JP5142027B2 - 画像定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像定着装置および画像形成装置に関する。

画像形成媒体にトナー画像を形成し、それを定着させることで画像の形成を行う画像形成装置が知られている。このトナー画像の定着は、熱と圧力を加えることでトナーを固化させることで行われる。この定着を行う技術としては、例えば特許文献１に記載された技術が知られている。

特許第３１５５８６２（特許請求の範囲）

画像形成装置に利用される画像形成媒体には、普通紙の他に、封筒のような相対的に厚手あるいは多重に重ねられたものが採用される場合がある。普通紙と封筒では、厚さが異なるので、同じ定着条件を利用することは好ましくない。例えば、普通紙の条件でトナー画像の定着を行うと、封筒に対するトナー画像の定着を行う際に、封筒に皺が発生する場合がある。また、逆に封筒に対する適切な定着条件を選択すると、普通紙の場合に要求される画像形成速度を得ることができない。そこで本発明は、画像形成媒体の種類に応じて定着条件を変更できる技術の提供を目的とする。

請求項１に記載の発明は、硬さの異なる複数の加圧部を備えた加圧手段と、前記加圧手段を支持する第１の支持部材と、前記第１の支持部材を回転自在な状態で支持する第２の支持部材と、前記第２の支持部材を回転自在な状態で支持する基礎部材と、前記加圧手段に対向し、前記基礎部材に配置された対向手段と、回転自在な状態で配置され、前記第１の支持部材と結合されると共に前記第２の支持部材を前記加圧手段が前記対向手段から離れる方向に押すカム部材とを備えることを特徴とする画像定着装置である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、カム部材は、第１の辺と、第１の辺よりもカム部材の回転中心からの距離が遠い第２の辺および第３の辺とを有し、前記回転中心の第３の辺側において第１の支持部材との結合が行われており、第１の辺が第２の支持部材に対向した状態において、第１の画像形成媒体に対するトナー画像の定着処理が行われ、第２の辺が第２の支持部材に接触した状態において、第２の画像形成媒体に対するトナー画像の定着処理が行われることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、加圧部は、第１の部材とこの第１の部材よりも柔らかい第２の部材とを有し、第１の辺が第２の支持部材に対向した状態において、第１の部材および第２の部材は、対抗手段との間において第１の画像形成媒体に対して圧力を加え、第２の辺が第２の支持部材に接触した状態において、第１の部材は、第２の画像形成媒体に対して圧力を加えず、第２の部材は、対抗手段との間において第２の画像形成媒体に対して圧力を加えることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項２または３に記載の発明において、第３の辺が第２の支部部材に接触することで、第１の画像形成媒体に対するトナー画像の定着処理が行われる状態および第２の画像形成媒体に対するトナー画像の定着処理が行われる状態よりも対向手段と加圧手段との間の距離が離れることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項２〜４のいずれか一項に記載の発明において、カム部材は、楕円形状を有し、その短軸上に第１の辺が位置し、その長軸上に第２の辺および第３の辺が位置し、第２の辺と第３の辺は、カム部材の回転中心を挟んだ位置にあることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の発明において、第２の支持部材をカム部材の方向に押す圧力を加える圧力発生手段を更に備えることを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載の発明において、第１の支持部材とカム部材との結合は、コイルバネにより行われていることを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載の発明において、第１の支持部材とカム部材との結合は、第１の支持部材に移動自在であると共に回転自在な状態で支持され、且つ、カム部材に回転自在な状態で支持された結合部材により行われていることを特徴とする。

請求項９に記載の発明は、トナー画像を形成するトナー画像形成手段と、前記請求項１〜８のいずれか一項に記載の画像定着装置とを備えることを特徴とする画像形成装置である。

請求項１に記載の発明によれば、カム部材が回転することで、カム部材と結合された第１の支持部材が第２の支持部材に対して回転し、同時にカム部材に押されて第２の支持部材が基礎部材に対して回転する。この２つの回転により、加圧手段の対向手段に対する向きが変化し、加圧手段と対向手段との間を搬送される画像形成媒体に対する加圧手段の加圧の状態が変化する。これにより、画像形成媒体の種類に応じて定着条件の変更が行われる画像定着装置が提供される。

請求項２に記載の発明によれば、カム部材に設けられた３つの辺の一つを第２の支持部材に向けるようにカムの回転位置を選択することで、２種類の画像形成媒体のいずれかに適した定着条件が選択可能な画像定着装置が提供される。

