(57)【要約】【課題】定着ローラおよび加圧ローラが弾性層を有していて場合において、加圧力よって弾性層に永久変形が生じるのを防止する定着装置を提供することにある。【解決手段】回転自在な１対の回転体２、３の定着ニップ６間でトナー像を記録紙７に定着させる定着装置１において、前記回転体２、３の少なくとも１方２を他方の回転体３に圧接する加圧手段５と、前記回転体を回転駆動する駆動源と、定着ニップ６の下流に設けたくさび形状の圧力解除部材１２とを備え、前記駆動源が転写紙搬送時の回転方向に対し反対方向に回転し、前記圧力解除部材１２を、両回転体２、３を離間するために前記定着ニップ６間に挿入する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転自在な１対の定着用の回転体の定着ニップ間でトナー像を記録紙に定着させる定着装置において、前記回転体の少なくとも１方を他方の回転体に圧接する加圧手段と、前記回転体を回転駆動する駆動源と、定着ニップの下流に設けたくさび形状の圧力解除部材とを備え、前記駆動源が転写紙搬送時の回転方向に対し反対方向に前記回転体を回転しつつ、前記圧力解除部材を両回転体を離間するために前記定着ニップ間に挿入することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記圧力解除部材が非通紙部にあることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記圧力解除部材がスプリングにより前記定着ニップ方向に加圧されていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項４】
前記圧力解除部材が前記駆動源により前記定着ニップ方向位置と退避位置に移動可能であることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項５】
両回転体の離間距離を測定するセンサを設け、その測定値を基に前記駆動源を制御することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項６】
請求項１ないし５に記載の構成を複数組合せた構成を備えたことを特徴とする定着装置。
【請求項７】
請求項１乃至６に記載の定着装置を備えたことを特徴とする電子写真式の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ等の画像形成装置において使用する定着装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の画像形成装置の定着装置においては、画像形成時から非画像形成状態への切り換え時やジャム発生において自動に圧力を解除するような機構が考えられている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−１２５９８５号公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の電子写真式の画像形成装置においてトナー像を転写紙上に熱定着するために使用される定着装置は、定着ローラまたは加圧ローラを使用しているものが多い。これらのローラは一般に金属パイプ（芯金）の上にゴム等の弾性体層を形成している。このとき、所定のニップを形成するためにローラ間には所定の加圧力をかけている。
図４は従来から知られている定着装置を示す概略断面図である。この図の定着装置１の場合、加圧ローラ２には弾性層を有しており、定着ローラ３は薄肉の中空パイプである。また、加圧ローラ２の支持軸４はスプリング５により加圧されており、所定の長さの定着ニップ６が形成されている。定着ローラ３は図示していない駆動源により回転力を与えられ、加圧ローラ２とともに連れ回りする。
記録紙７は加熱ローラ（定着ローラ）３から分離爪８およびガイド９を介して排紙コロ１０と排紙ローラ１１を通って排紙される。符号１６は定着装置１のフレームである。
図５は図４の加圧ローラの変形を説明する概略図である。一般的に非通紙時はこのような状態のまま、待機していることが多い。このとき、加圧ローラ２の弾性層は図５中の部分２ａのように変形している。
所定の時間間隔で印刷動作が行われる場合は加圧ローラ２の回転動作とともに局部的な加圧が解除され、ゴムの弾性力と加熱による膨張力により、弾性層は元の状態に戻ることができる。しかし、長時間にわたり局部的な加圧が掛かっていると、加圧ローラ２の弾性層は圧縮永久歪（変形部）２ａを起こし、元に戻らなくなる。
この場合、トナーを担持した用紙を通紙したときに加圧ローラの外周周期のピッチで画像がムラになり、転写紙にシワが発生するという問題が起こる。また、定着ローラ３側も塑性変形によりクラックなどの破壊が発生することが知られている。
このため、長期間放置されると弾性層に永久変形が生じ、この定着ニップ６が開放されても弾性層の変形が元に戻らなくなってしまうことがあった。このように、弾性体の一部で変形が生じると印刷時に異常な騒音が発生する。もしくは、異常画像が発生するという問題が起きる。
