(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体上に形成された潜像をトナー像化して用紙に転写し、前記転写されたトナー像を定着させる定着装置であって、
加熱手段を有して回転する定着ローラと、前記定着ローラに当接してニップ部を形成するシート状部材と、前記シート状部材を片持ち支持するシート支持材と、前記シート状部材の自由端が所定位置よりも下がらないように前記シート状部材の自由端の位置を規制する逃げ規制部材とを備え、前記定着ローラと前記シート状部材間のニップ部において用紙を加熱／加圧しながら通過させて前記トナー像を用紙に定着させる定着装置において、
前記逃げ防止部材を多角柱型の回転軸が偏心して設けられた偏心ローラとし、前記回転軸を該回転軸に適合する凹部を有する軸受で支持し、前記回転軸を回転させて該回転軸と共に前記偏心ローラを回転させることにより、前記シート状部材の上下位置を調整することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記回転軸に、前記シート状部材の上下位置に対応した回転位置の指標を表示したダイヤル部材を設けたことを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項３】
前記指標を、前記シート状部材の上下位置に対応した用紙の厚さとしたことを特徴とする請求項２記載の定着装置。
【請求項４】
前記定着ローラを前記シート状部材に対して接離方向に移動可能に保持する保持手段と、前記定着ローラを前記シート状部材と当接させる方向に付勢する加圧手段とを備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の定着装置。
【請求項５】
前記保持手段に、前記定着ローラを回転自在に保持する前記軸受部を備え、前記軸受部を介して前記加圧手段により前記定着ローラを前記シート状部材と当接させる方向へ付勢することを特徴とする請求項４項記載の定着装置。
【請求項６】
前記保持手段における前記定着ローラの中心軸以外の部位に回動軸を設け、この回動軸を軸として前記保持手段を回動可能に支持したことを特徴とする請求項４または５記載の定着装置。
【請求項７】
前記定着ローラを前記シート状部材に当接させる当接位置、あるいは前記シート状部材と離間させる離間位置とのいずれかに移動させる移動手段を備え、この移動手段に係合する係合部を前記保持手段に設けたことを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項記載の定着装置。
【請求項８】
電子写真方式の画像形成装置において、前記請求項１〜７のいずれか１項に記載の定着装置を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式を用いた複写機，プリンタ，ファクシミリ装置やこれらの機能を有する複合機において、加圧ローラの代わりにシート状部材を用いた定着装置および画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の定着装置は、図６に示したように構成されている。図６に示すように、定着装置は内部に配設され加熱を行うヒータ２を備えた加熱定着ローラ１と、これに圧接する加圧定着ローラ３を主要部材として構成される。その他に定着装置には、ヒータ２により加熱される加熱定着ローラ１の表面温度を検出する温度検出手段４、加熱定着ローラ１と加圧定着ローラ３間に用紙を案内するガイド板５、加熱定着ローラ１に巻き付いた用紙を加熱定着ローラ１から分離させる分離爪６、定着装置の用紙出口側に設けられた搬送ローラ対７等を有している。
【０００３】
定着装置に、トナー像が転写された用紙をガイド板５を介して加熱定着ローラ１と加圧定着ローラ３とのニップ部に搬送させる。このニップ部において加圧／加熱されることにより用紙にトナー像が定着された後、搬送ローラ対７を介して外部に排出される。なお、用紙がニップ部を通過する際に加熱定着ローラ１に付着したトナーはクリーニングパッド（図示せず）によって除去される。
【０００４】
加熱定着ローラ１の表面温度が温度検出手段４によって検出され、この温度検出手段４の検出結果に基づき、ヒータ２による加熱制御が制御手段によって行われる。