請求項３に記載の発明によれば、加圧部材として相対的に硬い部材と相対的に柔らかい部材とが用意され、その両方を利用して加圧を行う場合と、相対的に柔らかい部材のみを利用して加圧を行う場合とが、カム部材の辺の選択により決定される画像定着装置が提供される。

請求項４に記載の発明によれば、定着処理時よりも加圧手段から対向手段を離した状態とし、詰まった画像形成媒体を除去する等が行える画像定着装置が提供される。

請求項５に記載の発明によれば、カム部材の楕円形状を利用することで、請求項２〜４のいずれか一項に記載に発明における各辺が構成される画像定着装置が提供される。

請求項６に記載の発明によれば、カム部材の回転により圧力発生手段から第２の支持部材に加わる圧力が変わり、それにより加圧装置から対向手段に向かって加えられる圧力が変更される。

請求項７に記載の発明によれば、コイルバネの弾性を利用してカム部材の動きが第１の支持部材に伝えられ、加圧部材の加圧の状態が調整される画像定着装置が提供される。

請求項８に記載の発明によれば、結合部材を利用してカム部材の動きが第１の支持部材に伝えられ、加圧部材の加圧の状態が調整される画像定着装置が提供される。

請求項９に記載の発明によれば、請求項１〜８のいずれか一項に記載の構成を備える画像定着装置を備えた画像形成装置が提供される。

（１）第１の実施形態
（画像定着装置の概要）
まず、カムと第１の支持部材との結合をコイルバネで行う構成の一例を説明する。図１は、本発明を利用した画像定着装置の一例を示す概念図である。図１には、画像定着装置１００が示されている。画像定着装置１００は、加圧手段の一例である加圧装置１２３を備えている。加圧装置１２３は、２つの加圧部を備えている。加圧部の一つは、パッド部材１２３ａであり、他の一つは、ヘッド部材１２３ｂである。パッド部材１２３ａは、シリコーンゴムにより構成され、ヘッド部材１２３ｂは、シリコーンゴムよりも硬い樹脂材料により構成されている。つまり、パッド部材１２３ａは、ヘッド部材１２３ｂよりも柔らかい材質とされている。

加圧装置１２３は、円筒部材１０１に固定され、この円筒部材１０１は、第１の支持部材１０３に固定されている。つまり、加圧装置１２３は、第１の支持部材１０３によって支持されている。円筒部材１０１の円柱面は、閉じたベルト１０２で覆われている。ベルト１０２は、フッ素樹脂膜により構成され、円筒部材１０１に対して滑り回転する。パッド部材１２３ａおよび／またはヘッド部材１２３ｂは、ベルト１０２を介して、加熱ロール１１１とベルト１０２との間に挟まれる図示しない画像形成媒体に圧力を加える。

第１の支持部材１０３は、第２の支持部材１０４に回転自在な状態で支持されている。符号１０５は、第１の支持部材１０３の回転軸であり、第１の支持部材１０３は、回転軸１０５を回転中心として、第２の支持部材１０４に対して相対的に回転する。第２の支持部材１０４は、画像定着装置１００のベースとなる骨格構造に固定された基礎部材１０６に回転自在な状態で支持されている。符号１０７は、第２の支持部材１０４の回転軸であり、第２の支持部材１０４は、回転軸１０７を回転中心として、基礎部材１０６に対して相対的に回転する。

符号１１１は、加圧装置１２３に対向する対抗手段の一例である加熱ロールである。加熱ロール１１１は、内部にヒータを内蔵し、また図示省略したモータにより基礎部材１０６に対して回転する。トナー画像が転写された画像形成媒体は、加熱ロール１１１とベルト１０２との間に挟まれ、加圧装置１２３から圧力を受けつつ、加熱ロール１１１の回転により、図の下方から上方に搬送される。この際、熱と圧力によりトナー画像を構成するトナーが画像形成媒体上に定着し、画像の形成が行われる。

