JP4830581B2 - 用紙の幅に基づいて定着部のニップ圧を変更可能な画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、用紙の幅に基づいて定着部のニップ圧を変更可能な画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置においては、普通紙に印刷する場合と、封筒に印刷する場合とで定着部のニップ圧を変更する必要がある。

具体的には、普通紙に適したニップ圧で封筒に印刷すると、ニップ圧が高すぎるために、封筒にしわが寄りやすい。
逆に封筒に適したニップ圧で普通紙に印刷すると、ニップ圧が低すぎるために、定着不良などの問題が発生しやすい。

このような問題を解決するため、従来は、定着部にニップ圧調整レバーがついており、「用紙の種類」に合わせてユーザーが手動で調整していた。そのため、封筒と普通紙の両方を使用するユーザーは、印刷対象を封筒と普通紙で切り替えるたびにニップ圧も切り替えるという煩雑な操作が必要だった。

この問題を解決するため、用紙が封筒か普通紙かを判別してニップ圧を自動調整する方法が考えられる。

封筒は、紙を袋状に折りたたんで作られ、また袋を構成するため貼り合わせされる部分もあるため、部分的には３枚以上の紙が重なっている。しかも普通紙よりも丈夫な、厚手の紙で作られることが多いため、実際には普通紙の２倍以上の厚みであることが多い。

これを利用して、用紙厚みを測定することにより封筒か普通紙かを判別することが可能である。しかし用紙厚みを測定するには高い精度のセンサを用いる必要があり、また用紙のそりや曲がりの影響を排除して厚みを測定するために複雑な機構が必要になる。そのため、画像形成装置全体が高価になりやすい。

この問題を解決するひとつの方法として、特許文献１に記載の画像形成装置には、厚みを直接には測定しないで、用紙搬送速度の違いを元に用紙厚みを推測する方法が開示されている。

特許文献１で開示されている方法では、用紙と対向する一対の回転ローラが接触したときの回転ローラと用紙の接点とローラ同士の接点との距離が、用紙厚みにより異なることを利用して、用紙厚みを判別している（特許文献１の図１参照）。

特開平８−８７２０１号公報

ところで、前述の特許文献１に記載の方法では、回転ローラの直径を小さくすると、回転ローラと用紙の接点とローラ同士の接点との距離の用紙の厚みによる差が小さくなるため、小型化しにくい。

また特に封筒は、端の部分が紙を折った折り線なので、先端に行くほど細いくさび形状になっている。そのため、回転ローラと用紙の接点よりも、実際の用紙の先端がローラ同士の接点に近くなってしまうため、正確な厚み検出がしにくいという問題がある。

本発明の目的は上記の問題を解決することである。すなわち、小型かつ簡単な機構で、印刷する印刷媒体の種類を判別し、自動的に定着部のニップ圧を調整する画像形成装置を提供することを目的としている。

より具体的には、用紙ガイドで用紙の幅を測定し、測定された幅が定型封筒の幅であった場合には定着部のニップ圧を定型封筒への印刷に適した値に変更する。

本発明では、一般にレーザープリンタで印刷される封筒は、Ａ４、Ｂ５、レターサイズなど定型普通紙を収納するのに適した大きさの定型封筒である場合が多いことに着目した。

定型封筒であれば、その幅は既知なので、厚みを測定するかわりに幅を測定して、定型封筒の幅であった場合にはその用紙は定型封筒であると判別できる。

さらに、定型普通紙と定型封筒を比べると、定型封筒は定型普通紙を収納できる大きさに設計されている。

つまり定型封筒の幅は定型普通紙よりも大きい。用紙をスムーズに封筒に入れるためには、用紙幅に加えて人間の手指が入る隙間が必要なため、定型封筒と定型普通紙の大きさの差は厚みの差よりもはるかに大きい。このため、用紙幅を測定すれば用紙の厚みを検出する場合に比べて精度が低い検出手段でも容易に定型普通紙と定型封筒を判別可能である。

＜請求項１＞
請求項１に記載の画像形成装置は、
記録媒体と接触する加熱部材と前記加熱部材に対向する加圧部材と前記加熱部材と前記加圧部材を互いに接触する向きに圧着してニップ圧を発生させるニップ圧発生機構とを備えた定着部と、
前記ニップ圧発生機構を制御して所定のニップ圧を発生させる制御部と、
前記記録媒体に画像を形成する電子写真式の画像形成部と、
手差しで前記記録媒体を供給する手差しトレイと、
前記手差しトレイに供給される前記記録媒体の幅方向をガイドし、前記記録媒体の幅方向と平行な接触面を有する用紙ガイドと、
前記接触面に向けて付勢され、前記接触面に対して回動可能に設けられた回動部材と、
前記回動部材を前記接触面に向けて付勢する付勢部材と、
前記回動部材の回動を検知する検知部材と、を備え、
前記接触面には、前記用紙ガイドが所定の位置に移動されたときに前記接触面の前記回動部材と接触する位置に凹部が設けられ、
前記回動部材は、前記用紙ガイドが所定の位置に移動されたときに前記付勢部材によって前記凹部に向けて付勢されることで前記接触面に対して回動され、
前記制御部は、前記検知部材が前記回動部材の回動を検知したときに第１のニップ圧を発生するように前記ニップ圧発生機構を制御し、
前記検知部材が前記回動部材の回動を検知していないときに第２のニップ圧を発生するように前記ニップ圧発生機構を制御することを特徴とする。

＜請求項２＞
請求項２に記載の画像形性装置は、
請求項１に記載の画像形成装置において、
前記接触面は、前記凹部を複数有していることを特徴とする。
＜請求項３＞
請求項３に記載の画像形性装置は、
請求項１または請求項２に記載の画像形成装置において、
前記記録媒体を保持する、少なくとも１つの給紙カセットと、
前記手差しトレイから供給するか前記給紙カセットから供給するかを択一的に選択できる給紙切替部を備え、前記制御部は、前記給紙切替部が前記給紙カセットから記録媒体を供給するように選択された場合には、前記ニップ圧が前記第２のニップ圧になるよう前記ニップ圧発生機構を制御する構成であることを特徴とする。