【０００５】
従来、定着装置においてはヒータとして赤外線ヒータあるいはハロゲンヒータを採用し、加熱定着ローラ１および加圧定着ローラ３からなる一対のローラで構成されるものが最も一般的であった。しかしながら、加圧定着ローラは芯金の上にシリコンゴム層を形成し、その上にテフロン（登録商標）チューブなどの離型層を形成する構造のために熱容量が大きく、定着を行うためヒータ２により加熱を開始しても加圧定着ローラ３側においてなかなか温まらず、近年の省エネルギーを考慮した制御によりさらにこの傾向は顕著となっており、定着不良の要因となっている。さらには部品コストも高いというデメリットもあった。
【０００６】
また、加熱定着ローラ１と加圧定着ローラ３とのニップ部において適度なニップ幅を確保するために、大きな加圧力を要してその圧力のため用紙にストレスが生じて定着シワの原因となっていることから、加圧定着ローラ３の代わりにシート状の加圧部材を加熱定着ローラに押し当てることによりニップ部を形成し、そのニップ部に用紙を通過させることにより画像を用紙に定着させる定着装置などが考案されている。この構成の定着装置は、シート状部材であるため温まり易く、ニップ幅を確保することが可能となった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構成のシート状部材を用いた加圧部材においては、加熱定着ローラに対して加圧するために、例えば、シート状部材をその裏面側から加圧スプリングによって加熱定着ローラに押しつけて加圧力を確保することが考えられる。この場合、用紙の厚さに応じてシート状部材が上下動してニップ幅が変動するため、印字可能な用紙の種類が限定されるようになる。
【０００８】
本発明は、前記従来技術の問題を解決することに指向するものであり、印字する用紙の厚さが変わった場合においても安定したニップ幅が得られるようにした定着装置および画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、請求項１に係る発明は、感光体上に形成された潜像をトナー像化して用紙に転写し、前記転写されたトナー像を定着させる定着装置であって、加熱手段を有して回転する定着ローラと、前記定着ローラに当接してニップ部を形成するシート状部材と、前記シート状部材を片持ち支持するシート支持材と、前記シート状部材の自由端が所定位置よりも下がらないように前記シート状部材の自由端の位置を規制する逃げ規制部材とを備え、前記定着ローラと前記シート状部材間のニップ部において用紙を加熱／加圧しながら通過させて前記トナー像を用紙に定着させる定着装置において、前記逃げ防止部材を多角柱型の回転軸が偏心して設けられた偏心ローラとし、前記回転軸を該回転軸に適合する凹部を有する軸受で支持し、前記回転軸を回転させて該回転軸と共に前記偏心ローラを回転させることにより、前記シート状部材の上下位置を調整することを特徴とする。このように構成したことにより、用紙がニップ部を通過する際に、シート状部材の自由端の位置が必要以上に下がることが偏心ローラにより防止され、さらに偏心ローラを回転させることによりシート状部材の自由端を上下動させ、ニップ幅を調整することができ、ニップ幅を確保することが可能になる。しかも、偏心ローラの多角柱型の回転軸が凹部に適合することによって、偏心ローラの回転が規制され、シート状部材の自由端が安定するとともに、回転軸を手動で操作する場合にはクリック感を与えることが可能になる。
【００１３】
請求項２に係る発明によれば、請求項１に係る発明において、前記回転軸に、前記シート状部材の上下位置に対応した回転位置の指標を表示したダイヤル部材を設けたことを特徴とする。このように構成したことにより、シート状部材の位置を報知することができるとともに、ニップ幅を調整する上での情報を使用者に与えることができる。
【００１４】
請求項３に係る発明によれば、請求項２に係る発明において、前記指標を、前記シート状部材の上下位置に対応した用紙の厚さとしたことを特徴とする。このように構成したことにより、用紙の厚さに対応したニップ幅を得ることができる。
【００１５】