また、昨今の画像形成装置は定着装置のウォームアップ時間を短縮するために１．０ｍｍ以下の芯金を使用している装置がある。このように薄い金属パイプに強い力で長い時間をかけて加圧すると定着ローラの塑性変形により所定の定着ニップができず、転写紙のシワや定着不良という問題が発生するばかりでなく、ローラの機械的な寿命にも悪影響を及ぼす。
【０００４】
従来、上記問題の対策として、画像形成時以外に定着ローラおよび加圧ローラを定期的に回転させる方法が考えられている。このようにすると長時間同じ場所に加圧させることを防ぎ、圧縮永久歪を防止することができる。
しかし、この方法では装置の電源が切れている場合等は定着ローラや加圧ローラを回転させる駆動源も動くことができないため、かかる問題を回避することが不可能であった。
また、上記のような定着装置では転写紙が定着中に何らかの原因でジャムを生じてしまった場合、転写紙が高い加圧力を加えている定着ニップに挟まれているため、ジャムした転写紙を取り除くのが困難である。
そこで、通常は定着ニップ間を離間する圧力解除機構を設けている。このとき、圧力解除の方法として圧力解除レバーを備えた定着装置が多くあるが、ユーザーが圧力解除動作をしなければならないという煩わしさがあった。
さらに、画像形成時から非画像形成状態への切換時やジャム発生において自動的に圧力を解除するような機構を有する上述した特許文献１による方法はギア、カム、クラッチ、ソレノイド、モータ等の部品を多用するものであり、コストダウンや小型化の妨げになっている。
そこで、本発明の第１の目的は、定着ローラおよび加圧ローラが弾性層を有した場合において、加圧力よって弾性層に永久変形が生じるのを防止する定着装置を提供することにある。
また、本発明の第２の目的は、薄肉の定着ローラの芯金を有していても、加圧力により永久変形が生じるのを防止する定着装置を提供することにある。
さらに、本発明の第３の目的は、定着部でジャムした記録紙を容易に取り除くことが可能な定着装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、請求項１記載の発明では、回転自在な１対の回転体のニップ間でトナー像を転写紙に定着させる定着装置において、前記回転体の少なくとも１方を他方の回転体に圧接する加圧手段と、前記回転体を回転駆動する駆動源と、定着ニップの下流に設けたくさび形状の圧力解除部材とを備え、前記駆動源が転写紙搬送時の回転方向に対し反対方向に回転し、前記圧力解除部材を、両回転体を離間するために前記定着ニップ間に挿入する定着装置を最も主要な特徴とする。
請求項２記載の発明では、前記圧力解除部材が非通紙部にある請求項１に記載の定着装置を主要な特徴とする。
請求項３記載の発明では、前記圧力解除部材がスプリングにより前記定着ニップ方向に加圧されている請求項１に記載の定着装置を主要な特徴とする。
請求項４記載の発明では、前記圧力解除部材が前記駆動源により前記定着ニップ方向位置と退避位置に移動可能である請求項１に記載の定着装置を主要な特徴とする。
請求項５記載の発明では、両回転体の離間距離を測定するセンサを設け、その測定値を基に前記駆動源を制御する請求項１に記載の定着装置を主要な特徴とする。
請求項６記載の発明では、請求項１ないし５の組合せからなる機構を有した定着装置を主要な特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明による定着装置の第１の実施の形態を示す概略図である。本発明による定着装置１の構成としては、従来からよく知られている定着ローラと加圧ローラであってもよいし、それらとベルトとの組合せでも良いが、この実施の形態ではローラ同士の装置で説明する。
加圧ローラ（回転体）２には弾性層を有しており、定着ローラ（回転体）３は薄肉の中空パイプである。また、加圧ローラ２の支持軸４はスプリング５により加圧されており、所定の長さの定着ニップ６が形成されている。定着ローラ３は図示していない駆動源により回転力を与えられ、加圧ローラ２とともに連れ回りする。
記録紙７は加熱ローラ（定着ローラ）３から分離爪８およびガイド９を介して排紙コロ１０と排紙ローラ１１を通って排紙される。図１には、くさび形状をした圧力解除部材１２を定着ニップ６の下流に設けた構成を示している。符号１６は定着装置１のフレームである。
この圧力解除部材１２は自重により定着ニップ６方向に落下し定着および加圧ローラ２、３間に挟まれている（このとき、圧力解除部材１２はガイド９により上下に自在に稼動可能に保持されるのがよい）。
【０００７】
図２は定着ローラと加圧ローラが離間した状態を示す概略図である。上記圧力解除部材１２は通常の印刷時（ローラの回転時）には定着ローラ３や加圧ローラ２に対して摺動するだけである。しかし、非印刷時において、図２のように定着ローラ３を反転させると、圧力解除部材１２は定着ローラ３と加圧ローラ２の間に挟み込まれて、両ローラ２、３が離間する。
このとき、圧力解除部材１２は軸方向のどの位置に有っても良いし、幾つ配置してもよいが、望ましくは非通紙部の両端に２つ設けるのがよい。そして、それらが非通紙部であれば圧力解除部材１２と定着ローラ３が摺接し経時で定着ローラ３が摩耗しても画像に影響を与えることがない。