＜請求項４＞
請求項４に記載の画像形成装置は
請求項１ないし請求項３に記載の画像形成装置において、
前記第１のニップ圧は前記第２のニップ圧よりも小さい値であることを特徴とする。

＜請求項５＞
請求項５に記載の画像形成装置は、
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記用紙ガイドの所定の位置は、定型封筒の幅方向をガイドするのに適した位置であり、前記第１のニップ圧は、前記定型封筒への印刷に適した値であることを特徴とする。

＜請求項６＞
請求項６に記載の画像形成装置は、
請求項１ないし請求項５のいずれかに画像形成装置において、
前記用紙ガイドの所定の位置は、定型封筒の幅方向をガイドするのに適した位置であり、前記第２のニップ圧は、普通紙への印刷に適した値であることを特徴とする。

＜請求項７＞
請求項７に記載の画像形成装置は、
請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記加熱部材は、回転可能に支持された円筒状の加熱ローラであり、
前記加圧部材は、回転可能に支持された円筒状の加圧ローラであることを特徴とする。

＜請求項８＞
請求項８に記載の画像形成装置は、
請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記ニップ圧発生機構は、圧着機構と偏心カム機構を備え、
前記圧着機構は弾性部材の弾性力により前記加圧部材を前記加熱部材と接触する方向へ圧着し、前記偏心カム機構は前記弾性部材の変形量を変えることでニップ圧を変更可能であることを特徴とする。

請求項１の画像形成装置によれば、ユーザーが手差しトレイに記録媒体をセットし、用紙ガイドをその記録媒体の幅に合う位置へ移動させるだけで、画像形成装置のニップ圧は、自動的に所定のニップ圧にセットされるので、ユーザーが用紙の幅とニップ圧を両方とも設定する手間が省ける。

請求項３に記載の画像形成装置によれば、ユーザーがカセット内の記録媒体に画像形成するか、手差しトレイの記録媒体に画像形成するかを選択するだけで、ニップ圧を第１のニップ圧と第２のニップ圧のいずれかに自動的に切替できるので、どこから給紙するかを変更するたびにニップ圧を再設定する手間が省ける。

請求項４に記載の画像形成装置によれば、手差しトレイから給紙する場合には、用紙ガイドの位置により２種類のニップ圧を設定することができる。

請求項５に記載の画像形成装置によれば、手差しトレイから定型封筒を給紙する場合には、ユーザーは用紙ガイドの位置を定型封筒の幅に合わせるだけで、定型封筒への印刷に最適なニップ圧を設定できる。

請求項６に記載の画像形成装置によれば、手差しトレイから定型封筒以外の普通紙を給紙する場合には、ユーザーは用紙ガイドの位置を普通紙の幅に合わせるだけで、普通紙への印刷に最適なニップ圧を設定できる。

請求項７に記載の画像形成装置においては、加熱ローラと加圧ローラの間に記録媒体を挟んだ状態で定着ローラと加圧ローラを回転させることにより連続的に定着動作をすることができる。

請求項７に記載の画像形成装置においては、構造が簡単で制御が容易な偏心カム機構により容易にニップ圧を切り替えることができる。

１．本実施形態の全体構造
本発明の一つの実施形態を図１〜図１３を参照して説明する。

以下の説明において、レーザプリンタの奥行き方向をＸ方向（正面側を＋Ｘとする）、幅方向（図４における右手前側を＋Ｚとする）をＺ方向とし、高さ方向をＹ方向（図４における上側を＋Ｙとする）として説明する。

図１に示すように、レーザプリンタ１は、筐体２と、記録媒体としての用紙３を給紙するためのフィーダ部４や、給紙された用紙３に画像を形成するための画像形成部５などを備えている。

（１）筐体
筐体２の一方側の側壁には、後述するプロセスカートリッジ２０を着脱するための着脱口６が形成されており、図１、図４に示すように、その着脱口６を開閉するためのフロントカバー７が設けられている。このフロントカバー７は、その下端部に挿通されたカバー軸（図示せず）に回転自在に支持されている。

これによって、フロントカバー７をカバー軸を中心として閉じると、図１に示すように、フロントカバー７によって着脱口６が閉鎖され、フロントカバー７をカバー軸を支点として開くと（傾倒させると）、着脱口６が開放され、この着脱口６を介して、プロセスカートリッジ２０を筐体２に対して着脱させることができる。

また、筐体２の底部には前方に開放するカセット収容部２Ａが設けられており、そこに、正面（図１における右側）からの操作により次述する給紙カセット９を収容させたり、或いは収容された給紙カセット９を取り外したりすることが出来るようになっている。

（２）給紙部
給紙部は、給紙カセット９に収められた紙を１枚づつ画像形成部へ送り込むフィーダ部と、手差しトレイ９３に載せられた用紙を１枚づつ画像形成部へ送り込む手差し給紙部を備えている。

（２−Ａ）フィーダ部
図１に示すように、フィーダ部４は給紙カセット９と、用紙３を用紙搬送経路５６に一枚づつ送り出すための各ローラとを主体として構造される。給紙カセット９は図３に示すように、底の浅いトレイ状をなし内部に用紙３が積層状態に載置されるカセット本体７１と、その前部に設けられる壁部７５とからなる。カセット本体７１の底壁７１Ａの前部には用紙押圧板１５が取り付けられている。この用紙押圧板１５は底壁７１Ａに対して図３における左側の端が固定される一方、これとは反対側の端は固定されておらず、上下に撓み可能な構造とされている。

用紙押圧板１５の先端部と給紙カセット９の底壁７１Ａとの間にはレバー１７が設けられている（図１参照）。このレバー１７はレバー軸１８を中心に回転するようになっており、同レバー軸１８に図中反時計回りの回転駆動力が入力されると、レバー１７がレバー軸１８を支点として回転する。これにより、レバー１７の前端部が用紙押圧板１５の前端、ひいては給紙カセット９内に積層された用紙３を持ち上げることで、同用紙３を後述する給紙ローラ１２に当接させる。