請求項４に係る発明によれば、請求項１〜３のいずれか１項に係る発明において、前記定着ローラを前記シート状部材に対して接離方向に移動可能に保持する保持手段と、前記定着ローラを前記シート状部材と当接させる方向に付勢する加圧手段とを備えたことを特徴とする。このように構成したことにより、定着ローラを移動させることによって、ニップ圧を低くすることができ、ニップ部において用紙ジャムが発生した場合の処理が容易になる。
【００１６】
請求項５に係る発明によれば、請求項４に係る発明において、前記保持手段に、前記定着ローラを回転自在に保持する軸受部を備え、前記軸受部を介して前記加圧手段により前記定着ローラを前記シート状部材と当接させる方向へ付勢することを特徴とする。このように構成したことにより、加圧手段の付勢力を定着ローラに対して直接的に作用させることができる。
【００１７】
請求項６に係る発明によれば、請求項４または５に係る発明において、前記保持手段における前記定着ローラの中心軸以外の部位に回動軸を設け、この回動軸を軸として前記保持手段を回動可能に支持したことを特徴とする。このように構成したことにより、定着ローラをシート状部材に対して接離方向に移動させることができる。
【００１８】
請求項７に係る発明によれば、請求項４〜６に係る発明において、前記定着ローラを前記シート状部材に当接させる当接位置、あるいは前記シート状部材と離間させる離間位置とのいずれかに移動させる移動手段を備え、この移動手段に係合する係合部を前記保持手段に設けたことを特徴とする。このように構成したことにより、移動手段の操作によって定着ローラをシート状部材に対して接離方向に移動させることができる。
【００２１】
請求項８に係る発明によれば、電子写真方式の画像形成装置において、前記請求項１〜７のいずれか１項に記載の定着装置を有することを特徴とする。このように構成したことにより、シート状部材を用いたことによる定着装置の小型化,低コスト化に伴って、画像形成装置における小型化，低コスト化の実現が可能になる。また、定着動作を安定して行うことができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明における実施形態を詳細に説明する。ここで、本実施形態における画像形成装置としてファクシミリ装置を例とする。
【００２３】
図１は本発明の一実施形態におけるファクシミリ装置の概略構成を示す断面図である。図１に示すファクシミリ装置（装置本体１０）において、画像データに基づき変調したレーザ光Ｌを走査させる光書込装置１１により感光体１２上に潜像を形成する。プロセスカートリッジ１３は、感光体１２を内部に有すると共に、電子写真方式によって画像形成を行うための各種プロセス装置を収納し、装置本体１０に対して着脱自在に構成される。給紙カセット１４に収納され給紙ローラ１５等により給紙搬送される用紙に、感光体１２と当接する転写ローラ１６により感光体１２上に形成されたトナー像を用紙に転写する。用紙に転写されたトナー像は定着装置２０を通過することにより定着され、搬送ローラ対１７により排紙トレイ１８へ搬送される。
【００２４】
また、原稿載置台にセットされた原稿は搬送系によって密着センサ１９を通過させることにより外部に排出される。このとき密着センサ１９を通過する際に原稿の画像が密着センサ１９によって光学的に読み取られる。密着センサ１９によって読み取られた画像データは、外部に送信出力される。また、外部から受信入力された画像データあるいは前述の密着センサ１９によって読み取られた画像データは、光書込装置１１に送られる。
【００２５】
光書込装置１１において、画像データに基づき変調したレーザ光Ｌを感光体１２の表面に照射して、感光体１２の表面に静電潜像を形成する。この静電潜像にトナーを付着させてトナー像化を行って、トナー像が転写ローラによって用紙に転写される。そして、定着装置２０によって加圧／加熱することによりトナー像が用紙に定着され、搬送ローラ対１７によって外部に排出される。
【００２６】
図２は、図１におけるファクシミリ装置に有する定着装置の概略構成を示す側面図であり、図２（ａ）は定着ローラのシート状部材との当接位置、図２（ｂ）は離間位置の状態である。
【００２７】
