに、封筒状記録材の後端部の略直前でニップ圧が比較的に小さくなるので、封筒端部の密封された用紙間に空気を溜めたままでも押しつぶすことなく用紙を通過させるために、シワの発生を防ぐことができる。
【００１６】
また、請求項２に記載の発明によれば、封筒状記録材の搬送方向の幅に係わらず、封筒状記録材の後端部から略直前の所定の位置でニップ圧切り替え部によって加圧機構のニップ圧を切り替えることが可能となる。従って、種々の幅の封筒状記録材を定着しても、封筒状記録材の後端部の略直前でニップ圧が比較的に小さくなるので、封筒端部の密封された用紙間に空気を溜めたままでも押しつぶすことなく用紙を通過させるために、シワの発生を防ぐことができる。
【００１７】
また、請求項３に記載の発明によれば、封筒状記録材はニップ部で加熱され、且つ所定のニップ圧で加圧され、記録材上のトナー像が良好に定着されるとともに、封筒状記録材の後端部の略直前でニップ圧が比較的に小さくなるので、封筒端部の密封された用紙間に空気を溜めたままでも押しつぶすことなく用紙を通過させるために、シワの発生を防ぐことができる。更に、検知部材は、搬送される記録材のジャムを検知するセンサにも用いることが可能となり、装置構成が簡単でコストアップが抑えられる。
【００１８】
また、請求項４に記載の発明によれば、加圧機構の少なくともひとつの弾性部材の付勢力を解除すると、ニップ部のニップ圧は比較的に小さくなるので、封筒端部の密封された用紙間に空気を溜めたままでも押しつぶすことなく用紙を通過させるために、シワの発生を防ぐことができる。更に、この加圧機構を用いて、普通紙等の常用する記録材の定着性がマッチングするように、ニップ圧を調整することが可能であり、装置構成が簡単でコストアップを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図
【図２】実施形態に係る画像形成装置に用いられる定着装置の概略構成を示す側面図
【図３】実施形態に係る定着装置を示す斜視図
【図４】実施形態に係る定着装置とその周辺部を示す図
【図５】実施形態に係る定着装置の切り替え部材の要部を示す斜視図
【図６】実施形態に係る定着装置の切り替え部材及び加圧機構の構成部材を分解して示す斜視図
【図７】実施形態に係る定着装置のニップ圧を小さくした状態にある加圧機構を示す側面図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明するが、本発明は、この実施形態に限定されない。また発明の用途やここで示す用語等はこれに限定されるものではない。
【００２１】
図１は、本発明の実施形態に係る定着装置を搭載した画像形成装置の概略構成を示す図である。画像形成装置１は、その下部に配設された給紙部２と、この給紙部２の側方に配設された用紙搬送部３と、この用紙搬送部３の上方に配設された画像形成部４と、この画像形成部４よりも排出側に配設された定着装置５と、画像形成部４及び定着装置５の上方に配設された画像読取部６とを備えている。
【００２２】
給紙部２は、普通紙である記録材９を収容する複数の給紙カセット７を備えており、給紙ローラ８の回転動作により、複数の給紙カセット７のうち選択された給紙カセット７から記録材９を１枚ずつ確実に用紙搬送部３に送り出す。
【００２３】
手差しトレイ２５は、給紙カセット７に収容された記録材９とは異なるサイズの普通紙、またはＯＨＰシートや封筒等の記録材９が載置され、ＯＨＰシートや封筒等の記録材９を用紙搬送部３に送り出す。
【００２４】
用紙搬送部３に送られた記録材９は、用紙供給経路１０を経由して画像形成部４に向けて搬送される。この画像形成部４は、電子写真プロセスによって、記録材９にトナー像を形成するものであり、図１の矢印方向に回転可能に軸支された感光体１１と、この感光体１１の周囲にその回転方向に沿って、帯電部１２、露光部１３、現像器１４、転写部１５、クリーニング部１６、及び除電部１７を備えている。
【００２５】
帯電部１２は、高電圧を印加される帯電ワイヤを備えており、この帯電ワイヤからのコロナ放電によって感光体１１表面に所定電位を与えると、感光体１１表面が一様に帯電させられる。そして、画像読取部６によって読み取られた原稿の画像データに基づく光が、露光部１３により感光体１１に照射されると、感光体１１の表面電位が選択的に減衰され、感光体１１表面に静電潜像が形成される。
【００２６】
次いで、現像器１４が感光体１１表面の静電潜像を現像し、感光体１１表面にトナー像が形成される。このトナー像が転写部１５によって感光体１１と転写部１５との間に供給された記録材９に転写される。