壁部７５は板状の前板７６と、前板７６の反対側にありカセット本体７１側に向かって下降傾斜する傾斜面７７とを備えている。この傾斜面７７の幅方向の中央部には、紙粉取りローラ８並びに分離パット１１が上下に配置されている。また、同傾斜面７７には、カセットの内方（図３における左側）に張り出すようにしてガイド片１１５が設けられている。

紙粉取りローラ８は軸線を給紙カセット９の幅方向に向けた状態で、回転軸の両端部が壁部７５に形成される一対の保持壁７５Ａによって保持されている。

一方、図１に示すように、カセット収容部２Ａにおける天井壁の前部側、すなわち給紙カセット９の壁部７５と対向する位置には給紙ローラ１２、分離ローラ１０、対向ローラ１３が順に配置されている。

ここで、ローラの支持構造について簡単に説明すると、図３に示すように、分離ローラ１０の中心軸Ｃ１並びに対向ローラ１３の中心軸Ｃ２はそれぞれ給紙カセット９の幅方向に延びており、軸線を用紙搬送方向に直交する方向に向けた状態で中心軸Ｃ１、Ｃ２の両端部が筐体２に支持されるようになっている。一方、給紙ローラ１２は分離ローラ１０或いは対向ローラ１３のような筐体２に連結される中心軸を有さず、略コの字状をなすホルダ１２Ａによって中心軸Ｃ１に回転可能な状態で保持されている。

尚、図３は給紙カセットの斜視図であるのに対し、分離ローラ１０、対向ローラ１３、給紙ローラ１２は筐体２に取り付けられる部品である。そのため、分離ローラ１０並びに対向ローラ１３は同図中に本来的には表れない部品であるが、給紙カセット９、或いはカセットに設けられるローラ８との関係を表すためにあえて図面上に示してある。

給紙カセット９をカセット収容部２Ａに収容させると、図１に示すように、給紙カセット９の前板７６が筐体２の前面壁と面一となってカセット収容部２Ａの入り口を塞ぐとともに、分離ローラ１０と分離パット１１が対向し、紙粉取りローラ８と対向ローラ１３とが対向する。

これにより、各ローラ８、１０、１２、１３並びに壁部７５のガイド片１１５によって用紙搬送経路５６が形成される。また、分離バッド１１は分離ローラ１０に押圧された状態となる。これにより、搬送された用紙との間に適度な摩擦力を加え、複数枚重なった状態で用紙搬送経路５６内に用紙３が供給されることを防止する。

また、図１に示すＭは駆動用のモータであり、モータＭが駆動されると図示しない動力伝達ギヤによってモータＭの駆動トルクが伝達されることにより、各中心軸Ｃ１、Ｃ２、ひいては各ローラ１０、１２、１３が回転するようになっている。そして、図１に示すように、用紙搬送経路５６は上記紙粉取りローラ８の配置付近からＵ字状に後側（同図における左側）へ折り返されるとともに、プロセスカートリッジ２０の下方に１対のローラからなるレジストローラ１４を備えている。これにより、モータＭの駆動に伴って用紙３は用紙搬送経路５６を辿って、次述する画像形成部５側へと送られる。

（２−Ｂ）手差し給紙部
以下では図１、図２と図５から図９により手差し給紙部について説明する。

図１および図２に示すとおり、フロントカバー７には用紙３を手差しで供給する手差しトレイ９３が配置されている。

この手差しトレイ９３は、その下端部をトレイ軸（図示せず）に、手差しトレイ９３全体を開閉できるように支持されている。図１は手差しトレイ９３が閉じた状態、図２では開いた状態である。

図２のように手差しトレイ９３を開くと、筐体２のトレイ軸に近い側面にある手差し給紙口９４が開口する。手差し給紙口９４の内部には、給紙ローラ９０と分離ローラ９１を備えたホルダ９１Ａ、および分離パッド９２がある。ホルダ９１Ａは、図示しないばねにより分離ローラ９１を分離パッド９２へ押し付ける向きへ押圧されている。

図２に示すように、用紙３を手差しトレイ９３に収容し、用紙３の先端を手差し給紙口９４へ挿入すると、給紙ローラ９０は用紙３の上面に接触し、分離バッド９２は分離ローラ９１に押圧された状態となる。これにより、用紙３と分離ローラ９１との間に適度な摩擦力を加え、複数枚重なった状態で用紙搬送経路５６内に用紙３が供給されることを防止する。

図５は用紙ガイドの構造を示す斜視図である。

図６は用紙ガイドを手差しトレイの用紙を置く面とは逆の面側から見た部分図である。

図７は用紙ガイドを手差しトレイの用紙を置く面側から見たときの、センサアームがスイッチのアクチュエータを押下していない状態、図８は同じくセンサアームがスイッチのアクチュエータを押下している状態の部分図である。

図２、図５および図６に示すとおり、手差しトレイ９３には、用紙３の幅方向の位置を規制する一対の用紙ガイド９５Ａ，９５Ｂが配置されている。また、手差しトレイ９３には、後述するセンサアーム８０およびスイッチ８１が配置されている。

図６に示すように、センサアーム８０の他端には、リブ８９があって、スイッチ８１のアクチュエータに対向している。スイッチ８１は、アクチュエータが押下されていないときはＯＦＦ、押下されているときはＯＮになる。

用紙ガイド９５Ａ，９５Ｂは、図２および図５に示すように、用紙トレイ９３に積載された用紙３に対してほぼ垂直な壁状のガイド部８２Ａ、８２Ｂと、用紙３に平行なスライド部８３Ａ、８３Ｂとからなる。