また、圧力解除部材１２と両ローラ２、３間とは所定の摩擦力を発生させる所定の摩擦係数をもった表面性であるものとする。したがって、本発明の構成によれば非常に少ない部品で定着ローラ３と加圧ローラ２の圧力解除をすることができる。
例えば長期にわたり画像形成装置を使用しない場合（電源がオフされていたとしても）、このような状態で両ローラ２、３が保持されるので加圧ローラ２の弾性層に永久歪みが発生することを防止できる。また、同様に定着ローラ３にも加圧ローラ２による圧力が掛かっていないので塑性変形を起こすことはない。
本発明による圧力解除機構は、記録紙がジャムした場合においても同様に機能するので、例えばジャム検知センサによる信号により定着ローラ３の正回転を停止し、その後、反転駆動するように制御することにより、ユーザーがジャム紙を除去する場合に両ローラ２、３間が離間し容易に除去作業をすることができる。そして、また印刷動作にもどる時は定着ローラのプレ回転動作により圧力解除部材１２が両ローラ２、３間の定着ニップ６から外れて、再び加圧状態に戻る。
上述した第１の実施の形態では圧力解除部材１２が自重やばねにより両ローラ２、３間に接しているので、通常の印刷時は解除部材１２と両ローラ２、３の摩擦による摩耗が発生してしまう。
【０００８】
図３は本発明による定着装置の第２の実施の形態を示す概略図である。解除部材１２と両ローラ２、３の摩擦による摩耗の発生を回避するために、圧力解除部材１２を図３に示すようにソレノイド１７などの駆動源により確実に離間するように構成している（駆動源はモータであってもよい）。
上述した第１の実施の形態では、定着ローラ３が反転してからくさび形状の圧力解除部材１２を挟み込むのであるが、圧力解除部材１２と両ローラ２、３間の摩擦力や接触圧のばらつきにより、両ローラ２、３が離間する時間も、ばらつきが生じる。
したがって、反転する時間を固定すると、両ローラ２、３が離間する距離がまちまちになってしまう。そのため、最悪の場合には圧力解除部材１２と両ローラ２、３が滑ってしまい、圧力解除部材１２が挟み込まれるタイミングが遅れ、離間しきれていない場合がある。
そこで本発明では、このような問題を防止するために図３のようにセンサ１３を設けている。この図では加圧ローラ２の軸心にフィラー１４を当接させており、加圧ローラ２の可動量（離間距離）をセンサ１３により検知できるようになっている。符号１５はガイド溝である。
つまり、両ローラ２、３間の距離が所定の離間距離になるように反転駆動を制御することができるので、かかる問題を解決することができる。また、何らかのトラブルにより離間動作がうまく作動できなかった場合においても、このセンサ１３の信号により本体に警告表示をさせることも可能となる。
この定着装置は、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等の電子写真式画像形成装置の作像部（感光体、帯電装置、露光装置、現像装置、転写装置、定着装置）を構成する定着装置における回転体に適用することができる。
【０００９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１によれば、ギア、カム、クラッチ、ソレノイド、モータ等の部品を多用せず、コストダウンや小型化が可能で、安価で簡単な構成を提案することができる。
請求項２によれば、圧力解除部材が記録紙の搬送の妨げになることを防止し、また、定着ローラや加圧ローラと圧力解除部材との接触により、それらが傷ついて画像に影響を与えることを防止できる。
請求項３によれば、圧力解除部材がより確実に機能するように構成することがが可能となる。
請求項４によれば、圧力解除部材が定着ローラや加圧ローラとの摺接により、それらを磨耗させないように構成することができる。
請求項５によれば、圧力解除部材の作動するバラツキがあった場合でも、確実に回転体が離間するように構成することができる。
請求項６によれば、コストダウンや小型化が可能で、安価で簡単な構成を提案でき、圧力解除部材が記録紙の搬送の妨げになることを防止し、また、定着ローラや加圧ローラと圧力解除部材との接触により、それらが傷ついて画像に影響を与えることを防止できる定着装置を提供できる。
請求項７によれば、各請求項に記載の効果を発揮する画像形成装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による定着装置の第１の実施の形態を示す概略図である。
【図２】定着ローラと加圧ローラが離間した状態を示す概略図である。
【図３】本発明による定着装置の第２の実施の形態を示す概略図である。
【図４】従来から知られている定着装置を示す概略断面図である。
【図５】図４の加圧ローラの変形を説明する概略図である。
【符号の説明】
１  定着装置
２  回転体（加圧ローラ）
３  回転体（定着ローラ）
５  加圧手段（スプリング）
６  定着ニップ
７  記録紙
１２  圧力解除部材
１４  センサ
【図１】
2004264706.tif 000003
【図２】
2004264706.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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