【００２７】
トナー像が転写された記録材９は、画像形成部４の用紙搬送方向の下流側に配置された定着装置５に向けて搬送される。定着装置５では、加熱ローラ１８及び加圧ローラ１９によって、記録材９が加熱加圧され、記録材９上にトナー像が溶融定着される。次いで、トナー像が定着された記録材９は、排出ローラ対２２によって排出トレイ２１上に排出される。
【００２８】
転写部１５による転写後、感光体１１表面に残留しているトナーは、クリーニング部１６により除去され、また感光体１１表面の残留電荷は除電部１７により除去される。そして、感光体１１は帯電部１２によって再び帯電され、以下同様にして画像形成が行われる。
【００２９】
定着装置５について図２、図３に基づいて詳しく説明する。図２は上述の画像形成装置１に用いられる定着装置５の概略の構成を示す側面図であり、図３は定着装置を示す斜視図である。
【００３０】
図２に示すように定着装置５は、ローラ定着方式であり、定着部２０と、モータと減速ギアを有するローラ駆動源４２と、検知部材８１とを備える。定着部２０は、加熱部材である加熱ローラ１８と、加圧部材である加圧ローラ１９と、熱源であるヒータ４３を有する。
【００３１】
加熱ローラ１８は、熱伝導性に優れたアルミや鉄等の金属からなる円筒形状の芯金上に、フッ素樹脂のコーティングやチューブを被覆したものが用いられる。加熱ローラ１８の芯金内部にハロゲンランプやキセノンランプ等のヒータ４３が設けられる。
【００３２】
加圧ローラ１９は、合成樹脂、金属その他材料から構成される円筒形状の基材上にシリコンゴム等の弾性層が形成され、この弾性層の表面がフッ素樹脂等の離形性に優れた樹脂で覆われたものが用いられる。加圧ローラ１９が加熱ローラ１８に当接する部分には、ニップ部Ｎが形成される。加圧ローラ１９が後述する加圧機構によって加熱ローラ１８に当接するように付勢されると、加圧機構の付勢力によってニップ部Ｎにはニップ圧が作用する。
【００３３】
ローラ駆動源４２は、加熱ローラ１８にギア接続され、ギアを介してモータからの駆動力を加熱ローラ１８に伝達する。モータが回転駆動すると、加熱ローラ１８が図２の矢印方向に回転する。加熱ローラ１８の回転により、加熱ローラ１８に圧接する加圧ローラ１９が図２に示す矢印方向に従動回転し、加熱ローラ１８と加圧ローラ１９が互いに逆回転することになる。尚、ローラ駆動源４２が加熱ローラ１８にギア接続する構成に替えて、ローラ駆動源４２が加圧ローラ１９に接続され、加圧ローラ１９の回転により加熱ローラ１８を従動回転させる構成にしてもよい。更に、加熱ローラ１８と加圧ローラ１９の両者をともにギア等で連結して、加熱ローラ１８と加圧ローラ１９を駆動させてもよい。
【００３４】
検知部材８１は、記録材９の先端部及び後端部の通過を検知するものであり、接触型センサからなる。この接触型センサは、用紙搬送路上にアクチュエータが突出し、記録材９の先端部が進入するとアクチュエータが倒れて、アクチュエータの倒れによってマイクロスイッチがオンし、搬送される記録材９の先端部を検知する。更に、記録材９の後端部が通過するとアクチュエータが元の位置に戻り、マイクロスイッチがオフし、搬送される記録材９の後端部を検知することができるようになっている。尚、検知部材８１は発光部と受光部とを有する反射型の光センサであってもよい。光センサの場合には発光部から用紙搬送路上に光を照射し、光センサ位置を通過する記録材９からの反射光を受光部で受光することにより、記録材９の先端部と後端部を検知することができる。
【００３５】
また、検知部材８１は用紙搬送方向に対してニップ部Ｎの下流側の近傍に配置される。つまり、記録材９の先端部がニップＮから突出した後に、または、記録材９の略中央部がニップ部Ｎを通過するときに、検知部材８１は記録材９の先端部を検知する位置に配置される。従って、ニップ部Ｎに記録材９が残っているときは、検知部材８１はオンした状態にあるので、検知部材８１が所定時間以上オンしていると、記録材９のジャムとして検知することがきる。また、この検知部材８１からの信号は、後述するニップ部Ｎのニップ圧を変化させるためにも用いられる。尚、検知部材８１を用紙搬送方向に対してニップ部Ｎの上流側に配置して、検知部材８１が記録材９の先端部または後端部を検知し、このどちらかを検知信号として用いるようにしてもよい。この場合には、定着部２０におけるジャム検知は行なわれないが、ニップ部Ｎのニップ圧を変化させるための検知信号として用いることができる。