スライド部８３Ａ、８３Ｂにはラック８４Ａ、８４Ｂが刻まれており、左右の用紙ガイド９５Ａ、９５Ｂのラック８４Ａ、８４Ｂは共通のピニオン９７にかみ合っている。そのため、用紙ガイド９５Ａまたは９５Ｂのいずれか一方を移動させると、それに伴ってピニオン９７が回転し、両者が接近または離間するように他方が連動する。以上の構造により、用紙ガイド９５Ａ、９５Ｂはピニオン９７に対して対称に開閉する。

また、図７および図８に示すとおり、スライド部８３Ｂのラック８４Ｂが刻まれている側と反対側の側面８９には、所定の位置に切欠８５Ａ、８５Ｂ、８５Ｃ、８５Ｄが刻まれている。

センサアーム８０の一端にはピン８６が配置されている。

センサアーム８０は、軸８７周りに回転可能に取り付けられており、ばね８８によりピン８６がスライド部８３の側面８９に押しつけられる向きに回転モーメントが加えられている。

ここで、センサアーム８０とスイッチ８１の動作について図７、図８に基づいて説明する。

図７に示すように、スライド部８３Ｂの切欠８５Ａ、８５Ｂ、８５Ｃ、８５Ｄのいずれもセンサアーム８０のピン８６に対向する位置にないときは、ピン８６が側面８９に乗っている。そのため、リブ８９はスイッチ８１のアクチュエータを押下しない位置に保持される。

図８に示すように、スライド部８３の切欠８５Ｂがセンサアーム８０のピン８６に対向する位置にくると、ピン８６は、ばね８８の回転モーメントにより側面８９上から対向している切欠８５Ｂ内へ落ち込む。そのためセンサアーム８０は、図８上で左回りに回転する。その結果、リブ８９はスイッチ８１のアクチュエータを押下する。

なおここでは切欠８５Ｂを例に説明したが、切欠８５Ａ、８５Ｃ、８５Ｄに関しても同様である。

ここで切欠８５Ａ、８５Ｂ、８５Ｃ、８５Ｄは、用紙ガイド９５Ａ、９５Ｂを、それぞれ対応する定型封筒の幅方向を案内するのに適した位置にしたときに、ピン８６に対向する位置に作られている。すなわち本実施例は４種類の定型封筒に対応している。

以上の構造により、切欠８５がセンサアーム８０のピン８６に対向する位置にあるかないかを、スイッチ８１のアクチュエータが押下されているかいないか、即ちスイッチ８１がＯＮ／ＯＦＦいずれの状態にあるかを調べることにより判別できる。

ここで、切欠８５Ａ、８５Ｂ、８５Ｃ、８５Ｄは、用紙ガイド９５Ａ、９５Ｂを、定型封筒の幅方向を案内するのに適した位置にしたときに、ピン８６に対向するので、スイッチ８１がＯＮになったときには用紙ガイドが定型封筒を案内するのに適した位置へセットされたと判定できる。

（３）画像形成部
画像形成部５は、スキャナ部１９、プロセスカートリッジ２０、定着部２１などを備えている。以下では図１により画像形成部について説明する。

（３−Ａ）スキャナ部
スキャナ部１９は、筐体２内の上部に設けられ、図示しないレーザ光源、回転駆動されるポリゴンミラー２２、ＦΘレンズ２３、反射鏡２４、レンズ２５および反射鏡２６などを備えている。レーザ光源から発光される画像データに基づくレーザビームは、鎖線で示すように、ポリゴンミラー２２で偏向されて、ＦΘレンズ２３を通過した後、反射鏡２４によって光路が折り返され、さらにレンズ２５を通過した後、反射鏡２６によってさらに光路が下方に屈曲されることにより、プロセスカートリッジ２０の後述する感光ドラム２９の表面上に照射される。

（３−Ｂ）プロセスカートリッジ
プロセスカートリッジ２０は、スキャナ部１９の下方において、筐体２に対して着脱自在に装着されている。このプロセスカートリッジ２０は、筐体として、上フレーム２７と、この上フレーム２７と別体に形成されて、上フレーム２７と組み合わされる下フレーム２８とを備えている。また、プロセスカートリッジ２０は、筐体内に、像担持体としての感光ドラム２９、帯電手段としてのスコロトロン型帯電器３０、現像カートリッジ３１、転写手段としての転写ローラ３２、およびクリーニングブラシ３３を備えている。

感光ドラム２９は、円筒形のドラム本体３４と、このドラム本体３４の軸心において、ドラム本体３４の長手方向に沿って延びる金属製のドラム軸３５とを備えている。ドラム本体３４の最表層はポリカーボネートなどからなる正帯電性の感光層により形成されている。ドラム軸３５が上フレーム２７に支持され、このドラム軸３５に対してドラム本体３４が回転自在に支持されることにより、感光ドラム２９は、上フレーム２７において、ドラム軸３５を中心に回転自在に設けられている。

スコロトロン型帯電器３０は、上フレーム２７に支持されており、感光ドラム２９の後側斜め上方において、感光ドラム２９と接触しないように所定間隔を隔てて、感光ドラム２９と対向配置されている。このスコロトロン型帯電器３０は、感光ドラム２９と所定間隔を隔てて対向配置された放電ワイヤ３７と、放電ワイヤ３７と感光ドラム２９との間に設けられ、放電ワイヤ３７から感光ドラム２９への放電量を制御するためのグリッド３８とを備えている。このスコロトロン型帯電器３０では、グリッド３８にバイアス電圧を印加すると同時に、放電ワイヤ３７に高電圧を印加して、放電ワイヤ３７をコロナ放電させることにより、感光ドラム２９の表面を一様に正極性に帯電させることができる。

現像カートリッジ３１は、後側が開放されるボックス状の収容ケース６０を備え、下フレーム２８に対して着脱自在に装着されている。この現像カートリッジ３１内には、トナー収容室３９、トナー供給ローラ４０、現像ローラ４１および層厚規制ブレード４２が設けられている。

トナー収容室３９は、仕切板４３によって仕切られる収容ケース６０の前側の内部空間として形成されている。トナー収容室３９内には、現像剤として、正帯電性の非磁性１成分のトナーＴが充填されている。