基礎部材１０６には、カム１０８が回転軸１０９において回転自在な状態で固定されている。尚、カム１０８は基礎部材１０６に直接回転自在に固定されていなくとも基礎部材１０６に固定されている他の部材に回転自在に固定されていてもよい。カム１０８は、回転軸１０９の位置を中心とする楕円形を有している。尚、本実施の形態においては、楕円形のカム１０８を用いて説明するが、カムの回転軸からカムの外周面までの距離が異なる複数の面を有する形状であれば適宜選択して差し支えない。図１において、カム１０８の右側の辺が第１の辺であり、上側の辺が第２の辺であり、下側の辺が第３の辺である。カム１０８は、図示省略した回転機構より回転させることが可能な構造とされている。回転機構としては、ハンドル、レバー、モータ、電磁ソレノイド等から選ばれた手段が適宜採用される。カム１０８の長軸方向の一方の端部の近くの部分１１０には、コイルバネ１１２の一端が固定されている。コイルバネ１１２の他端は、第１の支持部材１０３の回転軸１０５から離れた位置に固定されている。つまり、第１の支持部材１０３とカム１０８とは、コイルバネ１１２によって結合している。

第２の支持部材１０４の回転軸１０７から離れた他端部分には、接触部１１３が設けられ、そのカム１０８に対向しない反対側の部分には、コイルバネ１１４の一端が接触している。コイルバネ１１４の他端は、基礎部材１０６が固定された装置の骨格構造に固定されたコイルバネ支持部材１１５に固定されている。コイルバネ１１４は、圧力発生手段の一例であり、第２支持部材１０４をカム１０８の方向に押す圧力を発生する。符号１１６は、第１の支持部材１０３が、図１に示す位置より反時計回り方向へ回転しないようにする第２支持部材に設けられたストッパーである。

次に加圧装置１２３の機能について説明する。図７は、加圧装置１２３により画像形成媒体に加えられる圧力の状態を示す概念図である。なお、図７には、図１に示すベルト１０２および画像形成媒体の記載が省略されている。パッド部材１２３ａおよびヘッド部材１２３ｂで加圧する場合において加熱ロール１１１にかかる圧力は、図７（ｂ）に示すように、パッド部材１２３ａが及ぼす圧力に比べてヘッド部材１２３ｂが及ぼす圧力の方が大きい。パッド部材１２３ａのみで加圧する場合において加熱ロール１１１にかかる圧力は、図７（ａ）に示すように、パッド部材１２３ａおよびヘッド部材１２３ｂで加圧する場合の圧力より小さい。

図７（ａ）に示す加圧状態は、封筒のような狭い領域に大きな圧力を加えると、皺が発生し易い画像形成媒体の場合に適している。この場合、圧力のピークは低く、またパッド部材１２３ａが変形することで広い面積に圧力が分散するので、単位面積当たりの圧力も小さくなる。このため、封筒のような皺の発生し易い画像形成媒体における定着処理時における皺の発生が防止される。なお、図７（ａ）の加圧状態は、加圧が弱くなるため、画像形成媒体を高速で搬送させる場合には、適していない。

図７（ｂ）に示す加圧状態は、普通紙（通常の印刷で利用されている用紙）を画像形成媒体として用いる場合に適している。この場合、画像形成媒体は、図の左から右方向に搬送される。この際、画像形成媒体の所定の部分は、最初にパッド部材１２３ａから圧力を受け、次にヘッド部材１２３ｂから圧力を受ける。パッド部材１２３ａは、相対的に柔らかく、ヘッド部材１２３ｂは相対的に硬いので、搬送方向における圧力分布は、図示するように右側にピークがあり、左側がなだらかな山型となる。

以下、このような圧力分布に起因する作用について説明する。すなわち、未定着なトナー画像の所定部分に着目した場合、その部分は、まずパッド部材１２３ａによって圧力を受け、その後ヘッド部材１２３ｂによってより強く圧力が加わる。この際、柔らかいパッド部材１２３ａからの相対的に長い時間の圧力により、トナー固化の時間が確保され、トナーの定着が促進される。そして、その後に比較的短い時間であるがピーク値の大きい圧力をヘッド部材１２３ｂから受け、トナーの定着が確実に仕上げられると共に、未定着のトナーの定着が促進される。このため、画像形成媒体の搬送速度が速くても確実なトナーの定着が行われる。また、トナーの定着性を高め、未定着成分を減らせるので、加熱ロール１１１や搬送系への巻き付きや、それらの部材からの離れ不良（トナーの固着成分の影響で部材から離れず、部材にくっつく現象）が抑えられる。