【００３６】
トナー像が転写された記録材９が搬送ガイド４０に案内されて、ニップ部Ｎに搬送挟持される。ニップ部Ｎにおいて、加熱ローラ１８と加圧ローラ１９によって加熱及び加圧されることにより、記録材９上の粉体状態のトナーが加圧溶融して定着される。さらに加熱ローラ１８と加圧ローラ１９との回転により、記録材９がニップ部Ｎから突出し、記録材９の先端部が検知部材８１を通過すると検知部材８１は検知信号を出力する。そして、記録材９が検知部材８１を通過するまで検知部材８１は検知信号を出力する。
【００３７】
図３に示すように、定着装置５は、前述の定着部２０、ローラ駆動源４２、検知部材８１の他に、加圧機構５０と、切り替え部材５５とを備える。
【００３８】
加熱ローラ１８及び加圧ローラ１９は装置本体７１の長手方向の両端側で回転可能に保持され、装置本体７１の両端側には一対の加圧機構５０及び切り替え部材５５が配設される。
【００３９】
加圧機構５０は、加圧ローラ１９と加熱ローラ１８とを圧接させ、圧接するニップ部Ｎでニップ圧を発生させるものであり、アーム部材５１と、第１弾性部材５２と、第２弾性部材５３とを備える。切り替え部材５５は、図５の上下方向に移動することによって、第１及び第２弾性部材５２、５３の一方の付勢力を解除及び付与し、ニップ部Ｎのニップ圧の大きさを変えるものである。
【００４０】
ニップ部Ｎのニップ圧の切り替え機構及び切り替え制御について図４〜図７に基づいて詳しく説明する。図４は定着装置とニップ圧の切り替え制御部を含む加圧機構の側面図であり、図５は切り替え部材における摺動体を示す斜視図であり、図６は切り替え部材及び加圧機構の要部の構成部材を分解して示す斜視図であり、図７はニップ圧を小さくした状態にある加圧機構を示す側面図である。
【００４１】
図４に示すように、加圧機構５０は、アーム部材５１と、第１弾性部材５２と、第２弾性部材５３とを有する。
【００４２】
アーム部材５１は鉄等の金属板で形成される。アーム部材５１の略中央部には、Ｕ字状の溝からなる軸受５１ａが形成され、この軸受５１ａは加圧ローラ１９の回転軸１９ａを回転可能に軸支している。この軸受５１ａの左側でアーム部材５１の一端部には、Ｕ字状の溝からなる軸受５１ｄが形成され、この軸受５１ｄは装置本体７１に固設された回転支軸７２に対して回転自在に嵌合している。従って、アーム部材５１は、回転支軸７２を中心として揺動自在に保持されている。
【００４３】
また、アーム部材５１にはバネ受け５１ｅと折り曲げ部５１ｃが形成される。バネ受け５１ｅは、加圧ローラ１９の軸受５１ａに対して回転支軸７２の反対側の位置で、下方へ舌片状に突出して形成され、第１弾性部材５２の一端に当接している。
【００４４】
第１弾性部材５２は圧縮コイルバネからなる。第１弾性部材５２の上端のバネ座面はアーム部材５１のバネ受け５１ｅに当接し、第１弾性部材５２の下端のバネ座面は装置本体７１に当接し、第１弾性部材５２は保持される。第１弾性部材５２の上下端のバネ座面がバネ圧縮状態で保持されているので、第１弾性部材５２は、図４の矢印Ｐ１の付勢力をアーム部材５１のバネ受け５１ｅに付与する。これにより、アーム部材５１は、回転支軸７２を中心に反時計回りの付勢力を受け、軸受５１ａを介して加圧ローラ１９をニップ部Ｎ側に付勢し、ニップ部Ｎにニップ圧が発生する。
【００４５】
アーム部材５１の折り曲げ部５１ｃは、加圧ローラ１９の軸受５１ａに対して、第１弾性部材５２を保持するバネ受け５１ｅから更に離間した位置で、図４の紙面表面方向に垂直に折り曲げて形成される。折り曲げ部５１ｃにはＵ字状溝５１ｂ（図６参照）が形成され、後述する作動体５８がこのＵ字状溝５１ｂに嵌まっている。折り曲げ部５１ｃは、その下面で作動体５８のバネ当接部５８ｂを介して第２弾性部材５３の上端に当接している。
【００４６】
第２弾性部材５３は圧縮コイルバネからなる。第２弾性部材５３の上端のバネ座面は作動体５８を介してアーム部材５１の折り曲げ部５１ｃに当接し、第２弾性部材５３の下端のバネ座面は装置本体７１の受け面７１ｇに当接し、第２弾性部材５３は保持される。第２弾性部材５３の上下端のバネ座面がバネ圧縮状態で保持されているので、第２弾性部材５３は、図４の矢印Ｐ２の付勢力をアーム部材５１の折り曲げ部５１ｃに付与する。これにより、アーム部材５１は、回転支軸７２を中心に反時計回りの付勢力を受け、軸受５１ａを介して加圧ローラ１９をニップ部Ｎ側に付勢し、ニップ部Ｎにニップ圧が発生する。