また、トナー収容室３９内には、中央に設けられた回転軸５５に支持されたアジテータ４４が設けられている。このアジテータ４４は、図示しないモータからの動力の入力により回転駆動される。アジテータ４４が回転駆動されると、トナー収容室３９内のトナーＴが攪拌されて、仕切板４３の下方において前後方向に連通する開口部４５からトナー供給ローラ４０に向かって放出される。

トナー供給ローラ４０は、開口部４５の後側に配置されて、現像カートリッジ３１に回転可能に支持されている。このトナー供給ローラ４０は、金属製のローラ軸を、導電性の発泡材料からなるローラで被覆することにより構造されている。

現像ローラ４１は、トナー供給ローラ４０の後側において、トナー供給ローラ４０と互いに圧縮されるように接触した状態で、現像カートリッジ３１に回転可能に支持されている。また、現像ローラ４１は、現像カートリッジ３１が下フレーム２８に装着された状態で、感光ドラム２９に対向して接触する。

ローラ軸４１Ａは、現像カートリッジ３１の前端部において、その両端部が現像カートリッジ３１の側面から装置本体の幅方向（Ｚ軸方向）外方に突出している。現像ローラ４１のローラは、カーボン微粒子などを含む導電性のウレタンゴムまたはシリコーンゴムからなるローラ本体の表面に、フッ素が含有されているウレタンゴムまたはシリコーンゴムのコート層が被覆されている。現像ローラ４１には、現像時に現像バイアスが印加される。また、現像ローラ４１は、図示しないモータからの動力の入力により、トナー供給ローラ４０と同じ方向に回転駆動される。

層厚規制ブレード４２は、金属の板ばね材からなるブレード本体４６の先端部に、絶縁性のシリコーンゴムからなる断面半円形状の押圧部４７を備えている。この層厚規制ブレード４２は、現像ローラ４１の上方において現像カートリッジ３１に支持されて、押圧部４７がブレード本体４６の弾性力によって現像ローラ４１上に圧接されている。

開口部４５から放出されたトナーＴは、トナー供給ローラ４０の回転により、現像ローラ４１に供給され、このとき、トナー供給ローラ４０と現像ローラ４１との間で正に摩擦帯電される。現像ローラ４１上に供給されたトナーＴは、現像ローラ４１の回転に伴って、層厚規制ブレード４２の押圧部４７と現像ローラ４１との間に進入し、一定厚さの薄層として現像ローラ４１上に担持される。

転写ローラ３２は、下フレーム２８に回転自在に支持されており、上フレーム２７と下フレーム２８とが組み合わされた状態において、感光ドラム２９と上下方向において対向して接触し、感光ドラム２９との間にニップを形成するように配置されている。この転写ローラ３２は、金属製のローラ軸３２Ａを、導電性のゴム材料からなるローラで被覆することにより構造されている。転写ローラ３２には、転写時に転写バイアスが印加される。

クリーニングブラシ３３は、下フレーム２８に取り付けられており、上フレーム２７と下フレーム２８とが組み合わされた状態において、感光ドラム２９の後側において、感光ドラム２９と対向して接触するように配置されている。

感光ドラム２９の表面は、その感光ドラム２９の回転に伴って、まず、スコロトロン型帯電器３０により一様に正帯電された後、スキャナ部１９からのレーザビームの高速走査により露光され、用紙３に形成すべき画像に対応した静電潜像が形成される。

次いで、現像ローラ４１の回転により、現像ローラ４１上に担持されかつ正帯電されているトナーが、感光ドラム２９に対向して接触するときに、感光ドラム２９の表面上に形成されている静電潜像、すなわち、一様に正帯電されている感光ドラム２９の表面のうち、レーザビームによって露光され電位が下がっている露光部分に供給される。これにより、感光ドラム２９の静電潜像は、可視像化され、感光ドラム２９の表面には、反転現像によるトナー像が担持される。

その後、感光ドラム２９の表面上に担持されたトナー像は、図１に示すように、レジストローラ１４によって搬送されてくる用紙３が、感光ドラム２９と転写ローラ３２との間の転写位置を通る間に、転写ローラ３２に印加される転写バイアスによって、用紙３に転写される。トナー像が転写された用紙３は、定着部２１に搬送される。

なお、転写後に感光ドラム２９上に残存する転写残トナーは、現像ローラ４１に回収される。また、転写後に感光ドラム２９上に付着する用紙３からの紙粉は、クリーニングブラシ３３によって回収される。

（３−Ｃ）定着部
以下では定着部の構造と動作について図９、１０、１１により説明する。

図９は定着部２１の外観図である。

図１０、図１１は定着部２１のＡ−Ａ断面図である。

図１に示すとおり、定着部２１は、プロセスカートリッジ２０の後側に設けられている。

図１０および図１１に示すとおり、定着部は、定着フレーム４８内に、加熱部材としての加熱ローラ４９および加圧部材としての加圧ローラ５０を備えている。

加熱ローラ４９は、表面がフッ素樹脂によってコーティングされた金属管である。その金属管内には、加熱ローラを加熱するための熱源としてハロゲンランプを備えている。

加熱ローラ４９の回転軸は加熱フレーム４８に回転可能に保持されており、図示しないモータからの動力の入力により回転駆動される。

一方、加圧ローラ５０は、加熱ローラ４９の下方に、加熱ローラ４９を押圧するように対向配置されている。この加圧ローラ５０は、金属製のローラ軸を、ゴム材料からなるローラで被覆した構造である。加熱ローラ４９の回転駆動に従動して回転する。

加圧ローラ５０の回転軸は、加圧フレーム５４に回転可能に保持されている。

加圧フレーム５４は加圧フレーム軸５７に回転可能に保持されており、図示しない加圧ばね５５により加圧フレーム軸５７回りに加圧ローラ５０を加熱ローラ４９へ圧着する向きに回転モーメントが加えられている。