（普通紙印刷モード）
図１に示す構造によれば、カム１０８を回転させることで、加圧装置１２３の機能が選択される。まず、印刷媒体として普通紙（通常用いられる印刷用の紙）を印刷用紙として用いる場合に適した普通紙モードを説明する。この場合、カム１０８を回転させることで、図１に示すように、カム１０８の長軸をＹ軸方向に一致させ、且つ、コイルバネ１１２の固定部分１１０を下側とし、さらにカム１０８の短軸側の辺を接触部１１３に対向させた状態とする。この状態において、コイルバネ１１２は、無負荷状態から延ばされた状態とされ、コイルバネ１１４は、無負荷状態から圧縮された状態とされている。

この状態において、コイルバネ１１２の弾性により、第１の支持部材１０３が図の左斜め上方向に引っ張られる。このため、第１の支持部材１０３は、回転軸１０５を軸として第２の支持部材１０４に対して時計回り方向に回転しようとする力を発生させる。他方で、コイルバネ１１４の反発力により第２の支持部材１０４の接触部１１３は、カム１０８の方向へ押され、そのため第２の支持部材１０４は、回転軸１０７を軸として反時計回り方向に回転しようとする。

この二つの向きの異なる回転により、加圧装置１２３は、加熱ロール１１１の方向に押される。この状態で、加熱ロール１１１が反時計回り方向に回転する力を発生し、図の下方から印刷用紙が搬送されてくると、ベルト１０２と加熱ロール１１１との間に印刷用紙が挟まり、加熱ロール１１１の回転に従って、印刷用紙が上方に移動する。この際、ベルト１０２は摩擦により時計回り方向に回転する。

印刷用紙がベルト１０２と加熱ロール１１１との間に挟まれた時に、印刷用紙は、加熱ロール１１１から加熱される。またこの時、上述した仕組みにより、ベルト１１１の裏面側が加圧装置１２３によって押され、印刷用紙への圧力が加えられる。そして熱と圧力とによってトナー画像の定着が行われる。

図１に示す状態では、上述した第１の支持部材１０３の回転軸１０５を軸とした時計回り方向への回転による力の発生、および第２の支持部材１０４の回転軸１０７を軸とした反時計回り方向への回転による力の発生によって、加圧装置１２３のパッド部材１２３ａとヘッド部材１２３ｂの両方から印刷用紙に対する圧力が加わる。つまり、図７（ｂ）に示す状態で圧力が加わる。こうして、カム１０８の回転位置により、普通紙に適した定着が行われる。

（封筒印刷モード）
次に画像形成媒体として封筒を用いる場合に適した定着が行われる封筒印刷モードについて説明する。この場合、図１の状態において、カム１０８を時計回り方向に９０°回し、図２に示す状態とする。図２には、図１からカム１０８を時計回り方向に９０°回した状態が示されている。

この場合、カム１０８の長軸方向の辺の一方により接触部１１３が図の右方向に押される。このため、この押された分、図１の状態から第２の支持部材１０４が回転軸１０７を軸として時計回り方向に回転する。この回転により、加圧装置１２３は、加熱ロール１１１から離れる方向に移動し、且つ、ヘッド部材１２３ｂが加熱ロール１１１から離れ、パッド部材１２３ａが加熱ロール１１１に対向するように移動する。結果、ヘッド部材もパッド部材も加熱ロールから離れる方向に動く。

また、カム１０８の長軸方向におけるコイルバネ１１２が固定された部分１１０側の辺が、図１の場合よりも第１の支持部材１０３より離れ、コイルバネ１１２が伸びる。このため、第１の支持部材１０３は、回転軸１０５を軸として時計回り方向に回転する。この回転により、パッド部材１２３ａが左斜め上方向に向くように移動し、ヘッド部材１２３ｂが加熱ロール１１１から離れる。結果、パッド部材が加熱ロールに近づきパッド部材１２３ａのみで加圧領域を形成する。

こうして、図２に示す状態を得る。この状態では、加熱ロール１１１方向への加圧は、ヘッド部材１２３ｂによって行われず、パッド部材１２３ａのみによって行われる。また、カム１０８の長軸方向の辺が接触部１１３に接触することで、それ以上第２の支持部材１０４が反時計回り方向に回転できなくなり、図２の状態から更にコイルバネ１１４により加圧装置１２３が加熱ロール１１１の方向に押されなくなる。このため、加熱装置１２３から加熱ロール１１１に加わる圧力の源は、コイルバネ１１２のみとなり、図１の普通紙モードの場合に比較して、加熱装置１２３が加熱ロール１１１方向に加える圧力は、小さくなる。こうして、図７（ａ）に示す圧力分布が得られる。