【００４７】
従って、ニップ部Ｎには、付勢力Ｐ１及びＰ２によるニップ圧が作用する。付勢力Ｐ２は、付勢力Ｐ１に比べて、加圧ローラ１９の回転軸１９ａから離れた位置で作用するので、付勢力Ｐ１、Ｐ２が同じであっても、付勢力Ｐ２によるニップ圧は、大きく作用することになる。また、後述する切り替え部材５５によって、アーム部材５１に作用している付勢力Ｐ２を解除して、付勢力Ｐ１によるニップ圧でニップ部Ｎを圧接することが可能である。
【００４８】
図４に示すように、切り替え部材５５は、摺動体５６と、回転伝動軸５７と、作動体５８とを備え、図４の上側から順に、摺動体５６、摺動体５６と係合自在な回転伝動軸５７、回転伝動軸５７と当接する作動体５８が直線上に配列される。
【００４９】
摺動体５６は、押圧部５６ａと、第１カム筒部５６ｂと、ガイド片５６ｃと、抜け止め片５６ｄとを有する。
【００５０】
押圧部５６ａは後述する偏芯カム１０２に当接可能であり、偏芯カム１０２の回転によって偏芯カム１０２が押圧部５６ａに当接すると、押圧部５６ａは矢印Ａ方向に移動することができる。
【００５１】
第１カム筒部５６ｂは、押圧部５６ａの下方で筒状に形成され、装置本体７１の嵌装孔７１ａに嵌合し、押圧部５６ａの矢印Ａ方向への移動によって、装置本体７１の嵌装孔７１ａ内を下方に摺動する。第１カム筒部５６ｂの下端面には、三角形状の複数の第１カム歯５６ｅ（図６参照）が周上に形成されている。
【００５２】
ガイド片５６ｃは、第１カム筒部５６ｂの外周で押圧部５６ａから下側に棒状に延びて形成され、装置本体７１の凹部７１ｆ（図５参照）に嵌まり、摺動体５６の上下動を案内する。
【００５３】
抜け止め片５６ｄは、第１カム筒部５６ｂの外周で押圧部５６ａから下側に延びて形成され、その先端部にフックが形成される。摺動体５６が上側端にあるときに、このフックは装置本体７１から突出する凸部７１ｄ（図５参照）に係合し、摺動体５６が装置本体７１から外れるのを防いでいる。
【００５４】
図６に示すように、回転伝動軸５７は、第２カム筒部５７ｂと、係止突部５７ｃと、フランジ部５７ａとを有する。
【００５５】
フランジ部５７ａは、回転伝動軸５７の下端で鍔状に形成され、後述する作動体５８を介して第２弾性部材５３による上向きの付勢力を付与される。
【００５６】
第２カム筒部５７ｂは、フランジ部５７ａの上方で筒状に形成され、装置本体７１の嵌装孔７１ａ内に摺動及び回転自在に嵌合している（図４参照）。第２カム筒部５７ｂの上端面には、三角形状の複数の第２カム歯５７ｅが周上に形成されている。
【００５７】
第２カム歯５７ｅは、摺動体５６の第１カム歯５６ｅに係合可能に対向し、第２カム歯５７ｅの周方向の位相は摺動体５６の第１カム歯５６ｅの位相と異なる。従って、摺動体５６が矢印Ａ方向（図４参照）に移動し、第１及び第２カム歯５６ｅ、５７ｅが係合すると、第１及び第２カム歯５６ｅ、５７ｅの位相が異なるために、回転伝動軸５７はその位相の異なる角度だけ回転することになる。
【００５８】
尚、装置本体７１にはガイド溝７１ｂと係止溝７１ｃが形成されている。ガイド溝７１ｂと係止溝７１ｃは嵌装孔７１ａを形成する筒状の壁に夫々複数個形成される。ガイド溝７１ｂは、装置本体７１の下端面から上側に延びて形成され、回転伝動軸５７の係止突部５７ｃを嵌め、係止突部５７ｃを上下方向に案内する。係止溝７１ｃは、回転伝動軸５７の斜面５７ｄと同じ方向の斜面からなり、装置本体７１の下端面から上方に向けて形成されるが、係止溝７１ｃによる回転伝動軸５７の上方への移動が、ガイド溝７１ｂによる回転伝動軸５７の上方への移動より小さくなるよう形成されている。
【００５９】
回転伝動軸５７の係止突部５７ｃは、第２カム筒部５７ｂの下側で周面から突出して、ガイド溝７１ｂと同数個形成される。各係止突部５７ｃは、フランジ部５７ａから上方に延びて、装置本体７１のガイド溝７１ｂに案内され、回転伝動軸５７は上下方向に直進移動することができる。係止突部５７ｃの先端には斜面５７ｄが形成されている。この斜面５７ｄは装置本体７１の係止溝７１ｃに対向することが可能である。
【００６０】
従って、摺動体５６の押圧部５６ａが矢印Ａ方向に移動すると、摺動体５６及び回転伝動軸５７の第１及び第２カム歯５６ｅ、５７ｅが係合し、また、回転伝動軸５７の係止突部５７ｃがガイド溝７１ｂに案内され、第２弾性部材５３に抗して、回転伝動軸５７が下方に直進移動する。回転伝動軸５７が更に下方に移動すると、回転伝動軸５７の係止突部５７ｃがガイド溝７１ｂから外れることになる。係止突部５７ｃがガイド溝７１ｂから外れると、係合している第１及び第２カム歯５６ｅ、５７ｅの位相ズレによって、回転伝動軸５７が位相ズレだけ回転し、回転伝動軸５７の斜面５７ｄは装置本体７１の係止溝７１ｃに対向することになる。