この回転モーメントにより、加熱ローラ４９は加圧ローラ５０のゴム材料でできているローラを変形させてめり込んでいる。以下では、このめり込んだ部分をニップ６１、ニップ６１のゴム材料を変形させるために必要な力をニップ圧と呼ぶ。

ニップ圧は加熱ローラ４９が加圧ローラ５０にめり込んでいる量が大きいほど大きな値になる。

加熱ローラ４９と加圧ローラ５０の回転中心間の距離は、ニップ圧と、加圧ローラのゴムの変形部分が元の形状に復元しようとする弾性反発力がつりあう距離になる。

加圧フレーム５４はさらにカムホロワ５８を備えている。偏心カム５９が回転するにつれてカムホロワ５８を押すと、加圧ローラ５０が加熱ローラ４９から離れる方向へ動く構造になっている。

本実施例では、偏心カム５９はモータＭ２により駆動され、偏心カム５９の短径側がカムホロワ５８に向いて、偏心カム５９とカムホロワ５８が接触していない状態と、偏心カム５９の長径側がカムホロワ５８に接触して押している状態の２つの状態を択一で実現できるように構成されている。

図１０は偏心カム５９がカムホロワ５８を押していない状態、図１１は偏心カム５９が図１０の位置から半回転回転し、カムホロワ５８を押している状態の図である。

原点スイッチ１０９は、偏心カム５９と一体構造の半円形のカムの作用により、偏心カム５９が半回転するごとにＯＮ／ＯＦＦが切り替わる。原点スイッチ１０９が後述する制御部１００に接続されており、ニップ圧の設定状態を検知するセンサとして動作する。

図１０に示すように、カムホロワ５８を押していない状態では、加圧ばね５５のニップ力は加圧ローラ４９のみで支えることになる。

これに対し図１１に示すとおり、カムホロワ５８を押している状態では、加圧ばね５５による回転モーメントの一部をカムホロワ５８を介して偏心カム５９でも支えるので、加圧ローラ５０に加わる力はニップ圧は小さくなる。そのためにニップ６１も小さくなる。

以上の構造により、偏心カム５９を回転させてカムホロワ５８を押していない場合に比べて、偏心カム５９を回転させてカムホロワ５８を駆動している場合には加圧ローラ５０に加わるニップ圧が低下する。このようにして偏心カム５９の停止位置を切り替えることによりニップ圧を変更することができる。

一般に、用紙３として封筒を用いて封筒に形成された画像を定着する場合は、用紙３として普通紙を用いて普通紙に形成された画像を定着する場合に比べてニップ圧を下げる必要がある。その理由は、次のとおりである。

封筒は紙が２枚重なった袋状の構造になっている。封筒は加熱ローラの表面に沿って曲がりながら送られるが、そのとき、封筒の定着ローラに触れる側の紙と加圧ローラ５０に触れる側の紙とでは加熱ローラ５０の回転に伴う送り量が異なる。それは、加圧ローラ５０に触れる側の紙が、加熱ローラ４９に触れる側の紙に比べて紙の厚み分だけ大きい半径で曲げられるためである。

しかし封筒の縁では加圧ローラ５０に触れる側の紙と加熱ローラ４９に触れる紙はつながっているので、送り量の差分が封筒の縁に集められることになる。

送り量の差が小さい場合は紙の伸びで吸収されるのでしわは発生しない。しかし送り量の差が紙の伸びで吸収できないほどに大きくなると、定着部を通過した後の封筒の縁にしわが発生する。

送り量の差を小さくするには、封筒が加熱ローラ４９に沿って曲がりながら送られる長さを短くすればよい。

封筒が加熱ローラ４９に沿って曲がりながら送られる長さは、すなわちニップ部６１の長さである。ニップ部６１を短くすれば送り量の差を小さくできるので、ニップ部を短くするにはニップ圧を下げて、加圧ローラ５０のゴムの変形量を小さくすればよい。

定着部２１では、転写位置において用紙３上に転写されたトナーを、用紙３が加熱ローラ４９と加圧ローラ５０との間を通過する間に熱定着させる。

図１に示すように、トナーが定着した用紙３は、筐体２の上面に向かって上下方向に延びた排紙パス５１に搬送される。排紙パス５１に搬送された用紙３は、その上側に設けられる排紙ローラ５２によって、筐体２の上面に形成された排紙トレイ５３上に排紙される。

２．ニップ圧設定の仕組み
以下ではニップ圧を設定する仕組みについて説明する。

図１２はレーザープリンタのブロック図である。

図１３は制御の流れを示すフローチャートである。

レーザープリンタ１の制御部１００は、図１２に示すとおり、レーザープリンタ１の各部を制御するＣＰＵ１０１、制御プログラムやフォントデータなどを記憶したＲＯＭ１０２、制御および画像形成に必要なデータを記憶したり、演算するための作業領域として利用したりするための記憶領域であるＲＡＭ１０３、などを備えている。

制御部１００には、駆動回路１０５を介して、モータＭ、モータＭ２、スキャナ部１９、定着部２１などが接続されている。また、レーザープリンタ１の状態や用紙切れなどのメッセージを表示する表示パネル１０６、用紙ガイドの９５Ｂが所定の位置にあるかどうかを判定するスイッチ８１、手差しトレイに用紙があるかどうかを検出するよう視線差１０８、偏心カム５９の回転角度を検出する原点スイッチ１０９など、が接続されている。

制御部１００にはまた、用紙３上に形成する画像の元となるデータや、どこから給紙するかを支持する指令などを供給するホストと通信するためのホストＩ／Ｆ １０４を備えている。

続いて、図１３を用いてニップ圧設定の処理について説明する。

図１３はニップ圧設定の処理の流れを示すフローチャートである。

ホストＩ／Ｆ １０４から制御部１００へ画像形成を開始する信号が入力されると、ニップ圧設定処理が開始される（Ｓ００１）。

ここでレーザープリンタ１が、ホストＩ／Ｆ １０４から、画像形成のために必要なデータとともに、手差し給紙部から給紙する指令を受けた場合は（Ｓ００２：はい）、制御部１００はまずスイッチ８１がＯＮかＯＦＦか、すなわち手差しトレイ９３の用紙ガイド９５Ａ、９５Ｂの位置が定型封筒に対応する位置にあるかどうかを調べる。