図２において、２１は定着ローラ、２２はヒータ、２３は加圧部材となるシート状部材、２４は、定着ローラ２１を軸受部２４ａにより保持する保持手段であり、軸２４ｂを支軸として回動可能なハウジング、２５は定着ローラ２１を回転駆動する駆動手段（図示せず）からの駆動力を伝達する伝達ギヤ、２６は、ハウジング２４と筐体間に設けられ、定着ローラ２１をシート状部材２３に付勢する加圧手段、２７はシート状部材２３を支持するシート支持材、２８は支持部材に取り付けられるシート状部材２３のストッパ部材である。
【００２８】
また、２９は、定着ローラ２１をシート状部材２３間にニップ部を形成する当接位置と、定着ローラ２１をシート状部材２３間を離間した離間位置に移動させる移動手段である。この移動手段２９の一方の端部はハウジング２４に設けられた係合爪２４ｃと係合し、他方の端部は前記の当接位置と離間位置とに移動させる駆動部（図示せず）が設けられている。さらに、ハウジング２４を加圧手段２６によって付勢される方向に、前記のニップ部における片側圧力が０．５〜１０（９．８Ｎ）となる位置で係止する係止手段（図示せず）を有している。
【００２９】
３０は逃げ防止部材を示す。この逃げ防止部材３０は、ニップ部に対して用紙搬送方向下流側で、かつシート状部材２３の自由端部の裏面側に配置されている。移動手段２９によって定着ローラ２１を当接位置まで移動させた場合には、図２（ａ）に示すように、シート状部材２３の自由端が定着ローラ２１からの圧力によって下げられ、逃げ防止部材３０に当接する。すなわち、シート状部材２３の自由端の位置は逃げ防止部材３０によって規制される。
【００３０】
図２に示す装置において、定着装置２０に用いるシート状部材２３には、剛性を有するフッ素系樹脂やポリイミド等の耐熱樹脂、あるいはフッ素系樹脂を被覆した耐熱性および剛性を有する基材、さらに基材に金属板を当てて構成あるいは金属板（剛性を有する鉄，銅等）を用いてもよい。また、前記の基材に蓄熱性を考慮して気泡を含有させて構成してもよい。
【００３１】
トナー像が転写された用紙Ｐは定着装置２０に搬送され、定着ローラ２１とシート状部材２３間のニップ部において、加熱／加圧されトナー像の定着が行われる。このとき、定着ローラ２１は加熱手段のヒータ２２により定着可能な温度まで加熱され、また移動手段２９によりシート状部材２３との当接位置に移動し、かつ用紙搬送を行うため駆動手段によって回転駆動されている。前記ニップ部を用紙Ｐが通過することにより定着処理を行う。
【００３２】
図３は逃げ防止部材の構成を示す正面図であり、３１は中心軸に対して偏倚した位置に回転軸３２を有する偏心ローラを示す。回転軸３２は底面が正方形の四角柱型であり、回転軸３２における正方形の一方の対角線が偏心ローラ３１の中心を通るように回転軸３２の位置が設定されている。また、シート状部材２３の自由端部両側の下方の部位には軸受３３，３３が設けられており、回転軸３２，３２を載置する受け部は角度が９０°のＶ字形に形成されている。
【００３３】
そして、軸受３３，３３に偏心ローラ３１が載置された際に、シート状部材２３の自由端部が偏心ローラ３１に当接する。
【００３４】
偏心ローラ３１の一方の側部の回転軸３２には、回転軸３２を中心軸とするダイヤル３４が設けられている。このダイヤル３４は使用者によって回転操作がなされる。
【００３５】
回転軸３２における偏心ローラ３１の中心軸に近い角部が軸受３３，３３に当接している場合には、図４に示すように、回転軸３２から最も近い位置にシート状部材２３が位置するようになる。そして、ダイヤル３４を９０°回転させ、次の角部を軸受３３，３３に嵌合し、クリック感をもって止まり、シート状部材２３が持ち上げられる。その結果、回転前よりもシート状部材２３の定着ローラ２１への巻き付け角が増加して、ニップ幅を確保することができる。さらに、ダイヤル３４を９０°回転させて次の角部を軸受３３，３３に嵌合させると、図５に示すように、回転軸３２から最も遠い位置にシート状部材２３が位置するようになり、最大のニップ幅を確保することができる。このように、ダイヤル３４の操作によってニップ幅を切り換えることができる。
【００３６】
ダイヤル３４には、回転軸３２の角部が軸受３３，３３に嵌合する位置が使用者に判別できるように、紙種，環境等が表示されている。本実施形態においては、例えば、厚紙の場合にはシート状部材２３を最下位置に選択し、薄紙の場合にはシート状部材２３を最上位置に選択し、普通紙の場合にはシート状部材２３を中間位置に選択するように、“厚紙”，“普通紙”，“薄紙”と表示されている。