【００６１】
回転伝動軸５７の斜面５７ｄが係止溝７１ｃに対向する位置で、押圧部５６ａの押圧を解除すると、第１及び第２カム歯５６ｅ、５７ｅの係合は外れることが可能となり、第２弾性部材５３の作動体５８を介する付勢力によって、下方に移動していた回転伝動軸５７は上方に移動する。回転伝動軸５７の上方への移動に伴い、回転伝動軸５７の斜面５７ｄが係止溝７１ｃに当接すると、互いの斜面に沿って、回転伝動軸５７は回転しながら上方に移動し係止される。この係止状態では、係止突部５７ｃがガイド溝７１ｂに嵌まっているときより、回転伝動軸５７は下方位置で保持されている。
【００６２】
作動体５８は、円柱状に構成され、当接面５８ａとバネ当接部５８ｂ及びバネ受け５８ｃを備える。
【００６３】
当接面５８ａは、作動体５８の上端に形成され、第２弾性部材５３の付勢力によって回転伝動軸５７のフランジ部５７ａに常に当接している。従って、回転伝動軸５７が下方に移動すると、作動体５８は下方に移動し、一方、作動体５８が上方に移動すると、回転伝動軸５７は上方に移動する。
【００６４】
バネ当接部５８ｂは鍔状に形成され、その上面はアーム部材５１の折り曲げ部５１ｃに当接可能であり、その下面は第２弾性部材５３に当接する。つまり、アーム部材５１の折り曲げ部５１ｃにＵ字状溝５１ｂが形成され、作動体５８がアーム部材５１のＵ字状溝５１ｂ内に収まると、バネ当接部５８ｂの上面はアーム部材５１の折り曲げ部５１ｃの下面に当接可能となる。
【００６５】
ばね受け５８ｃはバネ当接部５８ｂの下側に形成され、第２弾性部材５３のコイル内部に収まる。ばね受け５８ｃはバネ当接部５８ｂの下面とともに第２弾性部材５３を外れないように保持する。第２弾性部材５３は、バネ当接部５８ｂと装置本体７１の受け面７１ｇ（図４参照）によって保持される。
【００６６】
従って、図４に示すように、付勢力Ｐ１及びＰ２によるニップ圧がニップ部Ｎに作用しているときには、作動体５８のバネ当接部５８ｂは、第２弾性部材５３の付勢力Ｐ２によって、上方に付勢され、アーム部材５１の折り曲げ部５１ｃに当接している。また、回転伝動軸５７の係止突部５７ｃは装置本体７１のガイド溝７１ｂに嵌まっている。
【００６７】
ここで、摺動体５６の押圧部５６ａが偏芯カム１０２への半回転によって矢印Ａ方向に押し下げられると、摺動体５６の第１カム筒部５６ｂは下方に移動し、摺動体５６の第１カム歯５６ｅは回転伝動軸５７の第２カム歯５７ｅに係合する。第１及び第２カム歯５６ｅ、５７ｅの係合によって、回転伝動軸５７は下方に移動する。このとき、係止突部５７ｃがガイド溝７１ｂに案内されている間、第２弾性部材５３の付勢力Ｐ２に抗して、回転伝動軸５７は下方に直進するが、係止突部５７ｃがガイド溝７１ｂから外れると、第１及び第２カム歯５６ｅ、５７ｅの位相ズレによって、回転伝動軸５７は位相ズレだけ回転し、回転伝動軸５７の斜面５７ｄは装置本体７１の係止溝７１ｃに対向する位置にくる。
【００６８】
そして、偏芯カム１０２が更に半回転すると、偏芯カム１０２と摺動体５６の押圧部５６ａとは当接しない状態となり、第２弾性部材５３の付勢力Ｐ２によって、回転伝動軸５７は作動体５８を介して押し上げられて上方に移動する。回転伝動軸５７の上方への移動によって、回転伝動軸５７の斜面５７ｄは装置本体７１の係止溝７１ｃの斜面に当接すると、互いの斜面に沿って、回転伝動軸５７は回転しながら上方に移動し係止される。この係止状態では、係止突部５７ｃがガイド溝７１ｂに当接しているときより、回転伝動軸５７は下方位置で保持されている。この状態を図７に示す。
【００６９】
図７の状態の回転伝動軸５７は図４の状態の回転伝動軸５７よりも下方位置で保持されることによって、回転伝動軸５７に当接している作動体５８も下方位置で保持され、作動体５８のバネ当接部５８ｂはアーム部材５１の折り曲げ部５１ｃから距離Ｄだけ離間する。このように、第２弾性部材５３は一層収縮することになるが、第２弾性部材５３の付勢力Ｐ２はアーム部材５１に作用せずに、第１弾性部材５２の付勢力Ｐ１のみがアーム部材５１に作用し、ニップ部Ｎのニップ圧が減圧されることになる。
【００７０】