この状態において、加熱ロール１１１を反時計回り方向に回転させ、画像形成媒体である図示しない封筒を、図の下方向から加熱ロール１１１とベルト１０２の間に移動させ、その間に挟み、加熱ロール１１１の回転によって上方に搬送することで、封筒上に転写されたトナー画像の定着が行われる。この際、ベルト１０２が時計回り方向に回転し、ベルト１０２を介して、図示しない封筒にパッド部材１２３ａからの圧力が加えられる。こうして、図７（ａ）に示す加圧状態が得られ、封筒の印刷に適した定着処理が行われる。

（解除モード）
カム１０８を図１の状態とすることで、「普通紙印刷モード」、カム１０８を図２の状態とすることで、「封筒印刷モード」とする設定を行う点については上述した。次に、画像形成媒体が加熱ロール１１１とベルト１０２との間に挟まり、搬送不良となった状態（一般にジャム状態や紙詰まり状態と言われる状態）において、加熱ロール１１１から離す方向に加圧装置１２３を後退させ、詰まった画像形成媒体を取り出しやすくするモード（これを解除モードと称する）について説明する。

この場合、図１の状態からカム１０８を反時計回り方向に９０°、あるいは図２の状態からカム１０８を１８０°回転させ、図３に示す状態とする。図３の状態では、第２の支持部材１０４の位置関係は、図２の場合と同じであるが、カム１０８におけるコイルバネ１１２の固定部分１１０が、図１や図２の場合に比較して右側（第１の支持部材１０３に近い側）にくるので、コイルバネ１１２の引っ張り力が減じられる。また、コイルバネ１１２が図１や図２の場合に比較して図の垂直方向に立つので、コイルバネ１１２から第１の支持部材１０３に働く、Ｘ軸の負方向に引く力が図１や図２の場合に比較して小さくなる。このため、加圧装置１２３がＸ軸正方向に移動し、加圧装置１２３と加熱ロール１１１との間に隙間が形成される。こうして、解除モードを得る。なお、加熱装置１２３の後退は、第２支持部材に設けられたストッパー１１６により制限される。

図３に示す解除モードでは、加熱ロール１１１に加圧装置１２３から圧力が加わった状態が解除され、両者の間（正確には、ベルト１０２と加熱ロール１１１との間）に隙間が形成されるので、詰まった画像形成媒体を取り出し易い状態が得られる。

以上述べたように、カム１０８と第１の支持部材１０３をコイルバネ１１２によって結合するリンク機構を採用し、且つ、カム１０８によって、第１の支持部材を回転自在に支持する第２の支持部材１０４を加熱ローラ１１１から離す方向に押し出せる構造とすることで、カム部材を回転させた場合に、カム１０８と結合された第１の支持部材１０３が第２の支持部材１０４に対して回転し、同時にカム１０８に押されて第２の支持部材１０４が基礎部材１０６に対して回転する。この２つの回転により、加圧装置１２３の加熱ロール１１１に対する向きが変化する。この向きの選択により、（１）パッド部材１２３ａおよびヘッド部材１２３ｂによる画像形成媒体への加圧が行われる普通紙印刷モードと、（２）パッド部材１２３ａによる画像形成媒体への加圧が行われ、ヘッド部材１２３ｂによる画像形成媒体への加圧が行われない封筒印刷モードのいずれかが選択される。また、カム１０８の回転位置により、コイルバネ１１４から第２の支持部材１０４を介して加圧装置１２３に加わる圧力が調整され、図１の状態では、図７（ｂ）の加圧状態が得られ、図２の状態では、図７（ｃ）の加圧状態が得られる。

（画像形成装置）
次に図１〜３に示す定着装置を備えた画像形成装置の一例を説明する。図８は、画像形成装置の一例を示す概念図である。図８には、画像形成装置８００が示されている。画像形成装置８００は、画像形成媒体収納装置８０１を備えている。画像形成媒体収納装置８０１は、画像形成媒体８０２として普通紙または封筒を収納する。画像形成媒体収納装置８０１の画像形成媒体の搬送方向下流側には、搬送ローラ８０３が配置されている。