【００３７】
このように構成した本実施形態によれば、シート状部材２３の自由端部に偏心ローラ３１が当接するため、この偏心ローラ３１が逃げ防止部材として機能し、用紙がニップ部を通過する際にシート状部材２３の上下動を規制し、ニップ幅を確保することができる。また、偏心ローラ３１を回転させることにより、シート状部材２３の上下位置を変化させることができ、ニップ幅を使用者のダイヤル操作によって調節することができる。
【００３８】
なお、本実施形態においては、偏心ローラ３１の回転によってシート状部材２３の上下動をさせたが、それに限るものではなく、例えば、シート状部材２３の自由端部に逃げ防止部材を設け、この逃げ防止部材を上下左右にスライド移動可能に構成して、位置調整を行うようにしても良い。
【００３９】
また、移動手段２９によって定着ローラ２１とシート状部材２３とを離間させることにより、定着ローラ２１の回転に対して同一面で当接するシート状部材２３のニップ部の部分が摩耗すること、シート状部材２３の変形を軽減できる。
【００４０】
さらに、シート状部材２３の裏面側に隙間を有して設けられるストッパ部材２８よって、定着装置において発生した用紙ジャム等の不具合による、特にニップ部においてシート状部材２３が変形することを防ぐことができる。このシート状部材２３としては、ポリカーボネート樹脂，ＡＢＳ樹脂等のある程度の耐熱性を有する構造部品でよく、装置筐体に用いられるような部材で構成し、さらにシート支持材２７と一体に形成してもよく、これにより部品点数を減らすことも可能となる。
【００４１】
また、移動手段２９によって定着ローラ２１をシート状部材２３から離間させることができるので、ニップ部において発生した用紙ジャム等の処理を円滑に行うことができる。ここで、定着ローラ２１をシート状部材２３から離間させる場合には、シート状部材２３を移動させることも考えられるが、その場合、シート状部材２３に当接しない位置まで逃げ防止部材３０を退避させておく必要がある。しかし、本実施形態においては、定着ローラ２１を移動させるために逃げ防止部材３０を退避させるような手段を設ける必要がない。
【００４２】
【発明の効果】
以上、説明したように構成された本発明によれば、用紙がニップ部を通過する際に、シート状部材の自由端の位置が必要以上に下がることが偏心ローラにより防止され、さらに偏心ローラを回転させることによりシート状部材の自由端を上下動させ、ニップ幅を調整することができ、ニップ幅を確保することが可能になる。その結果、安定した定着性を得ることが可能になる。しかも、偏心ローラの多角柱型の回転軸が凹部に適合することによって、偏心ローラの回転が規制され、シート状部材の自由端が安定するとともに、回転軸を手動で操作する場合にはクリック感を与えることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態におけるファクシミリ装置の概略構成を示す断面図
【図２】図１に示すファクシミリ装置に有する定着装置の概略構成であり、（ａ）は定着ローラのシート状部材との当接位置、（ｂ）は離間位置の状態を示す側面図
【図３】逃げ防止部材の構成を示す正面図
【図４】図３の側面図
【図５】図４に示す状態においてダイヤルを１８０°回転させた状態を示す側面図
【図６】従来のファクシミリ装置に有する定着装置の概略構成を示す断面図
【符号の説明】
２０  定着装置
２１  定着ローラ
２３  シート状部材
２４  ハウジング
２４ａ  係合爪
２５  伝達ギヤ
２６  加圧手段
２７  シート支持材
２８  ストッパ部材
２９  移動手段
３０  逃げ防止部材
３１  偏心ローラ
３２  回転軸
３３  軸受
３４  ダイヤル
【図１】
0004275328.tif 000002
【図２】
0004275328.tif 000003
【図３】
0004275328.tif 000004
【図４】
0004275328.tif 000005
【図５】
0004275328.tif 000006
【図６】
0004275328.tif 000007