次に、ニップ部Ｎを通常のニップ圧に戻すには、図７の状態において、偏芯カム１０２（図４参照）を半回転させる。偏芯カム１０２の半回転によって摺動体５６の押圧部５６ａが矢印Ａ方向に押されると、摺動体５６の第１カム筒部５６ｂは下方に移動し、摺動体５６の第１カム歯５６ｅは回転伝動軸５７の第２カム歯５７ｅに係合する。第１及び第２カム歯５６ｅ、５７ｅの係合によって、回転伝動軸５７は下方に移動し、回転伝動軸５７の斜面５７ｄが装置本体７１の係止溝７１ｃから外れる。そうすると、係合している第１及び第２カム歯５６ｅ、５７ｅの位相ズレによって、回転伝動軸５７は位相ズレだけ回転し、回転伝動軸５７の係止突部５７ｃはガイド溝７１ｂに対向する位置にくる。
【００７１】
そして、偏芯カム１０２を更に半回転させると、偏芯カム１０２と摺動体５６の押圧部５６ａとは当接しない状態となり、第２弾性部材５３の付勢力Ｐ２によって、回転伝動軸５７は作動体５８を介して押し上げられて上方に移動する。回転伝動軸５７の上方への移動によって、回転伝動軸５７の係止突部５７ｃはガイド溝７１ｂに案内され、回転伝動軸５７は上方に移動する。作動体５８のバネ当接部５８ｂがアーム部材５１の折り曲げ部５１ｃに当接するまで、回転伝動軸５７は上方に移動した後保持される。この状態では、第１弾性部材５２の付勢力Ｐ１とともに第２弾性部材５３の付勢力Ｐ２がアーム部材５１に作用し（図４参照）、ニップ部Ｎは通常のニップ圧になる。
【００７２】
ここで、封筒状の記録材９を定着するときは、封筒状記録材９の途中までは付勢力Ｐ１、Ｐ２に相当する通常のニップ圧で定着され、封筒状記録材９の後端部の略直前では付勢力Ｐ１に相当する減圧したニップ圧に切り替える。
【００７３】
次に、ニップ圧の切り替えの制御について図４に基づいて説明する。
【００７４】
偏芯カム１０２は駆動源１０３のモータによって回転させられ、駆動源１０３のモータ駆動回路は切り替え制御部１０１に接続される。尚、偏芯カム１０２と駆動源１０３と切り替え部材５５はニップ圧切り替え部を構成している。
【００７５】
偏芯カム１０２は、その本体が装置本体７１に回転自在に支持され、更に、摺動体５６の押圧部５６ａに当接していない状態で支持されている。偏芯カム１０２は回転すると、摺動体５６の押圧部５６ａに当接し押圧部５６ａを矢印Ａ方向に押す。つまり、偏芯カム１０２が半回転すると、摺動体５６の押圧部５６ａは矢印Ａ方向に最大量移動することになり、偏芯カム１０２が更に半回転すると、偏芯カム１０２と押圧部５６ａは当接していない状態に戻る。
【００７６】
切り替え制御部１０１は、マイクロコンピュータ等で構成され、ＲＡＭ、ＲＯＭの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。また、切り替え制御部１０１は、駆動源１０３の他に、検知部材８１と、操作パネル１０４に接続される。そして、切り替え制御部１０１が操作パネル１０４と検知部材８１の各入力信号に基づいて駆動源１０３のモータ駆動回路を制御することによって、偏芯カム１０２が所定のタイミングで１回転するように駆動源１０３のモータが駆動される。
【００７７】
操作パネル１０４上で普通紙の記録材９の印刷モードが設定されていると、駆動源１０３に信号が送られることはなく、付勢力Ｐ１、Ｐ２に相当する通常のニップ圧で定着される。定着された記録材９が検知部材８１を通過すると、検知信号が切り替え制御部１０１に入力され、切り替え制御部１０１はこの検知信号に基づいて記録材９の定着部２０でのジャムの有無を判定する。
【００７８】
操作パネル１０４上で封筒状の記録材９の印刷モードが設定されると、モードスイッチ１０５がオンして、切り替え制御部１０１は封筒印刷モードに切り替わる。このモードでは、切り替え制御部１０１は、操作パネル１０４から封筒状記録材９の用紙搬送方向の幅を入力するように促し、封筒状記録材９の用紙搬送方向の幅をＲＡＭに記憶し、更に検知部材８１から入力される検知信号に基づいて駆動源１０３に駆動信号を送る。
【００７９】
駆動源１０３への駆動信号の送信のタイミングは、封筒状記録材９の先端部が検知部材８１を通過した時の先端検知信号と、封筒状記録材９の用紙搬送方向の幅情報と、ローラ駆動源４２によって回転させられる加熱ローラ１８の線速信号と基づいて設定される。
【００８０】
トナー像が転写された封筒状記録材９の先端部がニップ部Ｎに突入する。このとき、切り替え制御部１０１は駆動源１０３に駆動信号を送らないので、ニップ部Ｎでは付勢力Ｐ１、Ｐ２に相当する通常のニップ圧が付与され、更に、加熱ローラ１８及び加圧ローラ１９によって搬送される封筒状記録材９は引き続き通常のニップ圧で加圧及び加熱される。