搬送ローラ８０３によって画像形成媒体収納装置８０１から引き出された画像形成媒体は、搬送経路８０４を搬送され、搬送ベルト８０５に静電吸着され、さらに上方に搬送される。なお、静電吸着の仕組みは図示省略されている。搬送ベルト８０５は、駆動ローラ８０６と補助ローラ８０７との間で張力が掛けられ、駆動ローラ８０６からの駆動力により、図の時計回り方向に巡回する。

搬送ベルト８０５に吸着された画像形成媒体の搬送方向における上流側から、感光体ドラム８０８ａ〜８０８ｄが順に配置されている。各感光体ドラムは、ＹＭＣＫ(Yellow,Magenta,Cyan,black)の各基本色のトナー画像を形成する。感光体ドラム８０８ａには、書き込み露光用走査装置であるＲＯＳ(raster optical scanner)８０９ａから静電潜像を形成するための走査光が照射される。この潜像が形成された部分にトナー供給ロール８１０ａからトナーが供給され、感光体ドラム８０８ａ上に潜像に応じたトナー画像が形成される。感光体ドラム８０８ａは回転しているので、このトナー画像は、搬送ベルト５０５に吸着されて搬送される画像形成媒体上に転写される。

同様の仕組みで、下流側に向かって、感光体ドラム８０８ｂ、ＲＯＳ８０９ｂおよびトナー供給ロール８１０ｂが配置され、さらに感光体ドラム８０８ｃ、ＲＯＳ８０９ｃおよびトナー供給ロール８１０ｃが配置され、さらに感光体ドラム８０８ｄ、ＲＯＳ８０９ｄおよびトナー供給ロール８１０ｄが配置されている。

ＹＭＣＫから選択された基本色のトナー画像が転写された画像形成媒体は、搬送ベルト８０５から搬送経路８１１に出力され、画像定着装置１００に到る。画像定着装置１００は、図１〜３に示した構造を備え、図１〜３を参照して説明した動作を行う。

ここで、利用する画像形成媒体が普通紙であれば、画像定着装置１００において、図１に示す普通紙印刷モードが選択され、利用する画像形成媒体が封筒であれば、図２に示す封筒印刷モードが選択される。また、画像形成媒体が画像定着装置１００で詰まった場合は、図３に示す解除モードが選択される。これらモードの切換は、手動、電動、油圧等によりカム１０８（図１参照）を回転させることで行われる。

なお、普通紙印刷モードと封筒印刷モードとでは、画像形成媒体の搬送速度等が異なる。これらパラメーターは、カム１０３の回転に連動して適宜調整される構成とされている。

画像形成媒体上に転写されたトナー画像の定着が画像定着装置１００において行われることで、画像の形成が終了する。画像の形成された画像形成媒体は、搬送ローラ８１２、出力ローラ８１３を経て、排出面８１４に排出される。こうして、画像形成媒体への画像の形成が行われる。画像形成装置８００の構成は、パーソナル・コンピュータ等の端末から送られてくる画像データに基づく印刷を行う印刷装置、ＦＡＸ装置、複写装置、これらの機能を２以上備えた複合装置に利用することができる。ここでは、カラー画像の形成を行う装置の例を示したが、モノクロ画像の形成を行う画像形成装置であってもよい。また、画像形成装置は、感光体ドラムから転写ベルト等の中間転写体にトナー画像を１次転写し、さらにそれを画像形成媒体に２次転写する構成であってもよい。

（２）第２の実施形態
カムと第１の支持部材との結合をコイルバネで行うのではなく、連結棒を用いたリンク機構により行うこともできる。以下、この一例を説明する。図４は、発明を利用した画像定着装置の一例を示す概念図である。図４には、画像定着装置４００が示されている。画像定着装置４００では、カム１０８と第１の支持部材１０３との結合が、棒状のリンク部材４０１によって行われている。

リンク部材４０１は、一端がカム１０８の長軸方向の回転中心から離れた結合点４０２に回転自在な状態で固定され、他端が、符号４０４の部分で、第１の支持部材１０３に設けられた溝４０３に、スライド可能で且つ回転可能な状態で支持されている。つまり、リンク部材４０１の他端は、符号４０４の部分が支点となり、その支点４０４が第１の支持部材１０３に対して回転自在で、且つ、溝４０３内をスライド可能な状態で束縛されている。その他の構成は、図１に示す態様と同じであるので、説明は省略する。

画像定着装置４００においても、カム１０８の回転位置により、「普通紙印刷モード」、「封筒印刷モード」、「解除モード」のいずれかが選択される。各モードに対応するカム１０８の回転位置は、第１の実施形態の場合と同じである。以下、各モードを選択した状態の概略を説明する。