スイッチ８１がＯＮの場合、すなわち用紙ガイド９５Ａ、９５Ｂが定型封筒の幅に対応する位置にある場合（Ｓ００４：はい）は、制御部１００は偏心カム５９を、カム５９長径側がカムホロワ５８を押し下げる角度（図１１）へ回転させる。これにより、ニップ圧を定型封筒に適した低い値に設定する（Ｓ００５）。その後、引き続いて画像形成処理を開始する。

用紙ガイド９５Ａ、９５Ｂが定型封筒の幅に対応する位置にない、すなわちスイッチ８１がＯＦＦの場合（Ｓ００４：いいえ）は、制御部１００は偏心カム５９をカム５９短径側がカムホロワ５８に対向する角度へ回転させる（図１０）。これにより、ニップ圧を定型封筒以外の普通紙に適した高い値に設定する（Ｓ００６）。その後、引き続いて画像形成処理を開始する。

レーザープリンタ１が、ホストＩ／Ｆ １０４から、画像形成のために必要なデータと
ともに、フィーダ部から給紙する指令を受けた場合、即ち手差し給紙部から給紙する指令を受けなかった場合は（Ｓ００２：いいえ）、ニップ圧を普通紙に適した値に設定してニップ圧設定処理を終了し、引き続き画像形成処理を開始する。

以上のようにして、手差し給紙部から給紙して印刷する場合で、かつ用紙３が定型封筒かその他の普通紙のいずれかである場合には、ユーザーが用紙ガイド９５Ａ、９５Ｂの位置を変更するだけで、ニップ圧も自動的に変更される。

３．他の実施形態
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。

（１）上記実施形態では、定型封筒とその他の普通紙との区別のみを行っていたが、幅と厚みに一定の相関関係がある用紙であれば、切欠８５の位置を設けることで判別し、ニップ圧を切り替えることができる。

（２）上記実施形態では、ニップ圧は２種類の切替のみを実施しているが、３種類以上の切替を可能にしてもよい。

上記実施例ではスイッチ８１のＯＮ／ＯＦＦで用紙判別をしたために、定型封筒かそうでないかの区別しかできない。

しかし、例えば用紙ガイド９５の位置をポテンショメータで測定すれば、用紙の幅を直接測定できる。

さらに偏心カム５９の形状を変更してカムホロワ５８を押す量が３段階以上で可変になるように制御すれば、３種類以上のニップ圧を生成できる。
上記の組み合わせにより、用紙の種類を幅で判別することができ、さらにその用紙に最適なニップ圧を２種類以上のニップ圧から選んで設定する処理が実現できる。

（３）上記実施形態では、用紙幅を測定するための用紙ガイドとその周辺の機構を手差しトレイに設置していたが、これらを給紙カセット内に設置し、給紙カセット内の用紙が封筒か普通紙かの判別をさせることも可能である。

図１は本発明の画像形成装置としてのレーザプリンタを示す要部側断面図である。 図２はレーザープリンタの手差しトレイを開いた状態における断面図（部分図）である。 図３は給紙カセットの斜視図である。 図４はレーザプリンタの斜視図である。 図５は用紙ガイドの構造を示す斜視図である。 図６は用紙ガイドを手差しトレイの用紙を置く面とは逆の面側から見た部分図である。 図７は用紙ガイドを手差しトレイの用紙を置く面側から見た、センサアームがスイッチのアクチュエータを押下していない状態の部分図である。 図８は用紙ガイドを手差しトレイの用紙を置く面側から見た、センサアームがスイッチのアクチュエータを押下している状態の部分図である。 図９は定着部の外観図である。 図１０は定着部の、ニップ圧が高い状態のＡ−Ａ断面図である。 図１１は定着部の、ニップ圧が低い状態のＡ−Ａ断面図である。 図１２はレーザープリンタのブロック図である。 図１３はニップ圧設定制御のフローチャートである。