【００８１】
そして、封筒状記録材９の先端部が検知部材８１を通過すると、先端検知信号が検知部材８１から切り替え制御部１０１に入力される。切り替え制御部１０１は、先端検知信号の入力から計時するとともに、封筒状記録材９の幅情報と加熱ローラ１８の線速信号に基づいて、封筒状記録材９の後端部から直前の位置がニップ部Ｎに至るまでの遅延時間を算出する。先端検知信号の入力からこの遅延時間が経過すると、封筒状記録材９の後端部から直前の位置がニップ部に到着したことになり、切り替え制御部１０１は駆動源１０３に駆動信号を送る。この駆動信号によって偏芯カム１０２が１回転すると、切り替え部材５５が加圧機構５０を作動させ、加圧機構５０の作動によって、第２弾性部材５３の付勢力Ｐ２は解除される。従って、封筒状記録材９の後端部分は、付勢力Ｐ１に相当する減圧されたニップ圧で加圧及び加熱される。
【００８２】
封筒状記録材９の減圧して加圧される後端部分は、封筒状記録材９の用紙搬送方向の全幅に対して後端部から１／６〜１／５であると良い。この範囲の部分で通常のニップ圧から減圧すると、封筒状記録材９の端部の密封された用紙間に空気を溜めたままでも押しつぶすことなく用紙を通過させるために、シワの発生を防ぐことができる。また、通常のニップ圧に対して４０％程度のニップ圧に減圧すると定着不良を抑えることができる。更に、封筒状記録材９の減圧する後端部分で加熱ローラ１８を昇温すると定着性が一層向上する。
【００８３】
封筒状記録材９の定着が完了し、封筒状記録材９の後端部が検知部材８１を通過すると、後端検知信号が検知部材８１から切り替え制御部１０１に入力される。切り替え制御部１０１は後端検知信号に基づいて駆動源１０３に駆動信号を送る。この駆動信号によって偏芯カム１０２が１回転すると、切り替え部材５５が加圧機構５０を作動させ、加圧機構５０の作動によって、第２弾性部材５３の付勢力Ｐ２は付与される。従って、ニップ部Ｎでは付勢力Ｐ１、Ｐ２に相当する通常のニップ圧が付与された状態に戻る。
【００８４】
上記実施形態によれば、画像形成装置１は、加熱ローラ１８と加圧ローラ１９とが圧接するニップ部Ｎで加熱及び加圧して記録材９上に担持されたトナー像を記録材９に定着する定着部２０と、加圧ローラ１９を加熱ローラ１８に圧接させニップ部Ｎにニップ圧を付与する加圧機構５０と、ニップ部Ｎに対する所定の位置で記録材９の通過を検知する検知部材８１と、ニップ部Ｎのニップ圧を変更する切り替え部材５５と、ニップ部Ｎのニップ圧を変更するように切り替え部材５５の切り替えを制御する切り替え制御部１０１とを備える。切り替え制御部１０１は、封筒状の記録材９を定着するときに、検知部材８１による記録材９の通過の検知から所定の遅延時間経過すると、加圧機構５０によるニップ圧が小さくなるように切り替え部材５５を切り替える。
【００８５】
この構成によると、封筒状記録材９は、その先端部から順次ニップ部Ｎを通過し、ニップ部Ｎで加熱ローラ１８と加圧ローラ１９によって加熱されるとともに所定のニップ圧で加圧される。そして、検知部材８１による封筒状記録材９の先端部の検知から所定の遅延時間経過すると、切り替え部材５５によってニップ圧が切り替えられ、封筒状記録材９は、その後端部の略直前で所定のニップ圧より小さいニップ圧で加圧される。従って、封筒状記録材９はニップ部Ｎで加熱され、且つ所定のニップ圧で加圧され、記録材９上のトナー像が良好に定着されるとともに、封筒状記録材９の後端部の略直前でニップ圧が比較的に小さくなるので、封筒端部の密封された用紙間に空気を溜めたままでも押しつぶすことなく用紙を通過させるために、シワの発生を防ぐことができる。
【００８６】
また、上記実施形態によれば、切り替え制御部１０１は、記録材９の搬送方向の幅を入力可能であり、搬送方向の幅が長い記録材９を定着するときは、搬送方向の幅が短い記録材９を定着するときに比べて、遅延時間を長くする。これによって、封筒状記録材９の搬送方向の幅に係わらず、封筒状記録材９の後端部から略直前の所定の位置で切り替え部材５５によって加圧機構５０のニップ圧を切り替えることが可能となる。従って、種々の幅の封筒状記録材９を定着しても、封筒状記録材９の後端部の略直前でニップ圧が比較的に小さくなるので、封筒端部の密封された用紙間に空気を溜めたままでも押しつぶすことなく用紙を通過させるために、シワの発生を防ぐことができる。
【００８７】