（普通紙印刷モード）
図４には、普通紙印刷モードが選択される場合の状態が示されている。この場合、カム１０８の短軸上の辺が接触部１１３に対向し、且つ、結合点４０２が第１の支持部材１０３に近い側（図の下側）に位置した状態とされる。この状態では、加圧部材１２３は、コイルバネ１１４から加熱ロール１１１側への圧力を受け、加熱ロール１１１側に圧力を加える。また、パッド部材１２３ａとヘッド部材１２３ｂの両方から上記の圧力が加えられる状態とされる。このため、図示しない画像形成媒体が図の下方から加熱ロール１１１とベルト１０２の間に挟まると、この画像形成媒体にパッド部材１２３ａおよびヘッド部材１２３ｂから圧力が加えられる。こうして図７（ｂ）に示す圧力分布が得られる。

（封筒印刷モード）
図４の状態からカム１０８を時計回り方向に９０°回転させると、封筒印刷モードに移行する。図５は、発明を利用した画像定着装置の一例を示す概念図であり、封筒印刷モードの状態の一例が示されている。

この状態では、カム１０８の長軸上の辺が接触部１１３に接触し、第２の支持部材１０４を加熱ロール１１１から離れる方向に押す。一方、カム１０８の長軸上に位置する結合点４０２が第１の支持部材１０３から遠ざかる方向に移動するので、溝４０３内を支点４０４が図の左方向に移動すると共に、やや上方向に移動する。このため、加圧装置１２３は、加圧面が図４に示す状態より上向く方向に回転し、ヘッド部材１２３ｂが加熱ロール１１１から遠ざかり、パッド部材１２３ａのみが加熱ロール１１１に圧力を加える状態となる。こうして、図示しない画像形成媒体への圧力が、ヘッド部材１２３ｂからは加えられず、パッド部材１２３ａから加えられる状態が得られ、封筒への印刷に適した画像定着が行われる。この際、溝４０３の寸法やリンク部材４０１の長さが調整されることで、図４の普通紙モードの場合に比較して、加熱装置１２３が加熱ロール１１１方向に加える圧力は、小さくなる。こうして、図７（ａ）に示す圧力分布が得られる。

（解除モード）
図５の状態からカム１０８を１８０°回転させると、解除モードに移行する。図６は、発明を利用した画像定着装置の一例を示す概念図であり、解除モードの状態の一例が示されている。

この状態では、結合点４０２が図３の場合に比較して、第１の支持部材１０３に近くなり、そのため、支点４０４が溝４０３内を右方向へスライドし、更にリンク部材４０１によって、第１の支持部材１０３が図の右方向に押される。このため、図５の状態から、第１の支持部材１０３が回転軸１０５を軸として反時計回り方向に回転し、加圧装置１２３が加熱ロール１１１から離れる方向に移動する。これにより、図６に示すように加圧装置１２３と加熱ロール１１１との間に隙間が生じ、解除モードの状態となる。

（３）他の実施形態
加圧装置１２３が備える加圧部材は、３種類以上であってもよい。また、カム１０８の回転中心の位置を楕円の中心からずれた位置とし、各モードにおける加圧装置の接触状態の調整を行ってもよい。また、カム１０８の楕円形状は、正確な楕円でなくてもよい。またカムは、回転中心から辺までの距離が複数設定された多角形状であってもよい。印刷モードとして、厚紙や樹脂製の印刷用紙に適した加圧状態を選択できるようにしてもよい。またカムによるモードの選択数を増やし、印刷モードも３種類以上としてもよい。

また、画像形成媒体の材質や厚みによっては、硬質のヘッド部材１２３ｂのみから圧力が画像形成媒体に加わるようにした方が好ましい場合がある。このような場合に対応するために、パッド部材１２３ａが退避し、ヘッド部材１２３ｂからの圧力が印刷用紙に加わるモードを設定してもよい。また、コイルバネの代わりに液圧や空気圧を利用したシリンダを利用してもよい。また、図１に示す普通紙印刷モードを設定するのに、コイルバネ固定部分１１０が図１とは１８０°異なる回転位置（つまり上側）に位置するようにカム１０８を回転させてもよい。この場合、コイルバネ１１２のバネ定数や張り具合、その他部材の位置や寸法の微調整を行い、普通紙の印刷に適した加圧状態が実現されるようにすればよい。