１ ・・・ レーザプリンタ
２ ・・・ 筐体
２Ａ ・・・ カセット収容部
３ ・・・ 用紙
４ ・・・ フィーダ部
５ ・・・ 画像形成部
６ ・・・ 着脱口
７ ・・・ フロントカバー
８ ・・・ 紙粉取りローラ
９ ・・・ 給紙カセット
１０ ・・・ 分離ローラ
Ｃ１ ・・・ 分離ローラ１０の中心軸
Ｍ ・・・ モータ
Ｍ２ ・・・ モータ
１１ ・・・ 分離パット
１２ ・・・ 給紙ローラ
１２Ａ ・・・ ホルダ
１３ ・・・ 対向ローラ
Ｃ２ ・・・ 対向ローラ１３の中心軸
１４ ・・・ レジストローラ
１５ ・・・ 用紙押圧板
１７ ・・・ レバー
１８ ・・・ レバー軸
１９ ・・・ スキャナ部
２０ ・・・ プロセスカートリッジ
２１ ・・・ 定着部
２２ ・・・ ポリゴンミラー
２３ ・・・ ＦΘレンズ
２４ ・・・ 反射鏡
２５ ・・・ レンズ
２６ ・・・ 反射鏡
２７ ・・・ 上フレーム
２８ ・・・ 下フレーム
２９ ・・・ 感光ドラム
３０ ・・・ スコロトロン型帯電器
３１ ・・・ 現像カートリッジ
３２ ・・・ 転写ローラ
３２Ａ ・・・ ローラ軸
３３ ・・・ クリーニングブラシ
３４ ・・・ ドラム本体
３５ ・・・ ドラム軸
３７ ・・・ 放電ワイヤ
３８ ・・・ グリッド
３９ ・・・ トナー収容室
４０ ・・・ トナー供給ローラ
Ｔ ・・・ トナー
４１ ・・・ 現像ローラ
４１Ａ ・・・ ローラ軸
４２ ・・・ 層厚規制ブレード
４３ ・・・ 仕切板
４４ ・・・ アジテータ
４５ ・・・ 開口部
４６ ・・・ ブレード本体
４７ ・・・ 押圧部
４８ ・・・ 定着フレーム
４９ ・・・ 加熱ローラ
５０ ・・・ 加圧ローラ
５１ ・・・ 排紙パス
５２ ・・・ 排紙ローラ
５３ ・・・ 排紙トレイ
５４ ・・・ 加圧フレーム
５５ ・・・ 加圧ばね
５６ ・・・ 用紙搬送経路
５７ ・・・ 加圧フレーム軸
５８ ・・・ 偏心カムホロワ
５９ ・・・ 偏心カム
６０ ・・・ 収容ケース
６１ ・・・ ニップ（加圧ローラのニップ）
７１ ・・・ カセット本体
７１Ａ ・・・ 底壁
７５ ・・・ 壁部
７５Ａ ・・・ 保持壁
７６ ・・・ 前板
７７ ・・・ 傾斜面
８０ ・・・ センサアーム
８１ ・・・ スイッチ
８２Ａ ・・・ ガイド部
８２Ｂ ・・・ ガイド部（切欠８５がある側）
８３Ａ ・・・ スライド部
８３Ｂ ・・・ スライド部（切欠８５がある側）
８４Ａ ・・・ ラック
８４Ｂ ・・・ ラック
８５Ａ ・・・ 切欠
８５Ｂ ・・・ 切欠
８５Ｃ ・・・ 切欠
８５Ｄ ・・・ 切欠
８６ ・・・ ピン
８７ ・・・ 軸
８８ ・・・ ばね
８９ ・・・ 側面
９０ ・・・ 給紙ローラ
９１ ・・・ 分離ローラ
９１Ａ ・・・ ホルダ
９２ ・・・ 分離パット
９３ ・・・ 手差しトレイ
９４ ・・・ 手差し給紙口
９５Ａ ・・・ 用紙ガイド
９５Ｂ ・・・ 用紙ガイド（切欠８５がある側）
９７ ・・・ ピニオン
１００ ・・・ 制御部
１０１ ・・・ ＣＰＵ
１０２ ・・・ ＲＯＭ
１０３ ・・・ ＲＡＭ
１０４ ・・・ ホストＩ／Ｆ
１０５ ・・・ 駆動回路
１０６ ・・・ 表示パネル
１０８ ・・・ 用紙センサ
１０９ ・・・ 原点スイッチ
１１５ ・・・ ガイド片

Claims (8)

1. 記録媒体と接触する加熱部材と前記加熱部材に対向する加圧部材と前記加熱部材と前記加圧部材を互いに接触する向きに圧着してニップ圧を発生させるニップ圧発生機構とを備えた定着部と、
   前記ニップ圧発生機構を制御して所定のニップ圧を発生させる制御部と、
   前記記録媒体に画像を形成する電子写真式の画像形成部と、
   手差しで前記記録媒体を供給する手差しトレイと、
   前記手差しトレイに供給される前記記録媒体の幅方向をガイドし、前記記録媒体の幅方向と平行な接触面を有する用紙ガイドと、
   前記接触面に向けて付勢され、前記接触面に対して回動可能に設けられた回動部材と、
   前記回動部材を前記接触面に向けて付勢する付勢部材と、
   前記回動部材の回動を検知する検知部材と、を備え、
   前記接触面には、前記用紙ガイドが所定の位置に移動されたときに前記接触面の前記回動部材と接触する位置に凹部が設けられ、
   前記回動部材は、前記用紙ガイドが所定の位置に移動されたときに前記付勢部材によって前記凹部に向けて付勢されることで前記接触面に対して回動され、
   前記制御部は、前記検知部材が前記回動部材の回動を検知したときに第１のニップ圧を発生するように前記ニップ圧発生機構を制御し、
   前記検知部材が前記回動部材の回動を検知していないときに第２のニップ圧を発生するように前記ニップ圧発生機構を制御することを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において、
   前記接触面は、前記凹部を複数有していることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１または請求項２のいずれかに記載の画像形成装置において、
   前記記録媒体を保持する少なくとも１つの給紙カセットと、
   前記手差しトレイから供給するか前記給紙カセットから供給するかを択一的に選択できる給紙切替部を備え、
   前記制御部は、前記給紙切替部が前記給紙カセットから記録媒体を供給するように選択された場合には、前記ニップ圧が前記第２のニップ圧になるよう前記ニップ圧発生機構を制御する構成であることを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の画像形成装置において、
   前記第１のニップ圧は前記第２のニップ圧よりも小さい値であること
   を特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の画像形成装置において、
   前記用紙ガイドの所定の位置は、定型封筒の幅方向をガイドするのに適した位置であり、前記第１のニップ圧は、前記定型封筒への印刷に適した値であること
   を特徴とする画像形成装置。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の画像形成装置において、
   前記用紙ガイドの所定の位置は、定型封筒の幅方向をガイドするのに適した位置であり、前記第２のニップ圧は、普通紙への印刷に適した値であること
   を特徴とする画像形成装置。
7. 請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の画像形成装置において、
   前記加熱部材は、回転可能に支持された円筒状の加熱ローラであり、
   前記加圧部材は、回転可能に支持された円筒状の加圧ローラであること
   を特徴とする画像形成装置。
8. 請求項１ないし７のいずれかに記載の画像形成装置において、
   前記ニップ圧発生機構は、圧着機構と偏心カム機構を備え、
   前記圧着機構は弾性部材の弾性力により前記加圧部材を前記加熱部材と接触する方向へ圧着し、
   前記偏心カム機構は前記弾性部材の変形量を変えることでニップ圧を変更可能であることを特徴とする画像形成装置。

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