また、上記実施形態によれば、検知部材８１は記録材９の搬送方向に対してニップ部Ｎの下流側の近傍に配設される。これによって、封筒状記録材９はニップ部Ｎで加熱され、且つ所定のニップ圧で加圧され、記録材９上のトナー像が良好に定着されるとともに、封筒状記録材９の後端部の略直前でニップ圧が比較的に小さくなるので、封筒端部の密封された用紙間に空気を溜めたままでも押しつぶすことなく用紙を通過させるために、シワの発生を防ぐことができる。更に、検知部材８１は、搬送される記録材９のジャムを検知するセンサにも用いることが可能となり、装置構成が簡単でコストアップが抑えられる。
【００８８】
また、上記実施形態によれば、加圧機構５０は第１及び第２弾性部材５２、５３を有し、切り替え部材５５は第２弾性部材５３の付勢力を解除する。これによって、加圧機構５０の第２弾性部材５３の付勢力を解除すると、ニップ部Ｎのニップ圧は比較的に小さくなるので、封筒端部の密封された用紙間に空気を溜めたままでも押しつぶすことなく用紙を通過させるために、シワの発生を防ぐことができる。更に、この加圧機構５０を用いて、普通紙等の常用する記録材９の定着性がマッチングするように、ニップ圧を調整することが可能であり、装置構成が簡単でコストアップを抑えることができる。
【００８９】
尚、上記実施形態では、ローラ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。
【００９０】
また、上記実施形態では、加圧機構５０は第１及び第２弾性部材５２、５３を有し、切り替え部材５５は第２弾性部材５３の付勢力を解除する構成を示したが、本発明はこれに限らず、切り替え部材５５は第１及び第２弾性部材５２、５３の付勢力をともに解除する構成にしてもよい。この構成の場合には、封筒状記録材の後端部分では、第１及び第２弾性部材５２、５３によるニップ圧を付与されず、加圧ローラ１９の弾性層によるニップ圧の付与となるので、宛名や住所等の印字部がない部分で減圧するのがよい。
【００９１】
また、上記実施形態では、ニップ圧切り替え部を切り替え部材５５と偏芯カム１０２と駆動源１０３とで構成したが、本発明はこれに限らず、ニップ圧切り替え部は、切り替え部材５５と、切り替え部材５５の摺動体５６に取り付けられるソレノイドと、ソレノイドを通電、非通電に切り替える駆動回路とを有する構成にしてもよい。この場合も上記実施形態と同様の効果を奏する。
【００９２】
また、上記実施形態では、第１及び第２弾性部材５２、５３がアーム部材５１に対して並べて配設され、第２弾性部材５３の付勢力を解除することによってニップ部Ｎを減圧する構成を示したが、本発明はこれに限らず、加圧機構に一つのコイルバネを設けて、このコイルバネの伸縮を変える構成として、ニップ部Ｎを減圧してもよい。この場合も上記実施形態と同様の効果を奏する。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置に利用することができ、特に、加熱部材と加圧部材のニップ圧を変更可能な定着装置を備えた画像形成装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００９４】
１    画像形成装置
５    定着装置
１８    加熱ローラ（加熱部材）
１９    加圧ローラ（加圧部材）
２０    定着部
５０    加圧機構
５１    アーム部材
５１ｂ    Ｕ字状溝
５１ｃ    折り曲げ部
５２    第１弾性部材
５３    第２弾性部材
５５    切り替え部材（ニップ圧切り替え部）
５６    摺動体
５６ａ    押圧部
５６ｂ    第１カム筒部
５６ｅ    第１カム歯
５７    回転伝動軸
５７ａ    フランジ部
５７ｂ    第２カム筒部
５７ｃ    係止突部
５７ｅ    第２カム歯
５８    作動体
５８ａ    当接面
５８ｂ    バネ当接部
７１    装置本体
７１ａ    嵌装孔
７１ｂ    ガイド溝
７１ｃ    係止溝
７２    回転支軸
８１    検知部材
１０１    切り替え制御部
１０２    偏芯カム（ニップ圧切り替え部）
１０３    駆動源（ニップ圧切り替え部）
１０４    操作パネル
１０５    モードスイッチ
Ｎ    ニップ部
【図１】
2011232556.tif 000003
【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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