本発明は、画像定着装置およびそれを用いた画像形成装置に利用することができる。

発明を利用した画像定着装置の一例を示す概念図である。 発明を利用した画像定着装置の一例を示す概念図である。 発明を利用した画像定着装置の一例を示す概念図である。 発明を利用した画像定着装置の一例を示す概念図である。 発明を利用した画像定着装置の一例を示す概念図である。 発明を利用した画像定着装置の一例を示す概念図である。 画像定着装置において、画像形成媒体に加えられる圧力の状態を示す概念図である。 画像形成装置の一例を示す概念図である。

符号の説明

１００…画像定着装置、１０１…円筒部材、１０２…ベルト、１０３…第１の支持部材、１０４…第２の支持部材、１０５…回転軸、１０６…基礎部材、１０７…回転軸、１０８…カム、１０９…回転軸、１１０…コイルバネ固定部分、１１１…加熱ロール、１１２…コイルバネ、１１３…接触部、１１４…コイルバネ、１１５…コイルバネ支持部材、１２３…加圧装置、１２３ａ…パッド部材、１２３ｂ…ヘッド部材、４０１…リンク部材、４０２…結合点、４９３…溝、４０４…支点。

Claims (9)

1. 硬さの異なる複数の加圧部を備えた加圧手段と、
   前記加圧手段を支持する第１の支持部材と、
   前記第１の支持部材を回転自在な状態で支持する第２の支持部材と、
   前記第２の支持部材を回転自在な状態で支持する基礎部材と、
   前記加圧手段に対向し、前記基礎部材に配置された対向手段と、
   回転自在な状態で配置され、前記第１の支持部材と結合されると共に前記第２の支持部材を前記加圧手段が前記対向手段から離れる方向に押すカム部材と
   を備えることを特徴とする画像定着装置。
2. 前記カム部材は、第１の辺と、前記第１の辺よりも当該カム部材の回転中心からの距離が遠い第２の辺および第３の辺とを有し、
   前記回転中心の前記第３の辺側において前記第１の支持部材との結合が行われており、
   前記第１の辺が前記第２の支持部材に対向した状態において、第１の画像形成媒体に対するトナー画像の定着処理が行われ、
   前記第２の辺が前記第２の支持部材に接触した状態において、第２の画像形成媒体に対するトナー画像の定着処理が行われることを特徴とする請求項１に記載の画像定着装置。
3. 前記加圧部は、第１の部材とこの第１の部材よりも柔らかい第２の部材とを有し、
   前記第１の辺が前記第２の支持部材に対向した状態において、前記第１の部材および前記第２の部材は、前記対抗手段との間において前記第１の画像形成媒体に対して圧力を加え、
   前記第２の辺が前記第２の支持部材に接触した状態において、前記第１の部材は、前記第２の画像形成媒体に対して圧力を加えず、前記第２の部材は、前記対抗手段との間において前記第２の画像形成媒体に対して圧力を加えることを特徴とする請求項２に記載の画像定着装置。
   
4. 前記第３の辺が前記第２の支部部材に接触することで、前記第１の画像形成媒体に対するトナー画像の定着処理が行われる状態および前記第２の画像形成媒体に対するトナー画像の定着処理が行われる状態よりも前記対向手段と前記加圧手段との間の距離が離れることを特徴とする請求項２または３に記載の画像定着装置。
5. 前記カム部材は、楕円形状を有し、
   その短軸上に前記第１の辺が位置し、
   その長軸上に前記第２の辺および第３の辺が位置し、
   前記第２の辺と前記第３の辺は、前記カム部材の回転中心を挟んだ位置にあることを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載の画像定着装置。
6. 前記第２の支持部材を前記カム部材の方向に押す圧力を加える圧力発生手段を更に備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の画像定着装置。
7. 前記第１の支持部材と前記カム部材との結合は、コイルバネにより行われていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の画像定着装置。
8. 前記第１の支持部材と前記カム部材との結合は、前記第１の支持部材に移動自在であると共に回転自在な状態で支持され、且つ、前記カム部材に回転自在な状態で支持された結合部材により行われていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の画像定着装置。
9. トナー画像を形成するトナー画像形成手段と、
   前記請求項１〜８のいずれか一項に記載の画像定着装置と
   を備えることを特徴とする画像形成装置。

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